O mașină de șlefuit de cioturi este o mașină-greută concepută pentru a reduce cioturile și rădăcinile de copac în așchii de lemn. Când luați în considerare o remorcare-în spatele Stump Grinder - o configurație comună pentru arboriști și peisagisti -, una dintre cele mai importante întrebări de inginerie este: câtă forță de remorcare este necesară pentru a trage în siguranță Stump Grinder și remorca acesteia pe o pantă, pe teren moale sau de-a lungul unui drum asfaltat? Calcularea corectă a tracțiunii necesare la bara de remorcare asigură că vehiculul tractor (camion pickup, tractor sau SUV) are suficientă putere și capacitate de frânare, prevenind situațiile nesigure și solicitarea mecanică. Acest articol explică metoda bazată pe fizică-pentru calcularea forței de remorcare pentru o mașină de șlefuit.
Forța totală de remorcare necesară pentru a trage o mașină de șlefuit este suma a două rezistențe principale: componenta gravitațională care acționează paralel cu înclinația și rezistența la rulare dintre anvelopele remorcii și suprafața solului. Formula fundamentală este:
Ftotal=m×g×[sinθ fr×cosθ]
Unde:
Ftotal= forță de remorcare necesară (Newtoni sau convertită în kgf/lbf)
m= masa totală a șlefuitorului de cioturi plus remorcă (kg)
g= accelerație gravitațională (9,81 m/s²)
θ= unghi de pantă în grade
fr= coeficient de rezistență la rulare (fără dimensiuni)
Pentru a aplica această formulă la o mașină de șlefuit, mai întâi aveți nevoie de greutatea udă reală a mașinii, inclusiv rezervorul de combustibil plin, uleiul hidraulic și orice accesorii atașate, plus greutatea tară a remorcii în sine. De exemplu, o remorcare obișnuită-de sarcină medie-în spatele Stump Grinder cântărește aproximativ 1.000–1.500 kg, iar o remorcă robustă cu ax- tandem adaugă încă 400–600 kg, dând o masă totală remorcată de 1.400–2.100 kg.
Pe teren plat, pavat (θ=0∘), formula se simplifică la F=m×g×fr. Folosind un coeficient de rezistență la rulare a asfaltului de 0,018 și o masă totală de 1.800 kg, forța de remorcare necesară este de aproximativ 318 N sau 32 kgf - ușor de manevrat de majoritatea camioanelor ușoare. Cu toate acestea, condițiile-lumii reale sunt rareori uniforme. Pe o pantă de 5 grade (aproximativ 8,7% grad), componenta gravitațională devine semnificativă. Folosind aceeași combinație de șlefuitor de cioturi și remorcă de 1.800 kg pe asfalt:
F=1800×9,81×[sin5∘+0.018×cos5∘]≈17658×[0.087+0.0179]≈1853 N (aproximativ 189 kgf)
Pe o pantă de 10 grade cu suprafață de pietriș (fr=0.10), forța crește brusc:
F=1800×9,81×[sin10∘+0.10×cos10∘]≈4410 N (aproximativ 449 kgf)
Aceasta se apropie de limita practică a barei de remorcare a unei camionete de jumătate-tonă, în special pe suprafețe libere unde tracțiunea anvelopelor poate fi limitată.
Pentru modelele de polizoare autopropulsate pe șenile, calculul trece la verificarea dacă sistemul de acționare al mașinii poate urca o anumită pantă fără alunecare. Aici formula compară efortul de tracțiune disponibil cu forța necesară:
Disponibil=μ×m×g×cosθ
Necesar=m×g×[sinθ+ft×cosθ]
Unde μ este coeficientul de aderență a șenilei-la sol (de obicei 0,4–0,6 pentru sol dur, 0,25–0,35 pentru argila umedă) și fteste rezistența internă la rulare a căii (0,04–0,07). Stump Grinder poate urca panta numai dacă este disponibil mai mare sau egal cu necesar.
În rezumat, calcularea forței de remorcare pentru o mașină de șlefuit necesită cunoașterea masei totale remorcate, a celui mai abrupt unghi așteptat de pantă și a rezistenței la rulare a suprafeței. Utilizați formula F=m⋅g⋅[sinθ+fr⋅cosθ]și înmulțiți cu un factor de siguranță de 1,3–1,5 pentru a lua în considerare inerția de pornire și sarcinile tranzitorii. Comparați întotdeauna rezultatul cu tracțiunea cu bara de remorcare nominală-producătorului vehiculului dvs. de remorcare și cu greutatea brută combinată (GCWR) pentru a asigura funcționarea sigură și stabilă a polizorului dvs. de cioturi pe fiecare șantier.
