در مورد “دنده چرخ جلو لودر ZL50” به یکی از پیچیده‌ترین و در عین حال قدرتمندترین بخش‌های سیستم انتقال قدرت این ماشین اشاره دارد. این بخش که به نام “فاینال درایو” (Final Drive) یا “کاهنده نهایی” شناخته می‌شود، وظیفه بسیار حیاتی در تامین گشتاور لازم برای حرکت لودر، به خصوص در زمان حمل بارهای سنگین، ایفا می‌کند.

در ادامه، به صورت کامل و با جزئیات فنی دقیق، ساختار، عملکرد، انواع، علائم خرابی و نکات نگهداری این مجموعه را تشریح می‌کنم.

۱. چرا لودر ZL50 به دنده چرخ (فاینال درایو) نیاز دارد؟

تصور کنید قدرت موتور مستقیماً به چرخ‌ها منتقل شود. سرعت چرخ‌ها بسیار بالا می‌رفت، اما گشتاور (Torque) یا نیروی چرخشی آن‌ها آنقدر کم بود که لودر قادر به حرکت دادن خود، چه برسد به هل دادن و بلند کردن چند تن بار، نبود.

وظیفه اصلی مجموعه دنده چرخ یا فاینال درایو این است:

• افزایش گشتاور (Torque Multiplication): این مجموعه به عنوان آخرین مرحله کاهش دنده عمل می‌کند. با کاهش شدید سرعت دورانی که از دیفرانسیل می‌آید، گشتاور را به میزان فوق‌العاده‌ای افزایش می‌دهد. این همان نیرویی است که به لودر اجازه می‌دهد تا با قدرت زیاد، زمین را حفر کند یا بارهای سنگین را جابجا نماید.
• کاهش سرعت (Speed Reduction): سرعت بالای چرخیده شدن پلوس را به سرعت پایین و کنترل‌شده چرخ تبدیل می‌کند.
• تحمل وزن و فشار: کل وزن قسمت جلوی لودر و بار داخل پاکت، مستقیماً روی این مجموعه و بلبرینگ‌های آن اعمال می‌شود.

رابطه کلیدی: $P=\tau \times \omega$ (توان = گشتاور × سرعت زاویه‌ای). سیستم فاینال درایو با کاهش شدید سرعت زاویه‌ای ($\omega$)، گشتاور ($\tau$) را به شدت افزایش می‌دهد تا توان ($P$) لازم برای کار سنگین فراهم شود.

۲. ساختار و اجزای دنده چرخ جلو لودر ZL50 (نوع پلنتاری)

اکثر لودرهای مدرن مانند ZL50 از سیستم کاهنده نهایی سیاره‌ای (Planetary Final Drive) استفاده می‌کنند که درون توپی چرخ (Wheel Hub) قرار گرفته است. این سیستم به دلیل بازده بالا، تحمل گشتاور فوق‌العاده و طراحی فشرده، بهترین گزینه برای ماشین‌آلات سنگین است.

اجزای اصلی این مجموعه عبارتند از:

1. دنده خورشیدی (Sun Gear):

• این دنده در مرکز مجموعه قرار دارد و مستقیماً به انتهای شفت پلوس (Axle Shaft) متصل است. نیروی چرخشی از دیفرانسیل از طریق پلوس به این دنده منتقل می‌شود.

2. دنده‌های سیاره‌ای (Planet Gears):

• معمولاً ۳ یا ۴ دنده کوچکتر که روی یک حامل (Planet Carrier) سوار شده‌اند. این دنده‌ها به طور همزمان با دنده خورشیدی (در داخل) و دنده رینگی (در خارج) درگیر هستند.

3. حامل دنده‌های سیاره‌ای (Planet Carrier):

• این قطعه، محور دنده‌های سیاره‌ای را نگه می‌دارد. در سیستم فاینال درایو لودر، این حامل به توپی چرخ و رینگ متصل است. بنابراین، چرخش این حامل باعث چرخش مستقیم چرخ می‌شود.

4. دنده رینگی (Ring Gear یا Annulus):

• یک دنده بزرگ با دندانه‌های داخلی که کل مجموعه سیاره‌ای را احاطه کرده است. این دنده ثابت است و به پوسته اکسل (Axle Housing) پیچ شده و حرکت نمی‌کند.

<p style=“text-align: center;”>

<img src=“https://i.imgur.com/b3Oq6fT.png” alt=“ساختار دنده سیاره‌ای یا پلنتاری در چرخ لودر” width=“800”>

<br>

<em>تصویر ۱: نمای شماتیک از اجزای مجموعه دنده سیاره‌ای (پلنتاری) در فاینال درایو لودر.</em>

</p>

۳. عملکرد گام به گام مجموعه پلنتاری

1. ورود نیرو: شفت پلوس با سرعت بالا دنده خورشیدی را می‌چرخاند.
2. انتقال نیرو: دنده خورشیدی، دنده‌های سیاره‌ای را به چرخش در می‌آورد.
3. ایجاد حرکت مداری: از آنجایی که دنده رینگی ثابت است، دنده‌های سیاره‌ای مجبور می‌شوند مانند سیاره‌ها به دور خورشید، در داخل دنده رینگی حرکت مداری داشته باشند.
4. چرخش حامل: این حرکت مداری دنده‌های سیاره‌ای، باعث چرخش حامل (Carrier) می‌شود.
5. خروج نیرو: از آنجا که حامل به توپی چرخ متصل است، چرخش آرام اما بسیار قدرتمند آن، باعث چرخش چرخ لودر می‌شود.

این مکانیزم هوشمندانه، کاهش دنده بسیار زیادی (مثلاً $20:1$ یا بیشتر) را در فضایی بسیار کوچک ممکن می‌سازد.

۴. علائم خرابی دنده چرخ جلو (فاینال درایو)

خرابی این مجموعه می‌تواند فاجعه‌بار و بسیار پرهزینه باشد. به علائم زیر باید به شدت توجه کرد:

1. صداهای غیرعادی از چرخ: شنیدن صدای تق تق، خرد شدن یا زوزه بلند از ناحیه توپی چرخ، به خصوص در هنگام دور زدن یا حرکت زیر بار، اولین و جدی‌ترین علامت است.
2. نشتی روغن (واسکازین): مشاهده نشتی شدید واسکازین از پشت چرخ (محل کاسه‌نمد توپی چرخ). این نشتی نشان می‌دهد که یا کاسه‌نمد خراب شده یا حرارت بیش از حد و لقی بلبرینگ‌ها به آن آسیب زده است.
3. حرارت بیش از حد توپی چرخ: اگر پس از مدتی کار، توپی یک چرخ به طور محسوسی داغ‌تر از چرخ دیگر باشد، نشان‌دهنده اصطکاک شدید داخلی به دلیل خرابی بلبرینگ یا دنده‌ها است.
4. وجود براده فلز در روغن (واسکازین): هنگام تعویض واسکازین فاینال درایو، اگر براده‌های فلزی براق یا تکه‌های دنده در روغن تخلیه شده مشاهده شود، نشانه قطعی سایش و تخریب دنده‌ها و بلبرینگ‌هاست.
5. قفل شدن یا حرکت نکردن چرخ: در حالت‌های بسیار حاد، شکستن دنده‌ها می‌تواند باعث قفل شدن کامل مجموعه و عدم حرکت چرخ شود.

۵. نگهداری و پیشگیری از خرابی

نگهداری صحیح، عمر این مجموعه گران‌قیمت را هزاران ساعت افزایش می‌دهد:

• بازدید سطح واسکازین: طبق دفترچه راهنمای لودر ZL50 (معمولاً هر ۲۵۰ ساعت)، سطح واسکازین فاینال درایو را چک کنید. برای این کار معمولاً دو پیچ روی درپوش فاینال درایو وجود دارد. باید لودر را طوری حرکت دهید که خط واصل این دو پیچ، افقی شود. پیچ بالایی پیچ بازدید (و تزریق) و پیچ پایینی پیچ تخلیه است. سطح روغن باید تا لبه سوراخ پیچ بالایی باشد.
• تعویض به موقع واسکازین: واسکازین را طبق برنامه زمانی سازنده (معمولاً هر ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ ساعت) تعویض کنید. این کار ارزان‌ترین راه برای جلوگیری از خرابی‌های گران است.
• استفاده از واسکازین مناسب: حتماً از واسکازین با گرید (ویسکوزیته) و استاندارد کیفی (API) توصیه شده توسط سازنده استفاده کنید. معمولاً واسکازین‌های دنده سنگین مانند SAE 85W-140 یا SAE 80W-90 با استاندارد API GL-5 برای این بخش مناسب هستند.
• پرهیز از بارهای ناگهانی: از ضربه‌های شدید به پاکت و حرکات تهاجمی که شوک زیادی به سیستم انتقال قدرت وارد می‌کند، خودداری کنید.

اگر هر یک از علائم خرابی را مشاهده کردید، فوراً دستگاه را متوقف کرده و برای بازبینی و تعمیر اقدام کنید. ادامه کار با فاینال درایو معیوب می‌تواند منجر به تخریب کامل پوسته اکسل و هزینه‌های چند ده میلیونی شود.