دنده چرخ لودر چینی ZL50” که به آن “مجموعه کاهنده نهایی”، “فاینال درایو” (Final Drive) یا در اصطلاح فنی و بازاری “مجموعه دنده سیاره‌ای داخل توپی” گفته می‌شود، یکی از مهم‌ترین و هوشمندانه‌ترین بخش‌های این لودرها برای تولید قدرت و گشتاور نهایی است.

لودرهای چینی سری ZL (مانند ZL50، ZL40، ZL30) همگی از یک طراحی مشابه برای این سیستم بهره می‌برند. در ادامه به صورت کامل، دقیق و با جزئیات فنی، این مجموعه را برای لودر ZL50 تشریح می‌کنم.

۱. چرا اصلاً “دنده چرخ” وجود دارد؟ (هدف و فلسفه طراحی)

تصور کنید نیروی موتور پس از عبور از گیربکس و دیفرانسیل، مستقیماً به چرخ‌ها متصل شود. نتیجه چه خواهد بود؟

• سرعت بالا: لودر سرعتی نزدیک به یک خودروی سواری پیدا می‌کرد.
• قدرت (گشتاور) بسیار کم: لودر توانایی کندن زمین، هل دادن تپه‌های خاکی یا بلند کردن یک باکت پر از سنگ را نداشت.

راه حل مهندسی برای این مشکل، استفاده از یک اصل بنیادی فیزیک است: “برای افزایش گشتاور، باید سرعت دورانی را کاهش داد.”

دنده چرخ (فاینال درایو) دقیقاً همین کار را انجام می‌دهد. این سیستم یک گیربکس کوچک، بسیار قدرتمند و جمع‌وجور است که درست داخل توپی هر چرخ تعبیه شده و به عنوان آخرین مرحله کاهش سرعت و افزایش گشتاور عمل می‌کند.

مزایای کلیدی این طراحی:

1. تولید گشتاور عظیم در چرخ: نیروی لازم برای کارهای سنگین را فراهم می‌کند.
2. کاهش فشار بر سایر اجزا: چون افزایش گشتاور نهایی در خود چرخ اتفاق می‌افتد، قطعاتی مانند گیربکس، گاردان، دیفرانسیل و پلوس‌ها فشار کمتری را تحمل می‌کنند. این باعث افزایش عمر و کاهش استهلاک کل سیستم انتقال قدرت می‌شود.

۲. اجزای اصلی دنده چرخ لودر ZL50 (ساختار سیاره‌ای)

این مجموعه از یک سیستم گیربکس سیاره‌ای (Planetary Gear Set) تشکیل شده است. این نوع گیربکس به دلیل توانایی تحمل گشتاور بسیار بالا در یک فضای فشرده، بهترین گزینه برای این کاربرد است. اجزای اصلی آن به شرح زیر است:

<p style=“text-align: center;”>

<img src=“https://i.imgur.com/vHq4V9G.png” alt=“نمای انفجاری دنده چرخ لودر ZL50” width=“750”>

<br>

<em>تصویر ۱: نمای انفجاری و اجزای اصلی مجموعه دنده چرخ (فاینال درایو) لودر ZL50.</em>

</p>

۳. فرآیند عملکرد گام به گام (چگونه گشتاور چند برابر می‌شود؟)

مکانیزم عملکرد این سیستم بسیار هوشمندانه است:

1. ورود نیرو: پلوس با سرعت بالا و گشتاور نسبتاً کم، دنده خورشیدی (۱) را می‌چرخاند.
2. درگیری سیاره‌ها: دنده خورشیدی، دنده‌های سیاره‌ای (۲) را به چرخش وادار می‌کند.
3. قفل شدن توسط رینگ ثابت: از آنجایی که دنده‌های سیاره‌ای از بیرون با دنده رینگی (۴) ثابت درگیر هستند، نمی‌توانند آزادانه بچرخند. این درگیری آنها را مجبور می‌کند که ضمن چرخیدن به دور محور خود، کل مجموعه قفسه (۳) را نیز با خود به چرخش درآورند (مانند سیاراتی که به دور خورشید می‌گردند).
4. خروج نیرو با سرعت کم و گشتاور بالا: قفسه (کریر) که به توپی چرخ متصل است، با سرعتی بسیار کمتر از دنده خورشیدی ورودی می‌چرخد. طبق قانون گیربکس‌ها، این کاهش سرعت باعث افزایش چند برابری گشتاور می‌شود.

نسبت کاهش=1+تعداد دندانه‌های رینگیتعداد دندانه‌های خورشیدی \text{نسبت کاهش} = 1 + \frac{\text{تعداد دندانه‌های رینگی}}{\text{تعداد دندانه‌های خورشیدی}} نسبت کاهش=1+تعداد دندانه‌های خورشیدیتعداد دندانه‌های رینگی​

برای مثال، اگر دنده رینگی $72$ دندانه و دنده خورشیدی $24$ دندانه داشته باشد، نسبت کاهش 1+7224=1+3=41 + \frac{72}{24} = 1 + 3 = 41+2472​=1+3=4 خواهد بود. یعنی سرعت $4$ برابر کم شده و گشتاور (در حالت ایده‌آل) $4$ برابر افزایش می‌یابد.

۴. مشکلات رایج، علائم و دلایل خرابی دنده چرخ ZL50

این مجموعه به شدت تحت فشار کار می‌کند و خرابی آن می‌تواند کل لودر را زمین‌گیر کند.

علائم خرابی:

1. صدای خرد شدن، تق تق یا کوبش شدید از داخل چرخ: به خصوص هنگام حرکت زیر بار یا دور زدن، این صدا به وضوح شنیده می‌شود.
2. قفل شدن یا حرکت نکردن یک چرخ: در صورت شکستگی کامل و گیر کردن قطعات.
3. داغ شدن بیش از حد توپی چرخ: اصطکاک ناشی از خرابی بلبرینگ‌ها یا دنده‌ها باعث تولید حرارت شدید می‌شود.
4. وجود براده‌های فلزی بزرگ و براق در روغن اکسل: هنگام تعویض یا بازدید واسکازین، وجود این براده‌ها یک نشانه قطعی از خرد شدن دنده‌ها است.
5. نشتی شدید روغن از پشت چرخ: معمولاً خرابی بلبرینگ‌های اصلی توپی باعث لقی و خرابی کاسه نمد می‌شود.

دلایل اصلی خرابی:

• ضعف روغن (مهم‌ترین علت): سطح پایین، کیفیت نامناسب یا عدم تعویض به موقع واسکازین اکسل (که روغن این مجموعه را هم تامین می‌کند) باعث سایش و سوختن دنده‌ها می‌شود.
• خرابی بلبرینگ‌های اصلی توپی: لودر ZL50 دو بلبرینگ مخروطی بزرگ در هر توپی دارد. خرابی این بلبرینگ‌ها باعث لقی چرخ و به هم خوردن تنظیم دنده‌ها (Alignment) و در نهایت شکست آنها می‌شود.
• فشار کاری بیش از حد و ضربه‌های ناگهانی (اپراتوری غلط): بارهای ضربه‌ای، مانند برخورد با سرعت به یک مانع، فشار لحظه‌ای ویرانگری به دنده‌ها وارد می‌کند.
• ورود آب و گرد و خاک: خرابی کاسه نمد چرخ باعث نفوذ آلاینده‌ها به داخل مجموعه و تخریب سریع روغن و قطعات می‌شود.
• کیفیت پایین قطعات یدکی: استفاده از دنده‌ها یا بلبرینگ‌های غیراستاندارد با آلیاژ و عملیات حرارتی ضعیف، عمر مجموعه را به شدت کاهش می‌دهد.

۵. توصیه‌های کلیدی برای تعمیر و نگهداری

• کنترل دائمی سطح و کیفیت واسکازین اکسل: این کار ساده، حیاتی‌ترین اقدام پیشگیرانه است.
• بررسی لقی چرخ‌ها: به صورت دوره‌ای (مثلاً ماهانه) با جک زدن زیر اکسل، لقی چرخ را بررسی کنید. هرگونه لقی غیرعادی باید فوراً با تنظیم یا تعویض بلبرینگ‌ها برطرف شود.
• تعویض کامل مجموعه: در صورت خرابی، بهترین و مطمئن‌ترین کار، تعویض “کیت کامل دنده چرخ” شامل دنده خورشیدی، سیاره‌ای‌ها، کریر، پین‌ها، واشرها و بلبرینگ‌های سوزنی است. تعویض یک قطعه معیوب در میان قطعات فرسوده دیگر، معمولاً منجر به خرابی مجدد می‌شود.
• تمیزی مطلق هنگام مونتاژ: این سیستم به آلودگی بسیار حساس است. تمام قطعات باید با دقت شسته شده و در محیطی تمیز مونتاژ گردند.

امیدوارم این توضیحات کامل به شما در درک عمیق “دنده چرخ لودر ZL50” کمک کرده باشد. اگر سوال دیگری دارید، در خدمتم.