WYDAWCA: GRAFTON PROJEKT WARSZAWA

Transkrypt

1

2 2 Redakcja techniczna i korekta: ANDRZEJ CHMIELEWSKI Projekt okładki: AD REM FOTOGRAFIA na pierwszej stronie okładki: Andrzej Chmielewski WYDAWCA: GRAFTON PROJEKT WARSZAWA wydawnictwo@graftonprojekt.com Copyright by Grzegorz Koselnik 2015 Copyright by Grafton Projekt 2015 ISBN ISBN (PDF) ISBN (epub) ISBN (MOBI) Warszawa 2015 DRUK i oprawa: TOTEM Inowrocław Wszelkie prawa zastrzeżone. Bez zgody wydawcy i autora żadna część tej książki nie może być powielana ani w jakikolwiek sposób kopiowana, jak również rozpowszechniana za pomocą urządzeń elektronicznych, mechanicznych, nagrywających, kopiujących i innych, z wyłączeniem przypadków dozwolonych przez prawo.

3 PORADNIK OPERATORA KOPARKA JEDNONACZYNIOWA PRAKTYCZNY KURS BUDOWY I OBSŁUGI Opracował: mgr inż. Grzegorz Koselnik

4 4 Projekty Drogowe Kompleksowe projekty z zakresu infrastruktury drogowej wraz z branżami towarzyszącymi, niezbędne do uzyskania decyzji administracyjnej o pozwoleniu na budowę Nasze usługi świadczymy dla poniższego zakresu prac: budowy, przebudowy i remonty dróg, ulic, parkingów oraz skrzyżowań budowy zjazdów publicznych i indywidualnych budowy chodników i ciągów pieszo-jezdnych budowy ścieżek rowerowych i ciągów pieszorowerowych Analizy i Modelowanie Ruchu Drogowego Analizy i modele ruchu drogowego ulic, skrzyżowań, parkingów, inwestycji mieszkaniowych i komercyjnych Doradztwo Techniczne i Konsulting Na każdym etapie inwestycji dbamy, aby przyjęte rozwiązania były optymalne dla Inwestora Przeanalizujemy możliwości obsługi komunikacyjnej konkretnej działki przed jej zakupem Inżynieria Ruchu Przygotowujemy projekty organizacji ruchu oraz wykonujemy opracowania z zakresu bezpieczeństwa ruchu drogowego Grafton Projekt, Pracownia Projektowa: Warszawa, ul. Kasprzaka 29/31, Budynek "VIS", V piętro, lok. 510 Tel: , Fax: (39) biuro@graftonprojekt.com

5 SPIS TREŚCI Spis tabel Od autora Rozdział 1. WSTĘP Rozdział 2. EKSPLOATACJA Podstawowe pojęcia z zakresu eksploatacji Okres eksploatacji i jego fazy Docieranie maszyny Utrata sprawności technicznej przez maszynę w okresie międzynaprawczym Tarcie i smarowanie Cechy nieprawidłowej eksploatacji maszyny Niezawodność maszyn budowlanych Odtworzenie zdolności produkcyjnych maszyny Wydajność maszyny budowlanej Obmiar wykonania robót ziemnych Wydajność teoretyczna W Wydajność techniczna WT Wydajność eksploatacyjna WE = WP Wykorzystanie czasu pracy przez maszyny budowlane Straty czasu pracy w eksploatacji bezpośredniej, produkcyjnej Straty czasu pracy maszyny w eksploatacji technicznej, bezpośredniej Zasady ekologii w czasie użytkowania maszyn do robót ziemnych Zmniejszenie negatywnych skutków interwencji w środowisko naturalne Zła eksploatacja maszyn do robót ziemnych Regeneracja części lub zespołów maszyny Materiały eksploatacyjne

6 6 Spis treści Paliwo do silników o zapłonie samoczynnym Olej hydrauliczny Oleje smarne do silników spalinowych Oleje przekładniowe Smary plastyczne Płyny hamulcowe Płyny do chłodnic Płyny do mycia i spryskiwania szyb Ogumienie Zadania operatora w procesie użytkowania maszyn budowlanych Właściwe wykonanie Obsługi Technicznej Codziennej OTC Organizacja stanowiska pracy Współpraca operatora maszyny z zespołem uczestniczącym w procesie produkcyjnym Eksploatacja techniczna Obsługi Zakres czynności wykonywanych podczas obsług maszyn Ogólny zakres czynności podczas wykonywania obsługi codziennej OTC Ogólny zakres czynności przy wykonywaniu obsługi sezonowej OTS Ogólny zakres czynności przy wykonywaniu obsługi technicznej okresowej OTO Ogólny zakres czynności, podczas wykonywania obsługi technicznej okresowej OTO Obsługa handlowa Ogólny zakres czynności przy wykonaniu obsługi transportowej OTT Ogólny zakres czynności podczas wykonania obsługi docierania OTD Naprawy Kontrola wykonania obsług i napraw Przegląd techniczny i diagnostyka Dokumentacja techniczno-eksploatacyjna Instrukcja eksploatacji i użytkowania Katalog części zamiennych Książka maszyny budowlanej

7 Spis treści 7 Raport dzienny pracy maszyny Rozdział 3. PODSTAWY ELEKTROTECHNIKI Rys historyczny Prąd elektryczny i zjawiska występujące podczas jego przepływu Budowa atomu Prąd elektryczny Natężenie przepływu ładunku prądu elektrycznego Natężenie pola magnetycznego i jego potencjał Napięcie, moc i praca prądu elektrycznego Pole elektromagnetyczne wytwarzane przez płynący prąd.. 56 Pole elektromagnetyczne wytwarzane przez płynący prąd w cewce Prawo OHMA Przeprowadzenie pomiaru napięcia i natężenia prądu Wpływ przepływającego prądu na organizm człowieka Węzeł elektryczny i łączenie rezystorów oporników Rodzaje obwodów elektrycznych Szeregowe łączenie rezystorów oporników Łączenie rezystorów równolegle Obwody elektryczne występujące w maszynach do robót ziemnych Układ instalacji elektrycznej jednoprzewodowej Układ instalacji elektrycznej dwuprzewodowy dwunapięciowy Układ trójprzewodowy dwunapięciowy Przewody stosowane w instalacjach elektrycznych pojazdów mechanicznych Charakterystyka przewodów w instalacjach pojazdów samobieżnych Oznakowanie przewodów w instalacjach pojazdów samobieżnych Przewody wysokiego napięcia Kolorystyka przewodów Rodzaje i budowa włączników i wyłączników oraz ich zastosowanie Rodzaje włączników i wyłączników oraz ich zastosowanie.. 70 Akumulatory

8 8 Spis treści Wiadomości ogólne o akumulatorach Samowyładowanie akumulatorów Budowa akumulatora kwasowego Parametry charakteryzujące akumulator Ładowanie akumulatorów Łączenie akumulatorów szeregowo Łączenie akumulatorów równolegle Wiadomości ogólne o maszynach prądu stałego Ogólne wiadomości o maszynach elektrycznych Wiadomości ogólne o polu magnetycznym Prądnice samochodowe Prądnice samochodowe prądu stałego Budowa i działanie alternatora Regulator napięcia prądnicy Regulatory napięcia alternatora Obwód rozruchu silnika spalinowego Rozruch silnika spalinowego Wiadomości ogólne o silnikach prądu stałego Rozrusznik silnika spalinowego Elektryczny rozrusznik silnika spalinowego Elektromechaniczne urządzenie sprzęgające Prostowniki Prostowniki diodowe trójfazowe Elektryczny napęd hydraulicznych zaworów zespolonych i proporcjonalnych Zabezpieczenie operatora przed porażeniem prądem elektrycznym Zabezpieczenie operatora przed porażeniem prądem elektrycznym w czasie obsługi maszyny Zabezpieczenie operatora przed porażeniem prądem elektrycznym w czasie pracy maszyny Rozdział 4. ELEMENTY NAPĘDU HYDRAULICZNEGO Wiadomości ogólne Ciecze hydrauliczne Uszczelnienia Zalety i wady napędu hydraulicznego Istota napędu hydraulicznego Ogólny podział elementów napędu hydraulicznego

9 Spis treści 9 Pompy Pompy zębate Pompy łopatkowe Pompy rzędowe Pompy wielotłoczkowe osiowe z niewirującą tarczą Pompy wielotłoczkowe osiowe z wirującą tarczą Pompy osiowe wielotłoczkowe z uchylnym wirnikiem Pompy wielotłoczkowe promieniowe Akumulatory hydrauliczne Zawory sterujące w napędach hydraulicznych Rozdzielacze Zawory sterujące ciśnieniem cieczy roboczej Zawory sterujące strumieniem Zawory odcinające Odbiorniki energii cieczy hydraulicznej Silniki hydrauliczne Silniki hydrauliczne zębate Silniki łopatkowe Silniki wielotłoczkowe osiowe Silniki wolnoobrotowe Siłowniki hydrauliczne Filtry Elementy przewodzące i gromadzące ciecz hydrauliczne Przewody hydrauliczne sztywne Przewody giętkie Zbiorniki cieczy hydraulicznej Przekładnie hydrostatyczne Rozdział 5. SILNIKI SPALINOWE Definicja silnika spalinowego Charakterystyka silnika spalinowego Podział silników spalinowych Podział silników ze względu na konstrukcję Podział silników ze względu na osiągane obroty wału korbowego i dobór do odpowiedniego odbiornika Podział silników ze względu na moc maksymalną Rodzaje obiegów roboczych Silniki spalinowe dwusuwowe Wady i zalety silników dwusuwowych

10 10 Spis treści Silniki spalinowe czterosuwowe Wady i zalety silników czterosuwowych o zapłonie iskrowym Wady i zalety silników czterosuwowych o zapłonie samoczynnym Budowa silnika Korpus silnika Układ korbowo-tłokowy Rozrząd silników dwusuwowych i czterosuwowych Rozrząd w silnikach dwusuwowych Rozrząd w silnikach czterosuwowych Układy zapłonowe silników czterosuwowych Zapłon iskrowy Zapłon samoczynny Układ smarowania silnika spalinowego Smarowanie samoczynne Smarowanie wymuszone (ciśnieniowe) Układ chłodzenia silnika spalinowego Chłodzenie silnika spalinowego powietrzem Chłodzenie silnika spalinowego cieczą, przepływowe wymuszone Układy zasilania silników z zapłonem samoczynnym Pompka zasilająca Pompa wtryskowa rzędowa Pompa rozdzielaczowa Dostarczenie paliwa do cylindra metodą Common Rail Wtryskiwacz paliw otwierany hydraulicznie System wtrysku dwukrotnego typu Vario Wtryskiwacze elektromagnetyczne Wtryskiwacze piezoelektryczne Doładowanie Eksploatacja silnika spalinowego Zasady dotyczące eksploatacji silników spalinowych Obsługi silnika spalinowego Uwagi ogólne Obsługa techniczna codzienna silnika OTC Wielkości charakteryzujące silnik spalinowy Niedomagania silników z zapłonem samoczynnym

11 Spis treści 11 Rozdział 6. BEZPIECZEŃSTWO I HIGIENA PRACY Ogólnie o BHP Bezpieczeństwo i higiena pracy podczas planowania i organizacji robót ziemnych Bezpieczeństwo i higiena pracy podczas wykonywania obsługi koparki Bezpieczeństwo i higiena pracy na budowie Praca koparki w pobliżu linii energetycznych i w strefach niebezpiecznych Napięcie krokowe Wielkość strefy niebezpiecznej przy budynkach i liniach energetycznych w zależności od napięcia prądu w nich płynącego Praca w strefie niebezpiecznej linii energetycznej Działania zabronione Realizacja zadań BHP Rozdział 7. BUDOWA KOPAREK JEDNONACZYNIOWYCH Podział koparek jednonaczyniowych wg polskich norm Wnioski dotyczące podziału koparek Wnioski dotyczące napędu Wnioski dotyczące sterowania Podział koparki jednonaczyniowej na główne zespoły Podwozie gąsienicowe Rama i jej budowa Gąsienica Koła i rolki Napinanie gąsienicy Regulacja napięcia gąsienicy Napęd jazdy koparki gąsienicowej Hamowanie napędem jazdy koparki Wieniec zębaty Hydrauliczna kolumna obrotowa Platforma obrotowa Hamowanie platformy obrotowej Osprzęt roboczy koparki jednonaczyniowej Osprzęt mocowany doosiowo Osprzęt mocowany odosiowo trzyramienny podsiębierny.. 262

12 12 Spis treści Osprzęt podsiębierny mocowany korbowo Osprzęt o konstrukcji dwuramiennej Osprzęt o konstrukcji trzyramiennej Osprzęt teleskopowy Osprzęt przedsiębierny Osprzęt przedsiębierny ładowarkowy Osprzęt z uchylną łyżką w płaszczyźnie pionowej (kopanie rowów i na stokach wzniesień) Osprzęt do kopania rowów przyściennych Osprzęt z wychylnym ramieniem łyżki Osprzęt chwytakowy Wielkości charakterystyczne podstawowych osprzętów Osprzęt zgarniakowy i dźwigowy Osprzęt kafarowy Podwozie kołowe samobieżne Układ kierowania koparką na podwoziu kołowym samojezdnym Rodzaje przeniesienia napędu w koparkach samojezdnych kołowych Budowa mostu napędowego Przekładnia główna i mechanizm różnicowy Zwolnice Mechanizm zwrotniczy Hamowanie koparką kołową samobieżną Skrzynia rozdzielcza Podwozie koparki kroczące Podwozie kroczące za pomocą łap lub płóz Podwozie kroczące kołowe Podwozie samochodowe Podwozie szynowe Koparki pontonowe Napęd pomp hydraulicznego układu roboczego i sterowanie ich wydajnością Sprzęgła cierne Sprzęgło elastyczne typu Wulkan Sterowanie wydajnością pomp hydraulicznych układu roboczego System sterowania wydajnością pomp hydraulicznych układu roboczego napędowego w koparce typu M500H

13 Spis treści 13 Kabina operatora - sterowanie osprzętami roboczymi Kabina operatora Sterowanie osprzętem roboczym i nadwoziem Sterowanie jazdą w koparce o podwoziu gąsienicowym Sterowanie jazdą koparki na podwoziu kołowym samobieżnym Naciski koparek na grunt Nacisk na grunt koparki na podwoziu gąsienicowym Nacisk na grunt koparki samojezdnej i samochodowej Rozdział 8. TECHNOLOGIA ROBÓT Znaczenie i zasady organizacji robót ziemnych Rodzaje organizacji robót ziemnych Metoda pracy tradycyjnej Metoda pracy równomiernej Zakres dokumentacji związanej z wykonawstwem robót ziemnych Mechanizacja robót budowlanych Ocena efektywności ekonomicznej procesów mechanizacyjnych Pojęcia z zakresu urabiania gruntów Organizacja placu budowy i stanowiska pracy Zasady organizacji placu budowy Prace związane z organizacją stanowiska pracy koparki Klasyfikacja gruntów wg trudności ich odspajania Ciężar pozorny - gęstość wyporowa Spulchnianie Wilgotność gruntów Rodzaje gruntów Klin odłamu gruntu Posadowienie koparki nad wykopem Statyczność posadowienia koparki Urabianie gruntów Opory skrawania gruntów występujące w gruntach spójnych i zwięzłych Urabianie gruntów spoistych i zwięzłych Obliczenie siły na narzędziu pozwalającej na skrawanie gruntu Urabianie gruntów sypkich

14 14 Spis treści Charakterystyka łyżki Dobór osprzętu roboczego w zależności od rodzaju i zakresu robót oraz kategorii gruntu Fazy cyklu pracy osprzętem podsiębiernym i przedsiębiernym koparki Cykl pracy osprzętem podsiębiernym Cykl pracy osprzętem przedsiębiernym Technika wykonywania niektórych robót ziemnych Ustawienie łyżki i elementów osprzętu podczas kopania Niedozwolone techniki pracy koparką Praca maszyny w trudnych warunkach Rozdział 9. TECHNOLOGIA ROBÓT ZIEMNYCH Sposób prowadzenia robót ziemnych Usunięcie darniny i ziemi uprawnej Wykopy Nasypy Zakres robót ziemnych oraz zastosowanie koparek w organizacji tych robót Wykonywanie wykopów z jednoczesnym załadunkiem urobku na środki transportu Wykonywanie rowów instalacyjnych Wykonywanie rowów instalacyjnych w zależności od uzbrojenia terenu Wykonywanie rowów instalacyjnych w zależności od rodzaju układanej instalacji Współpraca z innymi maszynami Technika wykonywania niektórych prac koparką Wykańczanie prostych ścian Kopanie na pochyłościach Usuwanie dużych kamieni ze ściany hałdy Sposoby wkopywania się koparki i pracy w wykopie szerokoprzestrzennym Łączenie wykopów Kopanie rowów melioracyjnych Metody wykonania prac ziemnych koparkami Metody wykonania prac ziemnych koparką z osprzętem przedsiębiernym

15 Spis treści 15 Metody wykonania prac ziemnych koparką z osprzętem podsiębiernym Zmiana stanowiska pracy przez koparkę Zmiana miejsca pracy przez koparkę kołową Zmiana miejsca pracy przez koparkę gąsienicową Poruszanie się koparki w terenie górzystym Statyczność koparki podczas jazdy Sygnały ręczne BIBLIOGRAFIA

16 SPIS TABEL 1. Podział eksploatacji, według Maszyny Budowlane, Prof. dr inż. Ignacy Brach...(str. 20) 2. Kody dopuszczalnej prędkości jazdy dla opon, Portal Oponiarski.pl...(str. 40) 3. Zestawienie norm przewodów stosowanych w instalacjach elektrycznych, Internet-Przewody wysokiego napięcia...(str. 67) 4. Ogólny podział elementów napędu hydraulicznego na działy i grupy, Mały Poradnik Mechanika Tom I i II...(str. 116) 5. Podział akumulatorów hydraulicznych, Mały Poradnik Mechanika Tom I i II...(str. 138) 6. Siły mięśni wywierane na elementy sterujące, PN-ISO 7096, Ciągniki i ładowarki gąsienicowe, elementy sterownicze...(str. 139) 7. Szczegółowy podział siłowników na grupy, rodzaje i typy, Mały Poradnik Mechanika Tom I i II...(str. 160) 8. Wymiary przewodów sztywnych...(str. 166) 9. Przewody giętkie stosowane w napędach hydraulicznych..(str. 168) 10. Niedomagania silników z zapłonem samoczynnym, Poradnik Mechanika Samochodowego Franciszek Stawiszyński...(str. 223) 11. Współczynnik wielkości podstawy klina odłamu...(str. 230) 12. Bezpieczna odległość usytuowania maszyny od linii energetycznych, rozporządzenie ministra infrastruktury z dnia 26 października 2005 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać telekomunikacyjne obiekty budowlane i ich usytuowanie...(str. 235) 13. Podział gruntów na kategorie wg trudności ich odspajania...(str. 345) 14. Klasyfikacja gruntów dla osprzętów koparek jednonaczyniowych według norm rosyjskich (prof. N.G. Dąbrowskiego), Koparki Jednonaczyniowe, maszyny do robót ziemnych Ignacy Brach i Ryszard Walczewski...(str. 350) 15. Współczynnik kąta odłamu klina gruntu...(str. 353) 16. Porównawcze współczynniki oporów urabiania wg Zielenina...(str. 360) 17. Wartości współczynników M i M1 zależne od kąta skrawania δ, Koparki Jednonaczyniowe, Maszyny do robót ziemnych, Ignacy Brach i Ryszard Walczewski...(str. 361) 18. Optymalna wysokość ściany kopania, Maszyny do robót ziemnych, Ignacy Brach i Ryszard Walczewski...(str. 365)

17 Od autora W treści książki autor zawarł wiedzę uzyskaną podczas studiów kierunkowych, a także wiedzę empiryczną zdobytą podczas pracy na budowie i nadzorowania eksploatacji przedmiotowych maszyn. Treść książki jest przydatna dla operatorów klasy III do klasy I koparek jednonaczyniowych oraz dla pracowników działów inwestycyjnych i dyspozytorów maszyn budowlanych. Treść książki obejmuje także wiedzę określoną programem Instytutu Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego, Centrum Szkolenia Operatorów Maszyn, do nauczania na kursach operatora koparki jednonaczyniowej. UWAGA: W numeracji rysunków pierwszy numer określa rozdział książki, drugi kolejny to numer rysunku, natomiast ostatni umieszczony w nawiasie pokazuje numer pozycji z wykazu literatury, z której rysunek został zapożyczony, np (15) - taki numer oznacza rozdział czwarty, 23 numer rysunku w tym rozdziale oraz 15 numer pozycji w wykazie literatury. Opracowano: 29 kwiecień 2015 rok

18 ROZDZIAŁ PIERWSZY Wstęp Definicja koparki hydraulicznej P odziału i zdefiniowania koparki hydraulicznej dokonuje norma PN-ISO , Maszyny do robót ziemnych, koparki hydrauliczne, nazwy i podstawowe dane do celów handlowych, która określa koparkę w następujący sposób: Maszyna podstawowa - koparka samojezdna bez osprzętu, posiadająca niezbędne urządzenia do jazdy i sterowania napędem hydraulicznym. Koparki produkowane obecnie są maszynami czwartej generacji, w których zastosowano pompy hydrauliczne o zmiennej wydajności i rozdzielacze proporcjonalne w systemie LOAD SENSING. Pompy w takim system sterowania, powinny zapewnić dostosowanie wydatku do aktualnego zapotrzebowania ilości jak i ciśnienia cieczy roboczej w układzie, poprzez wykorzystania odpowiednich regulatorów i rozdzielaczy hydraulicznych z wyczuciem obciążenia (Load Sensing). W hydraulicznych układach napędowych tych koparek, ciśnienie robocze cieczy waha się od 25 do 45 MPa. Dzięki napędom hydraulicznym, konstrukcja koparek uległa dużej zmianie - uproszczeniu, wyeliminowano układy linowe i skomplikowane napędy mechaniczne, dzięki czemu masa koparek obniżyła się od 30% do 40% w zależności od wielkości maszyny. Napęd czwartej generacji, pozwala koparkom pracować bardzo wydajnie, ponieważ jego charakterystyka jest zbliżona do charakterystyki napędu idealnego. Norma rozróżnia koparki na podwoziu samojezdnym gąsienicowym i kołowym. W praktyce spotykane są koparki na podwoziu kroczącym i pontonowym. Koparki służą do odspajania - oddzielenia urobku od calizny gruntu i usuwania go. Koparkami można nabierać materiał usypany i przenosić go na środki transportu, lub na hałdę, spełnia ona wówczas rolę urządzenia przeładunkowego, lub ładowarki. Koparka służy najczęściej do odspajania zwie-

19 Rozdział I Wstęp 19 trzałych skał, glin i piasków, a także iłów. Koparka jest bardzo często wykorzystywana w robotach ziemnych. Koparki mogą być zaopatrzone w różnorakie osprzęty robocze: osprzęt podsiębierny osprzęt przedsiębierny osprzęt chwytakowy osprzęt kafarowy osprzęt dźwigowy. Osprzęt podsiębierny koparki jest używany do odspajanie (urabianie) materiału poniżej posadowienia maszyny, natomiast przeznaczenie osprzętu przedsiębiernego jest urabianie materiału powyżej posadowienia koparki. Nie oznacza to, że osprzętem podsiębiernym nie można pracować powyżej posadowienia maszyny, a osprzętem przedsiębiernym poniżej posadowienia maszyny. Osprzęt chwytakowy służy do wykonania wykopów jamistych i głębokich o małej szerokości. Dokładny opis pracy i charakterystyka osprzętów są opisane w rozdziale siódmym poniższego opracowania.

20 ROZDZIAŁ DRUGI EKSPLOATACJA E PODSTAWOWE POJĘCIA Z ZAKRESU EKSPLOATACJI ksploatacja jest innym określeniem użytkowania maszyny. Eksploatacja dzieli się na eksploatację produkcyjną i techniczną, co obrazuje tabela 1. Tabela 1. Podział eksploatacji Produkcyjna Eksploatacja (użytkowa) Bezpośrednia Pośrednia Wykonywanie zadań produkcyjnych (zatrudnienie i praca maszyny) Planowanie i organizowanie procesów produkcyjnych w budownictwie i robotach ziemnych, w których stosowane są maszyny Planowanie i organizowanie pracy maszyny Techniczna (obsługiwanie) Utrzymanie maszyny w stanie sprawności technicznej (wykonywanie obsług i napraw) Planowanie i organizowanie obsług i napraw oraz kierowanie ich wykonaniem Zaopatrzenie w materiały eksploatacyjne, części i zespoły zamienne Kierowanie pracą zaplecza obsługowonaprawczego Cechami charakterystycznymi procesu eksploatacji maszyn budowlanych są: częste zmiany miejsca pracy maszyny oraz duża częstotliwość przemieszczania

21 Okres eksploatacji i jego fazy 21 szeroki zakres zmienności warunków użytkowania, tak pod względem wymogów otoczenia, jak i wykonywania zadań częste okresy przemiennie występującego użytkowania i obsługi. Eksploatacja bezpośrednia (produkcyjna) obejmuje wykonanie zadań produkcyjnych i czynności obsługowych wykonanych na placu budowy, a dotyczących bezpośrednio maszyny. W tym przypadku miejsce wykonania obsługi determinuje jej klasyfikację. W czasie eksploatacji bezpośredniej, tj. w toku wykonywania produkcji, następuje wyczerpanie zdolności eksploatacyjnych maszyny, czyli zużycie techniczne Okres eksploatacji i jego fazy Okres eksploatacji trwa od przekazania maszyny użytkownikowi, czyli od podpisania protokółu zdawczo-odbiorczego, przekazującego nowo zakupioną maszynę użytkownikowi, aż po jej złomowanie. Rys. 2.1 Cykle remontowe a - cykl remontowy okresu użytkowania b - cykl między naprawami głównymi (cykl międzynaprawczy) Od długości okresu eksploatacji zależy wielkość odpisu amortyzacyjnego. Okres eksploatacji dzielimy na trzy cykle remontowe. Cykle remontowe, jak i międzyremontowe pokazano na rys Cykl remontowy dzielimy na fazy eksploatacji maszyny. Należy rozróżnić następujące fazy eksploatacji maszyny: docieranie, okres intensywnej pracy, nadmierne zużycie oraz likwidacja (złomowanie maszyny) Docierane maszyny Docieranie jest to obsługa techniczna maszyny, zlecona przez przełożonego. Docieraniem nazywamy proces wzajemnego dopasowania się do siebie powierzchni roboczych współpracujących ze sobą części. Każdy ruch w maszynie jest realizowany przez pary ruchowe. Rozróżniamy dwa rodzaje par ruchowych. Są to pary ślizgowe i toczne.za pomocą par ślizgowych, są realizowane ruchy elementów osprzętu maszyn do robót ziemnych.. Parę

22 22 Rozdział II Eksploatacja PORADNIK OPERATORA KOPARKA JEDNONACZYNIOWA ślizgową tworzą powierzchnie dwóch części współpracujących, np. sworzeń i łożysko ślizgowe, natomiast parę toczną tworzą elementy łożyska tocznego, czyli kulki i bieżnie łożyska. Proces prawidłowego docierania i utraty sprawności technicznej pary ślizgowej przedstawia wykres pokazany na rys.2.2. Podczas prawidłowego docierania, elementy współpracujące ścierają nierówności na powierzchniach stykających się. Dopasowanie się części współpracujących do siebie, powoduje zmniejszenie tarcia między nimi, a wtedy powierzchnie stykające się, przenoszą większe naciski jednostkowe. Rys Proces utraty sprawności pary ruchowej przy prawidłowym i przyśpieszonym docieraniu maszyny Docieranie ma bardzo duży wpływ na jakość pracy maszyny i długość bezawaryjnego czasu pracy w okresie międzynaprawczym, tzn. pomiędzy naprawami głównymi T NG. Przyśpieszenie docierania powoduje skrócenie czasu intensywnej pracy maszyny nawet o 50%. Stwarza to możliwość nadmiernego zużycia maszyny i nieopłacalności naprawy główne. Dlatego docieranie powinno odbywać się zgodnie z instrukcja docierania maszyny, umieszczoną w DTR Utrata sprawności technicznej przez maszynę w okresie międzynaprawczym Zakończenie docierania rozpoczyna okres intensywnej pracy maszyny, który kończy się z chwilą zakwalifikowania maszyny do naprawy głównej lub złomowania. W okresie tym postępuje proces utraty sprawności technicznej przez maszynę. Proces utraty sprawności technicznej pary ślizgowej lub tocznej obrazuje wykres na rys Proces utraty sprawności technicznej (intensywności zużycia części) zależy od następujących czynników: prawidłowego dotarcia maszyny czasu eksploatacji maszyny prawidłowo prowadzonego procesu eksploatacji maszyny

23 Utrata sprawności technicznej przez maszynę w okresie międzynaprawczym 23 obciążeń eksploatacyjnych warunków zewnętrznych pracy maszyny odpowiedniej konstrukcji i technologii wykonania części współpracujących, podlegających zużyciu, co składa się na niezawodność maszyny. Rys Wykres obrazujący przebieg zużycia w funkcji czasu i intensywności pracy okres I - docieranie maszyny zgodnie z DTR lub instrukcją producenta okres II - intensywna praca maszyny, po prawidłowym jej dotarciu okres III - nadmierne zużycie części współpracujących w mechanizmach maszyny. Proces zużycia maszyny można podzielić na dwie grupy: proces ciągłego zużycia maszyny, który jest wprost proporcjonalny do czasu pracy i obciążenia oraz warunków pracy maszyny proces zużycia o charakterze skokowym, powodujący występowanie awarii ze względu na nieprawidłową eksploatację i małą niezawodność maszyny. W rzeczywistości zużycie części maszyn posiada odchylenia od przedstawionego procesu na wykresie. Zużycie części powoduje tarcie ślizgowe lub toczne zewnętrznych powierzchni dwóch współpracujących części maszyny. Zmniejszenie utraty sprawności technicznej (zużycia) powoduje odpowiednie smarowanie współpracujących części w maszynie. Maszyny do robót ziemnych urabiając glebę, pracują w bardzo trudnych warunkach. Urabianie gleby wytwarza kurze, w których nieodłącznym elementem są cząstki kwarcu, a także zmienność obciążeń narzędzia roboczego, więc i elementów osprzętu. Elementy kwarcu działają na elementy współpracujące jak korundy, z których są wykonane materiały ścierne. Dlatego intensywność zużycia maszyn do robót ziemnych jest dość duża.

24 24 Rozdział II Eksploatacja PORADNIK OPERATORA KOPARKA JEDNONACZYNIOWA W celu zmniejszenia intensywności zużycia, należy prawidłowo eksploatować i konserwować maszynę. Nieprawidłowa eksploatacja prowadzi do nadmiernego zużycia części maszyn i występowania awarii. Duże obciążenia prowadzą do występowania tarcia granicznego. Przy tarciu granicznym: grubość warstwy smarującej jest mała w porównaniu z chropowatością powierzchni. Opory tarcia, przy takim typie smarowania, zależą tylko od materiału, rodzaju powierzchni i własności smarnych oleju Tarcie i smarowanie Tarcie jest to grupa zjawisk wywołujących opór w czasie przemieszczania się względem siebie dwóch współpracujących elementów. Takie tarcie nazywa się tarciem kinetycznym. Tarcie kinetyczne ze względu na rodzaj ruchu nazywamy tarciem ślizgowym lub tocznym, a współpracujące części parą ślizgową lub toczną. Tarcie spowodowane przez styk (współpracę) dwóch różnych części, przemieszczających się względem siebie, nosi nazwę tarcia zewnętrznego. Ze względu na smarowanie, rozróżniamy tarcie suche, graniczne i płynne. Tarcie suche jest to tarcie zewnętrzne pary ślizgowej lub tocznej nieposiadającej smarowania, lub posiadającej niedostateczne smarowanie. Tarcie występujące w przypadku ruchu dwóch powierzchni pokrytych tylko cienkimi warstewkami oleju smarowego (warstewka graniczna, film graniczny) nosi nazwę tarcia granicznego. Podczas eksploatacji maszyn występuje równocześnie obok tarcia płynnego i granicznego, także tarcie suche. Fizyka ustala siłę tarcia wyrażoną wzorem: T N, gdzie N - obciążenie powierzchni; μ - współczynnik tarcia. Współczynnik tarcia zależy od rodzaju tarcia. Największy jest przy tarciu suchym, a najmniejszy przy tarciu płynnym. Tarcie płynne występuje wtedy, gdy węzeł pary współpracującej posiada dostateczne smarowanie. Smarowanie polega na wypełnieniu środkiem smarującym przestrzeni wolnej znajdującej się w węźle pary współpracującej. Przy tarciu granicznym warstwa czynnika smarującego jest zbyt mała w stosunku do chropowatości powierzchni. Opory tarcia przy takim smarowaniu zależą od nierówności (gładkości) powierzchni i własności smarnych czynnika smarującego. W smarowaniu przy tarciu płynnym, grubość warstwy czynnika smarującego przewyższa sumaryczną wielkość chropowatości obydwu powierzchni, co powoduje oddzielenie od siebie powierzchni. Oddzielenie obydwu powierzchni wymaga wytworzenie w obszarze smarnym, ciśnienia równego, lub nieco większego, od obciążenia zewnętrznego współpracujących części. Podczas pracy maszyny należy dążyć, by współpracujące pary pracowały przy tarciu płynnym. Nieprawidłowe smarowanie powierzchni współpracujących części, zalicza się do nieprawidłowej eksploatacji.

25 Cechy nieprawidłowej eksploatacji maszyny Cechy nieprawidłowej eksploatacji maszyny Pojęcie prawidłowej eksploatacji maszyny do robót ziemnych jest bardzo szerokie i zależy ona od niezawodności maszyny. Prościej jest określić cechy nieprawidłowej eksploatacji, które w okresie użytkowania maszyny są niepożądane. Pod pojęciem nieprawidłowej eksploatacji maszyny rozumie się; nieprawidłowe lub niedbałe wykonanie docierania mechanizmów maszyny niedbałe i nieterminowe wykonane obsług naruszenie reguł eksploatacji nieprzestrzeganie ustalonych reguł pracy maszyny błędy w wykonywaniu czynności sterownia nieprzestrzeganie warunków technologicznych wykonania robót nieprzestrzeganie przepisów BHP Niezawodność maszyn budowlanych Niezawodność maszyn budowlanych jest zależna od jej konstrukcji i zastosowanych materiałów, oraz technologii wykonania współpracujących części. Niezawodność charakteryzuje się następującymi właściwościami: dużą trwałością maszyny pewnością działania bezawaryjnością stabilnością działania, czyli zdolnością do długotrwałej pracy bez pogarszania parametrów eksploatacyjnych - wyjściowych maszyny wytrzymałością na przeciążenia łatwością obsługi i konserwacji oraz małym zakresem ich wykonywania żywotnością maszyny, czyli zdolnością do dalszej pracy przy pogorszonych parametrach lub częściowych uszkodzeniach łatwością napraw. Niezawodność maszyn określają także kryteria: długie okresy międzyremontowe mała pracochłonność remontów. Awaryjność charakteryzują częste przerwy w pracy maszyny, spowodowane uszkodzeniami. Wielkość awarii jest zależna od zakresu i kosztu ich napraw. Trwałość maszyny to niezawodność podczas pracy, przez cały okres eksploatacji. Charakteryzuje się małą częstotliwością przerw w pracy maszyny, spowodowanych jej niesprawnością. Łatwość napraw to zakres trudności w usunięciu awarii. Mała pracochłonność remontów, długotrwałość usunięcia niesprawności czy awarii.

26 26 Rozdział II Eksploatacja PORADNIK OPERATORA KOPARKA JEDNONACZYNIOWA Współczynnik wykorzystania maszyny określa się wzorem: wyk h H gdzie h - czas trwałości; H - okres użytkowania; η tr - współczynnik warunków pracy - brak dokładnych danych, ale współczynnik ten można określić z bardzo dużym przybliżeniem, przyjmując wielkości: w przypadku średnich warunków eksploatacji η tr = 1,0; w przypadku ciężkich warunków eksploatacji η tr = 1,2 do 1,5; w przypadku lekkich warunków pracy η tr = 0,7 do 0,8; natomiast hprz prz gdzie h f - wielkość faktycznego czasu pracy; h prz - okres, w którym liczymy h f hf hprz Odtworzenie zdolności produkcyjnych maszyny Odtworzenie zdolności produkcyjnych i spowodowanie zmniejszenia intensywności utraty właściwości technicznych maszyny odbywa się w ramach eksploatacji technicznej. Do eksploatacji technicznej należą wszystkie przeglądy i obsługi techniczne, oraz naprawy. Przed wykonywaniem tych obsług, musi być zrobiona diagnostyka, która obejmuje czynności kontrolno pomiarowe, w celu określenia stopnia zużycia poszczególnych podzespołów i zespołów. Znajomość stanu technicznego maszyny pozwala zapobiegać powstawaniu uszkodzeń awaryjnych, a także zaplanować jej zatrudnienie i w optymalnym czasie wykonać naprawę główną. Należy zaznaczyć, że naprawa doraźna czy poawaryjna, wymaga większych nakładów pieniężnych i czasowych, jak naprawa profilaktyczna, wcześniej zaplanowana. Poprawność oceny stanu technicznego części, czy zespołów maszyny, zależy od wieloletniej praktyki, ale także od odpowiedniej diagnostyki. Należy pamiętać, że różne części, podzespoły, czy cale zespoły mają różne trwałości. Odtworzenie trwałości tych części czy mechanizmów dokonuje się poprzez obsługi techniczne i naprawy. Praktyka pokazuje, że naprawa główna odtwarza zdolności techniczne maszyny w 75% - 80% w stosunku do nowego urządzenia. Obecnie stosuje się maszyny o dużym stopniu komplikacji, dlatego diagnostyka powinna być dostosowana do wymogów konstrukcyjnych maszyny. Takie warunki określa DTR. Dlatego zgodnie z wytycznymi w DTR, należy w określonym czasie, a także zakresie, wykonywać wszystkie obsługi i naprawy, oraz przeglądy techniczne - czynności kontrolno pomiarowe, w celu ustalenia stanu technicznego określonych mechanizmów. Do najważniejszych zadań eksploatacji technicznej należą: prace obsługowo-naprawcze tr

27 WYDAJNOŚĆ MASZYNY BUDOWLANEJ 27 ustalenia norm zużycia części oraz instrukcji obowiązujących w okresach międzyobsługowych i międzynaprawczych dobór maszyn do określonej produkcji powiązanie wymagań produkcyjnych z użytkowaniem maszyn zabezpieczenie gotowości technicznej, celem uzyskania optymalnego efektu kierowanie eksploatacją maszyn - odpowiednie dysponowanie maszynami, w celu uzyskania jak największej gotowości technicznej urządzeń ustalenie granicznych wartości zużycia poszczególnych elementów i zespołów organizowanie i przeprowadzanie transportu oraz przechowywania maszyn ustalanie wymagań dotyczących kwalifikacji personelu zajmującego się eksploatacją maszyn. W eksploatacji bezpośredniej, najważniejszymi wskaźnikami jest wydajność i czas wykorzystania maszyny WYDAJNOŚĆ MASZYNY BUDOWLANEJ Wydajnością każdej maszyny do robót ziemnych, nazywamy efekt jej pracy w ciągu określonej jednostki czasu i mierzymy ją w [m 3 /h]. Efekt pracy maszyny ustalamy przez przeprowadzenie obmiaru wykonanego wykopu, czy załadowanego materiału na środki transportowe. Chcąc określić wydajność eksploatacyjną maszyny należy dokonać obmiaru wykopu, czy ilości załadowanej ziemi na środki transportu, wyrażonej w m 3, podzielonego przez czas wykonania tego zadania, określony w godzinach [h]. Warunki i czas wykonania zadania określa rodzaj wydajności maszyny. Rozróżnimy następujące rodzaje wydajności maszyn do robót ziemnych: wydajność teoretyczna W 0 wydajność techniczna W T wydajność eksploatacyjna W E = W P (wydajność produkcyjna) Obmiar wykonania robót ziemnych Obmiar określa, w jakim stopniu zostało wykonane zadania postawione przed operatorem. Jeśli dokonujemy obmiaru wykopu, to obliczamy objętość wykonanego rowu, czy innego wykopu w m 3. Przy załadunku ziemi na pojazdy transportowe, lub wysypanej na odkład, obmiarem będzie policzona ilość łyżek z załadowanym urobkiem, pomnożona przez pojemność nominalną łyżki, wyrażoną w m 3.. Jeśli dokonujemy obmiaru za pomocą objętości ziemi wyrzuconej na odkład, to musimy ten wynik pomniejszyć o współczynnik spulchnienia. Współczynnik spulchnienia jest omówiony w technologii robót ziemnych.