Gradjevinska Mehanizacija i oprema

Edin Jakupović 08-012/11

2.2. Mašine za transport po kopnu S obzirom da se najviše gradi na kopnu i da je kopneni transport najzastupljeniji vid transporta u graĎevinarstvu logično je i da postoji veliki broj mašina koje se u te svrhe koriste. Da bi se mašine adekvatno proučavale i koristile izvršeno je nekoliko podela: prema vrsti motora; prema vrsti radnog ureĎaja, prema transmisiji i prema vrsti kretnog ureĎaja. Najbitnija je podela prema vrsti kretnog ureĎaja gde razlikujemo: - transportne mašine za bešinski transport (sa točkovima i pneumaticima i gusenicama za kretanje po putnim i besputnim terenima) - transportne mašine za šinski transport (sa točkovima za kretanje po dvošinskim i monošinskim železnicama. Transport u graĎevinarstvu najčešće se odvija putem vozila raznih konstrukcija na pneumaticima. To su vozila koja karakteriše visoka brzina na otvorenim putevima, velika manevarska sposobnost i prilagoĎavanje svim vremenskim i terenskim uslovima. MeĎutim, vrlo često javlja se potreba za transport po nepristupačnom terenu i bespuću. U zavisnosti od samog terena, od obima radova, dužine puta i sl. vršimo odabir graĎevinske mašine a sve u cilju većeg učinka. Transportna sredstva za bešinski transport: - Vučne mašine Vučne mašine mogu se povezati sa prikoličnim i poluprikoličnim sredstvima čime se dobija celina poznatija kao vučni voz. Najvažnije vučne mašine su traktori točkasi, traktori guseničari, dvoosovinski tegljači… - Prikolične i poluprikolične mašine To su mašine koje nemaju sopstveni pogon već su vučene od strane druge mašine. Mogu biti univerzalne ili za neku specijalnu namenu. - Samohodne nosive transportne mašine Čine najveću grupaciju mašina za kopneni transport. Tipična vrsta vozila su damper, kamioni kiperi, mini damper… Transportna sredstva za šinski transport - vučne mašine-lokomotive - vučene mašine-vagoni - samohodne nosive mašine Posebnu vrstu mašina za kompneni transport čine mašine za pneumatski i hidraulički cevovodni transport kod kojih se kao pogonski fluid javlja komprimovani vazduh ili voda. Ukoliko se radi o vazduhu sa potpritiskom i nadpritiskom tada se cevovodima transportuju prašinasti i sitnozrni materijali. Primer-proračun prakticnog učinka kamiona kipera Up = Ut × Kv × Kr × Kp Ut = T / Tc × q Kv – koeficijent korišćenja radnog vremena Kp – koeficijent punjenja kašike Kr - koeficijent rastresitosti Tc – trajanje radnog ciklusa Tc = Tu + Tt + Ti + Tpov + Tm; Tu – vreme utovara, Tt-vreme transporta, Ti-vreme istovara, Tpov-vreme povratka, Tm-vreme manevrisanja.

Edin Jakupović 08-012/11

3.3.1. Dozeri Dozeri spadaju u mašine za zemljane radove i to za iskop i transport. Od svih mašina ovog tipa dozeri imaju najveću primenu kod izgradnje puteva, železnica, nasutih brana, odbrambenih nasipa i sl. Vrlo lako vrše iskop zemlje od prve do cetvrte kategorije do 50 cm duboko. Koriste se i za transport materijala do nasipa, tela nasutih brana, deponija(do 200 m) kao i za razastiranje i planiranje materijala. Koriste se i za skidanje humusa, šiblja i rastinja, za izradu rigola, obaranje drveća, vaĎenje panjeva, za čišćenje snega, kao pomoć za punjenje skrejperskog koša, za vuču drugih mašina. Sastoje se od osnovne mašine-traktora guseničara ili dvoosovinskog traktora na pneumatskim točkovima i rama na čijem prednjem delu je raonik sa nožem. Dozerski noževi se izradjuju od teškog čelika u vidu daske sa zaobljenom prednjom stranom kako material ne bi ispadao iza noža i kako bi se stvarala zemljana prizma. Donja ivica je rezna ivica i izraĎuje se od visokovrednih čelika iz jednog komada ili iz delova-pločica koje se jednostavno mogu zameniti nakon oštećenja. Robusnost i konstrukcija baznog sistema zavisi od veličine dozerskog noža i od sistema kačenja. Poslednjih godina koriste se specijalni noževi sa zakrilcima, noževi sa teflonskom oblogom, noževi sa vazdušnim jastukom, vibracioni noževi i dr. a sve to u cilju povećanja učinka. Dozeri rade u ciklusima koji mogu biti kruzni ili oscilatorno-pendel. Elementi ciklusa su: kopanje zemljanog materijala, formiranje trostrane prizme ispred noža, transport i guranje materijala do mesta nasipa ili razastiranja, razastiranje i planiranje i povratak dozera na mesto iskopa. Povratak dozera od mesta nasipanja do mesta iskopa može se vršiti na dva načina: povratkom unazad ili okretanjem i kretanjem napred. Prem načinu učvršćenja i polozaju kakav moze da zauzme raonik sa nožem razlikuju se sledeće vrste dozera: - Buldozer - Angldozer - Tiltdozer - Univerzalni buldozer

Edin Jakupović 08-012/11

4.4. Elevatori sa koficama Elevatori sa koficama su mašine koje se koriste za transport zrnastih i praškastih materijala po horizontalnoj trasi ili na visinu do 50 metara. Najčešće se javljaju u sklopu fabrika za proizvodnju betona i asfalta a veoma retko samostalno. Kod fabrika betona elevatori sa koficama imaju ulogu da zrnasti materijal po odreĎenim frakcijama transportuju do silosa na vrhu tornja, dok se kod asfaltnih baza koriste za transport zagrejane kamene sitnezi od sušare do sita za prosejavanje. Mogu se javiti i kao sastavni deo bagera vedričara. Sastoje se od vertikalnog ili kosog elevatorskog nosača beskrajnog lanca, limene obloge, pogonskog uredjaja koji pokreće lanac na kome su kofice koje se pune materijalom. Lanac se kreće preko pogonskog i zateznog zupčanika. Vertikalni ili kosi elevatorski nosači beskrajnog lanca su stubovi u obliku prostorne rešetke koji mogu biti na šasiji veznih mašina ili samostalno fundirani. Oni imaju ulogu da prihvate težinu pogonskog i zateznog zupčanika kao i lanca sa punim i praznim koficama. Postoje i varijante da se elevatori sa koficama izvedu i bez nosača, tj. da su pogonski i zatezni valjci sa zupčanicima direktno okačeni na glavnu mašinu koju i snabdevaju i čiji su deo. Kao što je već rečeno, pogonski i zatezni valjci mogu biti direktno okačeni na ram postrojenja za koje rade, ali vrlo češće kače se na krajeve elevatorskih nosača. To su zapravo doboši sa zupčanicima na oba kraja čiji zubci hvataju karike lanca, a samim tim dolazi do kretanja i izdizanja kofica. Obično su pogonski na gornjem kraju nosača a zatezni na donjem. Beskrajni lanci sastoje se od dva lanca sa specijalnim koficama čija se zapremina, u zavisnosti od materijala koji se transportuje, kreće od 5 do 10 litara. One su posebno oblikovane tako da se praznjenjem jedne kofice direktno puni prethodna usled gravitacione i centrifugalne sile. Limena obloga ima funkciju da spreči rasipanje materijala, da spreči emanaciju prašine u atmosferu ali i da održi temperaturu zagrejanih čestica koje se transpotuju, najčešće kod proizvodnje asfalta. U sastav obloga ulaze i utovarni i istovarni levkovi. Elevatori sa koficama pokreću se električnim ili hidrauličkim motorima. Snaga električnog motora zavisi od veličine kofica i njihovog medjusobnog rastojanja, od duzine lanca, tezine materijala i varira od 15 do 60 kW. Elevatori sa koficama imaju visok praktični učinak koji moze biti cak i do 500

.

Edin Jakupović 08-012/11

5.3.2. Utovarivači sa trakastim transporterima Utovarivači sa trakastim transporterima koriste se za utovar materijala iz dobokih useka i tunela. Slični su utovarivačima sa koficama ali se od njih razlikuju po konstrukciji radnog organa koji je kod ovih mašina u vidu nosača sa pogonskim, zateznim i oslonim valjcima preko koji se kreće gumeni ili rebrasti trakasti transporter. Punjenje utovarnog levka vrsi se utiskivanjem čeonih raonika i rotiranjem ili njihanjem zvezdastih ili šapolikih ureĎaja hranioca ili davača dok se pražnjenje u samohodne putne ili železničke mašine vrši dejstvom centrifugalne i gravitacione sile. U novije vreme utovarivači sa trakastim transporterima su sastavni deo velikih mašina za bušenje tunela. Oni sav stenski material, odvojen glodanjem od osnovne mase, zahvataju utovarivačima i transportuju do drugih transportera postavljenih iza ovakvih tunelskih mašina. Osnovni delovi ovih transportera su: bazna mašina, radni ureĎaj u vidu trake, pogonski i upravljački ureĎaji. Bazna mašina najčešće je traktor guseničar ili železnicka mašina sa kratkom šasijom. Ona opterećenje od svih delova utovarivača preko gusenica ili šinskih ureĎaja prenosi na tlo ili kolosek. Radni organi sastoje se od: Nosača transportera-prostorne rešetke sa pogonskim valjcima na donjem i zateznim na gornjem delu. Nosači su donjim delom zglobno vezani za šasiju traktora i leže centralno duž podužne ose baze mašine i hidraulički se mogu pomerati za visinu istovara od 2.5 do 5 metara; Gumene trake-obično su širine od 0.5 do 1.2 m i dužine od 6 do 16 m. Pogon je dizel-hidraulički sa hidromotorima koji pokreću transportere, davače, kretne i druge ureĎaje. Snaga dizel motora je od 50 do 70 kW a ako su u sastavu tunelskih mašina u opsegu od 110 do 270 kW. Upravljanje se moze vršiti iz kabine ili van nje. Brzina kretanja trake su od 1 do 10 km/h, a težina transportera je od 60 do 90 kN. Utovarivaci sa trakastim transporterima su mašine sa kontinualnim radom i rade po šemi ’’napred u čelo deponije ili tunelskog iskopa’’. Praktični učinak zavisi od širine gumene trake, od brzine kretanja i uslova rada i kreće se od 150 do 300 .

Edin Jakupović 08-012/11

6.5.3. Kabl-kranovi Kabl kranovi su mašine za prenos tereta i tipični su predstavnici kranova sa elastičnom rasponskom nosećom konstrukcijom. Koriste se za prenos tereta u horizontalnom i vertikalnom pravcu. Njihova najbitnija karakteristika je velika nosivost na velikim rastojanjima, čak i do 1200 metara, a visina može biti i do 200m. Zbog toga imaju veliku primenu u izgradnji mostova, brana u klisurama i teskim terenima. Njihova primena isplativa je samo kod izvodjenja velikih radova, obično ne manjih od 100.000 . Kabl-kranovi se sastoje od dva tornja (pilona) izmeĎu kojih je razapeto uže po kojem šeta tzv. mačka-čekrk koji nosi teret. Iz komandne kabine vrši se upravljanje uzadno-koturačnim sistemom koji pokreće pogonski ureĎaj. Piloni se nalaze na krajevima područja koje je potrebno pokriti kablom, najčešće na najvišim bočnim stranama u klancu kako bi se obezbedila što veća visina. Jedan od pilona najčešće je snabdeven pogonskim ureĎajem dok su na drugom smešteni tegovi za zatezanje užeta. Rastojanje izmeĎu tornjeva odreĎeno je dimenzijama samog objekta koji se gradi. Kabl kranovi mogu biti izveĎeni na tri različita načina: jedan toranj je pokretan i kreće se po lučnom koloseku a drugi fiksan, tj. kruto vezan za temelj; oba tornja su pokretna čime je omoguceno iskošenje pilona ne jednu ili drugu stranu za 15-20 stepeni, kao i kretanje po koloseku. Time je znatno povećana zona opsluživanja koja je definisana dužinom koloseka, rasponom i visinom užeta; oba tornja su nepokretna-ukopana su i kruto vezana sa temeljom pa je zona opsluživanja definisana vertikalnom ravni ispod raspona. Oslonački tornjevi imaju funkciju da celokupan teret u koji je uključena i težina užeta, korpe i drugih pratećih elemenata prenese na tlo ili kolosek u zavisnosti od tipa konstrukcije. Dimenzije pilona diktiraju težina tereta koji će se prenositi kao i dužina puta za transport. Njihova višina je orjentaciono jednaka desetini raspona. IzgraĎuju se kao prostorne rešetke oblika piramide na koje su namontirani koturačni sistemi. Na jednom od pilona montiraju se ureĎaji za zatezanje nosećeg užeta i kabina za upravljanje. Noseće uze razapeto je izmeĎu tornjeva i ima funkciju lančanice o koju je okačen čekrk (mačka) koji prihvata teret. Presek nosećeg užeta zavisi od raspona krana i njegove nosivosti. Vučno uže vezano je za jedan kraj mačke i služi za horizontalno pokretanje mačke. Uže za podizanje tereta ide preko mačke do pogonskog dela. Uže sa jahačima služi kao noseće uže za vužno i uže za podizanje tereta kako ova dva ne bi slobodno visila u vazduhu. Kranska kolica sa zahvatnom kukom su specijalno konstruisana za kretanje po užetu. Kreću se brzinom do 10m/min sa teretom odnosno 10-15 m/min kada su prazna. Kabl kranovi se pokreću višemotornim električnim sistemom snage od 100 do 1500 kW. Upravljanje se može vršiti neposredno iz komandne kabine smeštene na jednom od tornjeva ili posredno-teledirigovano, a na teškim terenima koristi se i kombinovano komandovanje. Nosivost ovih kranova kreće se od 50 do 250 kN. Od dva do šest meseci potrebno je za montažu i probu jednog kabl krana. Neophodni su obimni radovi u tlu kao i betonski radovi pri izradi staza. Proracun učinka kabl-kranova vrši se kao i kod drugih mašina za prenos i dizanje. Up = T / Tc × q × Kv × Kp × Kr gde je Tc ciklus koji se sastoji od punjenja korpe, dizanja (20-70 m/min), okretanja(0.7-1 o/min), brzine mačke, spustanja, pražnjenja korpe i povratka. “q” je zapremina korpe za beton, Kv je koeficient korišcenja radnog vremena, Kp koeficijent punjenja i Kr je koeficijent rastresitosti. Ugib lančanice obično se uzima da je L/20 gde je L raspon nosećeg užeta.

Edin Jakupović 08-012/11

1. Koristeći tekst zadatka broj 6.29. iz zbirke zadataka Prof. dr Aleksandra N. Stefanovića, rešiti zadatak:

DR: 13.11.1992. ZCDR = 27 ZCDR - 5 = 22

n = 27 m = 22 Zadatkom se traži: a) koliki je satni učinak jedne “žabe“ b) za koliko sati rada jedna „žaba“ može da sabije predviĎenu površinu, odnosno količinu zemlje c) za koje vreme žaba preĎe dužinu od 20m (u širini samo jedne svoje oslone, udarne površine) u svom radu u jednom prolazu na sabijanju sloja zemlje ako joj je dužina skoka 0.12m, tj. za toliko se pomeri unapred posle svakog udara o tlo. Rešenje: a) satni učinak (sabijene zemlje) radom jedne “žabe”: Upr =

[m3/h]

Kv

0.8 = 11.31 m3/h;

Upr =

Kv =

= 0.8

b) potreban broj sati za sabijanje predviĎene površine, odnosno količine zemlje jednom “žabom” biće: - treba da se sabije sledeća količina zemlje: Q = 1200 m2 * 0.22 m = 264 m3 (zbiveno stanje) Zato što se sloj nasute zemlje 0.30 m posle sabijanja smanji na 0.22 m, pa se za dalji proračun uzima zbivena debljina sloja zemlje. Potreban broj sati rada jedne “žabe”: Nh =

=

= 23.34

24 h

Edin Jakupović 08-012/11 c) “žaba” u jednom svom prolazu na sabijanju zemlje preĎe 20 m. Prema datoj semi “žaba” da bi savladala 20 m dužine (težišno rastojanje) treba da preĎe u samoj samoj stvari rastojanje: L = 20 m - 0.90 m (prečnik kružne oslone površine “žabe”) = 19.10 m Pošto “žaba” za jedan minut ima 27 udara i posle svakog udara pomeri se za 0.12 m, to ona za minut preĎe dužinu: l1 = 27 * 0.12 = 3.24 m/min a dužinu od 19.10 m za vreme: T=

=

= 5.895 min

Edin Jakupović 08-012/11

2. Koristeći tekst zadatka broj 5.2. iz zbirke zadataka Prof. dr Aleksandra N. Stefanovića, rešiti zadatak:

DR: 13.11.1992. ZCDR = 27 ZCDR - 5 = 22

Utovarivač radi po “X” tehnološkoj šemi, dok damper stoji u mestu sa ugašenim motorom za vreme svog utovara.

Ukazati na veličinu učinka utovarivača dobivenom u zadatku 5.1. Rešenje: - učinak utovarivača za 1h izračunava se prema izrazu: Upr =

q Kp Kv (m3/h)

gde je

tc - trajanje radnog ciklusa utovarivača;

tc = ∑

(s)

Edin Jakupović 08-012/11

- izračunavanje ciklusa utovarivača t1 - prilaženje napred praznog utovarivača za punjenje kašike zemljom sa daljine 6,0 + 3,0m = 9,0m. (pri brzini od ZCDR = 27km/h) t1 = 9,0

= 1.2 s

t2 - spuštanje kašike za punjenje zemljom sa visine od 3,0m t2 = 2.31 s (isto kao i kod zadatka 5.1.) t3 - punjenje kašike zemljom - 10 s (isto kao kod 5.1.) t4 - podizanje pune kašike 1 m od zemlje - 1,67 s (kao kod 5.1.) t5 - priključenje brzinskog stepena - 2 s t6 - kretanje unazad utovarivača sa punom kašikom na daljinu 6,0 + 3,0 = 9,0 m t6 = 9,0

= 5,31 s

t7 - priključak brzinskog stepena - 2 s t8 - podizanje pune kašike za još 2 m za istovar u damer - 3,33 s (kao i kod 5.1.) t9 - prilaženje utovarivača punom kašikom damperu - dužina kretanja 3,0 + 6,0 = 9,0 m t9 = 9,0

= 4,53 s

t10 - istovar kašike u damper - 3 s (kao i kod 5.1.) t11 - priključenje brzinskog stepena - 2 s t12 - kretanje utovarivača unazad sa praznom kašikom na daljinu 6,0 + 3,0 = 9,0 m (pri brzini od ZCDR - 5 = 22km/h) t12 = 9,0

= 1,47 s

t13 - priključak brzinskog stepena za kretanje unapred sa zaustavljanjem - 2 s (kao i kod 5.1.) pa je ukupno vreme trajanja radnog ciklusa utovarivača: Tc = ∑

= 1,2 + 2,31 + 10 + 1,67 + 2 + 5,31 + 2 + 3,33 + 4,53 + 3 + 2 + 1,47 + 2 = 40,82 usvojeno 41 s

Edin Jakupović 08-012/11 - učinak utovarivača za ovaj slučaj za 1 h je: Upr =

1,5 • 1,2 • 0,8 = 126,44 m3/h

-uporeĎenje učinka utovarivača sa učinkom iz zadatka 5.1. učinak utovarivača iz 5.1.

Upr = 129,60 m3/h

učinak utovarivača iz 5.2.

Upr = 126,44 m3/h

pa je razlika u korist učinka 5.1. D = 129.60 - 126.44 = 3,16 m3/h čime se dokazuje povoljnost primene utovarivača sa razlomljenom zglobnom šasijom, tj. tehnološke šeme “Y“. Napomena: Svoje brojeve (ZCDR i ZCDR-5) sam iskoristio u povećanju brzine utovarivača u slučajevima sa praznom kašikom, tj. u vremenima t1 i t12!

Edin Jakupović 08-012/11

3. Koristeći tekst zadatka broj 4.3. iz zbirke zadataka Prof. dr Aleksandra N. Stefanovića, rešiti zadatak:

DR: 13.11.1992. ZCDR = 27 ZCDR - 5 = 22 Traži se da se odredi: a) učinak trakastog transportera za jednu radnu smenu, izraženu u kN; b) koliko treba da bude širina trake trakastog transportera; c) za koliko radnih smena trakasti transporter treba da prebaci količinu betonskih elemenata od ZCDR • 102 = 2700 kN. (težina jednog elementa je (ZCDR-5)/102 = 22/102 = 0,22 kN.) Rešenje: a) učinak trakastog transportera za jednu radnu smenu, izraženu u kN: smUpr = 3600

Kv•k•Nh

(kom/sm)

l = težišno rastojanje betonskih elemenata na traci transportera: l = l’ + 0,50 m = 0,60 + 0,50 = 1.10 m Kv - iskorišćenje vremena rada u toku radne smene transportera: Kv =

= 0,85

k - koeficijent koji zavisi od podužnog nagiba trake transportera; za ugao 12 smUpr = 3600

k = 0,95 (iz tablica) 0,85•0,95•7 h = 9249,54 kom/sm

- učinak transportera za radnu smenu, u kN: smUpr’ = 9249,54 kom/sm • 0,22 kN = 2034,90 kN/sm

Edin Jakupović 08-012/11 b) koliko treba da bude širina trake trakastog transportera: B

d + 100 (mm)

d = 0,20 m (širina betonskog elementa) = 200 mm B

200 + 100 = 300 mm

c) Potreban broj radnih smena trakastog transportera za količinu od 2700 kN: Nsm =

=

= 1,33

2 smene.

Edin Jakupović 08-012/11

4. Koristeći tekst zadatka broj 3.1. iz zbirke zadataka Prof. dr Aleksandra N. Stefanovića, rešiti zadatak:

DR: 13.11.1992. ZCDR = 27 ZCDR - 5 = 22

Traži se da se odredi pritisak ulja u cilindru kao i nosivost hidraulčke dizalice koja ima sledeće elemente: - sila potrebna za pogon ručice pumpe P = ZCDR•10 = 270 N; - prečnik klipa cilindra hidrauličke dizalice D = (ZCDR - 5) / 102 = 22/102 = 0,22 m - kraći deo ručne poluge, od osovine do klipa pumpe r = 0,05 m - duži deo ručne poluge l = 0,50 m - prečnik klipa pumpe d = 0,025 m, i - koeficijent korisnog dejstva dizalice

= 0,8.

Rešenje: -odreĎivanje pritiska ulja u cilindru dizalice izazvanog radom ručne pumpe. Da bi se odredio pritisak ulja u cilindru (q) koristi se izraz za veličinu potrebne sile za pokretanje ručice pumpe koji glasi: P=

•

(N)

i odatle je q: q=

(bar)

9,8125 • 10-5

- pa je za predviĎeni slučaj:

=

q=

= 55, 03 bar = 5.503 Mpa

-odreĎivanje nosivosti hidrauličke dizalice, preko sledećeg izraza: Q=P

= 270 N

0,8 = 209 088 N = 209,1 kN

Edin Jakupović 08-012/11

5. Koristeći tekst zadatka broj 2.7. iz zbirke zadataka Prof. dr Aleksandra N. Stefanovića, riješiti zadatak:

DR: 13.11.1992. ZCDR = 27 ZCDR - 5 = 22

ZCDR = 27 kN/ Ft = ZCDR - 5 = 22 kN Zadatkom se traži: a) Koliki je otpor takvog prikolicnog skrepera prilikom kretanja u datim uslovima, u kN; Q-tezina zemlje u kosu skrepera, u kN;

Tezina prikolicnog skrepera-punog;

Jednacina otpora za dati slucaj kretanja glasi:

[

]

b) Kolika je vučna sila na spoju traktora sa prikoličnim košem skrepera skrepera (

c) pošto je: