Građevinska mehanizacija - Utovarivači

Rad na gradilištu, ili eksploataciji materijala iz površinskih i podzemnih kopova je, danas, gotovo nezamisliv bez mašina.

Posmatrano uže, vezano za građevinarstvo, primena građevinskih mašina je jedan od najbitnih faktora za realizaciju bilo kog investicionog projekta. Da bi građevinarstvo beležilo stalni napredak, neophodan je stalni razvoj i usavršavanje radnih karakteristika mašina (brzine kretanja, veličine radnih organa, manevarskih sposobnosti). Akcenat je na bezbednosti i komforu rukovaoca mašinom, pouzdanosti vitalnih delova ili mašinskih sistema, uz istovremeno smanjenje troškova rada u pogledu potrošnje goriva i maziva, kao i habajućih delova.

Sa povećanjem angažovanja mehanizacije na zameni ljudskog rada raste i uloga i odgovornost planera rada mašina koji vrši njihov izbor, tehnološku povezanost u proizvodnom procesu, planira brzinu i efikasnost otklanjanja kvarova. Najvažniji opšti pojmovi koji su bitni za sve mašine jesu:

• pretpostavke i proračun praktičnog učinka mašina
• proračun troškova mehanizacije i cene rada
• parametri relevantni za izbor mašina
• analiza raspoloživosti mašina angažovanih na nekom poslu

Volvo L220E

Mašine sa cikličnim dejstvom

Jedna od opštih podela mašina jeste prema načinu rada, i to na mašine sa kontinulanim dejstvom i mašine sa cikličnim dejstvom. Mašine sa ciklčnim dejstvom svoj rad obavljaju u ciklusima, tj. postoji određen broj radnih operacija koje se periodično ponavljaju. Skup svih tih operacija čini jedan radni ciklus mašine. Trajanje ciklusa izražava se u vremenskim jedinicama, označava sa Tc i koristi kod proračuna praktičnog učinka mašina. Tc se određuje posebno za svaku mašinu u zavisnosti od konkretnih operacija koje obavlja, samih uslova na terenu, sposobnosti i kapaciteta same mašine.

U mašine sa cikličnim dejstvom spadaju: bageri, dozeri, utovarivači, skreperi, kamioni, fabrike betona. Bitan parametar kod ovih mašina je zapremina radnog organa q.

Utovarivači

Želeći da u ovoj rubrici, iz broja u broj, kažemo više o različitim tipovima građevinskih mašina, ovog puta smo odabrali utovarivače, koji spadaju u mašine sa cikličnim dejstvom. Utovarivači (loaders) se koriste za utovar vezanog i nevezanog zemljanog materijala ili za iskop zemlje prve i druge kategorije i utovar. Utovarivač je samohodna mašina, a radni organ je izdužena kašika, montirana na traktor sa gusenicama ili pneumaticima. Zapremina kašike se kreće od 0,3 do 4,0 m³, a može biti i veća. Princip koji treba koristiti za ostvarenje ekonomičnog rada transportnih vozila je da ona moraju biti od 3 do 5 puta veće zapremine od zapremine utovarne lopate. Rukovanje je pomoću mehaničke ili hidrauličnih komandi. Utovarnom lopatom utovarivač zahvata materijal, istresa uglavnom čeono ili bočno u transportno sredstvo, te izvodi tzv. V kretanje. Kod standardnih zglobnih utovarivača na gumenim pneumaticima prednji točkovi i utovarna lopata zglobno su vezani za zadnji deo mašine na drugom paru pneumatika. Gumeni pneumatici utovarivača su najčešće zaštićeni mrežom lanaca koja ih obavija. Mogućnost višestruke izmene radnih alata daje utovarivaču obeležje univerzalne građevinske mašine. Posebna grupa mašina jesu bageri – utovarivači (kombinirke).

U zavisnosti od konstrukcije utovarivača i načina rada, oni mogu vršiti utovar:

• sa čela
• preko glave, tj. preko sebe
• sa strane – bočno

Po vrsti pogona postoji druga podela:

• utovarivači sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem
• utovarivači sa pneumo pogonom
• utovarivači sa dizel - električnim pogonom

Prema vrsti uređaja za kretanje dele se na:

• točkaše na pneumaticima
• točkaše koji se kreću po šinama
• guseničare

Posebni tipovi utovarivača

Mini-utovarivači (skid-steer loader) su mali, robusni, vrlo pokretljivi i u mestu vrlo okretni utovarivači na pneumaticima, namenjeni za utovar i prenos svih zemljanih materijala. Prednja utovarna lopata učvršćena je na zadnju stranu vozne konstrukcije, pa mogu tovariti preko sebe. Pokretljivost se postiže mogućim nezavisnim okretanjem svih pneumatika. Posebno je bitno da postoji mogućnost izmene raznih alata i spreda i pozadi na dodatnom bagerskom kraku. To ga čini univerzalnom građevinskom mašinom i gotovo je nemoguće da bilo kakav rad u gradskim uslovima (npr. rekonstrukcija ulica) prođe bez mini-utovarivača. Postoji veliki broj mini-utovarivača različitih po veličini, snazi, koncepciji kretanja, a takođe postoji 20-tak radnih alata.

Teleskopski utovarivači - handleri (telescopic materials handlers), posebna vrsta utovarivača na vrlo pokretljivoj voznoj konstrukciji sa gumenim pneumaticima sa teleskopskim (produžnim) krakom, koji se može kretati u horizontalnom i vertikalnom pravcu. Koriste se za utovar, prenos i dizanje svih vrsta građevinskih materijala. Takođe, služe kao pokretno postolje za rad na visini i položajima koji su teško dostupni sa zemlje. Postoji mogućnost korišćenja više radnih alata što ga čini univerzalnom građevinskom mašinom.

Tunelski (podzemni) utovarivači (undergraund loaders) su posebna vrsta utovarivača za utovar i prenos svih vrsta rastresitih materijala u tesnim podzemnim prostorima i tunelima. Postoji nekoliko vrsta konstrukcija tunelskih utovarivača. Jedni su niski zglobni podzemni utovarivači na gumenim pneumaticima s velikom utovarnom lopatom koja je zglobno vezana na zadnji deo mašine. Drugi su manji tunelski utovarivači na gusenicama, pneumaticima ili šinama, koji tovare transportna sredstva prebacivanjem utovarne lopate iza sebe. Mogu biti na dizel, električni, hidraulični ili pneumatski pogon. Posebna vrsta su utovarivači sa grabilicom koji zahvataju materijal u transportnu traku koja kroz njih prolazi, te tako dopremaju materijal iza sebe. Konstruktivno, po snazi i priključcima razlikujemo ogroman broj ovih mašina.

JCB 436 ZX

Proračun praktičnog učinka

Proračun praktičnog učinka utovarivača vrši se po sledećoj formuli:

Up = Ut × Kv × Kp × Kr

Ut = T / Tc × q

Kv - koeficijent korišćenja radnog vremena
Kp - koeficijent punjenja kašike
q - zapremina radnog organa - kašike
Kr - koeficijent rastresitosti materijala

Koeficijente neophodne za proračun vadimo iz tabela, kao i izbor samih utovarivača koji vršimo iz podloga.

Tc = tp + tpod + tpre + ti + tpov + tspu + tnam

tp - vreme punjenja kašike
tpod - vreme podizanja kašike
tpre - vreme premeštanja kašike
ti - vreme istovara na kamion
tpov - vreme povratka
tspu - vreme spuštanja kašike
tnam - vreme nameštanja na novu operaciju

Tc jeste trajanje ciklusa i kreće se orijentaciono u granicama 50 - 90s.