불도저

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배경

1920년대에 대중화되어 그 이후로 많이 사용된 불도저는 일반적으로 도저라고 하며 크롤러 트랙터의 확실한 후손입니다. 다른 토공 차량과 함께 사용되는 불도저는 전 세계 거의 모든 건설 현장에서 사용되는 강력하고 필요한 도구입니다.

Caterpillar, John Deere 및 Case Tractor Company에서 주로 미국에서 제조한 불도저는 건설, 폐기물 관리 및 농업과 같은 다양한 산업 분야에 사용됩니다.

원자재

거대한 블레이드와 다용도 트랙이 특징인 불도저와 크롤러는 많은 구조, 유압 및 엔진 어셈블리로 구성됩니다. 메인프레임과 차대 구조로 구성된 불도저의 핵심 몸체는 주로 저탄소 구조용 강판과 거대한 주물로 제작됩니다. 운전실에는 기계의 인체 공학적 느낌을 향상시키는 많은 유리, 고무 및 플라스틱 구성 요소가 포함되어 있습니다. 도저와 도저의 다양한 시스템에 전원을 공급하는 엔진에는 높은 작동 온도를 견디는 많은 고강도 강철 부품이 포함되어 있습니다. 다른 필수 구성 요소인 블레이드, 파워 트레인 및 다양한 시스템 구성 요소는 구조용 및 고탄소강으로 형성됩니다. 많은 표준 등급의 강철 링크로 만들어진 트랙은 이 대부분이 강철인 기계의 이미 엄청난 무게를 추가합니다. 도저가 연료, 유압유, 냉각수, 오일 및 기타 유형의 유체로 채워지면 무게가 수백 파운드 증가합니다. 장식 트림, 데칼 및 페인트는 도저의 미학을 완성하고 독특한 매력을 더합니다.

디자인

불도저의 두 가지 특징은 차량 전면에 있는 길고 수직인 강철 블레이드와 불도저의 움직임을 용이하게 하는 회전하는 트윈 트랙입니다. 최대 16,000파운드(7,264kg)의 무게가 나갈 수 있는 블레이드는 한 지점에서 다른 지점으로 재료를 밀 때 유용합니다. 지면에 수직인 곡선형 블레이드는 유압의 힘으로 기울어지고 위아래로 움직일 수 있는 긴 레버 암으로 프레임에 부착됩니다.

불도저의 친숙한 유연한 트랙은 산업 기계 장비 및 군용 탱크에 널리 사용됩니다. 사실, 일부 농업용 트랙터는 표준 바퀴 대신 유연한 트랙을 사용하기 때문에 불도저의 사촌으로 간주됩니다. 길이가 2피트(61cm)를 초과하는 강철 링크는 유체 움직임과 안정성을 제공하기 위해 윤활 핀으로 연결됩니다. 더욱이, 많은 불도저는 파워 트레인을 매달아 지형에 대한 반응성을 향상시키는 상승된 스프로킷 디자인을 통합했습니다. 불도저의 디젤 엔진은 50~700마력 정도의 출력을 낼 수 있어 거친 지형과 가파른 경사면이 문제가 되지 않는다.

유연한 트랙 위에 장착된 운전실에는 제한된 수직 범위에서 블레이드에 동력을 공급하는 복잡한 유압 메커니즘이 포함되어 있습니다. 캐빈 디자인은 운전자의 편안함과 인체 공학이 많이 개선되었으며 에어컨, AM/FM 라디오, 자동 좌석 조정, 전자 제어 및 시스템 모니터링 장비와 같은 많은 개선된 자동차 기능을 제공했습니다. 이러한 도저 설계 영역에서 제조에 선행하는 엔지니어링 및 연구는 여러 면에서 자동차 산업을 모방합니다.

동력전달장치에는 변속기, 차동장치 및 트랙을 회전시키는 기어가 포함됩니다. 엔진 크랭크샤프트에 연결된 파워 트레인은 엔진에서 상승된 스프로킷 기어로 동력을 전달합니다. 많은 새로운 불도저에는 도저가 회전할 때 하나가 더 느리게 회전하는 동안에도 각 스프로킷이 최대 출력으로 회전할 수 있는 독립적인 조향 장치가 있습니다. 최근 몇 년 동안의 다른 혁신에는 차동 조향, 유압 동력 및 유성 기어 변속기가 포함됩니다.

제조
프로세스

부피가 큰 강철 구성 요소, 복잡한 시스템 및 복잡한 조립품의 끝없는 네트워크인 불도저는 조립 라인에서 제조 프로세스를 시작합니다. 최종 조립에 앞서 많은 가공, 제작 및 하위 조립이 이루어져야 합니다. 제조는 각 구성 부품의 구성 방법을 설명하는 CAD(Computer-Aided Drafting) 프로그램에서 가져온 엔지니어링 인쇄 및 도면으로 시작됩니다. 이러한 프로그램 중 일부는 제조 셀, 대형 머시닝 센터 및 하위 조립 라인에서 대부분의 제조가 수행되는 기계를 설정하는 데 사용할 수 있습니다. 이를 CAM(Computer-Aided Manufacturing)이라고 하며 메인 라인에서 함께 결합되는 구성 요소와 어셈블리를 생산하는 데 사용됩니다. 이러한 구성 요소 중 일부는 각각의 제조 셀, 하위 조립 라인 또는 머시닝 센터 단계 후에 열처리, 어닐링 또는 페인팅을 거칩니다. 그런 다음 오버헤드 컨베이어 시스템은 거친 페인트 또는 분말 코팅 작업을 통해 조각을 운반하고 조립 시간에 맞춰 도착하는 주 조립 라인으로 들어 올립니다. 이러한 조각은 또한 불도저에 조립되기 전에 스테이징 영역에 도착하기 위해 리프트 트럭, 핸드 카트 또는 플로어 컨베이어로 운송될 수 있습니다.

메인프레임 코어

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1 견고한 내부 몸체를 구성하는 메인 프레임 코어는 강판에서 절단되고 구조적 형상으로 되어 있어 도저에서 일반적으로 발생하는 높은 충격 충격 하중과 비틀림력에 쉽게 저항합니다. 기계 주조에 강판을 용접하여 형성된 주요 구조 골격은 메인 케이싱에 연결된 두 개의 박스형 레일 섹션으로 구성됩니다. 제작은 일반적으로 제작 셀에서 수행되며, 여기서 연소된 플레이트는 고정 장치에 장착할 준비가 되어 도착하고 고정된 중앙 주조에 수동 또는 로봇 방식으로 용접됩니다. 너무 무거워서 손으로 들어 올릴 수 없는 프레임은 오버헤드 크레인으로 다른 스테이션으로 운반됩니다. 여기에서 강철 마운팅 블록과 트러니언 또는 크로스 멤버가 불도저의 다른 구성 요소를 지지하기 위해 용접됩니다. 프레임이 완성되면 모든 도금된 표면에서 회전 샌딩되고 페인트 부스와 주 조립 라인으로 보내집니다.

디젤 엔진 및 변속기

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2 조립 라인에서 독립적으로 제조된 디젤 엔진과 변속기가 메인프레임에 결합됩니다. 엔진은 다양한 차량 응용 분야에서 사용할 수 있는 기계 부품으로 구성된 복잡한 시스템이므로 일반적으로 완전히 조립된 상태로 구매합니다. 실제로 다양한 성능 테스트를 거친 엔진은 도착 시 작동하는 것으로 인증되었습니다. 엔진은 불도저 전면에 장착됩니다. 그러나 뒤쪽에 있는 변속기와 연결되어 있습니다. 둘은 긴 샤프트로 연결되고 커플 링과 베어링으로 ​​지지됩니다. 그런 다음 변속기는 일련의 기어 및 차동 장치에 연결되어 나머지 파워 트레인을 구성합니다. 이전에 프레임에 용접된 패드에 장착함으로써 엔진/변속기 어셈블리를 주 조립 라인의 베이스에 직접 볼트로 고정할 수 있습니다.

라디에이터 및 추가 어셈블리

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3 불도저의 전면에는 라디에이터와 유압식 리프팅 실린더를 지지하는 엔진 케이싱이 장착되어 있습니다. 완성된 또 다른 조립품인 라디에이터는 엔진 케이싱 사이에 위치하여 전면 구동축에 장착됩니다. 그런 다음 엔진에서 라디에이터까지 급수관을 연결하기 위해 연결할 수 있습니다. 유압, 윤활, 냉각 및 연료 시스템을 위한 추가 어셈블리도 다른 위치에서 구성되고 완성된 어셈블리로 구매됩니다. 차량 전면에 있는 길고 수직인 강철 블레이드인 불도저와 회전하는 트윈의 두 가지 특징 불도저의 움직임을 용이하게 하는 트랙. 최대 16,000파운드(7,264kg)의 무게가 나갈 수 있는 블레이드는 한 지점에서 다른 지점으로 재료를 밀 때 유용합니다. 엔진이나 베이스에 직접 고정할 수 있습니다. 여기에는 미리 조립되어 엔진이나 프레임에 장착되고 펌프, 밸브, 탱크 및 실린더에 연결된 튜브, 호스 및 피팅으로 구성된 유압 라인이 포함되며, 각각은 완성된 구성 요소로 주 조립 라인으로 가져올 수 있습니다. 연료, 배기, 유압 및 냉각수 라인도 조립 준비 상태로 도착하고 다른 완성된 구성 요소와 결합됩니다. 이러한 구성 요소 및 하위 조립품의 대부분은 조립 전에 들어오는 검사 스테이션에서 치수 준수 여부를 검사하고 승인을 받아야 합니다.

대형 부품 조립

프레임, 엔진, 변속기 및 라인 그룹의 전체 어셈블리가 주요 생산 라인을 따라 이동함에 따라 오버헤드 크레인, 오버헤드 컨베이어, 자동 안내 차량(AGV) 또는 리프트 트럭을 통해 더 큰 어셈블리 및 구성 요소가 반입됩니다. 이러한 구성 요소에는 운전실, 더 큰 유압 실린더, 차대 구성 요소 및 앞날이 포함됩니다.

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4 완성된 조립품으로도 구입할 수 있는 운전실은 일반적으로 다른 시설에서 제조되어 조립을 위해 배송됩니다. 일반적으로 전자 장치 및 제어 장치의 배열이 완료되어 운전실은 도저 프레임에 있는 강철 블록 또는 패드에 장착됩니다. 장착 후 다양한 제어 장치에 연결되고 완전히 작동하는 운전실에 전원을 공급할 수 있습니다.

5 엔진/변속기 장착과 동시에 관형 롤러 프레임, 구동 스프로킷 및 보기 독립 서스펜션 롤러로 구성된 차대가 프레임에 장착되고 구동 트레인에 조립됩니다. 차축 어셈블리는 트랙을 회전시키는 외부 스프로킷을 돌려 차량이 움직일 수 있도록 합니다. 일반적으로 직경이 2피트(61cm)인 스프로킷은 회전할 때 트랙을 움직이는 케이스 경화 톱니가 있는 트랙에 맞습니다. 많은 제조 작업에서 차대는 주 조립 라인과 동일한 시설에서 가공, 조립 및 도색할 수 있지만 베어링 및 윤활 부싱과 같은 다양한 소형 구성 요소는 다른 시설이나 외부 계약자에게 아웃소싱해야 합니다. 가공된 강철 링크로 미리 조립되는 트랙은 엔진/변속기 및 차대 구성 요소가 제자리에 배치된 후에만 구동 스프로킷, 롤러 및 전면/후면 가이드 기어 주위에 장착할 수 있습니다. 엔진에 직접 부착된 배기 스택은 베이스에서 브래킷과 플랜지로 지지됩니다.

6 운전실 제어 장치가 엔진 및 유압 시스템에 연결된 후 조립식 카울링 또는 차체 패널이 베이스 프레임에 직접 장착되어 엔진, 변속기, 라디에이터 및 유체 라인을 덮습니다. 본체 패널은 뒤로 접히도록 설계되어 정기적인 유지 관리를 위해 도저 내부에 쉽게 접근할 수 있습니다. 그들은 이미 구조적 지지대에 고정된 경첩으로 조립됩니다. 라인이 모두 연결되면 도구 및 보관 구획도 도저에 내장할 수 있습니다. 데크 플레이트는 캐빈 주위에 놓여 있으며 브래킷을 지지하기 위해 용접됩니다.

7 전방 블레이드는 유압 실린더에 부착되어 블레이드를 다양한 각도로 배치할 수 있습니다. 연마된 실린더 내부에 경화된 강철 피스톤으로 각각 구성된 실린더는 한쪽 끝이 불도저 전면의 엔진 케이싱에 부착되어 블레이드를 수직으로 이동시킵니다. 조립 과정에서 초기에 실린더는 롤 성형 강철 블레이드가 조립될 때까지 한쪽 끝이 연결되지 않은 상태로 유지되고 유압 라인을 장착하고 조일 수 있습니다. 블레이드의 하단은 두 개의 실린더로 블레이드를 회전하고 기울이는 큰 강철 핀으로 두 개의 조인트에 부착됩니다. 차대에서 연장된 암은 블레이드에 부착된 다음 다른 차대 구성요소와 함께 조립됩니다.

최종 어셈블리

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8 도저에 기본 구성 요소가 장착되면 더 많은 호스, 전기 라인 및 유체 라인이 장착된 연결부에 부착됩니다. 엔진의 스타터에 연결된 배터리와 같은 품목은 엔진 근처에 있는 구획의 카울링 아래에 있습니다. 도저에 설치된 마지막 항목 중 하나인 조명은 여러 다른 영역에 배치되고 전원에 연결됩니다. 또한 핸드 또는 가드 레일과 풋 페그가 프레임에 볼트로 고정되어 메인 라인 조립을 완료합니다.

페인트

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9 일리노이주 피오리아에 위치한 Caterpillar의 트랙형 트랙터(TTT) 사업부에서 Caterpillar의 불도저와 크롤러는 다른 많은 추적 차량과 동일한 페인트 및 최종 준비 라인을 사용합니다. 스프레이 건을 사용하여 수동으로 적용한 최종 페인트 부스는 종이나 플라스틱 포장으로 막히지 않은 모든 영역에 페인트를 전달합니다. 페인트가 빨리 마르고 불도저는 데칼과 트림이 손 템플릿으로 적용되는 다음 스테이션으로 이동합니다.

유체

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10 다양한 유체가 추가되고 차량은 모든 시스템의 작동이 기계적으로 검증되고 기록되는 테스트 스테이션으로 보내집니다. 차량은 주문 제작 및 배송을 위해 제조 현장에서 대기 장소로 운송됩니다. 완성된 불도저는 평평한 침대 트레일러로 운송되며 도착 시 현장 작동 준비가 완료됩니다.

부산물/폐기물

제조 작업에서 발생하는 폐기물에는 가공 냉각수, 오일, 부품 세척 세제, 페인트 및 디젤 연료가 포함될 수 있습니다. 미국 환경 보호국(EPA)은 잠재적으로 유해한 액체를 적절한 방식으로 폐기하도록 제조업체에 엄격한 규정을 적용합니다. 회사는 대부분의 액체 폐기물을 재활용하기 위해 폐기물 제거 회사와 계약합니다. 금속 조각과 부스러기는 폐기물을 줄이기 위해 재활용되어 스크랩 딜러에게 판매됩니다.

미래

불도저는 지속적으로 구성 요소 설계 현대화 노력을 거치며 혁신은 불가피해 보입니다. 운전실의 편안함과 디젤 엔진 효율성의 개선은 아마도 이러한 많은 변화의 원동력이 될 것이며 디자인 및 운영상의 변화는 개별 구성 요소로 제한될 것입니다. 제조 공정과 자재 흐름의 합리화 모두에서 이러한 향상이 불도저의 얼굴을 바꾸지는 않을 것이라는 사실에도 불구하고 비용은 개선될 수 있습니다. 따라서, 지구를 움직이는 팀의 유용한 구성원으로서 불도저는 건물 건설, 폐기물 관리 및 많은 산업 분야에서 계속해서 고유한 목적을 수행할 것입니다.