ระบบเครื่องล่างเครื่องจักรกลงานก่อสร้าง

เครื่องจักรกลงานก่อสร้างแบบทำงานในขณะเคลื่อนที่ ทั้งชนิดขับเคลื่อนด้วยตัวเอง และแบบลากนั้น จะต้องมีส่วนสัมผัสกับพื้น ซึ่งจะทำหน้าที่รองรับนํ้าหนักของตัวเครื่องจักรกล ดันให้ตัวเครื่องจักรกลเคลื่อนที่ไป และทำให้ตัวเครื่องจักรกลลอยตัวไม่จม ส่วนที่สัมผัสกับพื้น สำหรับเครื่องจักรกลที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ ล้อซึ่งอาจจะเป็นยางหรือ ลูกกลิ้ง และเครื่องล่าง (under carriage) ที่ใช้กับเครื่องจักรกลตีนตะขาบ

ระบบเครื่องล่าง (under carriage system)

ระบบเครื่องล่างของเครื่องจักรกลตีนตะขาบก็คือ ส่วนของเครื่องจักรกลที่อยู่ตต่ำจากตัวรถ (main frame) ลงมาจนถึงจุดที่สัมผัสกับพื้นดิน ซึ่งโดยทั่วไปจะประกอบด้วยล้อเฟือง (sprocket) ที่รับแรงขับเคลื่อนมาจากชุดขับเคลื่อนท้าย (final drive) มาขับสายพานตีนตะขาบ (track) ให้ เลื่อนไป และทำให้แผ่นตีนตะขาบ (shoes) ซึ่งติดอยู่กับสายพานตีนตะขาบตะกุยไปบนพื้น ทำให้ตัวรถเคลื่อนที่ไป นอกจากนี้ระบบเครื่องล่างยังต้องประกอบด้วยล้อนำ (front idler) ลูกรอกบน (carrier roller) ลูกรอกล่าง (track roller) ชุดสปริงเร่งแทร็ก (tension mechanism) ซึ่งทำหน้าที่ในการทำให้สายพานตีนตะขาบมีความตึงตามกำหนดและแทร็กเฟรม (track frame) ทำหน้าที่เป็นแท่นยึดและเป็นเสื้อของชิ้นส่วนส่วนอื่น ๆ ของระบบเครื่องล่าง

สายพานตีนตะขาบ

สายพานตีนตะขาบมีลักษณะเป็นวงโซ่ ซึ่งประกอบขึ้นด้วยข้อโซ่ (link) สองแถวเป็นคู่ ๆ ร้อยต่อกันโดยบูชชิ่ง (bushing) และพิน (pin) สามารถม้วนตัวได้เป็นคู่ๆ และบนข้อโซ่แต่ละคู่ จะมีแผ่นตีนตะขาบขันยึดติดอยู่คู่และแผ่นสำหรับชิ้นส่วนที่สำคัญของสายพานตีนตะขาบจะมีรายละเอียดคือ

1.  แผ่นตีนตะขาบ เป็นส่วนที่สัมผัสกับพื้น และทำให้เครื่องจักรลอยตัว แผ่นตีนตะขาบมีให้เลือกใช้หลายแบบทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของงานและสภาพของพื้น เช่น แผ่นตีนตะขาบที่มีสันเดียว (grouser shoe) เป็นแบบที่นิยมใช้กันกว้างขวางสำหรับรถแทรกเตอร์ตีนตะขาบที่ใช้ในงานดึงและดันในการเคลื่อนที่สันจะถูกกดลงบนพื้นทำให้แรงฉุดลากดี แผ่นตีนตะขาบที่มีหลายสัน (semi-grouser shoe) เป็นแบบที่มีสันเตี้ยแต่มีหลายอัน จะไม่กดลงบนพื้นลึกเหมือนแบบแรก ทำให้คล่องตัวกว่า จึงนิยมใช้กับรถตีนตะขาบที่ต้องเคลื่อนตัวไปในทิศทางต่าง ๆ ตลอดเวลา และ แผ่นตีนตะขาบแบบแบน (flat shoe) จะใช้กับรถแทรกเตอร์ตีนตะขาบที่ใช้ในงานบรรทุกซึ่งทำงานบริเวณที่ไม่ต้องการให้พื้นเสียมาก แผ่นตีนตะขาบแบบนี้แรงฉุดลากจะไม่ดีและลื่นไถลได้ง่าย นอกจากนี้แผ่นตีนตะขาบแบบแบนยังสามารถติดตั้งแผ่นยางเพื่อให้รถแทรกเตอร์ตีนตะขาบทำงานได้ในบริเวณอาคารหรือบนถนนลาดยาง

แผ่นตีนตะขาบแบบต่าง ๆ ข้างต้นยังมีชนิดที่เจาะช่องไว้ตรงกลาง เพื่อให้ดินหรือโคลนถูกอัดออกจากชุดเครื่องล่างอีกด้วย นอกจากนี้ยังมีแผ่นตีนตะขาบแบบพิเศษอื่นๆ อีก เช่น แบบ ที่ใช้งานในที่ลุ่ม (low ground pressure) เป็นด้น

ขนาดของแผ่นตีนตะขาบจะเป็นตัวกำหนดการลอยตัวของเครื่องจักรกล โดยจะกำหนด ในรูปของความดันที่กดลงบนพื้น (ground pressure) ถ้าแผ่นตีนตะขาบมีขนาดกว้างก็จะทำให้ความดันที่กดลงบนพื้นต่ำ ทำให้การลอยตัวของเครื่องจักรกลดี สามารถทำงานในที่ลุ่มได้ แต่แผ่นตีนตะขาบที่กว้างมากอาจทำให้เกิดการบิดงอได้ง่ายและเป็นผลให้ชิ้นส่วนต่าง ๆของระบบเครื่องล่างสึกหรอเร็ว

2. โซ่ (track chain) ประกอบขึ้นด้วยข้อโซ่สองแถวเป็นคู่ ๆ ข้อโซ่แต่ละอันจะมีรูสองด้าน รูด้านหนึ่งจะอัดบูชชิ่งไว้ และรูอีกด้านหนึ่งจะอัดพินไว้โดยพินจะสอดอยู่ในบูชชิ่งของข้อโซ่อันถัดไป การประกอบบูชชิงกับพินเข้ากับข้อโซ่นี้จะต้องใช้เครื่องอัดไฮดรอลิกที่มีแรงดันสูงบางครั้งเรียกว่าเครื่องยิงแทร็ก การประกอบโซ่หรือสายพานตีนตะขาบให้เป็นวงจะต้องประกอบที่ตัวรถซึ่งไม่สะดวกที่จะใช้เครื่องอัด ดังนั้นโซ่จึงจะต้องมีตำแหน่งที่สามารถถอดออกได้โดยใช้เครื่องมือธรรมดา ซึ่งที่ใช้กันอยู่มีสองแบบคือ แบบข้อโซ่แยกกันได้ (split master link) และยึดไว้ด้วยหมุดเกลียว และแบบที่ใช้พินและบูชชิ่งที่ใส่เข้าโดยไม่ต้องอัดเข้าหนึ่งชุด (master bushing and master pin)

นอกจากนี้ระหว่างบูชชิ่งและพินอาจมีการหล่อลื่นโดยใช้นํ้ามันหล่อลื่นอัดเข้าไปในช่องว่างระหว่างบูชชิ่งกับพิน หรืออาจจะไม่มีการหล่อลื่น แต่จะมีเฉพาะซีลกันมิให้เศษดินหรือสิ่งสกปรกเข้าไปได้

ล้อเฟือง

ล้อเฟืองมักมีลักษณะเป็นล้อฟันโดยรอบ ทำหน้าที่รับแรงขับจากชุดขับเคลื่อนท้ายมาถ่ายทอดให้กับสายพานตีนตะขาบ ซึ่งจะหมุนงัดพาให้บูชชิ่งของสายพานตีนตะขาบให้ขยับเคลื่อนที่ไปทำให้สายพานตีนตะขาบเคลื่อนที่ และแผ่นตีนตะขาบซึ่งกดอยู่กับพื้นก็จะทำให้ตัวรถเสมือนเคลื่อนที่ไปบนราง

บูชชิ่งของสายพานตีนตะขาบจะเข้าไปในร่องฟันของล้อเฟืองร่องเว้นร่อง จำนวนฟันและร่องของล้อเฟืองจะทำเป็นจำนวนเลขคี่ซึ่งจะทำให้แต่ละฟันสัมผัสกับบูชชิ่งทุกๆ สองรอบ เป็นผลให้ฟันของล้อเฟืองทุกฟันสึกหรอเท่า ๆ กัน

ฟันของล้อเฟืองที่ใช้กันอยู่มี 2 แบบคือ แบบที่ทำเป็นชิ้นเดียวกับล้อ และแบบที่ทำเป็นส่วน ๆ โดยยึดติดกับล้อด้วยหมุดเกลียว

ล้อนำ

ล้อนำมีลักษณะเป็นวงล้อกลมและทำเป็นสันตรงกลางของขอบล้อ ทำหน้าที่เป็นตัวขึงวงโซ่และเป็นตัวบังคับทิศทางการตะกุยของสายพานช่วงหน้าโดยใช้สันกลางเป็นตัวบังคับทิศทาง ล้อนำนี้ติดตั้งอยู่บนแทร็กเฟรม โดยมีขาไก่ (yoke) เป็นตัวยึด สามารถเลื่อนเข้าออกบนแทร็กเฟรมได้ตามแนวยาวของแทร็กเฟรม ขาไก่ที่ยึดล้อนำนี้ปลายอีก่ข้างหนึ่งต่อเข้ากับชุดเร่งแทร็ก ชุดเร่งแทร็กนี้จะติดอยู่กับหน้าของสปริงเร่งแทร็ก เมื่อมีแรงกระแทกส่วนหน้าของสายพานตีนตะขาบ แรงกระแทกจะทำให้ล้อนำอัดกับขาไก่ไปอัดสปริงให้หดเข้าจึงสามารถผ่อนแรงกระแทกให้ลดลงได้ และเนื่องจากล้อนำเป็นตัวขึงวงโซ่ด้านหน้าอยู่ ดังนั้นเมื่อดันให้ขาไก่ยืดออกล้อนำก็จะเลื่อนออกซึ่งจะทำให้วงโซ่ตึงขึ้นได้ตามที่ต้องการ

ลูกรอกบน

ลูกรอกบนทำหน้าที่รองรับวงโซ่หรือสายพานตีนตะขาบไม่ให้ตกท้องช้าง (sag) มาก และทำหน้าที่เป็นตัวบังคับทิศทางการเคลื่อนที่ของวงสายพานตีนตะขาบด้านบนด้วยลูกรอกบน มีลักษณะเป็นลูกกลิ้งหมุนได้อิสระบนเพลาที่ยึดติดกับแทร็กเฟรม และมีตลับลูกปืนรองรับระหว่างลูกกลิ้งกับเพลา ลูกรอกบนมีปีกด้านในเพื่อทำหน้าที่บังคับทิศทางการเคลื่อนที่ของวงสายพาน จำนวนลูกรอกบนของเครื่องจักรกลตีนตะขาบจะขึ้นอยู่กับบริษัทผู้ผลิตโดยทั่วไปจะใช้หนึ่งหรือสองลูกเท่านั้น หากมีมากเกินไปก็จะทำให้เกิดการสูญเสียเนื่องจากความฝืดโดยไม่จำเป็น

ลูกรอกล่าง

ลูกรอกล่างทำหน้าที่เป็นตัวรับนํ้าหนักของตัวรถจากแทร็กเฟรมมาถ่ายทอดลงบนสายพานตีนตะขาบ โดยวางเรียงกันเป็นแถวอยู่ด้านล่างของแทร็กเฟรม ลูกรอกล่างจะมีลักษณะคล้ายกับลูกรอกบนคือเป็นลูกกลิ้งที่หมุนได้อิสระบนเพลาที่ยึดติดกับแทร็กเฟรม และนิยมใช้บูชเป็นตัวรองรับระหว่างลูกกลิ้งกับเพลา

ลูกรอกล่างนี้มี 2 ชนิดคือ ชนิดปีกกเดี่ยว (single flange) และปีกคู่(double flange) ซึ่งจะวางเรียงสลับกันไปและมีจำนวนตามการออกแบบของบริษัทผู้ผลิต ปีกบนลูกรอกจะทำหน้าที่บังคับทิศทางการเคลื่อนที่ของสายพาน แต่หากจะใช้ลูกรอกที่มีปีกคู่ทั้งหมดก็อาจจะเกิดการเสียดสี ระหว่างโซ่กับปีกมากเกินไป

แทร็กเฟรม

แทร็กเฟรมทำหน้าที่เป็นแท่นยึดของชิ้นส่วนเครื่องล่างแทรกเตอร์และยังทำหน้าที่เป็นเสื้อของชิ้นส่วนบางชิ้นด้วย เช่น ชุดเร่งแทร็ก ซึ่งชุดเร่งแทร็กนี้แบ่งออกเป็น 2 ช่วง คือช่วงที่เป็น ชุดสปริง (recoil spring) ทำหน้าที่รับแรงกระแทกทางด้านหน้าหรือด้านล้อนำ ป้องกันไม่ให้ ล้อนำ, แทร็กเฟรม และโซ่ตีนตะขาบชำรุด คือทำหน้าที่เหมือนโช้กอัพ (shoke absorber) ส่วน อีกตอนหนึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งแทร็กให้ตึงหย่อนตามที่เราต้องการ โดยที่เมื่อเราจะเร่งให้สายพานตีนตะขาบตึง ชุดเร่งแทร็กจะไปดันขาไก^่ซึ่งเป็นตัวยึดล้อนำให้ดันล้อนำไปดันให้วงโซ่ตึงขึ้น และ เมื่อเราจะหย่อนโซ่ ชุดเร่งแทร็กจะทำให้ขาไก่หดกลับมาทำให้ล้อนำหดกลับตามเข้ามาทำให้วงโซ่หย่อนลง ในการที่จะเร่งหรือหย่อนวงโซ่นี้ อาจจะใช้แบบอัดจาระบีหรือแบบขันสกรู ทั้งนี้แล้วแต่รุ่นและยี่ห้อของเครื่องจักร

ที่แทร็กเฟรมจะมีตัวป้องกันและฝาครอบหลายตัวเพื่อป้องกันฝุ่น หิน ดิน หรือเศษไม้ หลุดลอดเข้าไปในระบบเครื่องล่าง เครื่องป้องกันบางตัวจะทำหน้าที่บังคับไม่ให้สายพานแกว่ง และบางตัวทำหน้าที่บังคับให้สายพานตีนตะขาบเลื่อนเข้าล้อเฟืองและล้อนำในแนวตรงอีกด้วย

สำหรับการยึดแทร็กเฟรมเข้ากับตัวรถมีอยู่สองแบบคือ

1.  การยึดให้แทร็กเฟรมสามารถแกว่ง (oscillated) ได้ตามแนวดิ่ง ประกอบด้วยอุปกรณ์ ที่ใช้ยึดคือ คานขวาง (equalizer bar) ซึ่งร้อยอยู่บนแทร็กเฟรมด้านหน้าทั้ง 2 ด้าน และยึดติดกับตัวรถโดยมีสลักทำให้แกว่งขึ้นลงได้ที่สลัก คานขวางนี้ทำหน้าที่เฉลี่ยนํ้าหนักที่กดลงบนสายพานตีนตะขาบทั้งสองด้าน และเพลาที่จุดหมุน (pivot shaft) ทำหน้าที่เป็นแกนหมุนของแทร็กเฟรม ซึ่งจะร้อยติดอยู่กับแทร็กเฟรมและตัวรถด้านหลังของตัวรถ นอกจากนี้ยังมีตัวบังคับแทร็กเฟรม (track frame guide) ทำหน้าที่เป็นตัวบังคับแทรกเฟรมไม่ให้แกว่งออกด้านข้างและเป็นตัวกำหนด การแกว่งของแทร็กเฟรมในแนวดิ่งด้วย การยึดให้แทร็กเฟรมแบบแกว่งได้นี้จะใช้กับรถแทรกเตอร์ ตีนตะขาบที่ใช้ในงานดันและดึง เพราะโดยทั่วไปจะทำงานในที่ขรุขระ มีหลุมบ่อ หรือต้องปีนกองดิน ถ้าแทร็กเฟรมแกว่งได้ก็จะสัมผัสพื้นทั้งสองด้านทำให้แรงขับเคลื่อนที่ตีนตะขาบไม่ลดน้อยลง

2.  การยึดให้แทร็กเฟรมติดแน่นกับตัวรถเป็นอันหนึ่งอันเดียวกัน จะใช้กับรถแทรกเตอร์ตีนตะขาบที่ใช้ในงานตักและยกเท เพราะการทำงานต้องการฐานที่มั่นคง แต่จะต้องทำงานในที่เรียบ