Zwolnice są kluczowymi elementami w maszynach gąsienicowych, a ich awaria prowadzi do kosztownych przestojów, a w skrajnych przypadkach nawet do całkowitego unieruchomienia sprzętu w terenie. Wiedza na temat najczęstszych przyczyn awarii zwolnicy pozwala unikać niewłaściwych praktyk eksploatacyjnych i wyraźnie wydłużyć żywotność eksploatowanych podzespołów.
Czym jest zwolnica?
Zwolnica, znana również jako reduktor jazdy, silnik jazdy lub z ang. final drive, jest jednym z końcowych elementów układu napędowego. Jej zastosowanie pozwala zwiększyć moment obrotowy (czyli zwolnić obroty) dopiero na kołach napędowych. Umożliwia to łatwiejsze pokonywanie trudnego terenu oraz odciąża elementy układu poprzedzające zwolnicę. Zwolnice są wykorzystywane w różnych rodzajach maszyn budowlanych (szczególnie w koparkach) oraz pojazdach użytkowych przeznaczonych do poruszania się w grząskim terenie.
Ogólnie rzecz biorąc, zwolnica składa się z dwóch układów: hydromotoru i przekładni mechanicznej, najczęściej w postaci zestawu kosza satelitów. Są to bardzo precyzyjnie wykonane elementy, które doskonale przenoszą napęd. Przy prawidłowym użytkowaniu i regularnej konserwacji zwolnica będzie pracować bezawaryjnie przez wiele lat.
Zalety stosowania zwolnic
- Zwiększony moment obrotowy: Dzięki zwolnicy zyskujemy zwiększony moment obrotowy przekazywany na koła, co jest szczególnie korzystne w przypadku maszyn budowlanych i rolniczych, mimo zmniejszenia prędkości obrotowej koła.
- Zwiększona wytrzymałość dyferencjałów osiowych: Koła zębate w samej zwolnicy rozkładają na siebie siły, co zmniejsza zużycie drogich elementów, takich jak skrzynie biegów.
- Odporność i bezpieczeństwo: Zwolnice nie tylko sprawiają, że maszyny budowlane lepiej wykonują swoją pracę, ale są do tego odporniejsze i bezpieczniejsze.
- Możliwość zwiększenia prześwitu: Niektóre zwolnice mają za zadanie zwiększyć prześwit, wysuwając półoś od centrum koła w górę. Takie zastosowanie sprawdza się w przypadku pojazdów o niskim prześwicie.
Rodzaje zwolnic
Ze względu na budowę wyróżnia się trzy rodzaje zwolnic:
- Obiegowe: Ulokowane są w piaście koła o zwartej konstrukcji.
- Walcowe: Posiadają uzębienie zewnętrzne i służą do zwiększania prześwitu pod mostem.
- Różnicowe: Mocowane w piastach kół. Nie wpływają na wysokość prześwitu, a ich konstrukcja przypomina mechanizm różnicowy.
Najczęstsze przyczyny awarii zwolnicy
Wyłączając naturalne zużycie elementów roboczych zwolnicy (m.in. starte koła zębate lub zetlałe uszczelnienie), większość usterek i awarii silników jazdy jest wynikiem zaniedbań ze strony użytkownika. Operatorzy i właściciele maszyn często zaniedbują prace konserwacyjne lub ignorują wczesne objawy awarii (takie jak spadek mocy, trzaski lub wyciek oleju), co kończy się poważnymi uszkodzeniami układu zwolnicy i pociąga za sobą spore koszty. Do najczęstszych przyczyn awarii zwolnic zalicza się:
1. Niewłaściwy poziom oleju
Olej do przekładni może szybko się wypracowywać, zwłaszcza przy intensywnej pracy zwolnicy. Należy więc regularnie uzupełniać jego poziom - niski stan lub brak oleju w przekładni to prosta droga do wytarcia wałków atakujących i zatarcia łożysk. Praca w takich warunkach powoduje deformację zębów, a w skrajnych przypadkach może prowadzić nawet do rozerwania korpusu.
Niestety, wielu operatorów/właścicieli maszyn ma tendencję do przelewania oleju. Choć mogłoby się wydawać, że lanie „do pełna” pozwoli uniknąć zagrożenia awarią, w rzeczywistości jest równie szkodliwe, co niski poziom lub brak oleju. Podczas pracy olej nagrzewa się, co skutkuje zwiększeniem jego objętości. Gdy będzie go za dużo, zacznie wypychać uszczelnienia, prowadząc do wycieków lub nawet rozerwania korpusu zwolnicy przy wysokim ciśnieniu.
W związku z tym trzeba stale kontrolować stan oleju i w razie konieczności uzupełniać jego ilość. Wymiana oleju powinna być wykonywana regularnie, zgodnie z zaleceniami producenta. Przy obecnej eksploatacji maszyn oraz intensywnej jeździe zaleca się wymianę nawet co 250 MTG, a w łożyskach co 100 godzin roboczych. Wymiana oleju w zwolnicach powinna odbywać się, gdy są one rozgrzane. Wtedy stary olej łatwiej wypłynie, zabierając ze sobą resztki ewentualnych drobinek. W zwolnicy są dwie śruby - jedna będzie służyć do zlewania starego oleju, druga do wlewania nowego. Sugeruje się, aby odkręcić najpierw tę powyżej poziomu oleju, dzięki czemu wyrówna się ciśnienie wewnątrz zwolnicy. Jeśli chodzi o rodzaj oleju i jego ilość, trzeba posłużyć się instrukcją maszyny.
2. Używanie zużytych olejów
Odkładanie wymiany oleju na nowy w ramach „oszczędności” jest poważnym błędem. Olej przepracowany nie tylko traci swoje właściwości, ale też zawiera zanieczyszczenia, które przyczyniają się do zużywania się elementów zwolnicy. Już niewielka ilość zanieczyszczeń może znacznie skrócić żywotność kół zębatych, a po dłuższym czasie spowodować poważną awarię. W wyniku ścierania zanieczyszczeniami, do oleju trafia coraz więcej opiłków metalu, co jeszcze bardziej przyspiesza zużywanie się ruchomych elementów. Powstające w ten sposób luzy między trybami powodują rozszczelnienie układu, a nawet zatrzymanie ruchu i rozpad części.
3. Zaniedbanie kontroli stanu uszczelnień
Uszczelki to jedne z najszybciej zużywających się elementów. Ciężko jest przewidzieć ich dokładną żywotność, przez co niezwykle ważne jest regularne kontrolowanie ich stanu, szczególnie w okresach intensywnej eksploatacji zwolnicy. Częsta kontrola stanu uszczelnienia zwolnicy może pozwolić w porę wypatrzeć niszczącą się osłonę i zaoszczędzić sobie ogromnego kłopotu w przyszłości.
4. Brak reakcji na niecodzienne odgłosy z maszyny
Sprzęt, na którym pracujemy, daje nam jasne sygnały, że coś jest z nim nie tak. Dziwne piski, zgrzyty, stukanie i inne dźwięki to znak, że potrzebna jest natychmiastowa naprawa zwolnicy. Niestety, sygnały te są często ignorowane, w wyniku czego to, co mogło zakończyć się na wymianie jednej drobnej części, prowadzi do poważnego uszkodzenia układu i konieczności kupna nowej zwolnicy. Jeśli zauważysz, że hydromotor podczas pracy koparki wydaje podejrzane dźwięki (zarówno te powtarzające się cykliczne, jak i nieregularne), nie ignoruj ich, ponieważ może to być oznaką uszkodzonego łożyska.
5. Błędy operatora
Wielu operatorów „idzie na skróty”, chcąc zaoszczędzić czas podczas pracy. Najprostszym przykładem takiego działania jest pokonywanie przeszkody terenowej „na siłę” zamiast jej ominięcia. Może to prowadzić np. do przeciążenia jednej strony maszyny, a tym samym spowodować uszkodzenie eksploatowanej ponad miarę zwolnicy. Zaoszczędzenie kilku minut w żadnym razie nie jest warte kosztownych napraw i potencjalnego utknięcia w trudnym terenie.
6. Niewłaściwe przygotowanie maszyny do dłuższego przestoju
Okres zimowy w Polsce często oznacza przestój w pracy maszyn budowlanych, wliczając w to również koparki. Duże znaczenie dla kondycji wielu układów, w tym także zwolnic, ma odpowiednie przygotowanie maszyny do tego okresu. Przed odstawieniem sprzętu należy wymienić wszystkie filtry i płyny oraz dokładnie wyczyścić elementy podwozia/napędu gąsienicowego (dotyczy to również zwolnic). Trzeba też pamiętać o zabezpieczeniu przewodów hydraulicznych przed zimnem - najlepiej przechowywać sprzęt w ogrzewanym budynku, ale przy braku takiej możliwości trzeba owinąć węże ciepłym materiałem i nakryć maszynę brezentem. Bez takiego zabezpieczenia olej zamknięty w zwartej konstrukcji zwolnicy i pozostałych elementach hydrauliki mógłby stracić właściwości smarowne, uszkadzając części, z którymi ma kontakt.
Objawy awarii zwolnicy
Zwolnica to nieodłączny element układu napędu każdej koparki. Choć często pracuje w cieniu bardziej widocznych części maszyny, to właśnie od jej sprawności zależy płynność jazdy i skuteczność pracy w terenie. Gdy dojdzie do uszkodzeniu tej części, skutki mogą być poważne - od ograniczonej mobilności po całkowite unieruchomienie maszyny. Zlekceważenie pierwszych objawów może szybko doprowadzić do kosztownych napraw lub konieczności wymiany całej zwolnicy.
1. Utrata mocy i długi czas reakcji
Jednym z pierwszych sygnałów, że ze zwolnicą dzieje się coś niedobrego, jest zauważalna utrata mocy lub nienaturalnie długi czas reakcji maszyny na polecenia jazdy. Koparka może poruszać się wolniej, z trudem pokonywać wzniesienia albo przerywać ruch nawet przy niewielkim obciążeniu. Takie objawy to klasyczne oznaki awarii zwolnicy - ich zignorowanie może doprowadzić do poważniejszego uszkodzeniu napędu.
Jedną z głównych przyczyn takiego stanu rzeczy jest zużycie łożysk lub elementów przekładni, które nie są już w stanie efektywnie przenosić momentu obrotowego. Równie często problemem okazuje się zbyt niski poziom lub zła jakość oleju, którego stan i ilość mają bezpośredni wpływ na wydajność całego układu. W praktyce, nawet niewielkie zanieczyszczenia mogą powodować wzmożone tarcie, co przyspiesza zużycie i prowadzi do dalszej awarii. Jeśli olej jest ciemny, pachnie spalenizną lub zawiera metaliczne opiłki, to znak, że elementy współpracujące wewnątrz zwolnicy są już w złym stanie.
2. Niepokojące dźwięki: stukanie, zgrzyty i wibracje
Jeśli podczas pracy koparki zaczynasz słyszeć nietypowe dźwięki, takie jak stukanie, zgrzyty czy odczuwalne wibracje, nie warto ich lekceważyć. To jedne z najczęstszych oznak awarii zwolnicy, które często pojawiają się na wczesnym etapie zużycia wewnętrznych elementów napędu. W przeciwieństwie do problemów z mocą, które można przeoczyć, hałas mechaniczny to bardzo wyraźny sygnał, że coś w układzie nie działa, jak powinno. Takie objawy zwykle wskazują na awarię łożyska lub zużycie elementów współpracujących wewnątrz przekładni planetarnej. Przyczyną może być także zanieczyszczenie oleju, w którym pojawiają się metaliczne opiłki pochodzące z ocierających się o siebie części. Czasem problem leży po stronie obluzowanych połączeń, które powodują mikroprzemieszczenia w trakcie pracy, prowadząc do dalszego uszkodzenia całego układu napędu. Piszczenie to kolejny częsty objaw zużycia łożyska w przekładniach planetarnych.
3. Wyciek oleju
Wyciek oleju to jeden z najbardziej oczywistych i jednocześnie najgroźniejszych sygnałów, że zwolnica może być poważnie uszkodzona. Plamy oleju pod koparką, szczególnie w okolicach napędu, często wskazują na nieszczelności w układzie, które - jeśli zostaną zignorowane - szybko doprowadzą do uszkodzeniu kluczowych elementów współpracujących w przekładni.
Najczęstszą przyczyną wycieku są zużyte uszczelnienia, które nie wytrzymują już ciśnienia pracy ani warunków panujących na budowie. Niekiedy jednak źródłem problemu jest uszkodzona linia spustowa lub zbyt wysokie ciśnienie w układzie, wynikające z zatorów albo błędnie działających zaworów. W każdej z tych sytuacji olej zamiast chronić elementy zwolnicy, po prostu z niej ucieka - a to prowadzi do zużycia, przegrzania i w konsekwencji - do awarii. Jeśli zauważysz, że poziom spada zbyt szybko, a kolor oleju zmienia się na ciemny lub mleczny - to wyraźny sygnał, że coś dzieje się wewnątrz układu. Równie ważna jest szybka wymiana zużytych uszczelnień i kontrola całego systemu pod kątem nieszczelności.
4. Tryb szybkiej jazdy nie działa
Jeśli koparka nie przełącza się na wyższy bieg lub robi to z opóźnieniem, może to być znak, że problem dotyczy nie tylko układu hydraulicznego, ale również zwolnicy i powiązanych z nią elementów współpracujących. Tryb szybkiej jazdy, choć często niedoceniany, pełni kluczową rolę w pracy maszyny na dużych dystansach lub przy manewrowaniu w terenie. Jego brak może prowadzić do znacznie dłuższego czasu wykonania zadań i obniżonej efektywności.
Najczęściej spotykane przyczyny problemów z trybem szybkiej jazdy to niewystarczające ciśnienie w układzie hydraulicznym, zanieczyszczenia w zaworach lub zużycie elementów odpowiedzialnych za przełączanie trybu. Przekładnia planetarna również odgrywa tu istotną rolę - jeśli pracuje z oporami, nawet poprawne działanie układu sterującego nie przełoży się na rzeczywisty wzrost prędkości.
5. Awaria przekładni planetarnej i całkowite zatrzymanie napędu
Najpoważniejszym scenariuszem, z jakim może zmierzyć się operator koparki, jest całkowite unieruchomienie napędu. Gdy maszyna przestaje reagować na polecenia jazdy, a próby ruszenia kończą się jedynie buczeniem lub drganiami, przyczyn należy szukać wewnątrz przekładni planetarnej - jednego z najbardziej obciążonych elementów zwolnicy.
Przekładnia planetarna to złożony mechanizm, w którym wszystkie elementy współpracują w ścisłej synchronizacji. Gdy którykolwiek z nich ulegnie zużyciu, efektem jest coraz większe tarcie, wzrost temperatury i postępujące uszkodzenie całego układu. Do awarii dochodzi najczęściej wskutek zaniedbań serwisowych: rzadkiej kontroli oleju, użycia niskiej jakości środka smarnego lub jego niewystarczającej ilości. Zdarza się również, że problem wynika z długotrwałego przeciążania maszyny w trudnym terenie.
Naprawa i wymiana zwolnic
Czy naprawa zwolnicy jest opłacalna?
O ile wcześnie wykryta awaria zwolnicy nie pociąga za sobą dużych kosztów (zwłaszcza przy konieczności wymiany drobnego elementu), tak przy poważniejszych uszkodzeniach regeneracja nie ma większego sensu. Przykładowo, naprawa hydromotorów wraz z robocizną to koszt niemal całych nowych zwolnic, a przy tym nie daje gwarancji, że nie trzeba będzie wymieniać kolejnych części w krótkim czasie. Dlatego przy większych awariach najlepiej od razu kupić nowe zwolnice.
Odbudowa przekładni ma ekonomiczny sens tylko w przypadku częściowych uszkodzeń. W przypadku całkowitego uszkodzenia przekładni znacznie taniej jest zakupić nową przekładnię jazdy z hydromotorem, niż poszczególne jej elementy. Równocześnie pamiętajmy o mikrouszkodzeniach, które mogą zostać przeoczone podczas weryfikacji, a które będą miały duży wpływ na dalszą żywotność przekładni.
Proces weryfikacji i odbudowy przekładni
W przypadku awarii przekładni jazdy (zwolnicy jazdy) można wyszczególnić następujące kroki:
- Demontaż napędu jazdy: Ostrożnie zabezpiecz zwolnicę pasem o odpowiedniej wytrzymałości, aby zapobiec jej spadnięciu.
- Wysyłka do specjalistycznego serwisu: Możliwość odbioru przesyłki paletowej lub paczki przez kuriera serwisu.
- Weryfikacja przekładni jazdy oraz hydromotoru: Proces wieloetapowy mający na celu przywrócenie sprawności przekładni sprzed jej awarii. Należy bardzo dokładnie sprawdzić uszkodzenia w przekładni, rozebrać ją na części pierwsze, dokładnie je umyć, po czym dokładnie zweryfikować.
- Wycena części niezbędnych do odbudowy: Po etapie weryfikacji następuje wycena części koniecznych do odbudowy. Niektórzy producenci stawiają na dostępność określonych podzespołów przekładni (np. cały kosz satelit), podczas gdy pozostali pozostawiają do wyboru cały wachlarz części przekładni.
- Odbudowa przekładni/hydromotoru po akceptacji kosztów wyceny: Polega na wymianie wszelkich wadliwych elementów na fabrycznie nowe.
- Test przekładni oraz hydromotoru: Po wymienionych etapach powinien nastąpić test przekładni oraz hydromotoru, w tym test szczelności.
- Wysyłka zwrotna napędu jazdy.
- Montaż napędu na maszynie.
Weryfikacja jest bezpłatna bez względu na dalszy rozwój sytuacji.
Wskazówki dotyczące montażu i podłączenia nowej zwolnicy
Michał Wysocki, doświadczony specjalista w branży maszyn budowlanych, radzi, aby przy montażu nowej zwolnicy unikać zanieczyszczenia układu.
Niezbędne jest usunięcie wszelkich zabrudzeń i błota z obszaru, w którym zostanie zamontowana nowa zwolnica, zwracając szczególną uwagę na przewody hydrauliczne. Należy uwolnić niewielką ilość płynu, aby wyeliminować wszelkie cząstki, które mogły dostać się do przewodów podczas demontażu starej przekładni głównej. Ważne jest również przeprowadzenie cyklu czyszczenia obwodu przy użyciu zestawu filtrów (wystarczy filtr 100 bar 10 mikronów). Czyszczenie uzyskuje się poprzez utworzenie pętli przepływu pomiędzy dwoma głównymi portami wylotowymi i powrotnymi, a jednocześnie sprzęgając linię pilotową drugiej prędkości z linią spustową. Pod koniec procedury czyszczenia konieczna jest wymiana filtrów hydraulicznych.
Po demontażu starej przekładni głównej i uruchomieniu cyklu czyszczenia należy koniecznie sprawdzić poziom płynu hydraulicznego. Jeśli jest poniżej minimum, uzupełnij go do odpowiedniego poziomu, mniej więcej w połowie między wskaźnikiem minimum i maksimum. W razie potrzeby zapoznaj się z instrukcją producenta maszyny.
Uwaga: Zawsze sprawdzaj, czy przewody hydrauliczne są prawidłowo podłączone! Nieprawidłowe podłączenie może spowodować uszkodzenie silnika hydraulicznego. W niektórych maszynach łatwo jest pomylić nasadkę drugiej prędkości ze złączami spustowymi.
Przed zmontowaniem zwolnicy, pierścienie wraz z oringami muszą być pewnie, trwale i RÓWNO osadzone w rowkach montażowych zwolnicy, oringi proste i nie poskręcane, przylgnie pierścieni czyste, suche, równe i nie porysowane. Do osadzania oringów nie wolno używać oleju ani żadnych innych środków smarujących, dopuszczone jest użycie łatwo parującego alkoholu izopropylenowego do zwilżenia oringów w celu ułatwienia ich osadzenia.
Przed uruchomieniem nowo zamontowanej zwolnicy należy ponownie sprawdzić poziom płynu hydraulicznego. Wyciek mógł nastąpić podczas procedur deinstalacji i montażu. Ważna jest wymiana płynu hydraulicznego po około 100 godzinach pracy nowego silnika. Zdejmij obie zatyczki i pozwól, aby płyn spłynął. Wymień zaślepki. Teraz podłącz manometr do obwodu i zmierz ciśnienie płynu hydraulicznego, sprawdzając, czy przestrzegane są specyfikacje producenta.
Co zrobić, gdy jedna gąsienica nie ciągnie?
W przypadku, gdy jedna z gąsienic minikoparki nie ciągnie (kręci się po podniesieniu, ale pod obciążeniem tylko drga), mimo wymiany zwolnicy z hydromotorem, problem może leżeć gdzie indziej. W minikoparkach każda gąsienica jest zasilana z oddzielnej sekcji pompy, które napędzają również ramię kopiące.
Zamiast pochopnie kupować nowe części, warto przeprowadzić dokładniejszą diagnostykę:
- Sprawdzenie zasilania: Spróbuj przełożyć węże zasilające z drugiego, dobrze działającego silnika do tego, który działa źle. Jeśli po tej operacji problematyczna gąsienica zacznie działać prawidłowo, oznacza to, że stary napęd jest sprawny, a problem leży w układzie hydraulicznym lub sterowaniu.
- Weryfikacja rozdzielacza jazdy: Jeśli jest to możliwe, zamień przewody zasilające rozdzielacza jazdy. Sprawdź, czy rozdzielacz nie jest zapchany zanieczyszczeniami, co może blokować przepływ oleju i powodować awarię napędu.
- Wymiana wyjść głównych pomp: Zamień wyjścia ze sobą obu pomp głównych. Przy uszkodzeniu pompy, teraz druga gąsienica przestanie dobrze działać, co pozwoli zidentyfikować wadliwą pompę.
- Obserwacja funkcji kopiących: W minikoparkach, gdzie sekcje pompy odpowiadają zarówno za jazdę, jak i za ramię kopiące, problem z jedną gąsienicą może wpływać na funkcjonowanie ramienia. Jadąc maszyną i używając funkcji ramienia, można zaobserwować, czy jedna z gąsienic zwalnia.
Jeśli masz zdolności mechaniczne, odpowiedni klucz i schemat napędu koparki, naprawa zwolnicy nie powinna stanowić większego problemu. Ważne jest, aby dokładnie zdiagnozować przyczynę problemu przed wymianą części. Należy zaznaczyć, że producenci minikoparek bardzo często ukrywają prawdziwe oznaczenia części, które nie są przez nich produkowane, sprzedając je pod swoją nazwą dwukrotnie drożej. Wiele części do mini koparek pochodzi od włoskich producentów, takich jak Bonfiglioli Trasmital.
tags: #minikoparka #problem #z #zwolnicami