Buldozer i

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

BULDOZERI Buldozeri (dozeri) su mašine kojima se obavlja iskop i premeštanje zemljanog materijala guranjem. Primenjuju se kao osnovni pomoćne mašine na površinskim kopovima (uz bagere kao glavne mašine), npr. za skidanje otkrivke, niveliranje terena, raznošenje materijala pre iskopa (primenom ripera), te za eksploataciju mineralne sirovine ako se radi o mekšim i nevezanim materijalima (npr. gotovo uvek se koriste kod eksploatacije kvarcnog peska). Na malim površinskim kopovima ponekad se koriste kao glavne mašine za skidanje otkrivke. TakoĎe se primenjuju kod izrade saobraćajnica, za izradu nasipa i useka, za raznošenje iskopanog materijala, za nabijanje materijala na odlagalištima, rasčišćavanje terena - rušenje i uklanjanje drveća, uklanjanje većih komada kamenja, panjeva, korova, korenja i dr. zadatke. Glavne celine buldozera su (slika 1): 1. vozni ureĎaj (obično na gusenicama – radi manjeg spec. pritiska na tlo, a reĎe na točkovima s gumama) 2. pogonski motor (diesel motor velike snage, i do 850 kW (npr. Caterpillar D11R-CD: 698 kW, Komatsu D575: 858 kW), zavisno o veličini mašine) 3. upravljačka kabina (s dobrom amortizacijom sedišta) 4. radni element - dozerski nož (raonik, plug); to je zakrivljena čelična ploča na donjem delu ojačana tvrĎim metalom, obično legiranim čelikom (oštrica, sečivo) 5. noseći okvir noža s hidrauličkim cilindrima za upravljanje nožem (dizanje, spuštanje, zakretanje i potiskivanje) 6. rijački (riperski) ureĎaj – postavlja se na zadnji deo mašine u svrhu prethodne pripreme tj. raznošenja tvrĎeg tla, kako bi se lakše obavio iskop guranjem (rijački ureĎaj se sastoji od 1 ili više zubi) koji se zabijaju u tlo i raznose ga)

Slika 1. Glavni delovi buldozera Page | 1

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

A)

B)

C)

Slika 2. Rijački (riperski) uređaj: raskopavanje tvrdog tla (a); osnovni tipovi – štabni (b) i Page | 2

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

paralelogramski (c) Na slici 2a prikazana je priprema tvrdog tla primenom rijača, a na slici 2b i 2c dva osnovna tipa rijačkog ureĎaja: štabni i paralelogramski. Kod štabnog je ugao prodiranja zuba u materijal promenljiv i takav tip se koristi za manje dubine kopanja i tvrdog materijala. Kod paralelogramskog (četvorougaonog) ugao prodiranja je nepromenljiv, tj. zubi se spuštaju i dižu vertikalno i taj tip se primenjuje za duboko kopanje jer lakše zadržava zube u materijalu. Broj i dimenzije zuba zavise od tvrdoće materijala koji se kopa, dubini kopanja, snazi i vučnoj sili buldozera. Broj zuba može biti od 1 do 7, a najčešće je 1 do 3 (npr. kod rijanja zaleĎenog tla postavlja se obično 1 zub). Dubine rijanja su, zavisno od snage buldozera i tvrdoći rijanog materijala, od 0,2 do 2 m, a obično se kreću od 0,5 do 1 m. Pri tome najmanja dubina rijanja treba biti za 20 do 30% veća od debljine sloja koji se skida buldozerom ili drugom mašinom. Princip rada Radni ciklus buldozera se u principu sastoji od kretanja napred i nazad, tj. od radnog i povratnog hoda. U radnom hodu, nož buldozera se spušta i utiskuje u tlo do potrebne dubine. Pokretanjem same mašine prema napred, ispred buldozerskog noža struže (reže) se sloj materijala i na taj način obavlja njegov iskop. Odvojeni materijal skuplja se ispred noža formirajući vučnu prizmu. Kad ta prizma doĎe do visine gornjeg ruba noža, podizanjem noža do nivoa terena prekida se dalje kopanje (iskop se obično završava na dužini do oko 10 m) i buldozer dalje obavlja samo guranje (transport) iskopanog materijala do mesta istovara ili nasipanja (slika 3 i 5). Po završenom istovaru mašina se s podignutim nožem vraća unazad u početni položaj za iskop (povratni hod), te započinje sledeći radni ciklus. Prosečne brzine kretanja buldozera pri iskopu (rezanju) kreću se od 2 do 4 km/h, pri transportu (guranju) materijala od 6 do 12 km/h, a u povratnom hodu brzine su veće u svrhu skraćenja radnog ciklusa. Brzine kretanja buldozera na točkovima s gumama su do 43 km/h. Kod većih transportnih udaljenosti, hod buldozera je samo prema napred. Dubine zasecanja (rezanja) materijala kreću se od 0,1 do 0,5 m, zavisno od njegove kompaknosti i čvrstoće. Guranje (transportovanje) materijala buldozerima ekonomično je samo na kratke udaljenosti (za buldozere na gusenicama optimalne transportne udaljenosti se kreću od 30 do 60 m, a ne preporučuju se veće od 100 m; optimalne udaljenosti za dozere na točkovima s gumama su od 40 do 150 m). Uopšteno, što je duži transportni put, veća su rasipanja materijala. Da bi se smanjili takvi gubici materijala, buldozer redovno radi u plićem useku (tzv. rad "u jarku" – vidi sliku 4a I 4b), a čest je i tzv. "tandem" način rada (slika 4c), gde se 2 buldozera kreću paralelno jedan do drugog, čime se ostvaruje veća širina jarka i veća količina zahvaćenog materijala. Kod buldozera uvek radi ili samo rijač ili dozerski nož. Ako se rijač ne skida a radi nož, tada se zubi rijača obavezno podižu putem hidrauličkih cilindara. Zubi rijača se u materijal potiskuju pod delovanjem vlastite težine, težine dozera i sile potiska hidrauličkih cilindara. Radi povećanja učinkovitosti, rijač može imati dograĎen dopunski sklop pomoću kojeg zubi rijača deluju na materijal i udaranjem (vibriranjem). TvrĎi materijal je uvek preporučljivo prethodno razbiti rijanjem, u svrhu smanjenja troškova. Rijanje se obično obavlja dva puta u jednom smeru ili jedanput uzdužno i drugi put poprečno. Za manje trošenje same mašine i rijača, bolje je rijati s većom dubinom i manjom brzinom, a ne obrnuto.

Page | 3

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Glavne prednosti buldozera su: - snažna, robusna konstrukcija koja omogućava rad u vrlo teškim uslovima (rad u blatu, prašini, savladavanje terenskih prepreka i velikih nagiba, itd.) - pokretljivost i velike manevarske sposobnosti - energetska nezavisnost - relativno mala nabavna cena

Slika 3. Princip rada buldozera: iskop, transport, istovar

Slika 4. Metode smanjenja gubitaka materijala: rad u jarku (a i b), "tandem" način rada (c) Page | 4

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Slika 5. Formiranje zemljane prizme ispred dozerskog noža Namena i podela Podela dozera prema položaju radnog elementa, te prema masi i snazi motora: Zavisno o mogućem položaju dozerskog noža i njegovom obliku, odnosno o primeni dozera razlikuju se: buldozeri, angldozeri i tiltdozeri (slika 6). Kod buldozera je nož oslonjen na uzdužnu osu same mašine tj. smer kretanja i kruto je vezan na noseći okvir tako da se zajedno s okvirom može pomerati samo u vertikalnom smeru, što znači da se može samo podizati i spuštati (slika 6a). Buldozer se koristi za prethodno navedene namene (skidanje humusa, iskop, guranje i premeštanje iskopanog materijala, planiranje (ravnanje), rasčišćavanje terena, itd.)

Page | 5

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Kod angldozera nož se može okretati za odreĎeni ugao oko svoje poprečne ose, tj. može biti oslonjen ili zakošen u jednu ili drugu stranu u odnosu na smer kretanja mašine (slika 6b). Kosi položaj noža omogućuje bočno guranje materijala (u stranu), pa su angldozeri pogotovo prikladni za izradu zaseka (slika 7), rasčišćavanje terena, zatrpavanje kanala, temelja, rupa i sl.

Tiltdozeri su mašine kod kojih se nož, osim oko svoje poprečne ose, može za odreĎeni ugao okretati i u vertikalnoj ravni (slika 6c). Ovaj tip dozera se sve više primenjuje jer može obavljati sve radove koje obavljaju buldozeri i angldozeri. Prednost im je i što položajem noža mogu stvoriti uslove za najveći mogući pritisak na materijal koji se kopa, pa su pogodni i za rad u tvrĎem materijalu.

Page | 6

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Osim osnovnih navedenih vrsta buldozera, postoje i oni za posebne namene: pushdozeri – za guranje drugih mašina pri radu (npr. skrepera; u tu svrhu se na dozerski nož postavlja ravna ploča koja upire u odbojnik na zadnjem delu skrepera), amfibij-dozeri – za rad pod vodom, daljinski upravljani, npr. za čišćenje i produbljivanje dna vodotoka, itd. Kao i zglobni utovarači, takoĎe postoje i zglobni dozeri na točkovima s gumama tj. buldozeri s voznim ureĎajem u dva dela meĎusobno zglobno povezana. Okretni lomljivi zglob omogućuje zglobno okretanje na svaku stranu u odnosu na uzdužnu osu mašine za oko 45º, a okretanje se ostvaruje pomoću hidrauličkih cilindara smeštenih s obe strane zglobnog spoja. Glavna prednost ovog tipa buldozera je velika pokretljivost i mogućnost manevrisanja.

Slika 6. Tipovi buldozera prema mogućem položaju noža: buldozer (a), angldozer (b) i tiltdozer (c) Prema masi i snazi pogonskog motora, dozeri se dele na: 1) male dozere: mase do 10 t, snage do 75 kW 2) srednje dozere: mase 10 do 20 t, snage 75 do 150 kW 3) velike dozere: mase preko 20 t, snage veće od 150 kW Sposobnost buldozera da gura materijal je primarno odreĎena njegovom snagom motora i masom. Teoretska sila guranja se odreĎuje preko mase mašine i maksimalnog obrtnog momenta na pogonskoj osovini motora. Stvarna sila će u praksi zavisiti od mnogo različitih faktora od

Page | 7

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

kojih je najvažniji stanje podloge po kojoj se buldozer kreće tj. koeficijent trenja izmeĎu podloge i gusenica te osim toga konfiguracija okolnog terena. Fizičko-mehanička svojstava materijala koja utiču na učinkovitost buldozera Za učinkovitu primenu buldozera potrebno je prethodno vrednovati celi niz faktora. Osim zahjeva konkretnog radnog zadatka, potrebno je razmotriti celo mnoštvo ostalih faktora pre odabira mašine s odreĎenim radnim karakteristikama i tipa noža. Važan korak u usuglašavanju svih uticajnih faktora je kvalitativno vrednovanje materijala u kojem se radi što će uveliko pridoneti odgovarajućem odabiru tipa noža i cele mašine. Od mnoštva svojstava materijala koja utiču na učinkovitost buldozera navažnija su: a) vlažnost materijala b) granulometrijski sastav i oblik zrna (komada) materijala c) poroznost odnosno zbijenost materijala a) Za svaki materijal postoji optimalna vlažnost za rad s buldozerom. Ukoliko vlažnost padne ispod optimalne, povećava se trenje izmeĎu čestica unutar materijala što uzrokuje teži iskop i time smanjenje učinka. S druge strane, ako se vlažnost povisi iznad optimalne, materijal postaje teži što takoĎe smanjuje učinkovitost rada buldozera. Kod niskih temperatura povećana vlažnost uzrokuje jače smrzavanje materijala što takoĎe smanjuje učinkovitost. b) Zarivanje buldozerskog noža i rasipanje nekog konkretnog materijala zavisiće direktno od veličine pojedinih čestica unutar njega. Ukoliko su čestice veće i nepravilnog oblika s oštrim ivicama to će zahtevati veću snagu za utiskivanje buldozerskog noža a skladno s time i veći utrošak energije za iskop nego što bi bio slučaj kod čestica zaobljenih zrna i manjih dimenzija. c) Za iskop zbijenijeg materijala, male poroznosti potrebna je veća sila, a osim toga takav je materijal mnogo teži što zahteva snažniju mašinu za njegov iskop i transport. Takav materijal se obično prethodno rasipa primjenom rijača. Tipovi noževa i njihov odabir Zavisno od namene buldozera bira se i odreĎeni oblik i dimenzije noža. Pored fizičkomehanička svojstava materijala, jedan od bitnih pokazatelja za odabir odgovarajućeg tipa noža je i odnos izmeĎu raspoložive snage mašine i volumena materijala kojeg je moguće tim nožem iskopati i transportovati. Taj odnos se izražava u kilovatima po kubnom metru rastresitog materijala [kW/m3]. Veća vrednost tog odnosa ukazuje na mogućnost transportovanja materijala većom brzinom. Mogućnost prodiranja pojedinog tipa noža u materijal izražava se odnosom izmeĎu raspoložive snage mašine i dužine noža odnosno u [kW/m']. Veća vrednost ukazuje na veću sposobnost zadiranja noža u materijal. O profilu buldozerskog noža i njegovoj oštrici, te stanju tla zavisne otpore kopanja, te oblikovanje i premeštanje materijala. Nož treba imati odgovarajući zakrivljeni poprečni profil koji osigurava lakše utiskivanje oštrice noža u materijal, te potrebno oblikovanje i premeštanje materijala ispred noža. Nedovoljna zakrivljenost uzrokuje prebacivanje nakupljenog zemljanog Page | 8

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

materijala preko gornje ivice noža (zato se ne primjenjuju noževi potpuno ravnog poprečnog preseka), a preveliko lepljenje materijala na nož. Dužina noža zavisi od primene dozera i obično se kreće od 1,2 do 4,7 m (visina obično od 0,5 do 1,4 m; a mogu biti: dužina i do 7,4 m; visina do 3,6 m). Za nevezane materijale kao što je pesak, dužina noža treba biti što veća (slika 8), a za materijale kao što su gline i trošne stene, tek nešto veća od širine osnovne mašine (obično 20 do 30 cm na obe strane, a najmanje 10 cm) – slika 9. Kod angldozera dužina noža treba biti tolika da kada se zakosi za najveći mogući ugao zakošenja, pokriva širinu osnovne mašine s odreĎenom veličinom preklapanja (znatno veća nego kod buldozera).

Slika 8.Buldozer s nožem dužine nešto veće od širine same mašine za rad u vezanim i tvrdim trošnim materijalima (IH TD-25B, snage motora 170 kW)

Page | 9

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Slika 9. Buldozer s nožem veće dužine za rad u nevezanim materijalima (CATERPILLAR D-7, snage motora 100 kW) Osnovni tipovi noževa Zavisno od namene buldozera bira se i odreĎeni oblik i dimenzije noža (slika 10). 1. “U” nož:

Kod ovog tipa noža dodane bočne stranice smanjuju gubitke rastresitog materijala koji se gura ispred noža. Ovaj tip noža se koristi kad je potrebno premeštati veće količine rastresitog i lakšeg materijala na veće udaljenosti, a nije potrebna velika sila kopanja tj. prodiranja. 2. “Ravni” nož ("S"-nož):

Primenjuje se tamo gde je potrebna velika sila kopanja i transportiovanja, što pogoduje tvrdim i zbijenim materijalima. Transportovanje materijala ovim nožem je efikasno na manje udaljenosti.

Page | 10

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

3. Noževi za specijalne namene - “ugaoni” nož:

Ugaoni nož se može pričvrstiti vertikalno u odnosu na uzdužnu osu mašine (kao ravni nož) ili pod uglom od 25º u odnosu na uzdužnu osu i to na jednu ili na drugu stranu (angle blade). Dizajniran je da usmerava materijal u stranu što se često puta zahteva pri izradi saobraćajnica ili iskopu kanala, zaseka itd. Na taj nacin znatno smanjuje potrebu za manevrisanjem celom mašinom u cilju takvog usmeravanja materijala. - “U” nož za specijalne namene:

Primenjuje se za premeštanje velikih količina lakog i nekohezivnog materijala (drvo, uglja...) - nož s mogućnošću pomeranja u 6 pravaca:

Page | 11

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Pomoću hidrauličnih cilindara, ovaj nož je moguće pomerati gore-dole, okretati levo ili desno u odnosu na uzdužnu osu mašine ili ga je moguce okretati u odnosu na ravninu podloge. - nož za odlaganje:

Ovaj tip noža se koristi za manipulaciju materijala na odlagalištima tj. za planiranje materijala. - nož za raščišćavanje terena:

Ovaj dizajn noža se koristi posebno kod skidanja otkrivke, kod probijanja trase puteva (rušenje manjeg drveća), za iskop odvodnih kanala, te jaraka za protivpožarnu zaštitu. - “V” nož:

Page | 12

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Ova specijalna izrada noža se koristi za rezanje drveća, čupanje panjeva itd. Konstrukcija u obliku klina omogućava rad pri maksimalnoj brzini mašine jer usmerava celokupnu silu guranja u jednu tačku.

- nož u obliku grabulje:

Koristi se za uklanjanje niže vegetacije (trava, žbunje) i kamenja. Satni kapacitet buldozera pri kopanju i transport Kapacitet buldozera bitno zavisi od: - dužine transporta (jer obično na transport materijala otpada najveći deo vremena radnog ciklusa buldozera, a kao što je prethodno spomenuto - što je duži transportni put, veći su gubici (rasipanja) materijala, te da bi se smanjili takvi gubici, buldozer radi u plićem useku (tzv. Rad "u jarku") ili 2 buldozera paralelno jedan do drugog u tzv. "tandem" načinu rada; za buldozere na gusenicama optimalne transportne udaljenosti se kreću od 30 do 60 m, a za buldozere na točkovima s gumama od 40 do 150 m) - nagibu terena na kojem radi buldozer i da li radi po padu (niz kosinu) ili na usponu (uz kosinu) - stanju podloge (transportnog puta) po kojoj se kreće buldozer tj. koeficijentu trenja izmeĎu podloge i gusenica ili točkova (najnepovoljnije su blatnjave neravne podloge) - fizičko-mehaničkim svojstvima materijala koji se kopa i transportuje (pre svega vlažnosti, granulometrijskom sastavu i obliku zrna materijala, rastresitosti (koef. rastresitosti), poroznosti odnosno zbijenosti materijala) - zadatku za koji se primenjuje buldozer (različiti su izrazi npr. za satni kapacitet buldozera na kopanju i transportu i za satni kapacitet na planiranju površina) - tehničkim karakteristikama (tipu) buldozera (snaga pogonskog motora, masa mašine, tip noža, da li je vozni ureĎaj na gusenicama ili točkovima s gumama)

Page | 13

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Slika 10. Zavisnost kapaciteta buldozera o dužini transporta: za buldozere na gusenicama (a) i za buldozere na točkovima (b)

Tehničke karakteristike buldozera

Slika 11.: Radne dimenzije buldozera   

snaga motora 150 kW, gorivo: dizel sa min. cetonskim brojem 35, startovanje motora: alnaserom, struja napona 24 V (2 h 12 V),

Brzine I – brzina II – brzina III– brzina

Page | 14

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

Napred

Nazad

3,9 km/h 6,7 km/h 11,7 km/h

4,5 km/h 7,9 km/h 11,7 km/h

]

Nož: 

širina noža - dimenzije: 3 660 h 1200 mm.

Hodni deo:  

dužina naleganja gusenica: 2.370 mm, specifični pritisak na zemljište 6,0 N/cm2

Dimenzije buldozera    

dužina sa nožem i riperom: 6.470 mm, širina noža: 3.660 mm, visina sa kabinom: 3.120 mm, masa sa riperom: 23.000 kg (napunjen sa gorivom mazivom i sa nožem i ramom).

Proračun buldozera Buldozer tipa “KOMATSU D-575” radi na površinskom kopu, na otkopavanju humusa i na njegovom transportovanju na privremenu deponiju na rastojanju od 40m. Dati su sledeći parametri buldozera:    

širina daske ………………………………………….. L = 5880 mm ugao rezanja …………………………………………. α = 60° masa traktora …………………………………………Gtr = 152.6 t visina daske ………………………………………….. H = 3,64m

Page | 15

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

KOMATSU D-575 snaga motora: 858 kW, kapacitet noža: 69 m3, visina noža: 3.64 m, dužina: 7.4 m, ukupna visina mašine: 4.88 m, ukupna dužina mašine: 11.72 m, ukupna masa: 152,6 t, primena: u rudnicima uglja u SAD

Za dati buldozer odrediti:     

Otpor pri kraju kopanja Otpor kretanja same mašine, ukupni otpor kretanja buldozera po mekoj zemlji, kao i uslov normalnog rada bez proklizavanja Učinak buldozera Ekspoatacioni učinak za rad u dve smene i period od 10 dana Potrebnu snagu motora za kopanje

Page | 16

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Proračun otpora pri kraju kopanja Najveći tangecijalni otpor kopanju koji se javlja pri kraju procesa kopanja, kada je raonik već pun, dat je sledećim izrazom: WT = Wr + Wp + Wh + Wt [daN] Gde je: Wr – otpor rezanju Wp – otpor pomeranju zemljine prizme po zemlji Wh – otpor usled pomeranja tla naviše po dasci Wt – otpor trenja noža buldozera pri kretanju po tlu Otpor rezanju Wr računa se iz izraza: Wr = k1 · L · h [daN] Gde je: k1 – specifični otpor rezanju [daN/cm2] L – dužina raonika (buldozerske daske) [cm] h – dubina rezanja pri kraju kopanju[cm] U početku kretanja postepeno se puni prizma ispred daske i povećavaju se otpori Wpi Wh. Zbog težine da se opterećenje mašine održava konstantnim u toku kopanja debljina sloja rezanja se postepeno smanjuje I time se smanjuje otpor rezanja Wr. Debljina sloja rezanjah, pri kraju prosesakopanja, kreće se u granicama od 8 - 12 cm, usvaja se vrednost h = 10 cm. Ukupan specifični otpor rezanju k1 zavisi od vrste i stanja zemljišta. Pri uglu rezanja α = (45 - 60)° iznosi približno: k1 = 0.7 daN/cm2………………………… za zemljište I katerigorije k1 = 1.1 daN/cm2………………………… za zemljište II katerigorije k1 = 1.7 daN/cm2………………………… za zemljište III katerigorije Pri otkopavanju zemljišta II kategorije (vezani humus) otpor rezanju iznosi:

Wr = k1 · L · l = 1.1 · 588 · 10 = 6468 [daN]

Page | 17

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Otpor pomeranju obrazovane prizme tla Wp, kao rezultat trenja zemlje po zemlji, dat je sledećim izrazom: Wp = Gpr · µ2 = Vpr · ρr · µ2 [daN] Gde je: Vpr – zapremina zemljine prizme [m3] ρr – gustina zemlje u otkopanom stanju µ2 – koeficijent tenja rastresene zemlje o zemlju (za vezano zemljište µ2 = 0.6, za nevezano zemljište µ2 =0.9) Zapremina zemljine prizme koja se obrazuje ispred daske računa se iz izraza: Vpr =

[m]

Gde je: L i H – dužina i visina daske [m] kp – koeficijent oblika prizme Koeficijent oblika prizme kp zavisi od vrste zemljišta I od odnosa H/L:

Za vezano zemljište II kategorije I odnos H/L = 0.25 koeficijent oblika zemljine prizme kp, a prema tabeli 15 iznosi kp = 1.30, a zapremina zemljine prizme je: Vpr = · 5.88 · 3,642 · 1.30 = 50,6 [m3] Gustina zemlje u otkopanom stanju ρr predstavlja odnos gustine zemlje u prirodnom stanju i koeficijenta privremene rastresenosti kpr: ρr =

[kg/m3]

pri čemu je za zemljište II kategorije ρ = 1200 kg/m3 i kpr = 1.20 Na osnovu prethodno navedenog,otpor pomeranju obrazovane prizme tla iznosi: Wp = 50,6 · 1000 · 10 · 0.6 = 303839 [N] = 30383,9 [daN]

Page | 18

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Horizontalna komponenta otpora pri dizanju iskopanog tka po raoniku Wh računa se po izrazu: Wh = Gpr · µ1 · cos2 α = Vpr ·ρr · µ1 · cos2 α [daN] Wh = 50,6 · 1000 · 10 · 0.49 · cos2 α = 85662 [N] = 8566,2 [daN] Gde je : α – ugao rezanja µ1 - koeficijent trenja zemlje po čeliku dat je u tabeli 6, a kako u istoj tabeli nije dat za čelik I humusmože se izračunati na osnovu koeficijenta klizanja rastresene zemlje o zemlju u prirodnom stanju µ1 (za humus µ1 = 0.58 – 0.75), usvaja se µ1 0.70 prema izrazu: µ1 = 0.7 ·µ2 = 0.7 · 0.7 = 0.49 komponenta otpora trenja klizanja noža buldozera o zemlju Wt se računa iz izraza: Wt = µ1 · (WN + G”) [daN] Gde je: WN – vertikalna komponenta pritiska zemljine prizme na sam raonik G” = težina raonika Ukupni tangecijalni otpor kopanju pri kraju procesa kopanja dat je izrazom i iznosi: WT = 6468 + 1721.4 + 8566,2 + 0 = 16755,6 [daN] Normalna komponenta ukupnog otpora kopanju WN približno se može odrediti iz izraza: WN = WT · tgν= 16755,6 · tg 18° = 4867,9 [daN] Gde je: ν – ugao nagiba rezultujuće sile otpora kopanju W (ν = 15 - 20° za zbijeno zemljište i ν = 0° za rastreseno zemljište), usvaja se ν = 18° Ukupni otpor kopanju W predstavlja vektorski zbir komponentnih otpora WT i WN i njegova vrednost iznosi: W=√

√ W = 17448,4 [daN]

Page | 19

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Proračun otpora kretanju mašine, ukupnih otpora kretanja buldozera i uslova normalnog rada bez proklizavanja Nezavisno od otpora na dasci, pri kretanju se javalj I otpor kretanju same bazne mašine Wtr koji se za ugao nagiba zemljišta α1 < 10 može približno odrediti na osnovu izraza: Wtr = Gtr’ · (ƒ±i) = 183120 · (0.08 + 0) = 164.4 [daN] Gde je: Gtr’ – težina traktora Gtr uvećana za težinu mehanizma daske G, koja se oslanja na traktor, a može se bribližno odrediti iz izraza: Gtr’ = 1.2 · Gtr = 1.2 ·1526 = 1831.2 ƒ – koeficijent otpora kretanju koji prema tabeli 16 za guseničare koji se kreće po mekoj zemlji iznosi ƒ = 0.075 – 0.090, usvaja se ƒ = 0.080 i – koeficijent nagiba zemljišta – predznak „+“ se koristi za uspon a predznak „ - “ za pad terena. Izračunava se iz izraza: i = tg2 α1 (α1 – ugao nagiba terena) Ukupni otpor kretanju buldozera koji mora da savlada motor jednak je zbiru otpora kopanju Wt i otpora kretanju traktora Wtr: ∑ ka =

’· ka

∑

Koeficijent athezije za gusenice sa zubima koje se kreću po mekoj zemlji iznosi ka = 0.8 – 0.9 tako da je uslov athezije zadovoljen. Proračun časovnog učinka Časovni učinak buldozera izračunava se iz sledećeg izraza: Qnč =

[m3/h]

Gde je: Vpr – zapremina zemljine prizme ispred daske kv – koeficijent korišćenja po vremenu (kv = 0.8 – 0.9), usvaja se kv = 0.85 kn – koeficijent uticaja nagiba terena koji za ugao uspona α1 = 3o,usvaja se kn = 1 kr – koeficijent rastresenosti, za zemljište II kategorije iznosi kr = 1.20 Tc – vreme trajanja ciklusa Page | 20

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Vreme trajanja ciklusa Tc u toku koga buldozer izvrši jednu radnu operaciju,dato je izrazom: Tc = tk + tt + tp + 2 · to + ts + tb [s] Gde je: tk – vreme kopanja tt – vreme transporta sa punom daskom tp – vreme povratka sa podignutom daskom to – vreme za okretanje buldozera to = 10 [s] ts – vreme spuštanja raonika ( 2 – 3 ) [s], usvaja se ts = 3[s] tb – vreme menjanja brzina ( 4 - 5 ) [s], usvaja se tb = 5[s] Za proračun pojedinih vremena može se uzeti das u praktične brzine kretanja buldozera guseničara: ν1 = 0.4 – 0.6 m/s…… brzina kopanja ν2 = 0.9 – 1.1 m/s…… brzina transporta buldozera sa guranje tla ν3 = 1.5 – 2.2 m/s…… brzina trasporta sa podignutom daskom ( neopterećeno stanje ) Dužina puta kopanj obično iznosi od 8 – 10 m. za usvojen put kopanja lk = 8 m, pri brzini ν1 =0.4 m/s, vreme kopanja tk iznosi: tk =

[s]

Vreme transporta sa punom daskom do privremene deponije na daljini lt = 40m, pri brzini V2 = 1.1 m/s, iznosi: tk =

[s]

U toku povratka bulldozer prelazi put transport alt I put kopanja lk da bi započeo novi ciklus. Pri brizini povratka V3 = 2.2 m/s vreme povratka praznog buldozera iznosi: tk =

[s]

Vreme trajanja radnog ciklusa buldozera dobija se zamenom vrednosti iz izraza: Tc = 20 + 36.36 + 21.82 + 2 · 10 + 3 + 5 = 106.18 [s] Časovni učinak se može izračunati na osnovu prethodno navedenog izraza: Qnč =

[m3/h] Page | 21

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Proračun eksploatacionog učinka Eksploatacioni učinak buldozera izračunava se na osnovu jednačine: Qnč = Qn · ke = 29.18 · 0.75 = 21.89 [m3/h] Gde je ; ke – koeficijent trajne eksploatacije (0.70 – 0.80), usvaja se ke = 0.75 Eksploatacioni učinak za rad u dve smene, u periodu od 10 dana, izračunava se iz izraza: Qe = z · nč · nd · Qeč = 2 · 6 · 10 · 21.89 = 2626.8 [m3/h] Gde je: z – broj smena u toku dana nč – broj radnih časova u toku smene, usvaja se nč = 6 nd – broj radnih dana Proračun snage motora za kopanje Potrebna snaga motora buldozera treba da savlada otpore kopanju i otpor kretanju same mašine: P=

(

)

=

(

)

= 8847 [W] = 88,47 [kW]

Gde je: V1 – brzina (V1 = 0.4 m/s) ηtr – stepen kosrisnog dejstva gusenica (0.85 – 0.90), usvaja se ηtr = 0.90 11 ηm – stepen korisnog dejstva prenosnog mehanizma (0.80 – 0.85),usvaja se ηm = 0.85

Snaga motora buldozera je 858[kW].

Page | 22

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Proračun otpora pri kraju kopanja Najveći tangecijalni otpor kopanju koji se javlja pri kraju procesa kopanja, kada je raonik već pun, dat je sledećim izrazom: WT = Wr + Wp + Wh + Wt [daN] Gde je: Wr – otpor rezanju Wp – otpor pomeranju zemljine prizme po zemlji Wh – otpor usled pomeranja tla naviše po dasci Wt – otpor trenja noža buldozera pri kretanju po tlu Otpor rezanju Wr računa se iz izraza: Wr = k1 · L · h [daN] Gde je: k1 – specifični otpor rezanju [daN/cm2] L – dužina raonika (buldozerske daske) [cm] h – dubina rezanja pri kraju kopanju[cm] U početku kretanja postepeno se puni prizma ispred daske i povećavaju se otpori Wpi Wh. Zbog težine da se opterećenje mašine održava konstantnim u toku kopanja debljina sloja rezanja se postepeno smanjuje I time se smanjuje otpor rezanja Wr. Debljina sloja rezanjah, pri kraju prosesakopanja, kreće se u granicama od 8 - 12 cm, usvaja se vrednost h = 10 cm. Ukupan specifični otpor rezanju k1 zavisi od vrste i stanja zemljišta. Pri uglu rezanja α = (45 - 60)° iznosi približno: k1 = 0.7 daN/cm2………………………… za zemljište I katerigorije k1 = 1.1 daN/cm2………………………… za zemljište II katerigorije k1 = 1.7 daN/cm2………………………… za zemljište III katerigorije Pri otkopavanju zemljišta III kategorije (vezani humus) otpor rezanju iznosi:

Wr = k1 · L · l = 1.7 · 588 · 30 = 29988 [daN]

Page | 23

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Otpor pomeranju obrazovane prizme tla Wp, kao rezultat trenja zemlje po zemlji, dat je sledećim izrazom: Wp = Gpr · µ2 = Vpr · ρr · µ2 [daN] Gde je: Vpr – zapremina zemljine prizme [m3] ρr – gustina zemlje u otkopanom stanju µ2 – koeficijent tenja rastresene zemlje o zemlju (za vezano zemljište µ2 = 0.6, za nevezano zemljište µ2 =0.9) Zapremina zemljine prizme koja se obrazuje ispred daske računa se iz izraza: Vpr =

[m]

Gde je: L i H – dužina i visina daske [m] kp – koeficijent oblika prizme Koeficijent oblika prizme kp zavisi od vrste zemljišta I od odnosa H/L:

Za vezano zemljište III kategorije I odnos H/L = 0.25 koeficijent oblika zemljine prizme kp, a prema tabeli 15 iznosi kp = 1.30, a zapremina zemljine prizme je: Vpr = · 5.88 · 3,642 · 1.30 = 50,6 [m3] Gustina zemlje u otkopanom stanju ρr predstavlja odnos gustine zemlje u prirodnom stanju i koeficijenta privremene rastresenosti kpr: ρr =

[kg/m3]

pri čemu je za zemljište III kategorije ρ = 1200 kg/m3 i kpr = 1.20 Na osnovu prethodno navedenog,otpor pomeranju obrazovane prizme tla iznosi: Wp = 50,6 · 1000 · 10 · 0.6 = 303839 [N] = 30383,9 [daN]

Page | 24

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Horizontalna komponenta otpora pri dizanju iskopanog tka po raoniku Wh računa se po izrazu: Wh = Gpr · µ1 · cos2 α = Vpr ·ρr · µ1 · cos2 α [daN] Wh = 50,6 · 1000 · 10 · 0.49 · cos2 α = 85662 [N] = 8566,2 [daN] Gde je : α – ugao rezanja µ1 - koeficijent trenja zemlje po čeliku dat je u tabeli 6, a kako u istoj tabeli nije dat za čelik I humusmože se izračunati na osnovu koeficijenta klizanja rastresene zemljeo zemlju u prirodnom stanju µ1 (za humus µ1 = 0.58 – 0.75), usvaja se µ1 0.70 prema izrazu: µ1 = 0.7 ·µ2 = 0.7 · 0.7 = 0.49 komponenta otpora trenja klizanja noža buldozera o zemlju Wt se računa iz izraza: Wt = µ1 · (WN + G”) [daN] Gde je: WN – vertikalna komponenta pritiska zemljine prizme na sam raonik G” = težina raonika Ukupni tangecijalni otpor kopanju pri kraju procesa kopanja dat je izrazom i iznosi: WT = 29988 + 1721.4 + 8566,2 + 0 = 40275,6 [daN] Normalna komponenta ukupnog otpora kopanju WN približno se može odrediti iz izraza: WN = WT · tgν = 40275,6 · tg 18° 11702 [daN] Gde je: ν – ugao nagiba rezultujuće sile otpora kopanju W (ν = 15 - 20° za zbijeno zemljište i ν = 0° za rastreseno zemljište), usvaja se ν = 18° Ukupni otpor kopanju W predstavlja vektorski zbir komponentnih otpora WT i WN i njegova vrednost iznosi: W=√

√ W = 41941 [daN]

Page | 25

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Proračun otpora kretanju mašine, ukupnih otpora kretanja buldozera i uslova normalnog rada bez proklizavanja Nezavisno od otpora na dasci, pri kretanju se javalj I otpor kretanju same bazne mašine Wtr koji se za ugao nagiba zemljišta α1 < 10 može približno odrediti na osnovu izraza: Wtr = Gtr’ · (ƒ±i) = 18312 · (0.08 + 0) = 1465 [daN] Gde je: Gtr’ – težina traktora Gtr uvećana za težinu mehanizma daske G, koja se oslanja na traktor, a može se bribližno odrediti iz izraza: Gtr’ = 1.2 · Gtr = 1.2 ·1526 = 1831.2 ƒ – koeficijent otpora kretanju koji prema tabeli 16 za guseničare koji se kreće po mekoj zemlji iznosi ƒ = 0.075 – 0.090, usvaja se ƒ = 0.080 i – koeficijent nagiba zemljišta – predznak „+“ se koristi za uspon a predznak „ - “ za pad terena. Izračunava se iz izraza: i = tg2 α1 (α1 – ugao nagiba terena) Ukupni otpor kretanju buldozera koji mora da savlada motor jednak je zbiru otpora kopanju Wt i otpora kretanju traktora Wtr: ∑ ka =

’· ka

∑

Koeficijent athezije za gusenice sa zubima koje se kreću po mekoj zemlji iznosi ka = 0.8 – 0.9 tako da je uslov athezije zadovoljen. Proračun časovnog učinka Časovni učinak buldozera izračunava se iz sledećeg izraza: Qnč =

[m3/h]

Gde je: Vpr – zapremina zemljine prizme ispred daske kv – koeficijent korišćenja po vremenu (kv = 0.8 – 0.9), usvaja se kv = 0.85 kn – koeficijent uticaja nagiba terena koji za ugao uspona α1 = 3o,usvaja se kn = 1 kr – koeficijent rastresenosti, za zemljište III kategorije iznosi kr = 1.20 Tc – vreme trajanja ciklusa Page | 26

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Vreme trajanja ciklusa Tc u toku koga buldozer izvrši jednu radnu operaciju,dato je izrazom: Tc = tk + tt + tp + 2 · to + ts + tb [s] Gde je: tk – vreme kopanja tt – vreme transporta sa punom daskom tp – vreme povratka sa podignutom daskom to – vreme za okretanje buldozera to = 10 [s] ts – vreme spuštanja raonika ( 2 – 3 ) [s], usvaja se ts = 3[s] tb – vreme menjanja brzina ( 4 - 5 ) [s], usvaja se tb = 5[s] Za proračun pojedinih vremena može se uzeti das u praktične brzine kretanja buldozera guseničara: ν1 = 0.4 – 0.6 m/s…… brzina kopanja ν2 = 0.9 – 1.1 m/s…… brzina transporta buldozera sa guranje tla ν3 = 1.5 – 2.2 m/s…… brzina trasporta sa podignutom daskom ( neopterećeno stanje ) Dužina puta kopanj obično iznosi od 8 – 10 m. za usvojen put kopanja lk = 8 m, pri brzini ν1 =0.4 m/s, vreme kopanja tk iznosi: tk =

[s]

Vreme transporta sa punom daskom do privremene deponije na daljini lt = 40m, pri brzini V2 = 1.1 m/s, iznosi: tk =

[s]

U toku povratka bulldozer prelazi put transport alt I put kopanja lk da bi započeo novi ciklus. Pri brizini povratka V3 = 2.2 m/s vreme povratka praznog buldozera iznosi: tk =

[s]

Vreme trajanja radnog ciklusa buldozera dobija se zamenom vrednosti iz izraza: Tc = 20 + 36.36 + 21.82 + 2 · 10 + 3 + 5 = 106.18 [s] Časovni učinak se može izračunati na osnovu prethodno navedenog izraza: Qnč =

[m3/h] Page | 27

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Proračun eksploatacionog učinka Eksploatacioni učinak buldozera izračunava se na osnovu jednačine: Qnč = Qn · ke = 29.18 · 0.75 = 21.89 [m3/h] Gde je ; ke – koeficijent trajne eksploatacije (0.70 – 0.80), usvaja se ke = 0.75 Eksploatacioni učinak za rad u dve smene, u periodu od 10 dana, izračunava se iz izraza: Qe = z · nč · nd · Qeč = 2 · 6 · 10 · 21.89 = 2626.8 [m3/h] Gde je: z – broj smena u toku dana nč – broj radnih časova u toku smene, usvaja se nč = 6 nd – broj radnih dana Proračun snage motora za kopanje Potrebna snaga motora buldozera treba da savlada otpore kopanju i otpor kretanju same mašine: P=

(

)

=

(

)

= 21825 [W] = 218,25 [kW]

Gde je: V1 – brzina (V1 = 0.4 m/s) ηtr – stepen kosrisnog dejstva gusenica (0.85 – 0.90), usvaja se ηtr = 0.90 11 ηm – stepen korisnog dejstva prenosnog mehanizma (0.80 – 0.85),usvaja se ηm = 0.85

Snaga motora buldozera je 858[kW].

Page | 28

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Održavanje i kontrola ispravnosti sredstava rada Rukovaoc buldozera je obavezan pridržavati se uputstva za održavanje koje je propisao proizvoĎač i mašinska služba preduzeča pri obavljanju pregleda i servisa kao i postupka pri otklanjanju kvarova. Rukovaoc buldozera je dužan prisustvovati svim servisima i popravkama i uveriti se da li su radovi koji su predviĎeni i potrebni uredno i kvalitetno obavljeni. Da bi se buldozer mogao podvrći redovnim pregledima i servisima rukovaoc je dužan isti oprati i očistiti, a svakodnevno ga održavati u čistom i urednom stanju. Na početku svake radne smene mora se proveriti ispravnost svih signalnih i sigurnosnih ureĎaja (kočnica) i protivpožarnih ureĎaja. Kočioni i signalni ureĎaji moraju se stalno kontrolisati i održavati u ispravnom stanju. Ako su sigurnosni i signalni ureĎaji neispravni, buldozer se ne sme pustiti u rad dok se kvar ne otkloni. Buldozer se mora redovno podmazivati kako je to predviĎeno uputstvom proizvoĎača. Podmazivanje se obavlja samo kada mašina nije u radu i kada ne postoji opasnost od slučajnog dodira pokretnih delova. Prilikom pregleda i podmazivanja buldozer mora biti postavljen na horizontalnu površinu (teren), motor isključen a nož spušten na zemlju. Rezervna ulja i maziva se ne smeju držati na buldozeru, sem propisane količine maziva koja se može držati na bezbednom mestu u nezapaljivim kutijama. pamučne krpe moraju se čuvati samo u zatvorenim i nezapaljivim posudama. U slučaju kvara buldozera na nagibima isti se mora osigurati da pod dejstvom sopstvene težine ne krene niz kosinu, a zatim se u što kraćem roku mora skloniti na bezbedno mesto. Ispravnost buldozera svojim potpisom overava odreĎeno kvalifikovano lice iz mašinske službe preduzeća, a rukovaoc buldozera isti ne sme uključiti u rad bez potpisa odgovornog lica za tehničku ispravnost. Noseća konstrukcija mašine i nosači pojedinih mašinskih elemenata vizuelno se pregledaju svaka tri meseca a svake druge godine generalno se proveravaju. Antikorozioni premaz proverava se svake druge godine. UtvrĎena korozija mora se odmah odstraniti. Nadzorno-tehničko osoblje preduzeća dužno je vršiti stalnu kontrolu rada sa buldozerom i svojim potpisom overiti završene radove u toku smene. Na kraju smene rukovalac buldozera dužan je isti obezbediti i parkirati na odreĎeno mesto uz obavezno zaključavanje. Periodični pregledi Dnevni preventivni pregled          

vizuelno pregledati kompletan buldozer pre početka rada, proveriti nivo tečnosti u hladnjaku i dosuti po potrebi, proveriti nivo ulja u motoru i dosuti po potrebi, proveriti nivo ulja u u rezervoaru hidro-sistema i dosuti po potrebi, pregledati creva za hidraulično ulje, prekontrolisati curenje ulja na bočnim reduktorima, proveriti instrumente da nisu oštećeni, proveriti rolne i vodeće točkove, pregledati gusenice da nema slomljenih papuča i odvijenih vijaka, pregledati poklopce i zaštite da nisu oštećeni i da nema odvijenih vijaka.

Page | 29

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Sedmični preventivni pregled       

izvršiti podmazivanje sklopova prema planu podmazivanja, proveriti nivo elektrolita u akumulatoru, zameniti uloške filtera za ulje motora, zameniti zaptivače na kućištu uloška filtera, skinuti oduške i oprati delove u razreĎivaču, zameniti uloške filtera za ulje menjača, skinuti poklopce i rešetke za dosipanje ulja u menjač i bočne reduktore i oprati u razreĎivaču.

 Mesečni preventivni pregled   

izvršiti podmazivanje sklopova prema planu podmazivanja, proveriti slobodni hod kod kočnica i izvršiti podešavanje, proveriti stanje remenja i po potrebi zameniti ih komplet.

Propisani progib ne menja se, mora biti 15-20 mm, te po potrebi zategnuti remenje.,  proveriti stanje hidrauličnog ulja u rezervoaru hidraulike, te po potrebi dosuti. Tromesečni preventivni pregled    

zameniti elemente filtera za hidraulično ulje u rezervoaru, proveriti stanje zaptivke na kučištu uloška filtera i po potrebi zameniti ga novim, proveriti zazor ručke kvačila koji mora biti 1,5-3 mm te po potrebi izvršiti podešavanje, skinuti štitnike i proveriti oslonce balansera i po potrebi ugraditi nove gume ako su pukle.

Polugodišnji preventivni pregled   

izvršiti zamenu ulja prema planu podmazivanja, oprati i očistiti rezervoar goriva i zameniti uloške filtera za gorivo, demontirati podnu ploču i podmazati kardanski zglob prema uputstvu za podmazivanje.

Godišnji preventivni pregled   

izvršiti čišćenje rezervoara za hidraulično ulje, promeniti elemente filtera za hidraulično ulje, oprati sito za punjenje rezervoara hidrauličnog ulja i nasuti potrebnu količinu ulja.

Page | 30

Nenad Spasić 171295/11

[

BULDOZERI

]

Postupak prema buldozerima nakon izvršene popravke ili rekonstrukcije Informaciju o završenoj popravci ili rekonstrukciji poslovoĎa smene dobija od mašinske službe putem potpisanog "Zahteva za rad" od odgovornog lica. Bagerista vrši preuzimanje buldozera uz pregled i ispitivanja funkcionalnosti rada, o čemu podatke unosi u "Dnevnik rada bagera". Odgovorno lice mašinske službe koje je kontrolisalo obavljene radove popravke ili rekonstrukcije u "Dnevnik rada buldozera" unosi kratke podatke o vrsti i načinu izvršene popravke ili rekonstrukcije i overava potpisom. Za popravke, rekonstrukcije ili mirovanja buldozera koja su trajala duže od tri meseca, mora se izvršiti detaljan pregled pre primopredaje po prethodnom postupku o čemu se podaci unose u "Dnevnik rada" i u "Knjigu pregleda" i overava potpisom. Prijem se smatra završenim kada buldozerista svojim potpisom overi u "Dnevniku rada" da je preuzeo ispravan i spreman bulldozer za rad. Podaci o mesečnim i drugim pregledima kao i o pregledima nakon mirovanja i popravci koji su trajali duže od tri meseca, unose se u posebne "Knjige pregleda" koje se vode po vrsti mehanizacije. Lica zadužena, prema Pravilniku o zašiti na radu za obavljanj pregleda oruĎa i ureĎaja za rad svojim potpisom u "Knjigu pregleda" overavaju da su iste izvršili.

Page | 31