1. Uvod

1.1 Rudarska proizvodnja 1.2. Opšta obeležja površinske eksploatacije mineralnih sirovina 1.3. Uslovi primene površinske eksploatacije mineralne sirovine 1.4. Izgradnja i eksploatacija površinskog kopa 1.5. Osnovni parametri površinskih kopova 1.6. Sistemi površinske eksploatacije 1.7. Kompleksna mehanizacija rudarskih radova i struktura kompleksne mehanizacije 1.8. Proizvodni procesi na površinskim kopovima 1.9. Klasifikacija mašina i uređaja za površinsku eksploataciju 1.10. Procesi otkopavanja stenskih masa površinskim načinom eksploatacije 1.11. Stene kao objekat dejstva bagera

1.11.1. Opšte o materijalima 1.11.2. Fizičko-mehanička svojstva materijala 1.11.3. Proizvodna klasifikacija materijala 1.11.4. Priroda čvrstoće i razaranja materijala

2. Radni organi mašina za kopanje i transport otkopanog materijala i njihovo uzajamno dejstvo sa tlom

2.1. Tipovi radnih organa 2.2. Otpori materijala na kopanje

3. Bageri 3.1. Podela bagera 3.2. Bageri sa jednim radnim elementom

3.2.1. Razvoj bagera sa jednim radnim elementom 3.2.2. Klasifikacija bagera 3.2.3. Radni organ bagera sa jednim radnim elementom 3.2.4. Donja gradnja bagera sa jednim radnim elemetom 3.2.5 Okretna platforma bagera sa jednim radnim elementom 3.2.6 Kinematička čema bagera sa jednim radnim elemetom 3.2.7 Osnovni mehanizmi bagera sa jenim radnim elemetom 3.2.8 Kapacitet bagera sa jednim radnim elemetom 3.2.9 Primena bagera sa jednim radnim elemetom 3.2.10 Primenjeni pogoni na bagerima sa jednim radnim elementom 3.2.11 Upravljanje bagerim sa jednim radnim elementom 3.2.12 Statički proračun bagera sa jednim radnim elementom 3.2.13 Proračun bagera sa jednim radnim elementom 3.2.14 Užad za bagere sa jednim radnim elementom 3.2.15 Podmazivanje bagera sa jednim radnim elementom 3.2.16 Održavanje bagera sa jednim radnim elementom 3.2.17 Mere sigurnosti pri eksploataciji bagera sa jednim radnim elementom

1. UVOD 1.1. RUDARSKA PROIZVODNJA Rudarska proizvodnja predstavlja toplotnu i sirovinsku bazu savremene industrije. Ona snabdeva gorivom energetiku i druge grane privrede rudama – metalurgiju, hemijskim sirovinama – hemijsku industriju i dr. Korisne mineralne sirovine se mogu dobijati iz zemljine kore površinskim ili podzemnim načinom eksploatacije, a ispod vode – podvodnim. Čvrste mineralne sirovine se dobijaju iz ležišta u kojima su koncentracije korisnih komponenata dovoljno visoke da se mogu ekonomski opravdano eksploatisati. Površinska eksploatacija je, u odnosu na podzemnu, dominantna i danas se oko 70% ukupne svetske proizvodnje svih mineralnih sirovina dobija na ovaj način. Prema hemijskom sastavu i mogućim pravcima korišćenja razlikuju se sledeće grupe čvrstih mineralnih sirovina: metalične, nemetalične, energetske i građevinske. Grupa metaličnih korisnih sirovina obuhvata:

a) rude crnih metala koje sadrže gvožđe, mangan, hrom, titan i dr., b) rude obojenih metala koje sadrže bakar, kalaj, cink, olovo, nikl, živu, antimon i dr., c) rude plemenitih metala koje sadrže zlato, srebro, platinu i dr., d) rude radioaktivnih elemenata koje sadrže uran i torijum, e) rude retkih, lakih i rasejanih elemenata koje sadrže cirkonijum, tantal, berilijum,

germanijum, talijum, kadmijum i dr. Grupa nemetaličnih korisnih sirovina obuhvata:

a) sirovine za metalurgiju kao što su krečnjak, dolomit, fluorit, grafit, magnezit, vatrostalna glina, kaolin i dr.,

b) industrijske sirovine kao što su azbest, talk, barit, liskun, pegmatil, dijamant, korund, piezoelektrične i optičke sirovine i dr.

c) sirovine za hemijsku i prehrambenu industriju kao što su fosforiti, apatiti, sumpor, pirit, arsen, bor, so i dr.

Grupa čvrstih energetskih sirovina kao što su: ugalj, uljni škriljci, treset. Grupa građevinskih sirovina kao što su: granit, gnajs, krečnjak, gline, pesak, šljunak i dr. Zahvaljujući velikim preimućstvima, površinski način eksploatacije beleži neprekidan rast. Pri ovom načinu otkopavanja postiže se visoka produktivnost rada, manja specifična investiciona ulaganja i troškovi proizvodnje, stvaraju se veoma povoljni uslovi za racionalno, tj. maksimalno korišćenje rezervi korisne supstance, poboljšavaju se uslovi rada zaposlenih i njihova sigurnost itd. Takve uslove i takav razvoj površinska eksploatacija ostvaruje prvenstveno zahvaljujući razvoju i izgradnji velikih, moćnih kompleksa na otkopavanju, preradi i upotrebi sirovina, koje karakteriše visoka koncentracija proizvodnje, racionalna mreža i vrste transporta, masovna prerada i velika potrošnja.

1.2. OPŠTA OBELEŽJA POVRŠINSKE EKSPLOATACIJE MINERALNIH SIROVINA Površinska eksploatacija mineralnih sirovina se izvodi neposredno sa zemljine površine i obuhvata dve osnovne grupe radova: radove na otkrivci (jalovini) i radove na korisnoj mineralnoj sirovini. Radovi na otkrivci se sastoje u odstranjivanju (otkopavanju, transportu i odlaganju) jalovinskih masa koje pokrivaju odnosno sprečavaju slobodan pristup i bezbednu eksploataciju korisne sirovine. Radovi na korisnoj sirovini se sastoje u dobijanju (otkopavanju, transportu, pretovaru ili skladištenju) korisne mineralne sirovine. Ovde, međutim, treba istaći činjenicu da su u određenim slučajevima neki od litoloških članova otkrivke (glina, pesak, šljunak i dr.) mogu tretirati kao mineralna sirovina. Kod eksploatacije ležišta radovi na otkrivci i korisnoj sirovini se izvode sinhronizovano, pri čemu radovi na otkrici u izvesnoj meri, vremenski i prostorno, pretiču radove na korisnoj sirovini (slika 1.1).

Slika 1.1 Šematski prikaz radova na površinskom kopu

Za razliku od površinske, podzemna eksploatacija se obavlja ispod zemljine površine, sa njom je povezana jamskim prostorijama (oknima, potkopima, niskopima i dr.) i nameće potrebu stalnog podgrađivanja, ventilacije i osvetljenja podzemnih prostorija. Osnovna obeležja površinskog načina eksploatacije ležišta mineralnih sirovina se sastoje u sledećem:

− eksploatacija mineralnih sirovina se može obavljati samo posle odstranjivanja (otkopavanja, transporta i odlaganja) otkrivke, čiji je obim obično 3 do 5 puta, nekada i znatno veći od obima korisne sirovine;

− veliko radno prostranstvo površinskog kopa pruža mogućnost primene krupnih i visokoproduktivnih mašina na otkopavanju, transportu i odlaganju jalovine, odnosno na dobijanju korisne mineralne sirovine;

− otkopavanje jalovine i korisne sirovine se uglavnom vrši bagerima, retko hidromehanizacijom ili otkopno-transportnim mašinama (dozerima, skreperima i dr.), pri čemu se bagerima mogu otkopavati pored mekih i čvrstih (polustenski i stenski) materijali sa prethodnim rastresanjem postupkom miniranja, a hidromehanizacijom samo meki i sipki materijali.

Površinska eksploatacija, u poređenju sa podzemnom, ima niz prednosti od kojih treba posebno istaći sledeće:

− povoljnije uslove primene krupne i visokoproizvodne mehanizacije; − široke mogućnosti uvođenja automatizacije i distancionog upravljanja mehanizmima i

proizvodnim procesima; − lakšu primenu savremenih metoda dijagnostikovanja i održavanja rudarske opreme; − manje gubitke korisne supstance u proizvodnom procesu (3 do 10% u poređenju sa 20

do 30% i više kod podzemne eksploatacije); − povoljnije uslove selektivnog otkopavanja korisne mineralne sirovine; − kraći rok izgradnje i manja hinvesticiona ulaganja (u poređenju sa podzemnim

rudnikom istog kapaciteta izgradnja površinskog kopa je vremenski 2 do 3 puta kraća, a troškovi izgradnje 1,5 do 2,5 puta niži);

− bolju ekonomsku efektivnost, veću produktivnos rada, povoljnije uslove rada i veću bezbednost zaposlenih.

Površinska eksploatacija ima i svojih nedostataka od kojih treba istaći:

− veliki uticaj klimatskih faktora (temperature, intenziteta vetra, vrste i količine padavina, magle i dr.) na svojstva radne sredine, dejstvujuća opterećenja vitalnih elemenata konstrukcije mašina, uslove eksploatacije i održavanja, a samim tim i na ukupnu efektivnost rada površinskog kopa;

− degradaciju velikih površina, često veoma plodne zemlje, zagađenje vazduha, reka i jezera, sniženje nivoa podzemnih voda na širokom prostoru i dr.

Specijalnim merama zaštite određena štetna dejstva površinske eksploatacije se mogu eliminisati ili osetno ublažiti, mada često uz relativno velika finansijska ulaganja. 1.3. USLOVI PRIMENE POVRŠINSKE EKSPLOATACIJE MINERALNE SIROVINE Izbor načina eksploatacije, tehničkih sredstava i tehnologije vođenja rudarskih radova zavisi od brojnih i raznovrsnih činilaca: moćnosti i ugla nagiba ležišta, moćnosti i fizičko-mehaničkih osobina otkrivke, kvalitativnih i kvantitativnih pokazatelja ležišta, tržišne vrednosti mineralne sirovine, hidrogeologije i klime regiona u kojem je ležište locirano, transportnih komunikacija, radnih i materijalnih resursa i dr. Generalno, površinskim načinom, mogu se u potpunosti ili delimično eksploatisati ležišta veoma različitih tipova. Međutim, u svakom konkretnom slučaju prednost površinskog, u

odnosu na podzemni način eksploatacije, mora biti dokazan mogućnošću ostvarenja boljih tehnoekonomskih pokazatelja. Tipovi ležišta mineralnih sirovina razlikuju se pre svega po karakterističnim obeležjima: obliku, položaju u odnosu na zemljinu površinu, uglu nagiba, moćnosti i građi.

Slika 1.2 Tipovi ležišta za površinsku eksploataciju

Osnovni uticaj na izbor tehnologije i mehanizacije rudarskih radova, a samim tim i na tehno-ekonomske pokazatelje površinske eksploatacije, imaju uslovi zaleganja ležišta. Bez obzira na veliku raznovrsnost ovih uslova, sva ležišta se mogu na osnovu značajnih geometrijskih obeležja (olik ležišta, položaj u odnosu na zemljinu površinu, ugao nagiba, moćnost, građa) podeliti na nekoliko karakterističnih tipova i to:

1. po obliku na: a) slojevita ili njima bliska ležišta, razvijena prvenstveno u dva pravca, relativno

male moćnosti b) ležišta manje ili više razvijene podjednako u svim pravcima c) stubna ležišta d) prelazni oblici ležišta: sočiva, žilna, sinklinalna, antiklinalna i slična ležišta e) veoma složena ležišta ruda koja se sastoje iz velikog broja gnezda relativno

malih dimenzija 2. po položaju u odnosu na zemljinu površinu na ležišta:

a) površinskog tipa, locirano veoma blizu zemljine površine ili pokriveno nanosima male moćnosti

b) dubinskog tipa, locirano znatno ispod zemljine površine c) brdskog tipa, locirano u brdskom području tj. iznad dominirajućeg nivoa

okolnog terena; d) visinsko-dubinskog tipa, locirano delimično iznad, a delimično ispod

dominirajućeg nivoa okolnog terena 3. po uglu nagiba ležišta na:

a) horizontalna ili blago nagnuta, ugao nagiba do 8-10o b) nagnuta, ugao nagiba od 8-10o do 25-30o c) strma, ugao nagiba iznad 25-30o

Slika 1.3 Tipovi površinskih kopova

(a - plitki, b – dubinski, c – visinski, d – visinsko-dubinski, e – podvodni)

4.po moćnosti ležišta na: a) vrlo male moćnosti, pri horizontalnom zaleganju – vertikalna moćnost do 2-3

m, pri nagnutom i strmom zaleganju – horizontalna moćnost 20-50 m; b) male moćnosti, pri horizontalnom zaleganju – vertikalna moćnost 4-20 m, pri

nagnutom i strmom zaleganju – horizontalna moćnost 20-70 m; c) srednje moćnosti, pri horizontalnom zaleganju – vertikalna moćnost 20-30 m,

pri nagnutom i strmom zaleganju – horizontalna moćnost 50-100 m; d) velike moćnosti, pri horizontalnom zaleganju – vertikalna moćnost iznad 30 m,

pri nagnutom i strmom zaleganju – horizontalna moćnost iznad 100 m; 5. po građi na:

a) prosta ležišta, sa jednorodnom građom bez proslojaka i umetaka; b) složena ležišta, sa složenom građom kod koje se uporedo sa kondicionim

nalaze i nekondicione komponente, često sa jalovim proslojcima i umecima, ali sa jasno izraženim kontaktnim površinama što nameće potrebu, ali i pruža mogućnost selektivnog otkopavanja;

c) disperziona ležišta, sa složenom građom kod koje su kondicione i nekondicione komponente i jalovinski materijal raspoređeni u ležištu bez određene zakonomernosti i bez jasnih kontaktnih površina što znatno otežava selektivno otkopavanje.

Slika 1.2. Šematski prikaz površinske eksploatacije ležišta: a) horizontalnih i blago nagnutih; b) kosih; c) strmih; 1 – otkopani prostor; 2,3 – unutrašnja i spoljašnja odlagališta; 4,5 – radna i završna kosina površinskog kopa; 6

– završna kontura površinskog kopa; 7 – berme; I, II, III ... – redosledi razvoja rudarskih radova 1.4. IZGRADNJA I EKSPLOATACIJA POVRŠINSKOG KOPA Osvajanje novih ležišta ili odvojenih delova otkopnog polja počinje sa pripremom površine terena za izvođenje rudarskih radova. Priprema površine terena obuhvata uklanjanje svih prirodnih i veštačkih prepreka koje sprečavaju ili otežavaju normalno izvođenje rudarskih radova. Ovde se pre svega misli na: seču rastinja i vađenje panjeva, izmeštanje vodotokova (potoka i reka) i transportnih komunikacija (puteva i železničkih pruga) izvan tehničkih granica kopa, isušivanja jezera i močvara, uklanjanje stambenih i drugih objekata, izmeštanje cevovoda, dalekovoda i dr. Ovde treba svakako svrstati i radove na izradi platoa za montažni plac, trase za pristupne puteve, kao i radove na eventualnom skidanju i skladištenju površinskog (humusnog) sloja za potrebe kasnije rekultivacije degradiranih površina.

Neki od pomenutih radova se izvode etapno u saglasnosti sa napredovanjem rudarskih radova, a neki najčešće u jednom zahvatu za celo područje otkopnog polja (izmeštanje vodenih tokova, transportnih komunikacija i sl.). Obično istovremeno sa pripremom površine terena izvode se i specijalni radovi na odvodnjavanju i zaštiti od voda otkopnog polja ili što je češći slučaj dela otkopnog polja koji će prvo biti zahvaćen rudarskim radovima. Odvodnjavanje i zaštita kopa od voda ima za cilj da stvori normalne uslove za bezbedan i produktivan rad mehanizacije, pre svega sa aspekta povećanja stabilnosti kosina, nosivosti radnih planuma i smanjenja pojave prljanja tj. lepljenja materijala na površinama kontakta sa radnom opremom. Shodno ovome, proces odvodnjavanja masiva kojem predstoji neposredno otkopavanje mora preticati rudarske radove ne manje od polugodišnjeg koraka napredovanja otkopnog fronta. Odvodnjavanje i zaštita kopa od voda predstavlja jedan kontinuirani proces koji počinje sa pripremom površine terena za izgradnju kopa i nastavlja se kroz čitavi vek njegove eksploatacije. Voda u površinski kop dospeva od atmosferskih padavina i vodonosnih horizonata, pri čemu ukupni dotok može iznositi od nekoliko kubnih metara na čas. U cilju stvaranja uslova za normalno izvođenje zemljanih i drugih radova, kop se mora sistematski braniti od površinskih i podzemnih voda. Odbrana kopa od površinskih voda ima za cilj da sistem obodnih kanala, koji su locirani saglasno konfiguraciji terena ispred kopa, spreči dotok voda sa šireg slivnog područja, a da vode koje direktno padnu na površinu kopa ili dospeju sa dela nezaštićenog slivnog područja mrežom kanala prihvate i preko vodosabirnika (koji je snabdeven pumpnim postrojenjem i cevovodom) ili direktno odvedu izvan granica kopa do nekih postojećih vodotokova ili akumulacija. Odbrana kopa od podzemnih voda se sastoji u obaranju njihovog nivoa u masivu kojem predstoji neposredno otkopavanje. Od podzemnih voda plitkog zaleganja (15 do 20 m) kopa se može braniti izradom useka odvodnjavanja koji sa tri strane, u obliku potkovice, obuhvataju kop i presecaju glavne dotoke podzemnih voda. Sprečavanje dotoka voda iz rečnih tokova i akumulacija koji se nalaze u blizini eksploatacionih granica kopa se može braniti izgradnjom vodonepropusnih ekrana. Pri dubokom zaleganju vodonosnih horizonata odvodnjavanje se vrši sistemom vertikalnih drenažnih bušotina velikog prečnika (250÷500 mm). Bušotine su postavljene u jednom, dva ili tri reda sa raspojanjem između redova od 20÷50 m do 200÷250 m, zavisno od veličine koeficijenta filtracije. Crpljenje vode iz bušotina se vrši pumpama koje mogu biti locirane na površinu ili, u slučajevima kada je dubina bušotine veća od usisne visine pumpe, unutar same bušotine (podvodne pumpe).

Jedna centrifugalna pumpa postavljena na površini terena može istovremeno da opslužuje nekoliko bušotina. Za složenije hidrogeološke uslove ležišta mogu se koristiti podzemni (mreža podzemnih hodnika sa ugrađenim filterima, drenažna okna i dr.) i kombinovani (kombinacija drenažnih bušotina izraženih sa površine terena i podzemnih hodnika) sistemi odvodnjavanja. Pripremljena površina terena i stavljanje u funkciju sistema odvodnjavanja, najčešće za deo otkopnog polja koji će prvo biti zahvaćen rudarskim radovima, pruža mogućnost da se pristupi otvaranju površinskog kopa. Otvaranje površinskog kopa predstavlja skup rudarskih radova kojima se otvara pristup ležištu korisne mineralne sirovine sa zemljine površine i uspostavlja transportna veza između radnih horizonata kopa i prijemnih punktova na površini terena. Izbor mesta i načina otvaranja kopa zavisi od brojnih i raznovrsnih činilaca: konfiguracije terena, oblika i načina zaleganja ležišta, koeficijenta otkrivke, hidrogeoloških uslova ležišta, najpovoljnije lokacije spoljašnjeg odlagališta, projektovanog sistema eksploatacije i izabrane opreme. Naime, optimalni izbor mesta i načina otvaranja treba da obezbedi: najmanji obim rudarskih radova tj. investicione otkrivke, najkraći rok izgradnje, projektovane kapacitete na otkrivci i korisnoj sirovini, skladan razvoj kopa, najkraće dužine puteva za transport otkrivke i korisne sirovine i minimalne troškove izradnje i eksploatacije kopa, povoljniji razvoj kopa i minimalne troškove izgradnje i eksploatacije kopa. Postoje različiti načini otvaranja površinskih kopova: otvaranje usecima (zajedničkim - za sve etaže, grupnim - za određenu grupu etaža); otvaranje bez useka (neposredno otvaranje skreperima dozerima i utovaračima što je karakteritično za neka ležišta nemetala); otvaranje podzemnim prostorijama (tunelima, potkopima, oknima) i kombinovano otvaranje (kombinacije napred navedenih načina otvaranja). Izbor tehnološke šeme za izradu useka otvaranja zavisi od reljefa terena, dimenzija useka i fizičko-mehaničkih osobina materijala u kojem se usek izrađuje. Na izradi useka mogu biti primenjeni: beztransportni sistemi (bageri kašikari ili dreglajni, sa jednostrukim ili višestrukim prebacivanjem otkopanih masa, na jednu ili obe strane useka); transportni sistem (bageri kašikari sa železničkim, kamionskim i kombinovanim odvozom otkopanih masa, rotorni bageri sa odvozom masa sa trakastim transporterima); transportno-odlagališni sistemi (rotorni bager – konzolni odlagač); kombinovani sistem (kombinacije bagera kašikara, dreglajna, skrepera, dozera i dr.) i specijalni sistemi (skreperi, hidromehanizacija). U zavisnosti od izbora načina, odnosno mehanizacije za izradu useka otvaranja, određuje se i dinamika montaže osnovne opreme. Ukoliko se useci izrađuju osnovnom mehanizacijom onda montaža ove opreme mora prethoditi početku radova na izradi useka otvaranja. Uporedo sa radovima na otvaranju kopa izvode se i radovi na izgradnji neophodnih objekata, uređaja i postrojenja (radioničkog kompleksa, skladišnih prostora, objekata upravljanja, objekata društvenog standarda, pristupnih komunikacija, objekata za primarnu preradu i dr.). Posle završetka svih ovih radova kop se pušta u redovnu eksploataciju.

Svi radovi u periodu izgradnje kopa se nazivaju investicioni i finansiraju se iz bankarskih kredita, nekada delimično i iz sopstvenih sredstava i drugih izvora. U praksi je vrlo čest slučaj da se kop pušta u eksploataciju sa smanjenim kapacitetom (25 do 60% od projektovanog), pa se uporedo sa eksploatacionim izvode i određeni investicioni zahvati. U skladu sa završetkom ovih radova i uvođenjem u eksploataciju novih sistema kapacitet kopa etapno raste do projektovanog nivoa. Period istovremenog izvođenja eksploatacionih i investicionih radova najčešće se naziva periodom osvajanja projektovanog kapaciteta kopa. Redovna eksploatacija počinje od trenutka završetka izgradnje kopa i obuhvata: radove na otkrivci koji se sastoje u otkopavanju, transportu i odlaganju jalovine i nekondicionih rezervi korisne sirovine i radove na korisnoj sirovini koji se sastoje u otkopavanju pripremljenih rezervi korisne sirovine i transport do određenih deponija ili korisnika. Likvidacija (gašenje) površinskog kopa predstavlja završni stadijum eksploatacije ležišta koji se po pravilu poklapa sa iscrpljenjem raspoloživih rezervi korisne sirovine ili sa neophodnošću prelaska na podzemni način eksploatacije. Proces gašenja kopa, uključujući tu i rekultivaciju rudarskim radovima degradiranih površina, ponekad može da traje i nekoliko godina. Rekultivacija degradiranih površina se sastoji u obnavljanju tj. ponovnom uspostavljanju ekološki izbalansiranih sistema na degradiranim površinama i njihovom vraćanju prvobitnoj ili privođenju nekoj drugoj nameni. Rekultivacija određenih degradiranih površina, pre svega na završenim odlagalištima vrši se po pravilu još u fazi redovne eksploatacije, dok se generalna rekultivacija celog degradiranog područja kopa obavlja u procesu njegove likvidacije. Vraćanje degradiranih površina poljoprivrednom ili šumskom fondu ostvaruje se preduzimanjem složenih rudarsko-tehničkih i agrobioloških mera i postupaka. Planskom rekultivacijom moguće je, ne samo vratiti degradirane površine u prvobitno stanje već osetno poboljšati njihov kvalitet i shodno zahtevima degradirani prostor obogatiti novim sadržajima izgradnjom sportsko-rekreacionih centara, vikend naselja, parkova, veštačkih jezera i sl. Po organizaciono-ekonomskim obeležjima ukupni vek površinskog kopa obuhvata: izgradnju kopa – vreme od početka radova do puštanja kopa u eksploataciju; osvajanje projektovanog kapaciteta – vreme od početka eksploatacije do postizanja projektovanog kapaciteta; redovnu eksploataciju – vreme rada kopa sa projektovanim kapacitetima na otkrivci i korisnoj sirovini i likvidaciju kopa – vreme gašenja rudarskih radova na kopu. 1.5. OSNOVNI PARAMETRI POVRŠINSKIH KOPOVA Površinska eksploatacija predstavlja kompleks rudarskih radova koji se izvode sa zemljine površine u cilju dobijanja korisnih mineralnih sirovina. Površinski kop u administrativnom smislu predstavlja rudarsko preduzeće čija je osnovna delatnost površinska eksploatacija ležišta, a u tehničkom – sveukupnost rudarskih radova

kojima se izvodi bezbedna i tehničko-ekonomski opravdana površinska eksploatacija ležišta mineralnih sirovina. Osnovni parametri kopa koji karakterišu obim rudarskih radova na određenom ležištu su: konačna dubina kopa, dimenzije kopa u pravcu i poprečno na pravac prostiranja ležišta na površini (u nivou terena) i dnu kopa, uglovi nagiba kosina kopa, ukupni obim masa u konturama kopa, rezerve korisne sirovine i koeficijent otkrivke. Konačna dubina kopa kod ležišta površinskog tipa je određena prirodnim uslovima i neznatno se menja u toku celog eksploatacionog veka kopa. Kod ležišta dubinskog i brdskog tipa konačna dubina kopa se određuje u fazi projektovanja i zavisi od brojnih i raznovrsnih činilaca: moćnosti i uslova zaleganja ležišta, konfiguracije okolnog terena, fizičko-mehaničkih osobina materijala koji se otkopavaju, sistema eksploatacije, primenjene opreme i dr. Kod savremenih kopova konačna dubina se kreće od nekoliko metara do 450 m, sa tendencijom porasta do 700 ÷ 900 m. Dimenzije kopa u pravcu i poprečno na pravac prostiranja ležišta na površini su određene veličinom ležišta, dimenzijama dna kopa, dubinom i uglovima nagiba kosina kopa. Određuju se grafički ili analitički. Oblik kopa u planu je obično blizak ovalnom. Dužina kopa može iznositi od stotinak metara do 5 km, najčešće 2,0÷2,5 km, a širina, zavisno od tipa ležišta do 4 km. Dimenzije dna kopa se određuju okunturivanjem eksploatacionog dela ležišta na koti konačne dubine kopa. Naime, minimalne dimenzije dna kopa su određene uslovima sigurnosti otkopavanja i utovara materijala na donjoj etaži (po širini ≥ 20m, po dužini ≥ 50÷100 m). Uglovi nagiba kosina kopa su određeni uslovima stabilnosti masiva u području kosina kopa i položaja transportih komunikacija. Veći uglovi nagiba kosina kopa obezbeđuju manji ukupni obim otkrivke. Ukupni obim masa (otkrivke i korisne sirovine) u konturama kopa predstavlja veoma važan pokazatelj koji određuje proizvodni kapacitet i eksploatacioni vek kopa. Rezerve korisne sirovine u konturama kopa predstavljaju pokazatelj koji određuje mogući nivo proizvodnje korisne sirovine, eksploatacioni vek kopa i ekonomske parametre eksploatacije. Raspoložive rezerve korisne sirovine se određuju u fazi istraživanja ležišta, a zatim se verifikuju i potvrđuju u fazi projektovanja i eksploatacije kopa. Koeficijent otkrivke Ko je izuzetno važan pokazatelj efektivnosti površinske eksploatacije u različitim etapama rada i razvoja kopa i predstavlja količinu otkrivke u m3 ili t koju treba odstraniti (otkopati, transportovati i odložiti) da bi se dobio 1 m3 ili 1 t korisne sirovine. Pri ovome se razlikuje zapreminski (ako se otkrivka i korisna sirovina izražavaju u m3) i maseni (ako se otkrivka i korisna sirovina izražavaju u t) koeficijent otkrivke. Na površinskim kopovima uglja najčešće se otkrivka izražava u m3, a ugalj u t, pa koeficijent otkrivke ima obeležje Ko (m

3/t). Razlikuju se sledeći koeficijenti otkrivke: prosečni, eksploatacioni, etažni, konturni, tekući, granični i planirani.

Prosečni koeficijent otkrivke Kop predstavlja odnos zapremine otkrivke u konačnim konturama kopa Vok prema zapremini korisne sirovine u tim istim konturama Vsk :

sk

okop

V

VK = , m3/m3

Ležište ili njegov deo, ograničen za eksploataciju jednim površinskim kopom naziva se otkopno polje. Ono u suštini predstavlja geometrijsku figuru čiji oblik i dimenzije određuju ukupni obim rudarskih radova i proizvodni kapacitet kopa. Po obliku u planu i dimenzijama otkopna polja mogu biti: prostrana, izdužena i kružna ili ovalna. Prostrana otkopna polja po pravilu pripadaju površinskim tipovima ležišta i odlikuju se velikim kapacitetima, malim dubinama (H = 60 ÷ 100 m) i velikim dimenzijama (dužinama i širinama) u planu. Površina otkopnog polja u planu dostiže 10 ÷ 40 km2. Izdužena otkopna polja su karakteristična za dubinske tipove ležišta. Imaju velike dimenzije u pravcu prostiranja (do 3 ÷ 5 km) koje nekoliko puta premašuju dimenzije poprečno na pravac prostiranja ležišta. Dubina ovakvih kopova se kreće do 150 ÷ 200 m. Otkopno polje se može smatrati izduženim ako je odnos L : B ≥ 4 : 1. Kružna i ovalna otkopna polja se po pravilu odlikuju velikim dubinama (200 ÷ 700 m) koje predodređuju kružni ili ovalni oblik polja u planu (na nivou zemljine površine) nezavisno od oblika dna kopa. Pri površinskoj eksploataciji ležište je po vertikali podeljeno na etaže, pri čemu, gledano u planu, gornje etaže pretiču donje, tako da kosine kopa dobijaju kaskadni tj. stepenasti oblik. Kao rezultat etažnog otkopavanja ležišta u zemljinoj kori se formira otkopani prostor, čije se dimenzije napredovanjem etaža, kod horizontalnih ležišta povećavaju samo u planu, a kod nagnutih i strmih ležišta istovremeno u planu i po dubini.

Slika 1.3. Elementi površinskog kopa;

1 – etaža; 2 – podetaža; 3 – površina – planum (raven) etaže; 4 – nagib – kosina etaže; 5 – ivica etaže; 6 – ugao nagiba oboda površinskog kopa; 7 – podina površinskog otkopa

Svaku etažu karakteriše oznaka i kota koja odgovara horizontu na kojem se nalaze transportne komunikacije. Kote etaža mogu biti apsolutne (u odnosu na nivo mora) ili relativne (u odnosu na neku repernu tačku na terenu).

U zavisnosti od tehnoloških zahteva etaža se po visini može podeliti na podetaže, pri čemu se otkopavanje podetaže može vršiti istovremeno sa raznim bagerima ili naizmenično jednim te istim bagerom, ali obavezno sa odvozom otkopanih masa preko zajedničkog transportnog horizonta za celu etažu. Osnovni elementi etaže su: gornja i donja etažna ravan, etažna kosina i ugao nagiba etažne kosine, gornja i donja ivica etažne kosine i visina etaže. Površine koje ograničavaju etažu po visini predstavljaju gornju i donju etažnu ravan. Nagnuta površina koja ograničava etažu sa strane otkopanog prostora predstavlja etažnu kosinu, a ugao nagiba etažne kosine u odnosu na horizontalnu ravan – ugao nagiba etažne kosine. Linija preseka etažne kosine sa gornjom i donjom etažnom ravni predstavljaju gornju i donju ivicu etažne kosine. Vertikalno rastojanje između gornje i donje etažne ravni predstavlja visinu etaže. Etaža se otkopava uzastopnim paralelnim blokovima. Čelo bloka, koje u suštini predstavlja objekat neposrednog otkopavanja naziva se radno (otkopno) čelo. Često se na jednoj etaži istovremeno u radu mogu nalaziti više radnih čela. Razlikuju se radne i neradne etaže, kao i radne i neradne kosine kopa. Za razliku od neradnih, na radnim etažama se vrši otkopavanje otkrivke ili korisne sirovine. Etažna ravan na kojoj se nalaze otkopne mašine i transportne komunikacije predstavlja radnu etažnu ravan. Deo etažnog bloka po dužini pripremljen za otkopavanje predstavlja radni front etaže. Zbirna dužina radnih frontova etaža čini radni front kopa. Sveukupnost radnih frontova svih radnih etaža na kopu, njihovih kosina i odgovarajućih radnih etažnih ravni, predstavljaju radnu zonu kopa tj. zonu u kojoj se obavljaju osnovni proizvodni procesi. Stepeničaste bočne površine, formirane od etažnih ravni i etažnih kosina, koje ograničavaju otkopni prostor nazivaju se kosine kopa. Kosina kopa koji čine radne etaže naziva se radna kosina kopa. Napredovanjem radnih etaža radna kosina kopa se postepeno pomera i približava završnoj granici kopa. U trenutku kada se radna kosina kopa ili njen deo, poklopi sa završnom granicom kopa, radna kosina postaje neradna, a radne površine etaža neradne. U zoni neradne kosine kopa se ne vrši otkopavanje, ali se etažne ravni na ovoj kosini koriste za postavljanje transportnih komunikacija koje povezuju radne površine kopa sa površinom terena ili kao sigurnosne berme u cilju povećanja stabilnosti završne kosine. Ugao između linije koja spaja gornju ivicu prve etaže i donju ivicu najniže etaže i horizontale predstavlja ugao nagiba radne ili neradne kosine kopa.

Veličina ugla nagiba radne i neradne kosine kopa, u zavisnosti od fizičko-mehaničkih osobina materijala, visina etaža i širina etažnih ravni, kreće se u relativno širokom dijapazonu: kod radnih kosina od 7 do 17o (nekada do 23-27o), a kod neradnih od 25 do 35o. Linija koja ograničava kop na nivou zemljine površine predstavlja gornju konturu kopa, a linija koja ograničava dno kopa – donju konturu kopa. Nasipi koji se formiraju u procesu odlaganja jalovine i nekondicionih količina korisne sirovine nazivaju se odlagališta. Odlagališta koja se formiraju unutar otkopanog prostora kopa nazivaju se unutrašnja, a odlagališta locirana izvan eksploatacionih granica kopa – spoljašnja.

0.4D

0.5D

s

ϕ

D6

αB

αF

Sx3

2

14

5

zB

H - visina bloka B - širina bloka D - prečnik rotora s - debljina odreska Z - dužina otkopavanja bloka αB - zaokretni ugao prema unutrašnjoj kosini αF - zaokretni ugao prema spoljašnjoj kosini

1 - čeona kosina 2 - bočna kosina, unutrašnja 3 - osa kretanja bagera 4 - zadnji rez u pojasu 5 - bočna kosina, spoljašnja 6 - težište odreska

Slika 1.3. Elementi etaže; i bloka

1.6. SISTEMI POVRŠINSKE EKSPLOATACIJE Sistem površinske eksploatacije predstavlja kompleks rudarskih radova (na pripremi materijala za otkopavanje, na otkopavanju, transportu i odlaganju otkrivke i na otkopavanju, transportu, pretovaru ili skladištenju korisne sirovine) kojim se obezbeđuje planirana i bezbedna eksploatacija ležišta uz racionalno iskorišćenje raspoloživih rezervi mineralne sirovine. U praksi površinske eksploatacije se koriste različiti sistemi eksploatacije čije su primene uslovljene raznovrsnošću rudarsko-geoloških uslova, zaleganja ležišta i fizičko-mehaničkih osobina materijala koji se otkopavaju, kao i tehničkim progresom u oblasti razvoja i izgradnje rudarske mehanizacije. Sistemi površinske eksploatacije se mogu klasifikovati po raznim obeležjima:

− po stepenu uzajamne zavisnosti pripremnih radova, radova na otkrivci i radova na korisnoj sirovini;

− po načinu razvoja rudarskih radova u odnosu na konture kopa; − po pravcu premeštanja otkrivke u odlagališta; − po načinu premeštanja otkopane otkrivke i tipu primenjene opreme.

Po stepenu uzajamne zavisnosti pripremnih radova, radova na otkrivci i radova na korisnoj sirovini sistemi eksploatacije mogu biti:

− zavisni, kod kojih postoji čvrsta veza između radova na pripremi, radova na otkrivci i radova na korisnoj sirovini u smislu redosleda njihovog izvođenja u vremenu i prostoru, pri čemu je mogućnost stvaranja otkrivenih rezervi korisne sirovine veoma ograničena (obično za period ne duži od 15 do 45 dana);

− poluzavisni, kod kojih ne postoji čvrsta veza između napred pomenutih radova pa se isti mogu izvoditi s različitim intenzitetima, a otkrivene rezerve korisne sirovine pri ovome mogu biti značajne (za period 3 do 6 meseci);

− nezavisni, kod kojih se pomenuti radovi izvode praktično nezavisno jedni od drugih, pri čemu otkrivene rezerve korisne sirovine nisu limitirane organizacijom ovih radova i rezerve za njihovo izvođenje su veoma značajne.

Po načinu razvoja rudarskih radova u odnosu na konture kopa sistemi eksplotacije mogu biti:

− paralelni, kod kojih se jednokrilni ili dvokrilni front rudarskih radova na otkrivci i korisnoj sirovini pomera paralelno dužoj osi otkopnog polja;

− poprečni, kod kojih se jednokrilni ili dvokrilni front rudarskih radova na otkrivci i korisnoj sirovini pomera paralelno kraćoj osi otkopnog polja;

− radijalni, kod kojih se front rudarskih radova na otkrivci i korisnoj sirovini pomera lepezasto sa jednom centralnom (zajedničkom) obrtnom tačkom ili sa nekoliko odvojenih (dve ili više) obrtnih tačaka;

− kružni, kod kojih radna zona obuhvata sve kosine kopa, a rudarski radovi se izvode u kružnim pojasevima sa smerom od centra ka obodu ili od oboda ka centru otkopnog polja.

Po pravcu premeštanja otkrivke u odlagališta razlikuju se sledeći sistemi eksploatacije:

− sistemi sa poprečnim premeštanjem otkrivke u odlagalište bez korišćenja transportnih sredstava; ovi sistemi mogu biti realizovani u varijantama sa neposrednim prebacivanjem otkrivke, sa višestrukim prebacivanjem otkrivke i sa poprečnim transportom otkrivke transportno-odlagališnim mostovima ili konzolnim odlagačima;

− sistemi sa podužnim (frontalnim) premeštanjem otkrivke u odlagalište pomoću transportnih sredstava; ovi sistemi mogu biti realizovani sa transportom otkrivke na unutrašnje odlagalište, sa transportom otkrivke na spoljašnje odlagalište i sa transportom otkivke na unutrašnje i spoljašnje odlagalište;

− kombinovani sistemi sa poprečnim i podužnim premeštanjem otkrivke u odlagališta; ovi sistemi mogu biti realizovani sa delimičnim transportom otkrivke na unutrašnje i spoljašnje odlagalište i sa delimičnim prebacivanjem otkrivke na unutrašnje odlagalište.

Po pravcu transporta otkrivke i tipu primenjene opreme sistemi površinske eksploatacije mogu biti: beztranspotni, transportno-odlagališni, transportni i kombinovani.

Slika 1.4 Napredovanje fronta rudarskih radova

Beztransportni sistem eksploatacije. Kod beztransportnog sistema eksploatacije se otkopavanje, prebacivanje i razmeštaj otkrivke u otkopani prostor (unutrašnje odlagalište) vrše bagerima bez korišćenja transportnih sredstava. Za otkopavanje i prebacivanje otkrivke se po pravilu koriste bageri kašikari i dreglajni sa nestandardnim (produženim) strelama; izuzetno retko rotorni bageri sa dugačkim istovarnim konzolama. U organizacionom smislu ovaj sistem eksploatacije je vrlo jednostavan, visoko efektivan, ali je njegova primena uglavnom ograničena na horizontalna ili blago nagnuta ležišta, sa uglom nagiba ne većim od 5 do 10o. Kod strmijih nagiba mogućnosti obezbeđenja stabilnosti unutrašnjeg odlagališta su veoma ograničene. Beztransportni sistemi eksploatacije, u zavisnosti od načina deponovanja otkopane otkrivke u unutrašnje odlagalište, mogu biti: sistemi sa neposrednim (jednostrukim) prebacivanjem

otkrivke u otkopani prostor tzv. prosti beztransportni sistemi i sistemi sa višestrukim prebacivanjem otkrivke u otkopani prostor tzv. složeni beztransportni sistemi. Prosti beztransportni sistem eksploatacije može biti realizovan u četiri različite šeme rada:

− sa bagerom kašikarom na povlati sloja korisne sirovine; − sa bagerom dreglajnom na etaži otkrivke i samo u dubinskom radu; − sa bagerom dreglajnom na mežuetaži, u dubinskom i visinskom radu; − sa bagerom dreglajnom na otkrivanju i prebacivanju otkrivke i na otkopavanju i utovaru

korisne sirovine preko bunkera sa hranilicom u sredstva transporta.

Slika 1.5 Bestransportni sistem eksplaotacije

Složeni beztransportni sistem eksploatacije se primenjuje u slučajevima kada je moćnost otkrivke velika, a radijus pražnjenja bagera nedovoljan za neposredni smeštaj masa otkrivke u otkopani prostor. Pri ovome neminovno dolazi do zasipanja kosine etaže korisne sirovine (često delimično) i etažne ravni pa je neophodno deo već prebačene otkrivke u otkopani prostor ponovo odbaciti dalje na odlagalište u cilju oslobađanja zasutih kosina i stvaranja slobodnog prostora za transportne komunikacije i objekte odvodnjavanja. U tu svrhu se na unutrašnjem odlagalištu mora nalaziti jedan dodatni bager dreglajn. Za otkopavanje i neposredno prebacivanje otkrivke u otkopni prostor koriste se bageri kašikari ili dreglajni, a za odbacivanje otkivke bageri dreglajni. U zavisnosti od radijusa pražnjenja bagera na otkopavanju i moćnosti otkrivke postoji veliki broj šema rada složenog sistema eksploatacije:

− otkopavanje i prebacivanje otkrivke bagerom kašikarom koji se nalazi na krovini korisne sirovine, a odbacivanje bagerom dreglajnom;

− otkopavanje i prebacivanje otkrivke bagerom dreglajnom koji se nalazi na krovini korisne sirovine, a odbacivanje takođe bagerom dreglajnom;

− otkopavanje i prebacivanje otkrivke bagerom dreglajnom koji se nalazi na međuetaži, a odbacivanje takođe dreglajnom;

− otkopavanje i prebacivanje otkrivke, kao i odbacivanje, vrši se jednim bagerom dreglajnom koji se nalazi na unutrašnjem odlagalištu;

− otkopavanje i prebacivanje gornjeg dela etaže otkrivke vrši se dreglajnom koji se nalazi na toj etaži, a otkopavanje i prebacivanje donjeg dela etaže, kao i ponovno prebacivanje tj. odbacivanje drugim bagerom dreglajnom;

− otkopavanje i prebacivanje gornjeg dela etaže otkrivke vrši se bagerom kašikarom koji se nalazi na međuetaži, a otkopavanje i prebacivanje donjeg dela etaže otkrivke, kao i odbacivanje bagerom dreglajnom koji se nalazi na unutrašnjem odlagalištu.

Transportno – odlagališni sistem eksploatacije je veoma efektivan sistem eksploatacije, ali su mogućnosti njegove primene veoma ograničene i zavise od brojnih činilaca: uslova zaleganja ležišta (koristi se na horizontalnim ili blago nagnutim prostranim ležištima), moćnosti otkrive i korisne sirovine, fizičko-mehaničkih osobina materijala otkrivke i dr. Osnovna karakteristika ovog eksploatacionog sistema se sastoji u tome što se otkopana otkrivka najkraćim tj. poprečnim putem transportuje od otkopnih etaža na unutrašnje odlagalište. Transportno-odlaglišni sistem eksploatacije može biti izveden:

− sa primenom konzolnog odlagača i − sa primenom transportno-odlagališnog mosta.

Slika 1.6 Transportno-odlaglišni sistem eksploatacijesa primenom konzolnog odlagača

Slika 1.7 Transportno-odlaglišni sistem eksploatacije sa primenom transportno-odlagališnog mosta.

Sistem eksploatacije sa konzolnim odlagačem predstavlja kompleks koji se sastoji od bagera na otkopavanju i utovaru otkrivke i konzolnog odlagača na transportu i odlaganju. Pri ovome se za otkopavanje i utovar otkrivke uglavnom koriste rotorni bageri (retko bageri kašikari sa

predajom materijala odlagaču preko bunkera), a za transport i odlaganje konzolni odlagači sa radijusma pražnjenja do 225 m i visinama odlaganja do 45 m. Pri radu rotornog bagera sa odlagačem presudan uticaj na veličinu parametara tehnološke šeme rada ima položaj konzolnog odlagača. Naime, konzolni odlagač se može nalaziti na krovini ili podini sloja korisne sirovine. Položaj odlagača na krovini je karakterističan kod slojeva korisne sirovine velike moćnosti, a položaj odlagača na podini kod slojeva korisne sirovine male moćnosti koja dozvoljava uspostavljanje primopredajne veze između istovarne konzole bagera i prijemne konzole odlagača. Sistem eksploatacije sa transportno-odlagališnim mostom se primenjuje na horizontalnim ležištima (sa uglom nagiba ne većim od 2 - 3o), sa relativno ravnim površinama krovine i podine sloja korisne sirovine i sa potrebnom nosivošću etažnih planuma za prijem teške konstrukcije mosta. Osnovna karakteristika ovog sistema eksploatacije je poprečni transport otkrivke u unurašnje odlagalište preo trakastih transportera koji su ugrađeni na jednu čeličnu samohodnu mostovsku konstrukciju koja se kreće uprano na liniju fronta rudarskih radova i premošćuje otkopni prostor povezujući tako otkopnu i odlagališnu stranu kopa najkraćim rastojanjima. Sa mostom su na otkopnoj strani kopa povezani jedan ili nekoliko (do četiri) bagera sa više radnih elemenata (rotornih bagera ili vedričara) koji se za vreme rada pomeraju zajedno sa mostom (na šinskom ili guseničnom transportnom uređaju) duž jalovinskih etaža i otkopane mase predaju transporterima na odlagališnom mostu. Tehnološke šeme rada eksploatacionog sistema sa transportno-odlagališnim mostom mogu biti sa paralelnim ili lepezastim pomeranjem fronta radova, pri čemu je šema sa paralelnim pomeranjem jednostavnija, mada i ona nameće potrebu izvođenja određenih složenih operacija pri obradi krajeva kopa. Oslonci mosta na otkopnoj i odlagališnoj strani kopa kreću se duž fronta na šinskom (u izuzetnim slučajevima na guseničnom) transportnom uređaju. Raspored oslonaca mosta može biti različit:

− jedan oslonac na etaži otkrivke, a drugi na etaži (međuetaži) sloja korisne sirovine, ili na međuslojnoj jalovini ako ista ima potrebnu nosivost;

− oba oslonca na krovini ili podini (jedan na krovini, a drugi na podini) sloja mineralne sirovine, za slučaj ako je otkrivka nedovoljne nosivosti;

− jedan oslonac na etaži otkrivke (ili mineralne sirovine), a drugi na etaži odlagališta. Transportni sistem eksploatacije je po uslovima primene univerzalan; može se primeniti za veoma razičite uslove zaleganja ležišta, pri različitom reljefu površine terena i za materijale različite čvrstoće. Kod transportnih sistema eksploatacije mogu se koristiti tehnološke šeme sa primenom šinskog transporta, kamionskog transporta, transporta sa gumenim transporterima i kombinovanog transporta. Prva tri tipa transporta (šinski, kamionski i trakasti) se mogu koristiti kod odvoza otkopnih masa na spoljašnja i unutrašnja odlagališta, dok se kombinovani transport po pravilu koristi kod dubokih kopova za odvoz jalovinskih masa samo na spoljašnja odlagališta. Kod transportnih sistema eksploatacije mogu se koristiti sledeće tehnološke šeme:

a) na otkopavanju i utovaru bageri sa jednim radnim elementom (kašikari, dreglajni) – na odvozu otkopanih masa šinski transport (vozovi) – na odlaganju bageri sa jednim radnim elementom (kašikari, dreglajni) ili odlagališni plugovi;

b) na otkopavanju i utovaru bageri sa više radnih elemenata (rotorni bageri i vedričari) – na odvozu otkopanih masa šinski transport (vozovi) – na odlaganju konzolni odlagači;

c) na otkopavanju i utovaru bageri sa jednim radnim elementom (kašikari, dreglajni) – na odvozu otkopanih masa kamioni – na odlaganju dozeri;

d) na otkopavanju i utovaru preko bunkera – hranilice bageri sa jednim radnim elementom – na odvozu otkopanih masa trakasti transporteri – na odlaganju konzolni odlagači;

e) na otkopavanju i utovaru bageri sa jednim radnim elementom (kašikari, dreglajni) – na odvozu masa do drobilice kamioni, a od drobilice trakasti transporteri – na odlaganju konzolni odlagači;

f) na otkopavanju i utovaru bageri sa više radnih elemenata (vedričari i rotorni bageri) – na transportu otkopnih masa trakasti transporteri – na odlaganju konzolni odlagači.

Slika1.8 Diposzicija transportera na površinskom kopu

Kombinovani sistem eksploatacije predstavlja kombinaciju od dva ili više eksploatacionih sistema. Ovi sistemi se koriste u slučajevima kada je kod horizontalnih ili blago nagnutih ležišta moćnost otkrivke velika, a radni parametri opreme (bagera, konzolnih odlagača, transportno-odlagališnih mostova) nedovoljni da se primeni samo jedan efektivan sistem eksploatacije – beztransportni ili transportno-odlagališni. Kod kombinovanih sistema eksploatacije otkrivka se po vertikali podeli u dve zone sa takvom raspodelom masa da se donja zona može dobiti primenom beztransportnog ili transportno-odlagališnog sistema koji se odlikuje visokim tehno-ekonomskim pokazateljima rada, a gornja zona jednim od transportnih sistema koji po pravilu imaju lošije tehno-ekonomske pokazatelje. Međutim, srednje vrednosti tehno-ekonomskih pokazatelja rada kombinovanog sistema su povoljnije u odnosu na iste pokazatelje kod primene ma kojeg transportnog sistema eksploatacije. Na savremenim površinskim kopovima primenu su uglavnom našle sledeće kombinacije sistema površinske eksploatacije:

− beztransportni i transportni i − transportno-odlagališni i transportni.

1.7. KOMPLEKSNA MEHANIZACIJA RUDARSKIH RADOVA I STRUKTURA KOMPLEKSNE MEHANIZACIJE Razvoj površinske eksploatacije se u velikom stepenu zasniva na svestranoj mehanizaciji rudarskih radova. Naime, sa stepenom povećanja mehanizovanosti radova smanjuje se broj zaposlenih radnika, povećava produktivnost rada, smanjuju troškovi po jedinici proizvoda, a samim tim i povećava ekonomičnost površinske eksploatacije. Proces mehanizacije rudarskih radova se odvija po principu od prostog ka složenom – od mehanizacije pojedinačnih operacija do mehanizacije ukupnog tehnološkog procesa. Mehanizacija rudarskih radova na površinskim kopovima u različitim prirodnim uslovima ostvaruje se različitim mašinama i uređajima, pri čemu se uvek nastoji da se pojedinačne operacije u vremenu i prostoru povežu u jedinstvennu tehnološku šemu. Iza operacije koja se izvodi jednom mašinom, sledi druga koja se u istom tempu izvodi sledećom mašinom, pri čemu druga mašina mora biti povezana sa prvom tako da se obezbedi neprekidost ukupnog procesa. Ovako postavljena organizacija tehnološkog procesa odgovara principima kompleksne mehanizacije proizvodnih procesa. Shodno ovome, pod kompleksnom mehanizacijom rudarskih radova se podrazumeva visoki stepen mehanizacije pri kojem je teški ručni rad istisnut ne samo iz osnovnih, već i iz pomoćnih procesa. Za postizanje najboljih tehno-ekonomskih pokazatelja površinske eksploatacije, pre svega visoke produktivnosti rada, mehanizacija mora biti kompleksna, a njena struktura tako izabrana i postavljena da svi elementi (mašine i uređaji) te strukture u okviru proizvodnog procesa ispunjavaju sledeće zahteve:

− struktura kompleksne mehanizacije treba da obuhvata samo mašine koje su kapacitetno usaglašene i prilagođene fizičko-mehaničkim osobinama materijala;

− struktura kompleksne mehanizacije mora da odgovara rudarsko-geološkim, hidrogeološkim i topografskim uslovima ležišta i da poseduje određenu gipkost tehnološkog procesa u slučaju promene ovih uslova;

− struktura komplesne mehanizacije treba da odgovara obliku, veličini i kapacitetu površinskog kopa, roku izgradnje i veku eksploatacije, kao i kapacitetu i opremi prerađivača ili potrošača korisne sirovine;

− struktura komplesne mehanizacije treba da sadrži što je moguće manji broj pojedinačnih mašina i uređaja koji su neophodni za izvođenje određenog obima radova jer se na taj način povećava njena pouzdanost, produktivnost i ekonomičnost;

− struktura kompleksne mehanizacije treba po pravilu da obuhvata tipske i serijske mašine i uređaje kako bi njihova eventualna zamena bila lakša i brža, unikatne mašine i uređaje treba koristiti samo u slučajevima kada je primena standardne opreme nemoguća ili neracionalna;

− koeficijenti rezerve snage i tehničkog kapaciteta pojedinačnih mašina u poređenju sa prosečnim pokazateljima njihovog rada, u saglasnosti sa karakterom rudarske proizvodnje, treba da budu ne manji od 1,2 do 1,3 (pri eksploataciji mekih materijala), i ne veći od 1,5 do 1,7 (pri eksploataciji čvrstih stenskih materijala);

− strukturu kompleksne mehanizacije treba po mogućnosti opremiti mašinama kontinuiranog dejstva; nepoželjno je u jednoj strukturi imati uzajamno povezane mašine kontinuiranog i diskontinuiranog dejstva;

− najbolji ekonomski efekti se postižu u uslovima punog iskorišćenja snage i kapaciteta mašina koje ulaze u strukturu; po mogućnosti treba davati prednost jednoj mašini većeg u odnosu na nekoliko mašina manjeg kapaciteta, mada pri nepotpunom iskorišćenju krupne i visokokapacitetne mašine ekonomski pokazatelji rada nekoliko mašina manjih masa i kapaciteta, koje uspešno izvršavaju zadati obim radova, mogu da budu znatno povoljniji;

− strukture kompleksne mehanizacije sa najmanjim učešćem teških i nepotpuno mehanizovanih pomoćnih procesa i operacija su po pravilu efektivnije;

− svaka struktura kompleksne mehanizacije treba u potpunosti da ispuni zahteve u pogledu sigurnosti izvođenja rudarskih radova, potpunog iskorišćenja rezervi korisne sirovine i obezbeđenja potrebnog kvaliteta.

Osnovni principi na kojima bazira struktura kmpleksne mehanizacije su: neprekidnost proizvodnje, mogućnost objedinjavanja procesa, najkraće rastojanje transporta materijala i najmanji mogući obim pomoćnih radova. Na izbor strukture kompleksne mehanizacije veći ili manji uticaj mogu imati:

− prirodni faktori (fizičko-mehaničke osobine materijala, oblik, veličina i uslovi zaleganja ležišta, klimatski uslovi regiona, reljef površine otkopnog polja, inženjersko-geološki uslovi eksploatacije, vrsta i namena korisne sirovine);

− tehničko-tehnološki faktori (zadati ili mogući kapacitet kopa, komercijalno-finansijski i tržišni uslovi nabavke opreme, mogući izvori snabdevanja energijom, vodom i dr.);

− organizacioni faktori (raspoloživost kvalifikovanom radnom snagom, režim rada kopa, rok izgradnje i osvajanja projektovanog kapaciteta kopa, mogući rokovi izgradnje energo i vodo-snabdevanja, dopreme i transporta opreme i dr.);

− ekonomski faktori (veličina investicionih ulaganja, tržišna vrednost korisne sirovine, veličina dobiti, produktivnost rada, uslovi amortizacije i dr.).

Svaki od pomenutih faktora u konkretnim uslovima može imati odlučujući ili drugostepeni značaj. Sigurno je, međutim, da je kod ležišta ograničenih veličina i relativno malih rezervi korisne sirovine neracionalno težiti velikom kapacitetu kopa uz primenu krupne mehanizacije i obrnuto, kod eksploatacije prostranih ležišta velikim kopovima neracionalna je primena opreme malih kapaciteta. Na savremenim površinskim kopovima obično se teži primeni jednotipnih sredstava mehanizacije, što znatno uprošćava organizaciju rudarskih radova, eksploataciju, remont i opsluživanje opreme. Na radovima otkrivke se, po pravilu, primenjuje oprema većih radnih parametara i kapaciteta. Strukturu kompleksne mehanizacije u opštem slučaju čine niz mašina ili grupa mašina za izvođenja radova na: otkopavanju i utovaru – OU, transportu otkopanog materijala – TM, odlaganja – OM, pretovaru ili skladištenju – PS i primarnoj preradi – PP. U zavisnosti od vrste materijala koji se otkopava i usvojene tehnologije rada, struktura kompleksne mehanizacije može da sadrži sve ili samo deo pomenutih članova strukture. Strukture mogu biti: proste ili jednolinijske, paralelne i razgranate. 1.8. PROIZVODNI PROCESI NA POVRŠINSKIM KOPOVIMA Na površinskim kopovima se u periodu redovne eksploatacije sinhronizovano odvijaju osnovni i pomoćni proizvodni procesi. Osnovni proizvodni procesi obuhvataju: otkopavanje i utovar jalovine i korisne sirovine u sredstva transporta ili utovar i odlaganje jalovine na odlagalište, transport jalovine i korisne sirovine i odlaganje jalovine, odnosno pretovar ili skladištenje korisne sirovine. Ako se u okviru površinskog kopa vrši sortiranje ili obogaćivanje korisne sirovine onda i ovi radovi pripadaju kategoriji osnovnih procesa. Uporedo sa osnovnim proizvodnim procesima na površinskim kopovima se odvijaju brojni i raznovrsni pomoćni (pripremni i prateći) pomoćni procesi koji omogućavaju ili olakšavaju izvođenje osnovnih proizvodnih procesa. Otkopavanje i utovar materijala u sredstva transporta ili istovara na odlagalište se vrši mašinama koje su konstrukciono predodređene za mehaničko (pomoću specijalnog radnog organa) ili hidrauličko (pomoću vode i specijalnih uređaja) razaranje, odnosno otkopavanje materijala iz masiva. Mehanički, ili kako se još naziva bagerski način razaranja materijala, je univerzalan i ovim postupkom se danas u svetu dobija oko 95% od ukupnog obima otkopanih masa. Pri ovome se otkopavanje sipkih, mekih vezanih i polučvrstih materijala po pravilu vrši bez prethodnog rastresanja, a otkopavanje čvrstih, polustenskih i stenskih materijala sa prethodnom pripremom za otkopavanje postupcima ripovanja ili bušenja i miniranja. Na površinskim kopovima kao osnovne mašine za mehanički način otkopavanja materijala koriste se: skreperi, dozeri, utovarači, kašikari, dreglajni, vedričari i rotorni bageri.

Skreperi, dozeri i utovarači, kao osnovne mašine na otkopavanju, mogu se koristiti na malim površinskim kopovima (pre svega građevinskih materijala) i to za otkopavanje mekih ili prethodno riperima rastrešenih polučvrstih materijala pri malim transportnim daljinama (100 – 150 m za dozere i 1000 – 1500 m za skrepere na pneumaticima). Na kopovima srednjih i velikih kapaciteta ove mašine se uglavnom koriste za izvođenje određenih pomoćnih radova. Daleko širu primenu i veći značaj kao osnovne mašine za otkopavane jalovine i korisne sirovine na površinskim kopovima, imaju bageri kašikari i dreglajni sa standardnim strelama (za otkopavanje i utovar jalovine i korisne sirovine u sredstva transporta) i sa produženim strelama (za otkopavanje i direktno prebacivanje jalovinskih masa u odlagalište), rotorni bageri i bageri vedričari. Za razliku od mehaničkog, hidraulički način otkopavanja je uglavnom oograničen na materijale koji se tako razaraju i transportuju vodom. Osnovne mašine i uređaji koji se koriste za hidraulički način otkopavanja su: hidromonitori, ploveća pumpna postrojenja, drage i ploveći rotorni bageri. Transport otkopanih masa na površinskim kopovima predstavlja najteži i najskuplji proces čiji troškovi u ukupnim eksploatacionim troškovima iznose 30-70%. Transportna rastojanja za otkrivku (od otkopnog bloka do odlagališta) i korisnu sirovinu (od otkopnog bloka do pretovarnog punkta) mogu iznositi od nekoliko stotina metara do nekoliko desetina kilometarra. Na velikim površinskim kopovima ukupna dužina transportnih puteva za otkrivku i korisnu sirovinu može iznositi i do nekoliko stotina kilometara. Jedna od veoma nepovoljnih okolnosti kod transporta jalovine i korisne sirovine je nestacionarnost utovarnih (otkopni blok) i istovarnih (deponija) punktova, što nameće potrebu periodičnog produžavanja, skraćivanja, pomeranja ili prenošenja transportnih puteva i s tim u vezi izvođenja brojnih, raznovrsnih i obmnih pomoćnih radova. Za odvoz otkopanih masa na površinskim kopovima mogu biti primenjene sledeće vrste transportnih sredstava: železnički (vozovima sa elektro, dizel-elektro, dizel i parnom vučom), kamionski (damperima, tegljačima sa prikolicama i poluprikolicama, autovozovima), trakasti (sa standardnim i specijalnim transporterima, konzolnim odlagačima i transportno-odlagališnim mostovima), kombinovani (damperi – trakasti transporteri) i hidrotransport (gravitacioni – kanalima ili cevima u padu i potisni – cevima pod pritiskom). Odlaganje otkopanih masa se sastoji u prijemu i razmeštaju jalovine ili skladištenju korisne sirovine na specijalno pripremljenim površinama (odlagalištima jalovine ili deponijama korisne sirovine). Naime, pri eksploataciji ležišta mineralnih sirovina otkopana otkrivka se transportuje i odlaže izvan eksploatacionih granica kopa (spoljašnje odlagalište) ili u već ranije otkopane prostore kopa (unutrašnje odlagalište). U periodu izgradnje kopa, kao i u prvoj fazi redovne eksploatacije do momenta stvaranja raspoloživog prostora za smeštaj otkopanih jalovinskih masa unutar kopa može se koristiti samo spoljašnje odlagalište. Kasnije, u poodmakloj fazi eksploatacije, najčešće se koristi samo unutrašnje odlagalište. Nekada je, u zavisnosti od obima otkopanih masa i raspoloživog prostora za njihov smeštaj unutar kopa, neophodno postojanje spoljašnjeg i unutrašnjeg odlagališta.

Za odlaganje jalovinskih masa koriste se, kako specijalne odlagališne mašine (odlagači i odlagališni plugovi) tako i mašine, koje su strogo uzevši, prevashodno namenjene za obavljanje drugih radova (bageri kašikari i dreglajni, dozeri i dr.) Pri dovozu otkopanih masa šinskom vučom kao odlagališne mašine se mogu koristiti: odlagači sa vedričastim prijemnim organom, kašikari, dreglajni, odlagališni plugovi, ređe dozeri. Kod dovoza otkopanih masa trakastim transporterima koriste se konzolni odlagači, a pri kamionskom i hidrauličkom transportu najčešće dozeri. Pripremni i prateći pomoćni radovi izvode se u cilju stvaranja odgovarajućih uslova za bezbedan i efektivan rad osnovnih mašina na otkopavanju, utovaru, transportu i odlaganju. Pri ovome se, u kategoriju pripremnih mogu svrstati svi radovi na pripremi masiva za otkopavanje i utovar kao što su: radovi na bušenju i miniranju, ripovanju, radovi na prethodnom odvodnjavanju (izrada zaštitnih obodnih kanala, drenažnih bušotina) i dr. Prateći pomoćni radovi su tesno povezani sa osnovnim procesima i obuhvataju: radove na skraćivanju, produžavanju i pomeranju transportnih komunikacija, radovi na planiranju otkopnih i odlagališih etažnih ravni, radovi na izradi raznih trasa, rampi, platoa i pristupnih puteva, radovi na sanaciji klizišta i oblikovanju kosina, radovi na čišćenju tehničkih sredstava, radovi na elektrosnabdevanju, odvodnjavanju, održavanju tehničkih sredstava, radovi na tehničkoj rekultivaciji degradiranih površina i dr. Za izvođenje brojnih i raznovrsnih pripremnih i pratećih pomoćnih radova na površinskim kopovima se koriste: bušilice, riperi, rovokopači, dozeri, dreglajni i kašikari, cevopolagači, utovarači, valjci, grejderi, specijalni čistači, dizalice raznih tipova, razne vrste vozila (kamioni kiperi, kamioni sa kranom, cisterne, terenska vozila) i dr. Na radovima pretovara i skladištenja mineralne sirovine koriste se: istovarne mašine i uređaji specijalnih konstrukcija, stacionarni ili polustacionarni pretovarni punktovi, pomerljivi utovarni uređaji, bunkeri, uređaji za doziranje, utovarači, bageri i dr. Ukoliko su u okviru površinskog kopa vrši separacija i obogaćivanje korisne sirovine onda se ukupnom mašinskom fondu na kopu mogu dodati: drobilice i sita različitih tipova, prečistači, klasifikatori i drugi uređaji. Bitan elemenat za navedena preimućstva površinskog načina otkopavanja je visoka mehanizo-vanost skoro svih tehnoloških procesa u tehnološkom lancu, primena automatizacije procesa, daljinsko upravljanje, moderno održavanje i opsluživanje mašina, naučna organizacija rada i dr. Zbog svega rečenog, površinsko otkopavanje rudne supstance zahteva:

• primenu visokoproduktivnih specijalizovanih mašina, koje mogu da obavljaju sve specifične radove u ovoj vrsti delatnosti;

• primenu univerzalnih mašina samo za radove, gde su u pitanju kompleksni zahvati, koji objedinjuju dva ili više proizvodna procesa;

• primenu sredstava takozvane „pomoćne mehanizacije" za sve pomoćne radove koji se ne mogu obavljati krupnim, tj. osnovnim mašinama, kao i za radove koji treba da omoguće što produktivniji rad osnovnim mašinama;

• sistematsku obnovu mašinskog parka i njegovu modernizaciju.

Dosadašnje iskustvo je pokazalo da tempo i ekonomika radova na površinskom otkopu, u osnovi, zavise od nivoa opšte mehanizovanosti otkopa, a posebno od nivoa mehanizacije radova na otkopavanju i transportu otkrivke. Ova vrsta radova spada u vrlo složene i teske, a od visine troškova za ove radove zavisi ukupna ekonomika eksploatacije, s obzirom da u troškovima za jedinicu proizvedene korisne supstance učestvuju sa daleko najvećim procentom. Radi toga, konstruisanje ili izbor odgovarajućfli mašina, odnosno konstrukcije takvih mašina koje u svemu zadovoljavaju uslove radne sredine, predstavlja vrlo odgovoran i složen zadatak za stručnjake. Ne manji zadatak od prethodnog je i odgovorno, dobro i efikasno održavanje mašina, tako da njihovo vremensko i kapacitetno iskorišćenje bude maksimalno, a pouzdanost i sigurnost zavidna. Nomenklatura mašina, mehanizama i uređaja koji se primenjuju na površinskim otkopima je velika i raznovrsna. 1.9. KLASIFIKACIJA MAŠINA I UREĐAJA ZA POVRŠINSKU EKSPLOATACIJU Mašine za površinsko otkopavanje rudne supstance se klasifikuju po nameni, principu dejstva, konstrukciji radnog, pogonskog i transportnog uređaja, po sistemu upravljanja, po kapacitetu, snazi, gabaritima itd. U udžbenicima se kao osnovna osobina za klasifikaciju mašina uzima tehnološko obeležje, jer ono u osnovi određuje kinematičku šemu masine i konstrukciju njenih delova i sklopova. Po ovakvoj klasifikaciji, mašine i uređaje za površinsku eksploataciju možemo podeliti na sledeće klase:

• mašine za otkopavanje i utovar jalovine i rudne supstance; • mašine za odlaganje jalovine, • mašine i uređaji za transport jalovine i rudne supstance; • mašine za dubinsko bušenje; • mašine za pomoćne radove (dozeri, rijači, grejderi, dizalice i sl.); • mehanizovani alati.

Mašine svake klase dele se na grupe, koje obuhvataju mašine za izvršavanje određenih radova. Na primer, klasa mašina za otkopavanje jalovine sastoji se iz dve grupe mašina: bagera i mašina za hidromehaničko otkopavanje. Svaka grupa mašina deli se na podgrupe, koje se između sebe razlikuju po konstrukciji radnog organa ili šire. Tako, na primer, u grupi bagera razlikujemo bagere sa jednim radnim elementom i bagere sa više radnih elemenata. Mašine svake podgrupe delimo dalje na tipove prema njihovim konstruktivnim karakteristikama i specifičnostima. Tako u podgrupi bagera sa jednim radnim elementom razlikujemo bagere kašikare, dreglajne itd. Mašine svakog tipa delimo na modele, koji se međusobno razlikuju po tehničkim karakteristikama (kapacitet, radne dimenzije, mase, gabariti itd.). Na primer, među bagerima kašikarima razlikujemo bagere sa kašikom male, srednje i velike zapremine. Značajna je isto tako, kao i prethodno izneta, klasifikacija mašina za površinsku eksploataciju po režimu rada. Po ovom osnovu razlikuju se:

a) mašine sa periodičnim (cikličnim) dejstvom, kod kojih se radne operacije izvode jedna iza druge, naizmenično po određenom redu i ponavljaju se posle izvesnog vremena i b) mašine sa neprekidnim dejstvom, kod kojih se sve operacije izvode istovremeno.

Kao primer za mašine grupe a) mogu da posluže bageri sa jednim radnim elementom, a za grupu b) tračni transporteri ili bageri sa više radnih elemenata. Klasifikacija mašina za površinsku eksploataciju po pokretljivosti isto je značajna radi toga što obuhvata ne samo podelu na stacionarne i pokretljive mašine, već i dalju specifičnost ove pokretljivosti po uređajima za kretanje (na gusenicama, pneumaticima, na koračajućem uređaju i sl.). Svaka mašina se konstruktivno sastoji iz pet osnovnih grupa elemenata:

• radnog organa, tj. elemenata koji neposredno ostvaruju tehnološku operaciju (na primer, kofice bagera i sl.),

• prenosnih mehanizama koji povezuju radni organ sa pogonskim motorom (vratila, zupčasti i drugi prenosi i sl.),

• pogonskog uređaja – motora, koji se javljaju kao izvori energije za pokretanje elemenata mašine,

• sistema upravljanja, kojim se obezbeđuje uključivanje i isključivanje pojedinih mehanizama mašina i

• uređaja za transport, odnosno kretanje mašine (pneumatici, gusenice, koračajući uređaj i sl.), koji je kao sastavni deo uključen u opštu konstrukciju pokretnih mašina.

Radni organ i prenosni mehanizmi su specifični za pojedine mašine ili grupu mašina, a određuju se zavisno i od namene masine. Pogonski uređaj, prenosni mehanizmi i sistem upravljanja mogu zajednički da se razmatraju za veći deo mašina za površinsku eksploataciju te ćemo ih u daljem izlaganju tako i tretirati. Sličan je slučaj i sa uređajima za transport, te ćemo stoga i njih razmatrati ukupno za sve mašine uz naglašavanje specifičnosti. 1) EKONOMSKI EFEKAT MAŠINE postiže se samo ako mašina zadovoljava niz uslova, od kojih su najvažniji:

• da poseduje jednostavnu prostu kinematičku šemu koja obezbeđuje visoki koeficijent korisnog dejstva mašine;

• celishodan raspored uređaja sa stanovišta montaže, remonta i opsluživanja; • tehnologičnost konstrukcije, koja se sastoji iz unificiranih delova proste izrade i

jednostavne montaže mašine; • uravnoteženost i solidnost; • čvrstinu i solidnost; • pouzdanost, trajnost i sigurnost u radu i dugovečnost; • visoku produktivnost i • udobnost opsluživanja.

2) PRODUKTIVNOST (KAPACITET) MAŠINA I UREĐAJA ZA POVRŠINSKU EKSPLOATACIJU određuje se količinom proizvoda izraženom u naturalnim pokazateljima (kubnim metrima, kvadratnim metrima, tonama i sl.), koju mašina ostvaruje (otkopava, transportuje, planira i sl.) u jedinici vremena (godini, mesecu, smeni, času i slično). Ona

zavisi od stalnih i promenljivih faktora. Stalni faktori određene mašine su parametri određeni njenom konstrukcijom, radnim dimenzijama, brzinama radnih kretanja, instalisanom snagom motora itd. Promenljivi faktori su:

• fizičko-mehanička i druga svojstva materijala koji mašina otkopava, odnosno u kome obavlja svoj radni proces;

• povezanost sa dodirnim proizvodnim procesom, odnosno sa proizvodnim procesom koji se nadovezuje na novi ili nastavlja drugim uređajima;

• tehnički nivo i kvalifikovanost personala koji opslužuje mašinu i uslovi organizacije rada;

• režim vremenskog korišćenja radnog vremena mašine u toku smene i godine, itd. 3) RADNO VREME MAŠINE može objektivno da se izrazi jedino u poređenju sa raspoloživim vremenom, koje stoji mašini na raspolaganju za izvršavanje njenog rada. Radi toga se, zbog ,,nepodmitljivosti’’, kao osnova za poređenje uzima kalendarsko vreme (Tk). Kalendarsko vreme (Tk) se, po uobičajenim metodologgama, deli na radno, odnosno proizvodno (Tpr) i neproizvodno (Tnep) vreme. Radno ili proizvodno vreme (Tpr) obuhvata vreme kada mašina aktivno izvršava svoj proizvodni proces (otkopava mase, transportuje, utovara i sl.). Međutim, ovo vreme, odnosno neki njegov deo, sadrži i prekide koji su uslovljeni tehnologijom rada, regulisanjem, posebnostima u tehnologiji, promenom reza, pomeranjem za novi rez itd. Radi toga, proizvodno vreme mašine (Tpr) se deli na čisto radno vreme (Tb) i vreme pomoćnih radova ili, još nazvano, vreme tehnoloških zastoja (Tpo), te se može pisati da je: Tpr = Tb + Tpo Neproizvodno radno vreme (Tnep) čini vreme kada mašina ne radi, bilo da su u pitanju planirani ili neplanirani zastoji. U osnovi, zastoji se dele na planske (Tzpl) i neplanske (Tznpl), te je: Tnep = Tzpl + Tznpl U planske zastoje se uvrštavaju vremena zastoja uslovljena radnom rezervom, tehnologijom u širem smislu, planskim opravkama i servisima, generalnim opravkama, remontima, praznicima i drugim neradnim danima koji se planiraju, tj.: Tzpl = Tzpl + Tzp2 + Tzp3 + Tzp4 + Tzp5 gde je:

Tzpl – planski remont; Tzp2 – plansko održavanje; Tzp3 – plansko premeštanje transportnih puteva; Tzp4 – praznici i neradni dani; Tzp5 – drugi planski zastoji.

Neplanski zastoji (Tznpl) su, po pravilu, prinudni i ne mogu se kontrolisati. Dele se na:

Tzn1 – neplanski zastoji mašine usled kvara koji se na njoj pojavio; Tzn2 – neplanski zastoji usled kvara neke druge mašine u tehnoloskom lancu.

Stoga je:

Tznpl = Tznl + Tzn2 Na osnovu izloženog, kalendarsko vreme predstavlja zbir: Tk = Tb + Tpo + Tzpl + Tznpl 4) OCENA ISKORIŠĆENJA MAŠINE, odnosno njene efikasnosti, može se odrediti pomoću mnogih pokazatelja, koji se danas, radi potpunije analize, koriste u literaturi i praksi. Međutim, u izveštajima o radu osnovne mehanizacije površinskih otkopa skoro u svim zemljama sveta koristi se kao pokazatelj koeficijent iskorišćenja mašine po vremenu (ηt), koji predstavlja odnos proizvodnog radnog vremena mašine (Tpr) i kalendarskog vremena (Tk). Ovaj pokazatelj, međutim, ne daje pravu predstavu o radu mašine i stepenu njenog opterećenja. Ako se ovome doda i činjenica da evidenciju o radnom vremenu nije uvek moguće potpuno tačno voditi, onda se može reći da ovaj koeficijent ima relativno tačnu vrednost. Drugi koeficijent, koji je isto toliko kao i prethodni u upotrebi širom sveta, je koeficijent korišćenja mašine po kapacitetu (ηkap), koji se određuje pomoću izraza:

teorpr

grkap QT

A

⋅=η

gde je:

Agr – godišnja proizvodnja bagera u m3 rastresite mase (Agr = Ačm ⋅ Kr, gde je Ačm godišnja proizvodnja bagera u čvrstoj masi, a Kr koeficijent rastresitosti materijala); Qteor – teoretski kapacitet bagera izražen u rastresitoj masi u jedinici radnog vremena mašine.

I ovaj izraz za ηkap ima relativno tačan karakter, zbog Tpr koji ulazi u izraz, a čiju tačnost smo prethodno komentarisali. Izraze ηt i ηkap je teško posebno porediti, jer ne odražavaju rad neke mašine potpuno. Međutim, kada se oba koeficijenta povežu množenjem, što je uvedeno u literaturu i u praksu, dobija se novi takozvani koeficijent stvarnog korišćenja ili funkcionisanja mašine (Kst), odnosno:

teork

gr

teorpr

gr

k

prkaptst QT

A

QT

A

T

TK

⋅=

⋅⋅=⋅= ηη

5) ODRŽAVANJE MAŠINSKOG PARKA U STANJU SPOSOBNOM ZA RAD zahteva: • sistematske – planske preventivne remonte mašine; • obučavanje rukovaoca mašine u pogledu pravilne tehničke eksploatacije, zaštite na

radu, kontroli i servisiranju mašine; • kontrolu rada mašine, utroška rezervnih delova, eksploatacionih i remontnih

materijala; • obezbeđenje dovoljne, tj. racionalne ali ne i prekomerne zalihe rezervnih delova itd.

6) POKAZATELJI NIVOA MEHANIZOVANOSTI POVRŠINSKOG OTKOPA. Mehanizacija radova na površinskim otkopima, kao što smo to ranije napomenuli, jedan je od bitnih i veoma važnih faktora za povećanje produktivnosti rada, sniženje cene koštanja proizvoda i povećanje proizvodnje uopšte. Opremljenost jednog površinskog otkopa sredstvima mehanizacije može se ustanoviti na bazi sledećih pokazatelja: a. Ukupna mehanizovanost otkopa predstavlja procentni pokazatelj odnosa ukupne vrednosti mašina, uređaja i mehanizama na površinskom otkopu, izražene u novčanim jedinicama, prema vrednosti ukupnog obima izvršenih radova u jednoj godini:

[ ]%100W

WM

grad

mukuk ⋅=

gde je:

Wmuk – ukupna vrednost mašina, uređaja i mehanizama; Wgrad – vrednost ukupnog obima radova u jednoj godini.

b. Ukupna opremljenost jednog zaposlenog mehanizacijom je pokazatelj odnosa ukupne vrednosti mašina i uređaja i mehanizama na površinskom otkopu izražene u novčanim jedinicama, prema ukupnom broju zaposlenih na površinskom otkopu:

[ ]radniku/dinR

WR

uk

mukuo =

Pored navedenih pokazatelja često se upotrebljavaju i sledeći: c. Ukupna instalisana snaga motora (na osnovu opšte instalisane snage motora) u svim mašinama, uređajima i mehanizmima na površinskom otkopu (u kW), koja se odnosi na jedan milion dinara izvršenih radova na površinskom otkopu:

6grad

uk1sp

10W

PP

⋅=

d. Ukupna instalisana snaga po radniku je odnos ukupne instalisane snage svih mašina, uređaja i mehanizama prema ukupnom broju zaposlenih na površinskom otkopu:

uk

uk2sp R

PP =

gde je:

Puk – ukupna instalisana snaga svih mašina, uređaja i mehanizama na površinskom otkopu; Ruk – ukupan broj zaposlenih na površinskom otkopu.

Kao što se vidi, postoji mali broj pokazatelja o mehanizovanosti otkopa, ali ako se svi od navedenih primene, moguće je dobiti pravu sliku o mehanizovanosti nekog površinskog otkopa, ukoliko je moguće poređenje.

1.10. PROCESI OTKOPAVANJA STENSKIH MASA POVRŠINSKIM NAČINOM EKSPLOATACIJE Tehnologija obavljanja zemljanih radova na površinskim otkopima sastoji se iz operacije rastresanja i zahvatanja materijala (stenske mase), njegovog premeštanja ka mestu istovara, smeštanja (odlaganja) i sabijanja, planiranja etaža, površina nasipa ili odlagališta. Neka od sredstava mehanizacije efikasno vrše sve operacije procesa u potpunosti, kao na primer hidromehanizacija (u mekim i srednje čvrstim materijalima), a druga, gotovo sve, kao na primer mašine za kopanje i transport otkopanog materijala. U određenim uslovima, ove mašine izvršavaju sve operacije procesa pri nešto slabijem kvalitetu sabijanja materijala. Treća sredstva mehanizacije, kao na primer, bageri, izuzetno dobro izvršavaju operaciju rastresanja, zahvatanja i odlaganja (smeštaja) materijala, ali transport materijala ostvaruju samo na nekoliko metara ili desetina metara, zavisno od tipa i veličine mašine. Operaciju planiranja bageri, izuzev bagera vedričara i hidrauličnih bagera kašikara, vrse nedovoljno tačno, a operaciju sabijanja ne mogu da vrše potpunije. U delu rastresanja i zahvatanja stenske mase, odnosno materijala, oni predstavljaju univerzalna sredstva mehanizacije i, u manjoj meri od ostalih mašina za kopanje materijala, zavise od uslova stenske mase i klime. Bageri mogu da otkopavaju materijal i u slojevima, kao što to rade mašine za kopanje i transport otkopanog materijala i u blokovima, stojeći na mestu. Bageri sa jednim radnim elementom mogu da rade sa različitim vrstama zamenljivih radnih uređaja, po neki put i takvih, koji ne spadaju u uređaje za kopanje materijala. Bageri se izrađuju u obliku mašine, čiji kapacitet dostiže 10 – 20.000 m3/h, što obezbeđuje pri ne tako velikom radnom frontu, dnevnu proizvodnju do 150 – 200.000 m3/dan. Pri radu u odlagalište, tj. u domenu transportnih mogućnosti bagera, oni obavljaju sve operacije, izuzev sabijanja materijala, i u toj vrsti rada spadaju u najbolje mašine. Specijalne konstrukcije bagera, veliki koračajući dreglajni i bageri kašikari, imaju odgovarajući radijus dejstva do 120 i 70 m, a veliki rotorni bageri do 100 m. Rastojanje premeštanja (transporta) materijala kod pomenutih bagera dostiže dupli radijus dejstva, tj. odgovarajuće 240, 140 i 200 m. Bageri sa jednim radnim elementom za površinske otkope radi uvećanja radijusa dejstva opremaju se zamenljivim uređajem za povećanje radijusa dejstva kada rade na diretknom odlaganju materijala u odlagalište. Te operacije, koje se malo ili potpuno ne obezbeđuju konstrukcijom bagera, izvršavaju se dopunskim uređajima: nemogućnost ili nedovoljna mogućnost rastresanja obezbeđuje se bušačko-minerskim uređajima, neznatna mogućnost transporta materijala kompenzije se tračnim ili cikličnim transportom. Takve osobine bagera obezbedile su im preimućstva u upotrebi u odnosu na druga sredstva mehanizacije zemljanih i rudarskih radova u površinskoj eksploataciji. Mnogi tipovi bagera ne koriste se samo kao mašine za zemljane radove, već se uspešno primenjuju na pripremnim i drugim građevinskim radovima: na ravnanju i krčenju zemljišta, skidanju putnih pokrivača, montažnih i utovarno-istovarnih radova, itd. Takvoj raznovrsnosti ispunjavanja radnih zadataka odgovara i široki dijapazon tehničkih pokazatelja za bagere. Danas se njihova masa kreće od 0,2 do 13.000 t, instalisana snaga od 4 do 50.000 kW, kapacitet – od 8 do 20.000 m3/h. Mogućnost primene automatike i novih dostignuća mašinogradnje, spojeno sa pouzdanošću i jednostavnošću upravljanja, omogućuje izvanrednu prilagodljivost bagera za različite uslove rada.

Istovetnost tehnološkog procesa zemljanih i radova na površinskoj eksploataciji, definisanog otkopavanjem i premeštanjem (transportom) zemljanih masa, zahteva kompleksno razmatranje problema vezanih za ovakve radove. Takva pitanja od prvostepene važnosti, kao što je izbor mašina i ocena efektivnosti rada, u konačnom zbiru vezana su za ocenu tehničko-ekonomskih pokazatelja mašine. Po pravilu, transport otkopanog materijala ima veću cenu nego njegovo otkopavanje, međutim, kapacitet, odnosno produktivnost zemljanih radova, se određuje kapacitetom bagera. Radi toga, u kompleksu radova vodeći element u procesu je otkopavanje materijala, a vodeća mašina, analogno ovome bager ili neka druga mašina za kopanje materijala. Efektivnost mehanizovanosti radova određuje se specifičnim pokazateljima: produktivnošću rada po jednom radniku, koštanjem (troškovima proizvodnje) jedinice proizvoda, specifičnom masom metala (masom svih uređaja uz dodatak utroška metala za remont u odnosu na jedinicu proizvodnje za 1 čas ili za jednu godinu) i specifičnom potrošnjom energije (brojem utrošenih kWh u odnosu na proizvodnju mašine za 1 čas). Najefektivnija je tzv. kompleksna mehanizacija, tj. ona pri kojoj je uređaj odnosno mašina izabrana tako, da obezbeđuje maksimalno mogući u datim uslovima kapacitet vodeće mašine – bagera. Radi toga, neki autori smatraju da tehnički kapacitet svake sledeće mašine u lancu iza bagera treba da bude za 2 – 3% veći od prethodne mašine. Pored toga, treba da budu uzeti u obzir snaga, pouzdanost i trajnost svih mašina, s tim da se obezbedi najviši tempo rada mašina, koje opslužuju sledeću operaciju. Što su veći snaga i kapacitet bagera, time su manji specifični troškovi proizvodnje, time je veća produktivnost rada, uprošćenija organizacija rada, jer je manji broj mašina i ljudi. Pored toga, povećana snaga mašina u određenim granicama smanjuje potrošnju energije i masu mašina – uređaja. Ipak, pri tome ponekad rastu troškovi investicija i uvek se povećavaju troskovi prevoza, montaže i demontaže mašine. Ovi poslednji troškovi zavise od obima i vremena trajanja radova. Radi toga, snaga osnovne mašine treba da bude birana na bazi svih pomenutih elemenata, tj. uključujući i sredstva transporta materijala od mašine. Time kompleksna mehanizacija obezbeđuje maksimalnu moguću, u datim uslovima, produktivnost rada bagerskog kompleksa pri minimalnim troškovima proizvodnje. Pitanje pravilnog izbora mašina koje obezbeđuju maksimalno moguću produktivnost – kapacitet vodeće mašine, jasno se vidi na primeru obrađenom u tabeli 1.1. Uzet je za primer bager kašikar sa zapreminom kašike 4,6 m3, od koga se materijal odvozi autokiperima nosivosti 70, 120 i 270 kN. Kao što se iz podataka navedenih u tabeli 10.1 vidi, produktivnost rada zavisno od nosivosti autokipera menja se za 3,7 puta, a specifični troškovi proizvodnje za 1 m3 otkopanog i transportovanog materijala za 1,44 puta.

Tabela 1.1. Pokazatelji rada bagera kašikara sa zapreminom kašike od 4,6 m3 sa autokiperima različite zapremine sanduka na površinskom otkopu kamena.

Pokazatelji Nosivost autokipera,

70 120 270 Broj kašika bagera da bi se napunio autokiper materijalom 1 2 5 Srednji kapacitet bagera na dan u m3 2325 3225 4160 Broj autokipera koji bager opslužuju 17 12 5 Broj zaposlenih ukupno (uključujući i pomoćne radove) 99 76 50 Produktivnost rada, radnik/smena u m3 22,5 42 83 Težina uređaja, odnosno opreme (ukupna), kN 3400 3230 3010 Uporedni specifični troškovi proizvodnje za 1 m3 u % 100 81 69 NAPOMENA: Tabela i podaci po N.G. Dombrovskom („Ekskavatori").

Za ocenu mehanizovanosti zemljanih radova često se koristi pokazatelj mehanička opremljenost – odnos (u procentima) novčane vrednosti uređaja – mašina za mehanizaciju i ukupne vrednosti godišnje proizvodnje. Ipak, mehanička opremljenost ne karakteriše strukturu mašinskog parka. Na primer, za slučajeve kao što je naveden u tabeli 1.1, pokazatelji mehaničke opremljenosti bi bili 0.31, 0.27 i 0.26, tj. najveći po vrednosti pokazatelj bi bio pri najnepovoljnijoj varijanti po produktivnosti. Analogni karakter ima koeficijent energetske opremljenosti – količnik iz ukupne instalisane snage svih mašina (kW), koje izvršavaju rudarsko-montažne radove i broja svih zaposlenih. Znatno važniji pokazatelj kvaliteta organizacije rada, a delimično i kvaliteta mašina, je stepen korišćenja mašina po vremenu i po kapacitetu. Međutim, evidentiranje rada mašina po vremenu i kapacitetu dosta je složeno za analize. Stoga je uveden kao veoma koristan i veoma pregledan koeficijent stvarnog funkcionisanja ili koeficijent efektivnosti bagera, odnosno mašine, koji predstavlja proizvod iz ranije pomenutih koeficijenata, odnosno stepena korišćenja mašina po vremenu i po kapacitetu. Pokazatelj, kojim se ocenjuje specifična težina mehanizovanih radova, je izraz u procentima „nivoa" mehanizovanosti, koji predstavlja odnos obima radova koji se izvršavaju mehanizovanim načinom i obima svih radova određene vrste. Ipak, i ovaj pokazatelj ocenjuje samo obim mehanizovanih radova, ali i to nepravilno, jer se pod mehanizvanim radovima ponekad podrazumevaju i radovi kod kojih su mehanizovani samo osnovni procesi. Opšta je težnja da se radovi na otkrivci površinskih otkopa učine što efektivnijim i produktivnijim, jer oni u osnovi predstavljaju najveći, najteži i najskuplji deo u eksploataciji i troškovima površinskog otkopa. Radi toga, svi radovi na površinskom otkopu, a pre svega pomenuti na otkrivci, treba da se obavljaju odgovarajućim mašinama u radnoj sredini. Analogno prikazanim podacima u tabeli 1.1, proizilazi da je za postizanje pomenutih ciljeva neophodno prisustvo osnovnih mašina velike snage, većih utovarača umesto manjih bagera, transportnih sredstava velike nosivosti, kada je u pitanju auto ili železnički transport, tračnih transportera većeg kapaciteta (veće širine trake i veće brzine), kao i pomoćnih mašina (dozera, skrepera i sl.) veće snage. Iz dijagrama na slikama 1.4 i 1.5 se može videti da primena većih bagera umesto manjih smanjuje troškove proizvodnje za otkopavanje, transport i odlaganje 1 m3 materijala prosečno za oko 6 puta u odnosu na mali bager, a primenom bagera srednje snage za oko 3 puta (slika 1.6). Najniži troškovi se ostvaruju kod bagera sa vise radnih elemenata.

Navedene konstatacije važe za slučaj ako se posmatraju ukupni troškovi proizvodnje otkopavanja, transporta i odlaganja, odnosno skladištenja materijala. U tabeli 1.2 prikazani su tehničko-ekonomski pokazatelji o radu bagera dreglajna različite snage, a u tabelama 1.3 i 1.4 poređenja parametara radnog procesa i drugih za bagere različitih tipova.

Slika 1.4. Tehničko-ekonomski pokazatelji rada bagera kašikara Sl. 1.5. Tehničko-ekonomski pokazatelji rada bagera dreglajna

(Objašnjenja: Oel – specifični utrošak električne energije za otkopavanje 1 kubnog metra materijala i njegov horizontalni transport na daljinu od 10 m i podizanje na 5 m; kriva 1 – za čvrste materijale; kriva 2 – za rastresite materijale; kriva 3 – utrošak energije za podizanje materijala; kriva 4 – utrošak energije za transport po horizontali; kriva 5 – utrošak energije za otkopavanje rastresitog materijala; kriva 6 – utrošak energije za otkopavanje čvrstog materijala. T – troškovi proizvodnje: kriva 7 – za otkopavanje, transport i odlaganje 1 m3 materijala, kriva 7 – pri izgradnji kanala širine pri vrhu 100 m, sa prebacivanjem materijala. G – promena mase kompleksnog uređaja u odnosu na 1 m3 godišnje proizvodnje. Ppr – produktivnost rada, radnik/smena; kriva 8 – kod utovara u sredstva transporta; kriva 9 – pri odlaganju otkopanog materijaia u sredstva transporta, q geometrijska zapremina kašike bagera).

Eksploatacija mašine, tj. bagera, a naročito onih velikih, treba da se vrši uz korišćenje elektronskih računskih mašina i pribora. Ovi treba da obezbede neprekidne informacije o radu mašine po stvarnom stanju i da sakupljaju podatke za zadati period po svim pokazateljima neophodnim za kvalitetnu i kvantitetnu ocenu ostvarivanja – izvršenja tehnološkog procesa. Računari treba da obezbede neophodnu obradu podataka da se dobije objektivna ocena tehničko-ekonomskog nivoa procesa, odnosno rada. Pri projektovanju metoda rada bagera treba koristiti savremene računare (elektronske –modelatore), koji omogućuju da se brzo i bez greške izaberu optimalne varijante iz mogućih kombinacija.

Slika 1.6. Bager dreglajn Bucyrus Marion 8200 sa koračajućim uređajem za kretanje, zapreminom kašike od 51

do 84 m3 i dužinom strele od 84 do 122 m Unifikacijom sklopova i delova u specijalizovanoj proizvodnji bagera moguće je troskove za 1 t konstruktivne mase mašine sniziti, kvalitet izrade delova i ukupne mašine povećati, i odstraniti postojeće greške ili nedostatke u efektivnosti nove mašine. Izgradnja, odnosno izrada novih, savremenih mašina – bagera zahteva široko razgranata naučna istraživanja u vise pravaca:

• istraživanja radnog procesa i metoda otkopavanja stenskih masa u svrhu postavljanja novih energetski efektivnijih metoda, efektivnijih radnih organa i tehnoloških procesa;

• uvođenje kompleksnih metoda istraživanja mašina u svrhu utvrđivanja uzajamnog dejstva spoljnih opterećenja, pogona mehanizama i elemenata konstrukcije u cilju usavršavanja metoda proračuna i smanjenja mase mašine pri istovremenom povećanju njene pouzdanosti;

• primena modeliranja, razrada programa i primena računara i novih metoda za rigoroznije smanjenje vremenske dužine eksperimenata i obrade ovih rezultata;

• istraživanje pouzdanosti mašina i procesa habanja čvorišta i delova u cilju izbora boljih materijala, racionalnijeg oblika delova i usavršavanja tehnologije izrade, itd.

Tabela 1.2. Tehničko-ekonomski pokazatelji rada bagera dreglajna različite snage

Pokazatelji Bageri

E-302 E-652 EŠ5/45 EŠ 15/90 EŠ 70/100

1. Zapremina kašike, m3 0,3 0,5 3,4 15 70

2. Dužina strele, m 10 13 45 90 100

3. Produktivnost rada na 1 radnik/smena u m3 10 16 42 185 760

4. Utrošak energije za otkopavanje 1 m3 materijala u kWh

2,0 1,8 1,25 0,9 0,85

5. Metalna masa na otkopani 1 m3 materijala godisnje proizvodnje, kg

1,05 0,9 0,65 0,5 0,48

6. Troškovi proizvodnje: otkopavanja, transporta i odlaganja 1 m3 materijala, %

100 85 83 39 24

NAPOMENA: Podaci po N.G. Dombrovskom: Bageri

Tabela 1.3. Upoređenje parametara bagera različitih tipova

T I P B A G E R A Zapremina

kašike, m3

Maksimalni kapacitet u čvrstoj masi, Qeksp, m

3/h

Maksimalna visina kopanja,

Hk , m

Radna masa, M, t

Koeficijent mase,

keksp HQ

Mk

⋅=

1 2 3 4 5 6

Bageri sa jednim radnim elementom – kašikari

1,5 155 10,1 42,6 27,2

1,3 215 12,1 63,6 244

13,8 1030 28,3 655 22,4

30 6 1530 32,4 1220 24,6

46,0 3300 27,5 2050 22,6

Bageri sa jednim radnim elementom – dreglajni

7,64 298 58 460 26,6

15,30 900 58 1120 26,4

23,00 940 58 1120 23,0

Bageri sa više radnih elemenata – vedričari

0,4 575 32,5 460 24,3

0,65 780 26 570 28,3

0,8 1070 40 890 20,9

1,4 1720 36 1430 23,0

Bageri sa vise radnih elemenata – rotorni

0,10 330 10,5 63,3 19,4

0,15 840 19,0 240,0 14,7

0,25 1150 12,6 180,0 12,6

0,35 3180 294 1290,0 13,8

0,85 4200 304 1560,0 12,1

140 4300 33,0 1820,0 12,6

4,00 8500 55,0 4530,0 9,7

NAPOMENA : Tabela iz knjige N.G. Dombrovski: Bageri

Tabela 1.4. Uporedni parametri radnog procesa bagera različitih tipova

R. br.

Operacije i parametri

Bageri sa jednim radnim elementom

Bageri sa više radnih elemenata

Vedričari Rotorni

Građe

vins

ki

Za

povr

šins

ko

otko

pava

nje

Za

otkr

ivku

Građe

vins

ki

Za

povr

šins

ko

otko

pava

nje

Za

otkr

ivku

Građe

vins

ki

Za

povr

šins

ko

otko

pava

nje

Za

otkr

ivku

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1. Kapacitet Q, m3/h 100 500 3000 100 500 3000 100 500 3000

2. Masa (radna) bagera, t 26 180 3500 35 450 2800 30 350 2500

3. Zapremina kašike, m3 1 5 45 0,05 04 2,0 0,03 0,25 14

4. Visina (dubina) kopanja, m 7 10 50 6 15 30 64 15 50

5. Dužina premeštanja – transporta materijala L, m

15 25 115 10 20 50 20 40 100

6. Površina preseka reza, srednja u proračunskom materijalu, cm2

1050 3500 16000 20 200 500 40 600 2400

7. Sila na zubima kašike, kN 50 140 650 2 17 38 4 36 120

8. Brzina transportovanja materijla, m/s 4,5 5 8 1 1 1,2 2,5 34 4

9. Brzina kretanja kašike pri kopanju, m/s 04 0,9 14 1 1 1,2 1,6 24 34

10. Površina reza ukupna, cm2 1050 3500 16000 160 2000 5000 80 1200 5800

11. Sila na radnom organu ukupna, kN 50 140 650 15 170 380 8 120 580

12. Specifična sila na 1 cm2 ukupnog preseka reza, daN/cm2

4 4 4 9,3 84 7,6 10 10 10

13. Instalisana snaga radnih motora, kW 90 500 2700 80 500 5600 65 450 4000

14. Srednja radna snaga, kW 60 280 1560 70 320 1890 50 230 1800

15. Potrošnja energije za 1 m3 časovnog kapaciteta, kWh

0,6 046 042 0,7 0,64 0,63 04 0,46 0,45

16. Masa mašine na 1 m3 časovnog kapaciteta, kg

260 360 1250 350 900 930 300 700 835

17. Uslovni rad za čas Q x L, m3. m/h* 1500 12500 345000 1000 14000 150000 2000 20000 300000

18. Masa mašine na jedinici uslovnog rada na čas, kg

174 14,3 15,3 35 30 18,7 15 174 16,6

19. Snaga mašine (srednja) na jedinicu uslovnog rada, kW

0,04 0,02 0,004 0,07 0,02 0,013 0,025 0,012 0,006

NAPOMENA: Tabela sastavljena po podacima iz knjige: N.G. Dombrovski: Bageri * Rad utrošen za prenos 1 m3 materijala na rastojanje od 1 m

Slika 1.7. Bager kašikar NKMZ EKG 12

1.11. STENE KAO OBJEKAT DEJSTVA BAGERA 1.11.1. OPŠTE O MATERIJALIMA Pod materijalima, u našem slučaju, podrazumevaju se stene koje obrazuju površinski sloj zemljine kore. U rudarstvu one služe kao materijal koji se eksploatiše za neku korisnu upotrebu, ili kao materijal koji se otkopava, transportuje i deponuje da bi se otkrila neka korisna supstanca, koja se zatim eksploatiše za neku od čovekovih, odnosno društvenih, potreba. U ovom siučaju, otkopavani materijal se naziva otkrivka. Neki autori klasifikuju materijale po nastanku, sastavu i mehaničkoj čvrstoći u pet klasa, što predstavlja veoma dobru osnovu za definiciju radne sredine u kojoj mašine obavljaju svoj rad. Te klase su: stenoviti materijali, polustenoviti, krupni raspadnuti stenski materijali, peskoviti i glinoviti materijali. U stenovite materijale spadaju cementirane, vodonepropusne i praktično nestišljive stene sa graničnom čvrstoćom na pritisak u vodozasićenom stanju ne manjom od 500 N/cm2. Na primer: graniti, peščari, krečnjaci i drugi materijali, koji zaležu obično u obliku kompaktnog masiva. U polustenovite materijale spadaju cementirane stene sa graničnom čvrstoćom na pritisak u vodozasićenom stanju do 500 N/cm2, mogu se sabijati (laporci, okamenjene gline i drugi) i vodonepostojani su (gips, gipsonosni konglomerati i sl.). Krupni raspadnuti stenski materijali se sastoje iz nezacementiranih komada stena, koje obrazuju materijali prve dve klase. Peskoviti materijali se sastoje iz necementiranih čestica (zrna, zrnastog peska) stena krupnoće od 0,05-2 mm i predstavljaju, po pravilu, prirodno razorene i preobražene, u većem ili manjem stepenu, stenske materijale ili mineralizovane ali neokamenjene sedimente. Glinasti materijali takođe se javljaju kao produkt prirodnog razaranja i preobražaja primarnih stena, koje su bile kompaktne čvrste stene, a sada sa pretežnim učešćem čestica krupnoće manje od 0,005 mm. U rudarstvu se otkopavaju sve vrste nabrojanih materijala, zavisno od vrste korisne supstance, njene pojave, odnosno nastajanja, zaleganja itd. Međutim, može se reći da se u današnje vreme najmasovnije otkopavaju mekši materijali (peščani i glinasti), uglavnom zbog masovne i vrlo raširene površinske eksploatacije mlađih ugljeva i posebno lignita. 1.11.2. FIZIČKO-MEHANIČKA SVOJSTVA MATERIJALA Zavisno od petrografskog sastava i uslova zaleganja, fizičkog sastava, sadržaja vode i mehaničkih svojstava, razlikuju se fizičko-mehaničke karakteristike pojedinih materijala. U petrografske osobine spada mineralni sastav, struktura i tekstura materijala. Osobine fizičkog sastava uključuju granulometrijski sastav materijala, poroznost, vlažnost, temperaturu, provodljivost toplote, a takođe i rastresanje pri otkopavanju i sabijanju materijala pri odlaganju posle otkopavanja. U osobine koje zavise od količine i sastava sadržane vode u

materijalu spadaju plastičnost, blatnjavost, bubrenje, vodonepro-pustljivost i lepljivost. U osobine po mehaničkim svojstvima materijala spadaju athezija, otpor na pritisak, istezanje, izvlačenje (podizanje), rezanje, kopanje, spoljnje i unutrašnje trenje i takođe abrazivnost i sposobnost nosenja. Granulometrijski sastav je jedna od osnovnih osobina fizičkog sastava materijala. Čestice materijala veličine manje od 0,005 mm se nazivaju glinastim, čestice veličine od 0,005 do 0,05 mm prašinastim, od 0,05 do 2 mm peskovitim. Čestice i komadi materijala veličine od 2 do 20 mm nazivaju se šljunkovitim (obli) ili drobljenim (oštrougaonog oblika), veličine od 20 do 200 mm šljunkom ili tucanikom i veće od 200 mm oblucima ili kamenjem. Materijali se razlikuju i po sadržaju glinastih, prašinastih i peščanih čestica. U glinama ima vise od 30% glinastih čestica, a u ilovači od 10 do 30%. Peskovita glina sadrži od 3 do 10% glinastih čestica. Peščanih čestica u glinovitom pesku ima više od prašinastih; između njih preovlađuju čestice veličine od 0,25 do 2mm. Škriljasta glina je vrlo kompaktna stena crne ili tamne boje, delimično kristalizovana pod uticajem velikog pritiska. Karakteriše je sposobnost raspadanja na tanke ploče nezavisno od prvobitne slojevitosti. Les je tankodisperzni, porozan (šupljikav) materijal sa primesama krečnjačkih čestica u vidu posebnih komada, lako upija vodu. U suvom stanju održava se čak u vertikalnom položaju pri otkopavanju. Sadrži veću količinu prašinastih čestica (do 70%). Laporci su polustenovit materijal, koji se sastoji iz krečnjaka i gline. Sadrži glinovite čestice od 25 do 60%. Pri sadržaju glinovitih čestica u količini od 5-10% materijal se naziva laporovitim krečnjakom, a pri sadržaju glinovitih čestica od 10-25% krečnjačkim laporcima. Što su manje čestice materijala, time je veći stepen preobražaja prvobitnih stena. Glinoviti materijali se sastoje uglavnom iz tzv. sekundarnih minerala, koji se obrazuju iz alumosilikata prvobitnih stena (kaolinita, ilita, montmorilonita), koji različito uzajamno dejstvuju sa vodom i rastvorenim u njoj solima, što utiče na otpor materijala na otkopavanje. Krupni raspadnuti stenski materijali otkopavaju se uglavnom zahvatanjem, odabiranjem ili zahvatanjem komada. Otpor na otkopavanje praktično ne zavisi od njihovog mineralnog sastava i određuje se u osnovi težinom, oblikom i mehanickim zahvatanjem komada. Zavisno od smanjenja veličine čestica materijala, njihova specifična površina se povećava. U vezi sa tim, rastu molekularne sile površinskog uzajamnog dejstva čestica, postaju jednake sili njihove težine ili je čak i prevazilaze. Istovremeno, povećavaju se sile kontaktnog uzajamnog dejstva čestica materijala sa delovima i sklopovima radnog organa mašine, kao pojave u lepljivosti i spoljnjem trenju materijala. Na taj način, znatnijim smanjenjem čestica počinju da se pokazuju joni i koloidna svojstva minerala i mineralni sastav materijala već suštinski utiče na njihove otpore na otkopavanje. Poroznost u znatnoj meri utiče na otpor materijala na mehaničko dejstvo. Usled nepravilnosti oblika i nejednake veličine, čestice materijala naležu nekompaktno jedna na drugu, obrazuju

međuprostore – pore, koje smanjuju mehaničku čvrstoću i povećavaju deformaciju materijala (slika 1.8). Pore različitih materijala su nejednake po veličini i obliku. Ako su u pitanju peščani i šljunčani materijali, onda se razlikuju srazmerno krupnim porama, dok su kod glinastih materijala pore nukroskopske, srazmerne radijusu dejstva molekulamih sila. Radi toga, poroznost glinastih materijala u znatnoj meri utiče na njihovo fizičko-mehaničko stanje i otpor na mehaničke uticaje. Poroznost peščanih i glinastih materijala se meri odnosom zapremine pora i zapremine skeleta materijala i iznosi obično od 15-60%. Trofazna struktura je veoma karakteristična osobina peskovitih i glinovitih materijala. Njena suština se sastoji u tome da deo zapremine materijala, izuzev njegovih tvrdih čestica, čine voda i rastvori soli i gasa. Trofaznom strukturom matcrijala u velikom stepenu se određuje njihova čvrstoća i otpor na mehanička dejstva. Pri tome, dejstva materijala, osobito onih koji sadrže glinaste čestice, u znatnom stepenu se određuju količinom sadržane u njima vode.

Slika 1.8. Struktura gline: 1) čestice gline; 2) kompaktni (zaptivni koloidi); 3) zrna peska

Slika 1.9. Šema elektromolekulamog uzajamnog dejstva površine mineralne čestice sa vodom: 1) mineralna

čestica; 2) vezana voda; 3) rastresito vezana voda

Vlažnost se meri obično odnosom mase vode u materijalu i mase suvog materijala. Istraživanjem je utvrđeno da se voda u materijalu nalazi u različitim oblicima: u obliku pare, leda, kristalizaciona i hemijski vezana u sastavu minerala, hidroskopska i slobodna. Voda u obliku pare sadrži se u porama i pukotinama koje nisu zapunjene vodom, u kojima se ona premešta iz mesta sa većom elastičnošću pare na mesta sa manjom elastičnošću. Hidroskopska voda se nalazi na površini čestica materijala, kod čega su njene sile molekulame veze sa česticama tako velike, da se ona ne može kretati (premeštati) pod dejstvom sile težine. Slobodna voda zapunjava pore materijala. Razlikuju se dve vrste ove vode: gravitaciona i kapilarna, u zavisnosti od karaktera premeštanja. Uzajamno dejstvo čestica materijala sa vodom po površini njihovih kontakata određuje se uglavnom hidrofilnošću mineralnih čestica (slika 1.9). Mineralne čestice materijala su nabijene negativnim elektricitetom, a molekuli vode predstavljaju dipole, koji su nabijeni pozitivnim elektricitetom na jednom i negativnim na drugom kraju. Pri dodiru tvrde mineralne čestice sa vodom nastaju molekularne sile uzajamnog dejstva, koje privlače dipole vode ka površini mineralnih čestica sa velikom silom: za prvi red vezanih molekula vode one predstavljaju veličinu reda nekoliko hiljada bara. Što je veća specifična površina čestica, time se više molekula vode nalazi u vezanom stanju. Sasvim blizak mineralnim česticama sloj u oko tri reda molekula vode je tako čvrsto vezan silama privlačenja sa površinom, da ga je nemoguće udaljiti ni spoljnjim pritiskom od nekoliko bara, a ni dejstvom pritiska vode. Ovaj sloj obrazuje opnu nazvanu čvrsto vezana (adsorbovana) voda. Sledeći sloj molekula vode, koji okružuje mineralne čestice, vezuje se i orijentiše srazmemo udaljenosti od čvrste površine čestica materijala sve manjim silama, koje na rastojanju od oko 0,5 mm postaju bliske nuli. Oni obrazuju sloj rastresito vezane vode (liosorbovane), koja se može istisnuti iz pore materijala spoljnim pritiskom ne većim od nekoliko bara (ponekad i do nekoliko desetaka bara). Molekuli vode, koji se nalaze izvan dejstva molekularnih sila uzajamnog dejstva sa površinom mineralnih čestica, obrazuju slobodnu vodu. Kretanje slobodne vode nastaje pod dejstvom razlike u pritiscima. Apsolutna vlažnost materijala predstavlja ukupan, u procentima izražen, sadržaj svih vrsta voda u materijalu pri potpunom zapunjavanju pora. Vlažnost je ograničena zapreminom pare. Njena vrednost može da dostigne 30-40, pa čak i 50% mase skeleta materijala. Pri delimičnom zapunjavanju pora vodom, ostalu zapreminu prostora u porama zauzima vazduh ili vodena para. Takav sastav materijala je najprirodniji. Stišljivost (mogućnost sabijanja) je svojstvo materijala, koje se sastoji u sposobnosti da menjaju svoje stanje u kompaktnije pod dejstvom spoljnih faktora, a na račun poroznosti. Promena zapremine materijala je nelinearna funkcija opterećenja. Deformacije materijala imaju nepovratni karakter i razvučen (otegnut) u vremenu. Radi toga, poroznost materijala je usporeno opadajuća funkcija pritiska (slika 1.10). Pri smanjenju opterećenja zapremina materijala raste, ali ne dostiže početnu.

U zavisnosti sa karakterom deformacije materijala od opterećenja, modul pritiska materijala nije postojana veličina i njegova vrednost raste sa povećanjem deformacije.

Slika 1.10. Kompresiona kriva karakteristična za materijale: 1) kriva sabijanja; 2) kriva razmekšanja

Deformacija pritiskanja materijala sačinjena je iz elastičnih deformacija čestica, promene njihovog uzajamnog položaja i međusobnog rastojanja usled deformacije vodno-koloidnih opni vode i takođe drugih procesa. Radi toga, kompresiona kriva odražava zbirnu promenu zapremine pora usled svih promena u materijalu pod opterećenjem. Ipak, u inženjerskim proračunima se uzimaju u obzir velika raznorodna svojstva materiiala i stepen njihove izučenosti, dozvoljavajući u mnogim slučajevima razmatranje deformacije materijala kao lineame funkcije pritiska. Kao karakteristika otpora materijala na pritisak koristi se pokazatelj koeficijent otpora na gnječenje kojim se podrazumeva opterećenje na 1 cm2 površine stenskog masiva, pod čijim dejstvom oslona površina uronjava za 1 cm. Za obične peščano-glinaste materijale ovaj pokazatelj je jednak 0,2-1,0 daN/cm2. Dozvoljenim opterećenjem se smatra ono, pri kojem oslona površina mašine ne uroni vise od 6-12 cm. Računski modul deformacije za srednjezrnaste peskove iznosi 350-450 daN/cm2, ilovače i gline 70-220 daN/cm2. Pri mehaničkim uticajima vibracionim, nabijačkim i drugim sredstvima dobro se sabijaju samo malo vlažni, rastresiti, peščani i vodom nezasićeni materijali, koji poseduju čvrst kontakt između mineralnih čestica, koji se pri ovim dejstvima lako narušava, što i uslovljava pregrupisavanje čestica i njihovo sabijanje. Kod vodozasićenih peskova, dinamička opterećenja izazivaju znatne pritiske u vodi, materijal se suspenduje i pri određenim uslovima se razređuje. Kod glinovitih materijala, koji se usled svoje vezanosti sabijaju pri dinamičkim opterećenjima veoma malo, nastali pritisci u vodi, pri neznatnoj vodopropustljivosti ovih materijala, amortizuju se na vrlo malom rastojanju i ne nastaje razređivanje. Gustina (kompaktnost) materijala zavisi od njihovog poroziteta i vlažnosti, a takođe i od gustine (kompaktnosti) minerala iz kojih se sastoje čestice materijala. Kod najvise rasprostranjenih minerala, koji obrazuju materijale, gustina se kreće između (2-4)⋅103 kg/m3. Gustina materijala, zahvaljujući njihovom porozitetu, manja je od gustine minerala, mada voda, koja zapunjava deo pora, unekoliko izravnava ovu razliku. Gustina skeleta materijala obično iznosi od (2-2,5)⋅103 kg/m3, a gustina materijala od (1,3-23)⋅103 kg/m3. Rastresiti pesak ima gustinu 1,3⋅103 kg/m3, pri gustini skeleta l,8⋅l03 kg/m3; lesoidna ilovača odgovarajuće 1,4⋅103 i 1,9⋅103, a plastična glina 1,6⋅103 i 2⋅l03 kg/m3.

Otpor materijala na smicanje (pomak) zavisi od sile spajanja (athezije) između čestica materijala i njihove uzajamne sile trenja, koja se povećava proporcionalno normalnom pritisku. Klizanje u materijalu nastaje kada sile pomaka (klizanja) u njemu postanu veće od sila unutrašnjeg trenja i athezije. Pri određivanju veličine otpora, usvaja se pravolinijska zavisnost graničnog otpora materijala na pomak od normalnog opterećenja:

cp 2 +⋅= µσ gde je:

c – specifična athezija materijala pri pomaku, kN/m2; p – veličina normalnog opterećenja na materijal, kN/m2; µ2 – koeficijent unutrašnjeg trenja materijala o materijal.

Za materijale (tlo) koji ne poseduju atheziju (c = 0), npr. za suve peskove, prikazani obrazac ima sledeći oblik:

2p µσ ⋅= Veličine c i µ2 su funkcije niza faktora, između ostalog i stepena sabijenosti tla i njegove vlažnosti. Unutrašnje trenje tla karakteriše veličina ugla unutrašnjeg trenja ϕt, čiji tangens je jednak koeficijentu unutrašnjeg trenja tgϕt = µ2. Za praktične proračune u mehanici stena je prihvaćeno da je otpor na klizanje linearna funkcija normalnog naprezanja po površini klizanja (slika 1.11). Opiti su pokazali da ta pretpostavka približno odgovara dejstvovanju u predelu pozitivnih normalnih naprezanja (odrezak 3-4 na slici 1.11), Ugao ϕt , koji obrazuje ova funkcija sa apscisom i koji je jednak uglu klizanja, naziva se uglom unutrašnjeg trenja. Tangens ovog ugla karakteriše koeficijent unutrašnjeg trenja materijala. Odrezak 2-0, koji odseca na ordinati, produžetak prave 3-4 predstavlja atheziju C, koju treba uzeti kao granično naprezanje klizanja pri odsustvu normalnog opterećenja na uzorak i pri uslovima očuvanja linearne zavisnosti između graničnog tangencijalnog i normalnog naprezanja u materijalu. Odrezak, odsečen produžetkom prave 3-4 na apscisi, koji je jednak C⋅ctg⋅ϕt , predstavlja svestrani napon presovanja u vezanom materijalu. Parametri klizanja materijala služe kao osnova za mnoge računske metode mehanike stena.

Slika 1.11. Zavisnost graničnog tangencijalnog naprezanja materijala ođ normalnog:

1-2-3-4 – linearna zavisnost τ(σ); 2'-3-4 – stvarna zavisnost τ(σ);

1'-2' – pretpostavljena zavisnost τ(σ) u zoni negativnih i malih vređnosti σ

Koeficijenti spoljašnjeg i unutrašnjeg trenja materijala. Koeficijent spoljnjeg trenja µi određuje otpor na premeštanje čestica materijala po površini drugih materijala i jednak je odnosu sile potrebne za pomeranje materijala po ravnoj površini i sile koja pritiskuje materijal na tu površinu. On zavisi od vrste i sastava materijala, a takođe i od sastava materijala dodirne površine. Pored toga, ovaj koeficijent zavisi i od toga da li se dodirni materijal nalazi u mirovanju ili kretanju.

Veoma važan za proračune, kod mašina za kopanje zemlje, je i koeficijent trenja materijala o čelik. Vrednost ovog koeficijenta se kreće između 0,25-1,0. Povećava se pri neravnoj površini čelika i pri vlažnim i lepljivim materijalima. Za orijentacione proračune, ovaj koeficijent se može odrediti iz sledećeg odnosa:

21 75.0 µµ ⋅=

gde je: µ2 – koeflcijent unutrashjeg trenja materijala o materijal.

Koeficijent unutrašnjeg trenja µ2 određuje otpor na premeštanje materijala po ravnoj površini obrazovanoj iz istog materijala. Njegova vrednost zavisi od vrste i sastava materijala, kao i od toga da li se dodirujući materijali nalaze u stanju mirovanja ili kretanja. On je nešto veći nego µ1 za isti materijal. Tabela 1.5. Ugao unutrašnjeg trenja ϕ t za peščana tla

M a t e r i j a l (tlo odnosno stena)

γo u t/m3 ϕ t u stepenima srednje zbijen zbijen srednje zbijen zbijen

Sitnozrni pesak 1,92 2,0 27 30 Srednjezrni pesak 1,94 2,0 28 32 Krupnozrni pesak 1,98 2,05 29 33 Pesak sa šljunkom 2,00 2,10 30 35

Tabela 1.6. Gustina γo, ugao unutrašnjeg trenja ϕt i specifična athezija C za obradivo tlo

Stanje tla γo , t/m3 ϕt , stepeni C , daN/cm2

mokro 1,70 28-30 0,01 vlažno 1,60 30-45 0,05 suvo 1,20-1,50 28-35 0,50

Ugao prirodnog nagiba. Pri istresanju materijala sa izvesne visine, rastresiti materijali zauzimaju oblik kupe. Ugao u osnovi kupe se naziva uglom prirodnog nagiba. Razlikuje se ugao prorodnog nagiba u miru i u kretanju. Ugao prirodnog nagiba u miru ϕm je ugao između omotača konusa slobodno nasutog materijala i horizontalne ravni pri nasipanju materijala bez pada sa visine. Tabela 1.7. Gustina γo, ugao unutrašnjeg trenja ϕ t i specifična athezija C za glinovite materijale

Glina Peskovita glina Peskovita zemlja

γo t/m3

ϕ t stepeni

C daN/cm2

γo t/m3

ϕ t stepeni

C daN/cm2

γo t/m3

ϕ t stepeni

C daN/cm2

Tvrdo 2,15 22 1,00 2,15 25 0,60 2,05 28 0,20 Polutvrdo 2,10 20 0,60 2,10 23 0,40 2,00 26 0,15 Čvrsto-plastično 2,05 18 0,40 2,00 21 0,25 1,95 24 0,10 Meko-plastično 1,95 14 0,20 1,90 17 0,15 1,90 20 0,05 Žitko-plastično 1,90 8 0,10 1,85 13 0,10 1,85 18 0,02 Žitko 1,80 6 0,05 1,80 10 0,05 1,80 14 0,00

Ugao prirodnog nagiba u kretanju ϕ k je ugao koji se dobija pri nasipanju materijala koji pada sa visine od 1 m. Veličina ovog ugla je manja od veličine ugla prirodnog nagiba u miru, a srednja vrednost mu je:

mk 7.0 ϕϕ ⋅= Iz prethodne jednačine za veličinu ugla prirodnog nagiba za materijale sa narušenom vezom između čestica proizlazi da se ravnoteža čcstica, koje se nalaze na nagibu, u takvom slučaju obezbeđuje samo silama unutrašnjeg trenja. Napred rečeno dozvoljava da se izvede odnos:

m2 tgϕµ = Na taj način, iz vrednosti ugla prirodnog nagiba materijala može se odrediti vrednost unutrašnjeg trenja materijala. Ugao prirodnog nagiba materijala u praksi se meri tzv. veličinom nagiba. Pod veličinom nagiba se smatra odnos veličine horizontalne projekcije nagiba i njegove visine. Abrazivnost je svojstvo materijala sa velikom tvrdoćom čestica, u čiji sastav ulaze tvrdi materijali, da kada dejstvuje na radne organe, neke transportne sklopove i uređaj za kretanje mašina za zemljane radove, vrši njhovo habanje, čime im menja oblik i dimenzije u znatnijoj meri (slika 1.12). Usled rečenog, u većoj meri se povećava otpor na rezanje i utrošak energije, povećvaju se opterećenja na mašinu itd. Radi toga, pri konstrukciji i izradi mašina, a takođe i pri njihovoj eksploataciji, neophodno je uzimati u obzir abrazivnost materijala. Novu mašinu treba proračunavati na savlađivanje otpora pri radu sa ishabanim reznim delom; u takvim uslovima treba ispitati novu mašinu i predvideti, odnosno odrediti, koštanje opravke reznog dela radnog organa, eventualnu zamenu i sl. Rastresitost se karakteriše time, što se u procesu otkopavanja materijal masiva pretvara u komadni ili sitni materijal sa znatno većom zapreminom pora i šupljina nego što je to bio slučaj pre otkopavanja. Radi toga je gustina materijala posle otkopavanja znatno manja od gustine u masivu. Rastresitost zavisi od svojstava materijala i od konstrukcije reznog dela mašine. Obimi, odnosno zapremine zemljanih radova i kapaciteti mašina za vršenje ovih radova se iskazuju po zapremini materijala u stanju prirodnog zaleganja, često ili uobičajeno nazvanom u stručnoj literaturi „čvrsta masa’’. Radi toga, pri određivanju zapremina bagerskih kašika, dimenzija odlagališta i nekih drugih dimenzija mašina za zemljane radove, isto kao i kod karoserija transportnih mašina, uzima se u obzir povećanje obima i smanjenje gustine materijala usled rastresitosti. Prvobitna rastresitost je rastresitost izvršena u procesu otkopavanja materijala; preostala rastresitost se određuje zapreminskom težinom materijala, koji se nalazi na odlagalištu ili nasipu, gde se u toku vremena vrši njegovo samosabijanje (γo).

Slika 1.12. Primer habanja zuba na kašici bagera kašikara u sitnom pesku: a) profili po podužnoj osi na početku

(0) i na kraju habanja (8); b) izgled zuba posmatran u planu: na poćetku (0) i na kraju (8) habanja

Odnos zapremine rastresitog materijala i zapremine koju je on zauzimao do otkopavanja iz masiva, naziva se koeficijentom rastresitosti:

V

VK r

r =

gde je: Vr – zapremina materijala posle rastresanja; V – zapremina materijala do rastresanja (čvrsta masa).

Tabela 1.8. Koeficijent rastresitosti Kr za neke vrste materijala, odnosno stena

Vrsta materijala – tla Koeficijent rastresitosti Kr

početni trajni Pcsak, peskovita zemlja 1,08-1,17 1,01-1,02 Obradiva zemlja i treset 1,20-1,30 1,03-1,04 Šljunak do φ15 mm, vlažni les 1,14-1,28 1,02-1,05 Masna glina, glinovita zemljišta, krupni šljunak 1,24-1,30 1,04-1,07 Tvrdi les, meki laporac 1,33-1,37 1,11-1,15 Čvrsti laporac, meko napuklo izlomljeno tlo 1,30-1,45 1,10-1,20 Stcna 1,40-1,50 1,20-1,30

Lepljivost je karakteristična uglavnom za glinovite materijale i zavisi od njihove vlažnosti, a dostiže najveću vrednost pri nekoj određenoj vlažnosti posmatranog materijala (slika 1.13). Pri ovome, sila lepljenja, na primer za čelik, dostiže 0.25 daN/cm2. To znači, da na horizontalnoj površini čeličnog dela može da se zadržava silom lepljenja sloj materijala debljine do nekoliko

desetina santimetara, što otežava ili čini nemogućim dizanje kašike, a ponekad i rad mašine za otkopavanje zemlje. Time, lepljivost glinastih materijala u određenim uslovima postaje faktor koji negativno deluje na kapacitet mašine. Priroda sile lepljivosti je elektromolekularna. Vraćajući se na šemu dejstva površine mineralne čestice sa vodom, može se primetiti da se materijal počinje da lepi ako se u njemu nalazi rastresito vezana voda. Lepljivost materijala zavisi takođe od sile početnog prijanjanja radnog elementa za materijal, materijala iz koga je nepravljen, stanja njegove površine, temperature i nekih drugih faktora. Veličina sile koja se troši za odvajanje nalepljenog materijala na metal može se odrediti pomoću obrasca:

[ ]kNFpP ll ⋅= gde je:

Pl – sila lepljenja; pl – specifična sila nalepljivanja:

- za gline pl = 7-8 kN/m2 - za ilovaču pl = 5-7 kN/m2

F – površina kontakta radnog organa sa materijalom, m2

Slika 1.13. Dijagram zavisnosti lepljivosti materijala od njegove vlažnosti;

A – interval vlažnosti materijala, pri kojoj lepljivost ima najveću vrednost

Smrzavanje je svojstvo materijala, čije se fizičko-mehaničko bitno svojstvo sastoji u stvrdnjavanju njegove žitke (tečne) faze pri negativnim temperaturama. Proces zamrzavanja materijala za radni organ i druge delove mašine za kopanje zemlje se vrši u dve etape. U početku, kada otkopani materijal još nije zamrznut, lepi se na površinu konstrukcije. Zatim nastaje njegovo sopstveno smrzavanje. U momentu smrzavanja vode iz materijala u zoni kontakta sa konstrukcijom mašine razvija se sila athezije, koja dostiže 20 daN/cm2 i više, što veoma otežava obavljanje zemljanih radova pri negativnim temperaturama. Otpor na rezanje je sposobnost materijala da se suprostavi mehaničkim dejstvima, koja obuhvataju zbir naprezanja pritiska, istezanja i klizanja. Savladavanje ovih otpora se završava razaranjem - rušenjem materijala i odvajanjem komada ili sloja od masiva. Otpor na rezanje spada u važniju osobinu materijala, koja se mora uzimati u obzir pri projektovanju, konstruisanju i eksploataciji mašina za kopanje i transport otkopanog materijala. Zavisno od otpora na rezanje, materijali se dele na kategorije. Čvrstoću materijala u datom slučaju karakteriše srednje maksimalni specifični otpor slobodnom rezu oštrim nožem, kojim se odvaja

odrezak pri uglu rezanja od 45° (slika 1.14). Ovo merenje karakteriše otpor materijala, koji se odnosi na jedinicu površine poprečnog preseka reza pri odvijanju odreska od masiva materijala.

Slika 1.14. Šema slobodnog reza materijala oštrim nožem

Posebnost svojstava zamrznutih materijala u poređenju sa nezamrznutim sastoji se u tome što su prvi znatno čvršći. Na primer, otpor na rezanje jedne zamrznute prirodno vlažne gline sa temperaturom oko -15 °C, po podacima istraživanja, dostiže 25-30 daN/cm2, što je za 50-60 puta više od otpora ovog materrjala u nezamrznutom stanju. Pri temperaturi oko -10 °C vremenski otpor na pritisak iznosi kod ilovače od 35-50 daN/cm2, kod peskovite gline 55-80 daN/cm2, peskova 90-120 daN/cm2, što je samo nešto više od vrednosti otpora ovih materijala kada su u nezamrznutom stanju. Osnovni uzrok (razlog) za povećanje otpora na otkopavanje materijala pri negativnim temperaturama je zamrzavanje vode sadržane u meterijalu. Led postaje cementirajuća materija u zamrznutom materijalu, koja povezuje mineralne čestice u čvrst monolit. U vezi sa rečenim, pri padu temperature materijala ispod tačke mržnjenja ne pretvara se sva voda u led. Na primer, u prašnastom pesku, koji sadrži 6,69% glinenih čestica, pri temperaturi -14 °C, ostaje 6,62% nezamrznute vode. Zamrznuti glinoviti materijali, pored znatnog povećanja mehaničke čvrstoće, odlikuju se razvojem plastičnih deformacija pod dejstvom opterećenja i takođe nadimanjem. Svojstva smrznutih materijala, koja utiču na njihovu čvrstoću i stabilnost naročito se obrađuju u mehanici stena. 1.11.3. PROIZVODNA KLASIFIKACIJA MATERIJALA Pored klasifikacije materijala za proizvodne ciljeve, materijali se raspodeljuju po grupama, zavisno od težine njihovog otkopavanja mašinama. Pri tome, za različite tipove mašina podela materijala na grupe može da se slaže, odnosno da se razlikuje. Na osnovu klasifikacije materijala, po vremenu potrebnom za bušenje u njima bušotine dubine 1 m, materijali se dele na 11 kategorija. Peskoviti i glinoviti materijali obrazuju prve tri kategorije, u ostale spadaju polustenoviti i stenoviti materijali. Na primer, vreme čistog bušenja 1 m bušotine vrtaćim čekićem u gipsu, koji spada u IV kategoriju, traje 3-3,7 minuta. Za vrlo čvrsti dijabaz, koji spada u kategoriju XI, ovo vreme iznosi 18,1-22,1 min i više. Jedna od najpristupačnijih klasifikacija materijala zasniva se na korišćenju (upotrebi) merača čvrstoće ДОРНИИ. Pribor se sastoji iz cilindričnog stožera preseka 1 cm2 na koji je navučen uteg mase 2,5 kg (slika 1.15). Padajući sa visine od 0.4 m, uteg udara u oslonu ploču na stožeru i primorava je da se utiskuje u materijal. Rad za svaki udar iznosi 1 daNm. Brojem udara utega ili, što je odgovarajuće jednako, radom za utiskivanje stožera za 10 cm ocenjuje se čvrstoća materijala.

Naročito u prvu kategoriju spadaju materijali sa pokazateljem merača čvrstoće od 1-4, u IV kategoriju – od 16 do 35. Treba primetiti da verniju sliku otpora na rezanje merač čvrstoće ДОРНИИ daje za materijale, pri čijem razaranju preovlađuju plastične deformacije. Tačnost takvog određivanja smanjuje se povećanjem stepena krtosti razaranja materijala u procesu rezanja.

Slika 1.15. Merač čvrstoće — penetrometar

1.11.4. PRIRODA ČVRSTOĆE I RAZARANJA MATERIJALA Čvrstoća i deformativnost materijala određuju se prvenstveno svojstvima čestica koje ga sačinjavaju i njihovom međusobnom povezanošću. Prvobitna athezija zavisi od vlažnosti, jer opne vezane vode, koje okružuju čestice materijala, uzajamno se mešaju. Na ivicama čestica debljina čestice je najmanja, te sile uzajamnog privlačenja čestica dostižu ovde najveće vrednosti. Pored toga, prvobitna athezija zavisi takođe od pritiska na materijal: pri promeni pritiska broj kontakta čestica se menja. Athezija učvršćivanja se pojavljuje i postepeno raste zavisno od trajanja hemijskih, fizičko-hemijskih i biohemijskih procesa, koji izazivaju litifikaciju (okamenjenje) materijala i njihovo postepeno preobraženje (pretvaranje) u monolitne stene. Usled postepenog porasta athezije ojačana čvrstoća materijala je analognog nastajanja, ali različitog rasta, i može se menjati od neznatnih vrednosti do vrednosti uporedivih sa čvrstoćom čestica. Za većinu peščano-glinovitih materijala čvrstoća veze između čestica manja je od čvrstoće čestica. Radi toga, materijali se razaraju u osnovi po vezama između čestica. Mehaničko razaranje glinovitih materijala treba posmatrati uglavnom kao rezultat prevazilaženja unutrašnjih veza između čestica, koje se određuju čvrstoćom cementacije novoobrazovanih. Pri tome, treba uzimati u obzir raznorodnost materijala. Usled različitosti čestica po krupnoći, obliku, orijentaciji i takođe čvrstoći njihove veze, razaranja protiču složenim putem. Posle toga, kada pritisak na materijal dostigne neku kritičnu veličinu, veze se kidaju, ne odjednom po celoj zoni dejstva opterećenja, već postepeno. Cementne veze se ruše u početku tamo gde im je čvrstoća minimalna, a naprezanje najveće, usled čega se pojavljuju mikropukotine, izdvojeni elementi ovog ili onog oblika i veličine, koji se pri povećanju pritiska dalje drobe.

2. RADNI ORGANI MAŠINA ZA KOPANJE I TRANSPORT OTKOPANOG MATERIJALA I NJIHOVO UZAJAMNO DEJSTVO SA TLOM 2.1. TIPOVI RADNIH ORGANA Radni organi mašina za kopanje i transport materijala mogu biti nožasti ili plužni i u obliku kašike. Nožasti ili plužni radni organi odvajaju materijal od masiva i premeštaju ga, odlažu u stranu ili transportuju ispred sebe u obliku vučne prizme do mesta istovara ili deponovanja. Oni imaju različit izgled i izrađuju se najčešće u obliku ravnog ili disk noža (slika 2.2.c) ili u obliku pluga različite konfiguracije (slika 2.1.b). Radni organi u obliku kašike (slika 2.2.d i 2.3.e) vrše u osnovi složenu radnu funkciju, koja pored odvajanja materijala od masiva uključuje i punjenje kašike materijalom, transportovanje na mesto istovara i pražnjenje. Radi toga im je i konstrukcija vrlo složena. Oba tipa radnih organa primenjuju se kako kod bagera, tako i kod mašina za kopanje i transport otkopanog materijala. Nožasti ili plužni radni organi pretežno se primenjuju kod mašina za kopanje i transport otkopanog materijala, ali i u pojedinim konstrukcijama kod bagera sa više radnih elemenata (kanal bagera).

Slika 2.1. Radni organi mašina za kopanje i transport materijala: a) zub b) plug sa ravnim nožem Radni organi u obliku kašike se odlikuju veoma velikom raznolikošću, ali ipak se mogu svrstati u dve osnovne grupe: za otkopavanje materijala pretežno pri horizontalnom pravcu kretanja kašike (slika 2.3.e) i pri vertikalnom ili nagnutom pravcu kretanja kašike (slika 2.2.d). Prvo pomenuta vrsta radnih organa se primenjuje skoro isključivo kod skrepera; a druga - kod bagera svih tipova i namene.

Slika 2.2. Radni organi mašina za kopanje i transport materijala: c) disk-nož; d) kašika bagera

Rezni deo svih radnih organa mašina za kopanje tla u podužnom preseku ima oblik klina (slika 2.1.a). Za rad u čvrstim materijalima na reznu ivicu, kako kod nožastih takođe i kod radnih organa u obliku kašike, ugrađuju se najčešće zubi, koji vrše prethodno rastresanje i odvajanje materijala iz masiva.

Slika 2.3. Radni organi mašina za kopanje i transport materijala: e) sanduk skrepera Zavisno od uslova kopanja materijala i njegovih karakteristika primenjuju se pravolinijski (lopatasti), krivolinijski, trapezoidni i kopljasti profili ivica zuba.

Slika 2.4. Oblici zuba kod mašina za kopanje i transport otkopanog materijala

Prvi (slika 2.4.a) je najrasprostranjeniji. Pri otkopavanju vezanih čvrstih stena primenjuju se zubi sa krivolinijskom ivicom (slika 2.4.b) čime se obezbeđuju bolji uslovi utiskivanja zuba u stenu. Zubi sa trapeznom ivicom (slika 2.4.c) upotrebljavaju se za otkopavanje čvrstih i kamenitih materijala; ovakvi zubi se manje troše i duže vremena zadržavaju svoju radnu sposobnost. Za otkopavanje vrlo čvrstih i lepljiivih materijala upotrebljavaju se zubi kopljastog oblika (slika 2.4.d). 2.2. OTPORI MATERIJALA NA KOPANJE O unutrašnjim naponima može se donositi zaključak na bazi teoretskih analiza (teorije elastičnosti) koje definišu model određenog materijala. Iako se sistematska istraživanja vrše već više desetina godina, u toku kojih je prikupljen obiman eksperimentalni materijal, ni danas ne postoji unifikacija metode za određivanje mehaničkih svojstava stena. Istraživanja problema rezanja stena vršena su u dva pravca i to: - teoretska istraživanja obrade modela procesom rezanja materijala, - indirektne ili empirijske metode analize spoljnjih delovanja opterećenja, kao procesa

koji objašnjava rezanje ili fizičko-mehanička svojstva procesa deformacije rezanjem. Teoretska istraživanja procesa rezanja materijala ne daju zadovoljavajuće rezultate u praksi. Dobijeni podaci se znatno razlikuju i pored velikog uprošćavanja procesa rezanja i strukture fizičkog i teoretskog modela. Empirijski radovi, metodom spoljnih delovanja opterećenja, vršeni su bez razmatranja unutrašnjeg mehanizma procesa. Vrednost otpora dobijen ovim metodama daje zadovoljavajuće rezultate, ali je primena ograničena u zavisnosti od:

- vrste materijala, - parametara rezanja, - alata za rezanje.

Struktura stena je složena i neravnomerna što komplikuje rad na istraživanju zakona o deformaciji pri rezanju. Čisto analitičko istraživanje u oblasti rezanja je teško. Do danas se ni po teoriji elastičnosti ni po teoriji plastičnosti ne može postaviti odgovarajuća hipoteza za rešavanje ovog zadatka. Isto tako, bila bi greška orijentisati se samo na eksperimentalne podatke, koji bi odgovarali samo specifičnim uslovima. I razni eksperimentalni podaci mogu dovesti do pogrešnih zaključaka, ako se pojedine nađene zakonomernosti odnose na specifične uslove opita. Zapravo, sadašnjim nivoom merne tehnike, ne mogu se izmeriti unutrašnje sile u materijalu izazvane spoljnim pritiskom – prodiranjem stranog tela. U nedostatku odgovarajuće tehnike merenja vrše se ograničenja na merenje efekata izazvanih spoljnim opterećenjima. Da bi se izbeglo zaključivanje na bazi teoretskih interpretacija, rešavanjem tehničkih zadataka može se analogijom procesa odrediti u kojoj meri je određena stena definisana dimenzijama izvesnih koeficijenata testiranja. Tako se pristupa oceni karakteristika stena u cilju određivanja otpora na kopanje.

Slika 2.5. Blok šema procesa kopanja

Bageri otkopavaju materijal vedricama koje pri kopanju isecaju materijal iz masiva u obliku odrezaka. Na slici 2.5. prikazana je blok šema procesa kopanja. Suštinska razlika između otkopavanja materijala, na primer rotornim bagerom i čistog kopanja ogleda se u tome što se kod rotornih bagera pored razaranja masiva vrši zahvatanje i podizanje materijala do visine njegovog pražnjenja u predelu istovarnog sektora rotora. Rezni deo radnih elemenata mašina za kopanje u podužnom preseku ima oblik klina. Na samom početku procesa rezanja dolazi do sabijanja materijala ispred reznog elementa. Kada dođe do uravnoteženja sile pritiska prednje ivice reznog elementa sa masimalnim otporom

Spoljašnji uslovi

PROCES KOPANJA

Rezna sila

Otpor na kopanje Rezni

elementiMaterijal

Habanje

Pogon radnog

organa Odrezak

materijala na smicanje u ravni klizanja nastupa smicanje ili otkidanje većih ili manjih komada materijala i počinje proces ponovnog sabijanja. Rastresiti materijal bez kohezije ne pruža bitan otpor reznim elementima za dobijanje i materijal preko njih klizi u vedricu bagera (slika 2.6.). Plastični materijal, koji ima malu koheziju, pruža mali otpor i u vidu neprekidne struške klizi u vedricu. Suvi vezani materijal sa većom kohezijom pri procesu dobijanja lomi se u komade i pruža veći otpor kopanju. Čvrste stene (velika kohezija i čvrstoća na pritisak) zahtevaju znatne sile kopanja, jer se moraju u komadima lomiti iz masiva. Sila smicanja neprekidno osciluje oko neke srednje vrednosti, pri čemu laka tla daju takozvanu kvazistatičku promenu, a teška tla daju izrazito dinamičku promenu sile rezanja. Spektralne gustine glavnih i sekundarnih frekvenci odlamanja materijala iz masiva date su od trenutka odlamanja celog zahvaćenog bloka. Glavni i sekundarni lom označava da se između većih blokova javljaju manji, jer to nije klasično sečenje, već odvijanje deo po deo. Pored frekfence lomljenja postoji sopstvena frekfenca mašine. Mora se voditi računa da sopstvene oscilacije mašine ne budu u blizinu frekfenci lomljenja materijala, jer može doći do rezonance sa neželjenim posledicama. Tok kidanja (loma) materijala Rezna sila Spektralna gustina

4

3

2

1F F

min

Fm F

min

Fm

ax

Fm

Fm

in

Fm

ax

Fm

Fm

in

Fm

ax

S

f

fn

fs

fs

fn

1-razvučen lom 2-lom (kidanje) u pregibu 3-lom (kidanje) u ravni slojevitosti 4-lom (kidanje) bloka

F-sila rezanja Fm-srednja vrednost sile Fmax-maksimalna vrednost sile Fmin-minimalna vrednost sile

Sr-spektralna gustina f-frekvencija fn-frekvencija glavmog loma fs-frekvencija sekundarnog loma

Slika 2.6. Oblici kidanja (loma) i kretanje rezne sile za različite materijale 2.2.1. UKUPNI OTPORI MATERIJALA NA KOPANJE Konstrukcija bagera mora da savlada ukupan otpor materijala koji se kopa. Danas je kod svih proizvođača rotornih bagera opšte prihvaćen princip da se, kod dimezionisanja snage pogona rotora i kružnog kretanja gornje gradnje, ukupni otpor materijala na kopanje razlaže na tri komponente (slika 2.7): tangentnu (Pt), bočnu (Pb) i normalnu (Pn).

Pb

Pn

P0Pt

Slika 2.7. Sile koje deluju na vedricu pri otkopavanju materijala

Tangentna komponenta - Pt deluje u ravni radnog elementa, ima smer suprotan njegovom obrtanju i pravac tangente na trajektoriju rezanja, a savlađuje se snagom motora za pogon radnog elementa. Bočna komponenta - Pb deluje u ravni kružnog kretanja radnog elementa, ima smer suprotan okretanju strele radnog elementa i pravac tangente na trajektoriju okretanja, a savlađuje se snagom pogona za kružno kretanje gornje gradnje bagera. Normalna komponenta - Pn deluje u ravni radnog elementa u okviru ugla kopanja, ima pravac normale na trajektoriju obrtanja radnog elementa, a savlađuje se snagom pogona za transport bagera (pri radu bagera sa vertikalnim rezovima ) ili težinom strele radnog točka kod rotornog bagera (pri radu bagera sa horizontalnim rezovima).

y

xz

Sile otkopavanja

Fx

Fz

Fy

Slika 2.8. Raspored sila otpora kod otkopavanja - stvarna trajektorija rezanja

• Tangentna komponenta otpora na kopanje Obodna sila na rotoru savlađuje sledeće otpore: - Prez – otpor na rezanje (odvaljivanje) materijala iz masiva, uključujući otpor trenja

reznih elemenata o čelu radnog bloka, - Ppod – otpor na podizanje materijala u vedricama do visine pražnjenja istih u okviru

istovarnog sektora,

- Ppunj – otpor na punjenje vedrica materijalom, - Ptr – otpor trenja između materijala u vedrici i kružne skliznice rotora u procesu

podizanja materijala do visine pražnjenja vedrica, - Pkin – otpor na saopštenje kinetičke energije materijalu u vedrici odnosno ubrzanje

materijala do brzine vedrice.

P

Pn

Pt

Slika 2.9. Raspored sila kod bagera kašikara i bagera dreglajna

U procesu rada bagera (u ovom slučaju rotornog bagera), a zbog uticaja brojnih i raznovrsnih činilaca, vrednosti pojedinačnih otpora podložne su stalnim promenama. Tako na primer: - otpor na rezanje materijala u direktnoj je zavisnosti od fizičko-mehaničkih

karakteristika materijala koje se pak sa svoje strane mogu menjati kako po dužini tako i po visini otkopnog bloka (što je materijal tvrđi to je ovaj otpor veći i obrnuto);

- otpor na podizanje materijala do visine pražnjenja vedrica direktno je zavisan od nasipne mase materijala koji se otkopava (veći je za materijale većih nasipnih masa), manji je pri radu bagera vertikalnim rezovima a raste sa porastom visine podetaža i konstruktivne visine istovarnog sektora;

- otpor na punjenje vedrica materijalom direktno zavisi od režima rada i vrsta materijala koji se otkopava;

- otpor trenja direktno zavisi od vrednosti koeficijenta punjenja vedrica materijalom, kao i od konstrukcije same vedrice;

- otpor inercije zavisi od dimenzija rotora i njegove brzine obrtanja, itd.. Shodno napred izloženom, obodna sila na rotoru se može definisati izrazom: Pt = Prez + Ppod + Ppunj + Ptr + Pkin Vrednost komponenta Ppunj , Ptr , Pkin su male u odnosu na Prez i približno iznose: Ppunj + Ptr + Pkin = (0,02-0,15) Prez pri čemu veća vrednost odgovara mekšim materijalima. Pri obradi rezultata istraživanja, specifični otpor materijala na kopanje (KL ili KF) određuje se na taj način što se od obodne sile na rotoru oduzme samo sila koja je potrebna za dizanje materijala do visine pražnjenja vedrica i delenjem razlike sa površinom poprečnih preseka odrezaka ili dužinom raznih ivica svih vedrica koje su istovremeno u kontaktu sa materijalom. Shodno ovome, specifični otpor materijala na kopanje obuhvata ne samo utrošak energije na odvajanje materijala iz masiva (rezanje) već i na savlađivanje otpora na punjenje vedrica materijalom otpora trenja između materijala u vedrici i kružne skliznice i otpora na ubrzavanje materijala do brzine obrtanja rotora. Prema tome izraz za obodnu silu može se pisati u obliku:

Pt =Pk + Ppod

pri čemu je: Pk = Prez + Ppunj + Ptr + Pkin gde je: Pk - sila kopanja. Ovakav način određivanja obodne sile na rotoru (Pt=Pk+Ppod) koriste danas svi veliki proizvođači rotornih bagera u svetu kao što su: Rusija, Nemačka, Češka republika, itd. Sila kopanja za bagere se određuje po obrascu:

∑∑=

=

=

=

==mi

1iil

mi

1iifk LKFKP

odnosno, njena srednja vrednost iznosi: Pksr = Kf Fsr m = Kl Lsr m gde je: Kf - specifični otpor materijala na kopanje (N/cm2), Fi - zbir površina poprečnih preseka odrezaka svih vedrica koje se istovremeno nalaze u

procesu rezanja – kod bagera sa jednim radnim elementom je jedna vedrica (cm2), Kl - specifični otpor materijala na kopanje (N/cm), Li - zbirna dužina reznih elemenata vedrica koje su istovremeno u procesu rezanja, tj. u

kontaktu sa materijalom – kod bagera sa jednim radnim elementom je jedna vedrica (cm), Fsr - srednja po luku kopanja (u ravni rotora) vrednost površine poprečnog preseka odreska (cm2), Lsr - srednja po luku kopanja vrednost dužine reznog elementa vedrice koja je u kontaktu sa materijalom (cm), m - broj vedrica koje se istovremeno nalaze u procesu rezanja tj. u kontaktu sa materijalom – kod bagera sa jednim radnim elementom je jedna vedrica. Sila potrebna za podizanje materijala do visine pražnjenja vedrica se može definisati izrazom:

V3600

hgQP

dtpod

γ=

Odnosno, snaga potrebna za podizanje materijala je:

3600

hgQN

dtpod

γ=

gde je: Qt - teoretski kapacitet bagera (rm3/h), γ - nasipna masa materijala (t/m3), g - ubrzanje zemljine teže (m/s2), V - obodna brzina rotornog točka (m/s), hd - visina dizanja materijala u vedricama do mesta pražnjenja istih (m). Za visinu reza koja je jednaka poluprečniku rotora odnosno za h=r visina dizanja iznosi:

hd = (1,00 - 1,25) r Za visinu reza koja je veća od poluprečnika rotora tj. za h =1,33 r, visina dizanja iznosi: hd = (0,85 - 1,10) r Budući da je snaga motora na rotoru definisana izrazom:

η

podkm

NNN

+=

potrebna snaga motora za kopanje iznosi:

V

NP

kk =

Nk=Nm η - Npod gde je: Nm - snaga motora za pogon rotora (kW), Nk - snaga potrebna za kopanje materijala (kW), Npod - snaga potrebna za podizanje materijala do visine pražnjenja vedrica (kW), η - koeficijenat korisnog dejstva pogona rotora. • Bočna komponenta otpora na kopanje Kod proizvođača bagera još uvek nije prihvaćen jedinstven stav i razrađena jedinstvena metoda za određivanje bočne komponente otpora na kopanje, a samim tim i određivanje bočne sile kopanja rotornog bagera. U zavisnosti od proizvođača bagera bočna sila kopanja bagera određuje se kao deo obodne sile – P, tangentne komponente otpora na kopanje (sile kopanja) – Pk ili sile rezanja – Prez. Primer načina dimenzionisanja bočne sile kopanja koji se koristi pri projektovanju rotornih bagera u Nemačkoj, Rusiji i Češkoj, dati su u tabeli 2.1. Tabela 2.1. Princip određivanja komponente bočne sile kopanja date pri projektovanju nekih tipova rotornih bagera

Država Projektant Tip bagera Način određivanja bočne sile kopanja

Češka republika UNEX KU-300 KU-3000 KU-800

0,33 Po

0,50 Po 0,45 Po

Nemačka

Lauchhammer DEMAG Lauchhamer Krupp Orenstein&Koppel

Svi tipovi *(Vbmax / Vmin) Pk (Vbmax / Vmin) Po (Vbmax / Vmin) Po (Vbmax / Vmin) Po

Poljska

Poltegor Ukrinijproekt Zujevski zavod Zavod LKCMU

KWK 1500 s Jurkovski most ZER-500 ERG-350 ERG-400 (bager sa povećanom silom kopanja)

1,3 (Vbmax / Vmin) Pk 0,3 Pk

(Vbmax / Vmin) Pksr 0,3 Pk 0,4 Po

Rusija Institut Gipro.. NKMZ

RE-2 ERG-1600 ERSzR-1600 ERSzR-2000 ERSzRD-1000

0,4 Pksr 0,20 Pk 0,30 Pk 0,20 Pk 0,60 Pk

*Vbmax - maksimalna obodna brzina pokretanja rotorne strele (m/min), *V min - minimalna obodna brzina obrtanja rotornog točka (m/s)

Relativno mala vrednost bočne sile kopanja, koja se usvaja pri projektovanju rotornih bagera u Nemačkoj, kompenzira se pri proračunu snage pogona mehanizma za kružno kretanje dodatnim uvođenjem koeficijenta f=1,0-1,3. Najveća vrednost bočne sile kopanja je usvojena pri projektovanju bagera KU-300 i KU-800 (Češka republika), što se može objasniti činjenicom da su ovi bageri namenjeni za otkopavanje vrlo čvrstih materijala. Najnovija istraživanja u cilju potpunijeg definisanja bočne sile kopanja pokazuje da karakter promene ove sile zavisi od parametara bagera, karakteristika materijala koji se otkopava, površine poprečnog preseka odreska i odnosa debljine i širine odreska • Normalna komponenta otpora na kopanje Kod proizvođača rotornih bagera još uvek nema opšte prihvaćene metode za utvrđivanje karaktera promene normalne sile kopanja. Najnovija istraživanja su pokazala da pravac dejstva i veličina normalne sile kopanja zavise od vrste materijala koje se otkopava, konstrukcije reznih elementata i stepena ishabanosti istih, načina otkopavanja bloka, režima rada, ali i od oscilacija rotora u vertikalnoj ravni. Međutim, prikupljeni eskperimentalni podaci još uvek nisu dovoljni za donošenje meritornog suda i opšte važećih preporuka, pa se za dimenzionisanje vrednosti normalne komponente otpora na kopanje mogu davati samo orijentacione preporuke, i to isključivo u zavisnosti od čvrstoće materijala koji se otkopava:

1. za I i II grupu materijala Pn=0,4 Pk 2. za III grupu materijala Pn=(0,6-0,7) Pk 3. za IV i V grupu materijala Pn=(0,8-0,9) Pk 4. kod bagera kašikara Pn=(0,1-0,3) Pk

• Specifični otpor materijala na kopanje Ukupan otpor na kopanje nije prikladna veličina za definisanje suštine samog procesa kopanja rotornim bagerima, zato što se istovremeno u kontaktu sa materijalom nalazi različit broj vedrica. Shodno tome, svrsishodnije je da se da se ukupan otpor na kopanje svede na neku uporednu vrednost, odnosno da se izrazi u specifičnom obliku. Danas su u upotrebi uglavnom dva načina za izražavanje specifičnog otpora na kopanje:

• odnos sile kopanja i zbirne površine poprečnih preseka odrezaka svih vedrica koje se istovremeno nalaze u kontaktu sa materijalom - kF (N/cm2);

• odnos sile kopanja i zbirne dužine reznih elemenata svih vedrica koje su istovremeno u kontaktu sa materijalom, tj. u procesu rezanja - kL (N/cm).

Oba pokazatelja specifičnog otpora na kopanje su dovoljno pouzdani za praktičnu primenu. U Nemačkoj i Češkoj republici veću primenu je dobio pokazatelj kL Ovo se može objasniti činjenicom što su prvi rotorni bageri koristili za otkopavanje mekih materijala, bagerske vedrice su bile bez zuba, pa je specifični otpor na kopanje malo zavisio od površine poprečnog preseka odreska. Međutim, sve šira primena rotornih bagera na otkopavanju čvrstih materijala i uglja, a s tim u vezi i ugradnja vedrica sa zubima, čini da je kF reprezentativni pokazatelj specifičnog otpora materijala na kopanje tj. da znatno bolje odražava samu fizičku suštinu procesa kopanja. Upravo zbog toga u Rusiji je isključivo u upotrebi pokazatelj kF.

F

kF

a) b)

L

kL

Slika 2.10. Šematski prikaz određivanja specifičnog otpora na kopanje;

a) u odnosu na površinu poprečnih preseka odrezaka, b) u odnosu na dužinu rezne ivice u kontaktu sa materijalom

Zbog određenih anomalija kao na primer: porastom površine poprečnog preseka odreska pokazatelj kL raste a pokazatelj kF opada, u primeni je i treći pokazatelj kFL a koji predstavlja: odnos tangentne komponente sile kopanja i kvadratnog korena iz proizvoda zbirne površine poprečnih preseka odrezaka i zbirne dužine reznih ivica koje su u kontaktu sa materijalom kFL (N/cm3/2). • Specifični otpor materijala na kopanje po površini poprečnog preseka odreska Specifični otpor materijala na kopanje po površini poprečnog preseka odreska kF definisan je odnosom sile kopanja i srednje zbirne poršine poprečnih preseka odrezaka svih vedrica koje se istovremeno nalaze u kontaktu sa materijalom, odnosno u procesu rezanja. Dakle, ovaj pokazatelj je definisan izrazom:

∑=

=

=mi

1ii

kF

F

PK

Kako je obodna sila na rotornom točku definisana izrazom: Pt=Pk + Ppod i da se sila kopanja može odrediti po obrascu:

V

NP

kk =

pri čemu je snaga potrebna za kopanje: Nk=Nm η - Npod

Sledi da se specifični otpor materijala na kopanje dobije na taj način što se od obodne sile oduzme sila potrebna za podizanje materijala u vedricama do visine pražnjenja i razlika podeli sa zbirnom površinom poprečnih preseka svih odrezaka koji se istovremeno isecaju iz materijala.

Oređivanje zbirne površine poprečnih preseka odrezaka svih vedrica koje se istovremeno nalaze u kontaktu sa materijalom je znatno složeniji posao, budući da se površina poprečnog preseka svakog pojedinačnog odreska menja u fukciji od ugaonog položaja vedrice u okviru ugla rezanja. Naime, poprečni presek odreska zavisi od trenutne debljine i širine odreska, računate po uglu okretanja rotora (slika 2.10). Površina poprečnog preseka odreska u funkciji ugla rezanja je definisana izrazom:

Fρ =sρ bρ Trenutna debljina odreska u funkciji ugla rezanja, prema slici 2.11. je: sρ =s sinρ

gde je: s=smax - debljina odreska merena na visini poluprečnika rotora i za položaj strele rotora u pravcu podužne ose bagera φ=0, ρ - ugaoni položaj vedrice u okviru ugla rezanja.

Fρ

b

Sρ

ρ`

Sρ`

Smax

F

ρ0

ρ

ρH

Smax

b

Slika 2.11. Šematki prikaz određivanja trenutne površine poprečnog preseka odreska

Stvarna debljina odreska se razlikuje neznatno od teoretske zbog vibracija rotora. Trenutna širina odreska je takođe promenljiva u zavisnosti od ugla okretanja rotora i maksimalne širine na izlazu vedrice iz odreska:

( )rR

sinRbb

k

k

+

+=

ρρ

gde je: Rk - radijus kopanja bagera (m), r - poluprečnik rotora (m). U svakom trenutku u procesu kopanja učestvuje nekoliko vedrica sa različitin poprečnim presecima odrezaka. Broj vedrica koje se istovremeno nalaze u kontaktu sa materijalom zavisi od ukupnog broja vedrica na rotoru, prečnika rotora i visine odreska. Ukupni trenutni poprečni presek svih odrezaka Fu je zbir trenutnih pojedinačnih poprečnih preseka i predstavlja periodičnu isprekidanu funkciju. Tačka prekida nastaje u momentu izlaska vedrica iz reza – za vertikalni rez.

Klasifikacija stena i vrednosti koeficijenta otpora na kopanje bagera pri radu u tim stenama, po Beljakovu i Dombrovskom, data je u tabeli 2.2. Tabela 2.2. Klasifikacija stena i vrednosti kF po Beljakovu i Dombrovskom

Kat

egor

ija

sten

a U masivu Posle rastresanja Koeficijent otpora na kopanje bagera kF,

MPa

Karakteristike grupa stena

Granična vrednost čvrstoće na

pritisak, MPa

Čvrstoća stene u masivu

CM, MPa

Karakteristike grupe stena

Koeficijent otpora čistom

rezanju kFR, MPa

Sa jednim radnim elementom

Sa više radnih elemenata

Kašikar Dreglajn (skreper)

Vedričar Rotorni

I Meke i rastrešene

stene (pesak, meka peskovita glina)

3 0.02 Ugalj i

polutvrde stene 0.01-0.055 0.016-0.12 0.03-0.12 0.05-0.18 0.04-0.13

II

Dovoljno kompaktne stene, smrznute stene

I i II kategorije (pesko-vita glina,

šljunak, meka glina)

3-8 0.02-0.04 Polutvrde i tvrde

stene 0.057-0.11 0.07-0.16 0.12-0.2 0.15-0.3 0.12-0.25

III

Ugalj male tvrdoće, kompaktne stene,

smrznute stene I i II kategorije (kompaktna peskovita glina, glina srednje tvrdoće, meki

argiliti)

8-10 0.04-0.07 Tvrde stene i

teška ruda 0.11-0.17 0.12-0.25 0.16-0.3 0.24-0.45 0.2-0.35

IV

Ugalj srednje čvrstoće, veoma kompaktna ste-na, smrznute stene II i III kategorije (tvrda peskovita glina sa

šljunkom, tvrda glina)

10-15 0.07-0.1

Tvrd ugalj, polu-tvrde i tvrde stene, teška ruda

0.16-0.24 0.22-0.36 0.25-0.42 0.36-0.6 0.3-0.45

V

Tvrd ugalj, polutvrde stene najmanje čvrstoće.

15-30

0.1-0.15

Veoma tvrd ugalj, polutvrde stene VI – VIII

kategorije, teška ruda VI – VIII

kategorije

0.23-0.4 0.33-0.55 0.4-0.55 0.58-0.85 0.42-0.66 Smrznut materijal III i IV kategorije.

15-20 0.1-0.15

Dosta ispucale tvrde stene i rude

60-80 0.1-0.15

VI

Veoma tvrd ugalj, čvrste polutvrde stene

IV – V kategorije. 20-30 0.15-0.23

Polutvrde stene VII kategorije.

Tvrde stene VIII – IX kategorije. Teška ruda VIII

kategorije

0.3-0.55 0.43-0.75 0.5-0.75 0.43-0.85 0.42-1 Tvrde stene i teška

ruda, ispucala 80 0.15-0.23

VII

Škriljci, laporci, gips, sedimentni krečnjak, meki peščar. Smrznut

materijal V – VI kategorije.

30-60 0.23-0.35 Tvrde stene i teške rude VIII

kategorije 0.5-0.7 0.8-1 1-1.3 – –

Tvrde stene i rude, srednje ispucale

Više od 80 0.23-0.35

VIII

Tvrde malo ispucale smrznute stene

60-80 0.35-0.55 Tvrde teške stene i rude, praktično

monolitne. Stene IX kategorije

0.7-1 1-1.2 1.2-1.5 – –

Teška ruda 100 0.35-0.55

IX Stene izvan kategorija Više od 100 0.55 i veće

– – – – – –

Srednji poprečni presek jednog odreska može se odrediti na sledeći način:

ρρ

ρ

ρ∫=0

sr dF1

F ;

integriranjem datog izraza dobija se:

( )( )

−+

+=

2

2sin

2

rh

r

R

rR

bsF

k

k

maxsr

ϕρ

ρ

r

hbsF

maxsr

ρ=

Srednja ukupna površina poprečnih preseka odrezaka za jedan obrtaj rotora je:

srsrusr FF2

zF

ν

ρ

π

ρ==

Zamenom Fsr u predhodnu jednačinu dobija se:

wmax

usr kr

bhsF

ν=

gde je: kW – koeficijenat uticaja promene ugla ρ na širinu odreska i jednak je:

( )( )

−

++

+=

h2

2sin

hrR2

r

rR

Rk

k

2

k

kw

ϕρ

• Specifični otpor materijala na kopanje po dužini reznih ivica vedrica Specifični otpor materijala na kopanje po dužini reznih ivica kL predstavlja odnos sile kopanja i srednje zbirne dužine reznih ivica svih vedrica koje se istovremeno nalaze u kontaktu sa materijalom. Prema tome ovaj pokazatelj definisan je izrazom:

∑=

=

=mi

oii

kL

L

PK

I kod pokazatelja kL tangentna komponenta otpora na kopanje određuje se na način koji je objašnjen. Dužina reznih ivica svih vedrica koje se istovremeno nalaze u kontaktu sa materijalom određuje se na način koji sledi u daljem tekstu. Rezna ivica vedrice rotornog bagera je u obliku luka, na kojem se može izdvojiti pravolinijski deo vedrice L1, koji odgovara trenutnoj širini odreska, prelazni deo L2 sa radijusom zaobljenja Rv i pravi deo bočne ivice L3 koji je pod uglom βv u odnosu na normalu.

β

70°

Rv

Fρ

l1=bρ

l2

l3

Sρ

Slika 2.12. Oblik ivica sečiva vedrice

Dužina rezne ivice vedrica koja je trenutno u kontaktu sa materijalom Lρ predstavlja zbir funkcija L1ρ koje su periodične funkcije okretanja rotora, a zavise od promene funkcije Lρ, ugla rezanja ρ i ugla između vedrica ν. Isprekidanost funkcije nastaje u momentu ulaska i izlaska vedrice iz materijala (slika 2.12.). Lρ=L1ρ+ L2ρ + L3ρ Srednja dužina rezne ivice jedne vedrice koja je u kontaktu sa materijalom u okviru ugla rezanja iznosi:

∫=ρ

ρ ρρ 0

sr dL1

L

Srednja ukupna dužina reznih ivica koje su u kontaktu sa materijalom za jedan obrtaj rotora je:

srsrusr LL2

zL

ν

ρ

π

ρ==

Za određivanje zbirne dužine reznih ivica svih vedrica koje su u kontaktu sa materijalom primenjuje se nekoliko metoda: - metoda pravougaonog oblika odreska, koja ne uzima u obzir uticaj zaobljenosti reznih

ivica vedrica, - analitičko-grafička metoda, - pojednostavljena metoda funkcije izgleda vedrice.

Metoda pravougaonog poprečnog preseka odreska može se primenjivati samo kod vedrica sa malim zaobljenjima reznih ivica vedrica, a počiva na predpostavci da je: Lρ=L1+L2 Deo L1 odgovara trenutnoj debljini odreska, promenjljivoj u zavisnosti od ugla rezanja ρ (slika 2.12). L1=smax sinρ Deo L2 odgovara širini odreska b i usvojen je kao konstantan tj. nezavisan od ugla ρ.

L2=b=const. pa sledi: Lρ= smax sinρ+ b Srednja dužina reznih ivica jedne vedrice koja je u kontaktu sa materijalom je:

( )∫ +=ρ

ρρρ 0

maxsr dbsins1

L

Srednja zbirna dužina reznih ivica svih vedrica koje su u kontaktu sa materijalom je:

( )[ ]ρρν

bcos1s1

L maxsr +−=

odnosno,

+= ρ

νb

r

hs1L

maxusr

U praksi se najčešće primenjuje pojednostavljena metoda funkcije izgleda odreska vedrice. Krivolinijski oblik funkcije trenutne dužine bočne ivice vedrice zamenjen je pravolinijskim. Primena ove metode je ograničena za proračun približnih vrednosti, pri čemu se širina odreska usvaja kao konstantna. Za usvojeno pojednostavljenje oblika reza, srednja zbirna dužina reznih ivica svih vedrica koje su u kontaktu sa materijalom iznosi:

( )( )

+−+= vmaxusr r7,0s49

3

1b

1L ρ

πρ

ν

odnosno

( )( )[ ]vmaxusr r7,0s425,0995,0b1

L +−+= ρρν

gde je: rv - radijus zaobljenja vedrice.

b

Sρ

ρ`

Sρ`

Smax

ρ0

ρ

ρH

Smax

b

Slika 2.13. Šematski prikaz određivanja trenutne dužine rezne ivice u kontaktu sa materijalom

3. BAGERI Bageri su samohodne mašine namenjene za otkopavanje, prenos odnosno transport na relativno kratko rastojanje i utovar otkopanih masa (jalovine ili korisne supstance) u sredstva transprta ili otkopavanje, prenos odnosno transport na veća rastojanja i istovar jalovine na gomilu ili odlaganje u otkopani prostor (unutrašnje odlagalište) površinskog kopa. Ima, međutim, bagera, pre svega iz velike i veoma razuđene familije univerzalnih i polu-univerzalnih bagera sa jednim radnim organom, koji po potrebi mogu biti opremljeni sa nekim od zamenljivih radnih organa koji sl uže ne za zemljane, već za neke druge specifične radove (nabijanje šipova, vađenje panjeva, podizanje i prenošenje tereta i dr.).

Slika 3.1. Univerzalni i polu-univerzalni bageri – osnovne razlike

Slika 3.2. Tipovi radnih organa kod bagera

3.1. PODELA BAGERA

1. bageri sa jednim radnim organom (kašikom) odnosno bageri sa prekidnim (cikličnim, diskontinuiranim) radnim dejstvom, i

2. bageri sa više radnih organa (vedrica) odnosno bageri sa neprekidnim (kontinuiranim) radnim dejstvom.

Osnovna karakteristika bagera sa jednim radnim organom je cikličnost izvođenja operacija u okviru tehnološkog ciklusa po određenom redosledu: otkopavanje tj. punjenje kašike materijalom, okretanje gornje gradnje bagera sa punom kašikom do mesta istovara, istovar tj. pražnjenje kašike i okretanje gornje gradnje bagera sa praznom kašikom do mesta ponovnog utovara. Bager se u osnovi sastoji iz radnog, izvršnog i pogonskog uređaja koji neposredno izvršavaju tehnološke operacije; prenosnih mehanizama koji povezuju radni uređaj i izvršne mehanizme sa pogonskim; transportnog uređaja koji obezbeđuje tehnološka pomeranja bagera u toku rada i transport na duža rastojanja, noseće metalne konstrukcije; sistema upravljanja i automatizacije za regulaciju, uključivanje i isključivanje pojedinih agregata i mehanizama. Radni uređaj bagera se sastoji iz radnog organa i izvršnih mehanizama. Radni organ (kašika) neposredno deluje na radnu sredinu (otkopno čelo) pri čemu potrebna kretanja i sile dobija od izvršnih mehanizama. Prenosni mehanizam služi za prenos kretanja od motora do izvršnih mehanizama sa transformacijom kako vrste kretanja, tako i brzina i sila (momenata). 3.2. BAGERI SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM 3.2.1. RAZVOJ BAGERA SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM Pojava i razvoj bagera sa jednim radnim elementom vezana je za izgradnju željezničkih pruga i vodenih puteva u SAD. Prvi bager sa jedinim radnim elementom je bio izgrađen 1836. godine, a pojavom traktora guseničara 1910. godine pojavili su se i prvi puno-okretni bageri.

Slika3.3 Bager kašikar na parni pogon

Električni pogon bagera primenjen je prvi put 1903. godine, a prvi motor sa unutrašnjim sagorevanjem za pogon bagera primenjen je 1914. godine. Uporedo sa usavršavanjem pogonskih uređaja, rasla je težina i snaga bagera sa jedinim radinim elementom i povećavao im se kapacitet. Za oko 40 godina, zapremina bagerske kašike je povećana za skoro 15 puta, tj. sa 6 na 88 m3, a iinsitaliisaina snaga motora sa 800 na oko 10.000 kW. U SAD je iu 1961. godini pušten u pogon bager na četiri gusenice sa zapre-minom kašike od 88 m3, težine 8.160 t i radijusom kopanja do 64 m. 3.2.2. KLASIFIKACIJA BAGERA Po nameni; po tipu radnog organa; po zapremini kašike; po stepenu okretanja; po tipu primenjenog transportnog uređaja; po kinematskom obeležju; po vrsti pogonskog uređaja; po sistemu upravljanja. Po nameni:

• univerzalni, • polu-univerzalni i • specijalni bageri

Po tipu radnog organa:

• bageri sa čvrsto (kruto) vezanim radnim elementima – bager sa čeonom (visinskom) kašikom, bager sa obrnutom (dubinskom) kašikom, bager sa kašikom za struganje (vager strug) i dr.

• bageri sa gibko (elastično) vezanim radnim elementom – bager sa povlačnom (dreglajnskom) kašikom, bager sa kašikom grabilicom (grejfer), bager sa kukom za dizanje i premeštanje tereta (kran) i dr.

Po zapremini kašike:

• bagere sa vrlo malom zapreminom kašike do 0,3 m3, • bagere sa malom zapreminom kašike od 0,3 do 2,0 m3, • bagere sa srednjom zapreminom kašike od 2,0 do 6,0 m3

, • bagere sa velikom zapreminom kašike iznad 6,0 m3 (danas već do 168 m3).

Po stepenu okretanja:

• delimično okretni, kod kojih je ugao okretanja gornje gradnje sa radnim organom u horizontalnoj ravni ograničen (obično na 180o do 270o) i

• potpuno okretni (za ugao 360o) Po tipu transportnog uređaja:

• na pneumaticima (primena ograničena na univerzalne bagere malog kapaciteta i male snage),

• na gusenicama (najrasprostranjeniji tip transportnog uređaja), • na koračajućem transportnom uređaju (najšira primena kod bagera sa dreglajnskom

kašikom srednjeg i velikog kapaciteta), • na šinskom transportnom uređaju (primena ograničena na specijalne bagere namenjene

za rad duž železničkih pruga) i • ploveći (primena ograničena na specijalne bagere namenjene za otkopavanje

materijala ispod vode).

Po kinematskom obeležju: • jednomotorni sa grupnim pogonom, kod kojih se sva radna kretanja ostvaruju pomoću

jednog motora (dizel ili električnog), • višemotorni sa individualnim pogonom, kod kojih se uključivanje, regulisanje i

kočenje svakog od mehanizama vrši individualnim elektromotorom jednsmerne ili naizmenične struje i

• kombinovani, kod kojih se određeni broj mehanizama pogoni jednim zajedničkim motorom (obično su to mehanizmi za podizanje kašike, za vuču kašike i transport bagera) dok se jedan mehanizam (po pravilu mehanizam za kružno kretanje gornje gradnje) pogoni sopstvenim tj. individualnim motorom.

Po vrsti pogonskog uređaja:

• jednomotorni sa pogonom od motora sa unutrašnjim sagorevanjem ili elektromotora, • višemotorni sa elektropogonom pojedinačnih mehanizama ili grupe mehanizama

elektromotorima jednosmerne ili naizmenične struje, • hidraulični sa pogonom radnih organa i mehanizama individualnim hidrocilindrima ili

hidromotorima. Po sistemu upravljanja :

• sa mehaničkim upravljanjem, • sa električnim upravljanjem, • sa hidrauličnim upravljanjem, • sa pneumatskim upravljanjem i • sa kombinovanim upravljanjem.

3.2.3. RADNI ORGAN BAGERA SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM � Bageri sa čvrsto vezanim radnim elementom Ovom tipu bagera pripadaju:

− Bager sa normalnom (visinskom) kašikom kako se još popularno naziva bager kašikar,

− Bager sa obrnutom (dubinskom) kašikom, − Bager sa kašikom za struganje ili kako se još naziva bager strug.

1. Bager sa normalnom (visinskom) kašikom Ovaj bager se koristi za otkopavanje i utovar materijala u sredstva transporta, kao i za otkopavanje i direktno prebacivanje u otkopani prostor jalovinskog materijala. Može da otkopava materijal bez prethodnog usitnjavanja (miniranja) kao i prethodno izminirani materijal. Bager sa normalnom (visinskom) kašikom je konstruktivno predodređen za otkopavanje radilišta (bloka) iznad nivelete planuma na kojoj se nalazi bager, dakle predodređen je za visinski rad. On doduše može da otkopava materijal i ispod nivelete planuma na kojoj se nalazi, ali je dubina otkopavanja neznatna i ta je konstruktivna mogućnost više proizašla iz zahteva da se bager može lakše izvući u slučaju zaglave odupirući se o kašiku, nego što je u pitanju neki tehnološki zahtev.

Radni ciklus (slika 3.4 i 3.5) se sastoji od istih faza: kopanja, okretanja ka mestu istovara, istesanja i povratka u početni položaj za kopanje. Takođe, u pojedinim slučajevima može postojati i faza pozicioniranja.

Slika 3.4 . Faza kopanja kod idrauličnog i užetnog bagera

Faza kopanja podrazumeva prilazak kašike radnoj kosini, njeno punjenje i podizanje. Faza okretanja ka kamionu počinja keda se napuni kašika. Tokom ove faze, operater okreće gornju konstrukciju po projektovanoj putanji dok se ne postavi iznad sanduka kamiona. Operater mora kontrolisati kretanje i obezbediti dak relazak između ubrzanja i usporenja. Faza istresanja počinje zaustavljanjem kašike iznad sanduka kamiona, a završava se početkom povratka radnog organa ka položaju za kopanje. Tokom ove faze operater otvara/iskreće kašiku, pri čemu mora da vodi računa o sigurnosnom rastojanju. Faza povratka uključuje povratak radnog organa u položaj za početak kopanja kako bi se otpočeo sledeći ciklus.

Faza pozicioniranja postoji kod oba tipa bagera, mada češće koristi kod hidrauličnih. Služi da se bager približi čelu etaže kako bi se ostvarili bolji parametri kopanja.

Slika 3.5 Izgled tipičnog ciklusa bagera

Radni organ bagera sa normalnom (visinskom) kašikom (slika 3.7) se sastoji iz:

a) strele koja je zglobno vezana za okretnu platformu, b) ručke ili ručki (budući da ih može biti i dve) koja je preko sedlastog ležišta

konstruktivno vezana za strelu, c) kašike koja je čvrsto (ređe zglobno i to kod bagera manjeg kapaciteta) vezana za ručku

ili ručke i obešena o strelu preko užeta za dizanje kašike, d) mehanizma za potiskivanje ručke ili ručki, i e) mehanizma za otvaranje dna kašike.

Slika 3.6. Osnovne celine bagera sa normalnom visinskom kašikom sa dispozicijama

Slika 3.7. Radni element bagera sa normalnom visinskom kašikom;

1. Ručka, 2. Sedlo, 3. Blok-koturače dizanja strele, 4. Blok-koturače dizanja kašike, 5. Strela, 6. Blok-koturače kašike, 7. Jaram kašike, 8. Kašika, 9. Nazubljena letva ručke, 10. Mehanizam potiskivanja, 11. Pogon

mehanizma otvaranja dna kašike

Ručka, zajedno sa kašikom, može se kretati lučno i pomerati se napred-nazad duž svoje ose pod dejstvom mehanizma za potiskivanje, klizeći u sedlastom ležištu. Donji kraj strele je zglobno vezan za okretnu platformu, a njen gornji deo (vrh strele) se drži u nagnutom položaju pomoću užadi koja prelaze preko koturova na vrhu dvonogog podupirača i navijaju se na doboš dizalice za podizanje odnosno spuštanje strele bagera. Normalni ugao nagiba strele pri radu bagera kašikara iznosi 45o. Po potrebi ugao nagiba strele se može menjati u dijapazonu od 35 do 60o. Okretna platforma se oslanja na osloni krug donjeg rama preko valjaka. Okretanje platforme se vrši pomoću mehanizma za kružno kretanje platforme, pri čemu je na vertikalnom vratilu postavljen vodeći zupčanik koji je spregnut sa ozubljenim vencem neokretnog oslonog kruga na donjem ramu. Na okretnoj platformi, osim ovoga, smešten je pogonski uređaj, dizalice, upravljački pult, karoserija, itd. Proces rada bagera sa normalnom (visinskom) kašikom se sastoji u sledećem: bager se postavlja u blizini donje ivice etažne kosine, a kretanje kašike zajedno sa ručkom od donje ka gornjoj ivici etažne kosine se vrši na račun skraćivanja dužine užeta za podizanje kašike koje se namotava na doboš glavne dizalice tj. dizalice za podizanje kašike. Pri ovome kašika i ručka vrše kretanje po određenom luku. Istovremeno sa ovim kretanjem kašici i ručki se saopštava i postupno kretanje napred, pri čemu se kašika urezuje u materijal. Kretanje kašike sa ručkom napred-nazad se ostvaruje pomoću mehanizma za potiskivanje koji je montiran na streli bagera.

Shodno tome, debljina jednog odreska se reguliše mehanizmom za potiskivanje pri čemu rukovalac bagera mora nastojati da proizvod tehnoloških parametara visina radilišta, odnosno visina bloka, debljina odreska i širina odreska, odnosno širina reznog dela kašike uvećan za koeficijent rastresitosti materijala koji se otkopava bude jednak ili nešto veći od geometrijske zapremine kašike. Ako taj uslov nije ispunjen, bager neće ostvarivati zadovoljavajuće kapacitetno iskorišćenje. Naime, treba nastojati da se zadovolji uslov: H s b kr = q kp gde je:

H – visina otkopnog bloka tj. visina radilišta s – debljina odreska b – širina odreska, odnosno reznog dela kašike kr – koeficijent rastresitosti materijala q – geometrijska zapremina bagerske kašike kp – koeficijent punjenja kašike otkopanim materijalom.

Radni parametri bagera sa normalnom (visinskom) kašikom zavise od zapremine kašike, dužine strele i ručki kao i od ugla nagiba strele. Razlikujemo sledeće radne parametre bagera kašikara: radijus kopanja, radijus pražnjenja, visinu kopanja, visinu pražnjenja i dubinu kopanja.

Slika 3.5. Radni parametri bagera kašikara

Radijus kopanja - Rk predstavlja horizontalno rastojanje od vertikalne ose okretanja platforme bagera do vrha zuba na bagerskoj kašici pri otkopavanju materijala. Razlikujemo : maksimalni radijus kopanja - Rkmax pri maksimalno isturenim ručkama i radijus kopanja na planirnoj ravni - Rkh. Radijus pražnjenja - Rp, predstavlja horizontalno rastojanje od vertikalne ose okretanja platforme bagera do ose bagerske kašike u procesu pražnjenja. Razlikujemo: radijus pražnjenja pri maksimalnoj visini pražnjenja - Rpvmax i maksimalni radijus pražnjenja pri maksimalno isturenim i horizontalno položenim ručkama Rpmax.

Visina kopanja - Hk predstavlja vertikalno rastojanje od planuma na kojem se bager nalazi do vrha zuba na kašici pri kopanju. Maksimalna visina kopanja - Hkmax odgovara maksimalno izdignutim ručkama. Visina pražnjenja - Hp predstavlja vertikalno rastojanje od nivelete planuma na kojem se bager nalazi do donje ivice zatvarača dna kašike u procesu pražnjenja iste. Maksimalna visina pražnjenja - Hpmax odgovara maksimalno izdignutim ručkama i kašici. Dubina kopanja - Hd predstavlja vertikalno rastojanje od nivelete planuma na kojoj se bager nalazi do vrha zuba na kašici kad bager kopa materijal ispod planuma na kojem stoji. Većina bagera kašikara je tako konstruktivno izvedena da je moguće u određenim granicama menjati ugao nagiba strele (35o-60o). Shodno promeni ugla nagiba strele prema horizontu menjaju se i radni parametri bagera. Tako na primer: veći ugao nagiba strele omogućava da se poveća visina kopanja i visina pražnjenja, ali se pri tome smanjuje radijus kopanja i radijus pražnjenja. i obrnuto: manji ugao nagiba strele dovodi do povećanja radijusa kopanja i radijusa pražnjenja, ali u isto vreme povlači za sobom smanjenje visine kopanja i visine pražnjenja. Strela Strela kod bagera sa normalnom visinskom kašikom može biti jednogredna ili dvogredna, sa pravougaonim ili kružnim poprečnim presekom. Radi prostije izrade i održavanja, strela se po pravilu izrađuje sa punim sandučastim presekom, a nikad rešetkasta. Većina strela kod savremenih bagera kašikara je tako izvedena da je donji kraj strele (peta) na prelazu ka zglobnoj vezi sa platformom proširen kako bi mogao na zglobne oslonce preneti opterećenje u vertikalnoj i bočnoj ravni kao i momente uvijanja. Na modelima bagera sa jednogrednom strelom ponekad se primenjuju bočne zatege i to u cilju poboljšanja njene stabilnosti.

Slika 3.6. Konstrukcija strele bagera kašikara; a) sa jednom gredom kružnog preseka; b) i c) sa jednom gredom

kutijastog preseka; d) sa dve grede iz jednog rama

Kod bagera koji imaju jednogrednu unutrašnju ručku, strela je dvogredna, a kod bagera koji imaju dvogredne spoljašnje ručke strela je jednogredna. Ako je strela izvedena kao dvogredna onda po sredini strele treba da bude dovoljan otvor kroz koji prolazi jednogredna ručka, a između takve dve grede je smešten mehanizam za potiskivanje ručke. Kod jednogredne strele i dvogredne ručke mehanizam za potiskivanje je smešten u samoj streli na vratilu koje prolazi kroz strelu sa uzengijama spolja ili što je češći slučaj potisni mehanizam je na vratilu koje je smešteno i oslonjeno izvan strele. Sandučasti presek strele je iznutra ukrućen rebrima koji limove osiguravaju od izvijanja usled poprečnih smičućih sila. Donji kraj strele je zglobno vezan za okretnu platformu, a gornji se kraj pomoću koturače drži u nagnutom položaju, pri čemu se slobodan krak užeta navija na doboš dizalice za podizanje strele. Teolo strele se izrađuje u zavarenoj konstrukciji. Dužina strele se može orijentaciono odrediti shodno zavisnosti:

3bss MkL = , m

gde je.

ks - koeficijent čija vrednost zavisi od toga da li je bager za otkopavanje i utovar ili za direktno prebacivanje masa

- za bagere za otkopavanje i utovar: ks = 1,8 - 1,85 - za bagere za direktno prebacivanje masa: ks = 3,2 - 3,3 Masa strele se može odrediti shodno zavisnost Ms = Ls ms, kg gde je:

ms - masa strele po metru dužnom strele ms = k's q

m gde je:

k's - koeficijent mase strele čija vrednost zavisi da li je strela sa spoljašnjim ili unutrašnjom ručkom

- Za strele sa dvogrednim spoljašnjim ručkama: k's = 446 , m = 0,652 - Za strele sa unutrašnjom ručkom: k's = 550 , m = 0,623

Držač kašike (ručka) Kod bagera sa normalnom visinskom kašikom ručka služi da na kašiku prenese silu pritiska, a kod hidrauličnih bagera i silu podizanja.

U zavisnosti od uzajamnog položaja između katarke tj. strele bagera i ručke razlikujemo:

− jednogredna unutrašnja ručka, − dvogredna unutrašnja ručka, − dvogredna spoljašnja ručka.

Jednogredna unutrašnja ručka se primenjuje na bagerima malog kapaciteta i ako je moment uvijanja u ručki manji od momenta savijanja.

Slika 3.7. Konstrukcija ručke; a) sa jednom gredom – cevasta, b) sa dve grede – cevasta; 1. greda, 2. i 5. blok koturača za prenos potisno-povratnog kretanja, 3. i 4. zadnji i prednji oslonac za ograničenje hoda

ručke, 6. glavni deo ručke za vezu sa kašikom, 7. odbojnik (elastični bufer), 8. konzola za valjkasti uzglavak za otvaranje dna kašike, 9. uređaj za amortizaciju, 10. grede, 11. oglavak, 12. privareni naglavci po kojima

klizaju klizači sedlastog oslonca, 13. zupčasta letva, 14. konzola za vezu sa kašikom

Dvogredna unutrašnja ručka se primenjuje ako je moment uvijanja u ručki relativno velik, ali još uvek manji od momenta savijanja. Dvogredna spoljašnja ručka se primenjuje na bageru ako je moment uvijanja u ručki veliki u odnosu na moment savijanja. Ručke se izrađuju od zavarenog lima ili od lima i valjanih profila, i istog su poprečnog preseka po celoj dužini. Poprečni presek ručki može da bude pravougaoni (sandučasti) ili kružni (cevni). Jednogredna unutrašnja ručka se primenjuje po pravilu na bagerima sa malom zapreminom kašike. Konstrukcija ručki se razlikuje od toga da li je mehanizam za potiskivanje užetnog tipa ili je pak zupčasti. Kod bagera sa užetnim sistemom tj. sa užetnim mehanizmom za potiskivanje jednogredna ručka se sastoji od grede na čijem je prednjem kraju zavaren odlivak, koji ima gornje uške za zglobnu vezu kašike sa ručkom i donje uške za regulaciju ugla nagiba kašike. Na konzolnom ispustu je mali doboš mehanizma za otvaranje dna kašike i gumeni bufer tj. element koji služi

za amortizaciju udara dna kašike o ručku. Kod ove ručke, potisno i povratno uže preko prevojnih koturova saopštavaju ručki kretanje napred - nazad. Prednji zadnji graničnik ograničavaju hod ručke napred i nazad. Zadnji graničnik je postavljen na jednom apsorcionom uređaju koji služi da prigušuje energiju udara u mehanizam za potiskivanje pri kočenju ručke kod nailaska na materijal u otkopnom bloku za vreme kretanja ručke napred. Jednogredna ručka kod bagera kod kojih je mehanizam za potiskivanje kašike zupčast ručka mora biti tako oblikovana da se na njoj može montirati zupčasta lamela. Zupčasta lamela je obično u vidu kratkih sekcija od manganskog čelika koje se spajaju sa ručkom pomoću zavrtnjeva ili zavarivanjem. Zupčaste lamele mogu biti i kovane iz legiranog ili visokougljeničnog čelika i onda se po celoj dužini zavaruju za ručku tako da sa ručkom čine jednu konstruktivnu celinu. Kod bagera sa zupčastim potisnim mehanizmom prednji i zadnji graničnik za kretanje ručke napred-nazad nalazi se na samoj zupčastoj lamel. Ručka može da bude postavljena ispod ili iznad potisnog vratila rnehanizma za potiskivanje ručke. Češći je slučaj da se ručka postavlja iznad potisnog vratila mehanizma za potiskivanje. Kod dvogrednog držača odnosno kod dvogredne ručke ove grede su nezavisne tj. odvojene po dužini a međusobno su samo spojene na prednjem kraju tj. ispred veze sa kašikom. Ova veza se ostvaruje bilo komadom od čeličnog liva koji se sa gredama spaja zavrtnjevima ili što je češće poprečna veza je sandučasta od čeličnog lima i zavarena za ručke. Po gornjim umecima na gredama klize klizači sedlastog ležišta. Kad se ishabaju, umeci se zamenjuju. S donje strane zavarene su za ručke ozubljene letve. Dužina hoda ručke u sedlastom ležištu na streli bagera orjentaciono iznosi (0,6 - 0,7) lr, gde je lr - dužina ručke. Dužina ručke se može orjentaciono odrediti shodno zavisnosti:

3brr Mkl = , m

gde je:

Mb - masa bagera (t) kr - koeficijent, čija vrednost zavisi od toga da li se radi o bageru za otkopavanje i utovar ili o bageru za direktno prebacivanje otkopanih masa.

- za kašikare za otkopavanje i utovar: kr = 1,15 - 1,25 - za kašikare za direktno prebacivanje: kr = 2,1 - 2,3

Masa ručke se orjentaciono može odrediti po obrascu: mr = lr mr , kg gde je:

mr - masa ručke po dužnom metru, kg/m mr = kru q

n gde su:

kru i n - koeficijenti čija vrednost zavisi od toga da li se radi o spoljašnjim ili unutrašnjim ručkama.

- za spoljašnje ručke: kru = 428 , n = 0,458 - za unutrašnje ručke: kru = 358 , n = 0,467

Kašika Kašika predstavlja osnovni element radnog organa, služi za kopanje, transport otkopanog materijala na relativno kratkom rastojanju i istovar otkopanog materijala na deponiju ili utovar u sredstva transporta. Shodno ovome kašika je izložena velikim opterećenjima i habanju, posebno njen rezni deo. Kašika predstavlja manje više pravougani paralelopiped blizak obliku kocke, ali kod pojedinih tipova kašika ima odstupanja od ovakvog oblika.

Slika 3.8. Kašika bagera kašikara; 1. pločica; 2. reza; 3 i 17. ojačanja; 4. dno; 5, 13 i 15. ušice; 6. vuča;

7. lanci; 8. zavrtanj za regulaciju; 9. ručke; 10. graničnik kretanja poluge; 11. poluga; 12. opruga; 14. blok; 16 telo; 18. zub; 19. ivica – štitnik; 20. poluga; 21. petlja; 22. koren (rep) zuba

Kašike, po načinu veze sa ručkom ili ručkama možemo podeliti na dve grupe:

- sa zglobnom vezom, i - sa čvrstom vezom.

Kašike sa zglobnom vezom primenjuju se po pravilu na bagerima manjeg i srednjeg kapaciteta tj. na bagerima koji su namenjeni za otkopavanje i utovar otkopanog materijala u sredstva transporta. Zglobna veza između kašike i ručke je tako izvedena da se ugao između ose ručke i prednje stranice kašike može menjati u dijapazonu od 110 do 130o, pri čemu veći uglovi se biraju za rad bagera u mekšim materijalima i pri manjim visinama otkopnih blokova odnosno radilišta. Čvrsta veza između kašike i ručke se po pravilu primenjuje kod bagera većeg kapaciteta tj. kod bagera koji su namenjeni za otkopavanje i direktno prebacivanje otkopanih masa. Shodno nameni odnosno uslovima rada za koje su namenjene kašike možemo podeliti na:

− lake, tj. za lake uslove rada, − srednje, tj. za srednje uslove rada, − teške, tj. za teške uslove rada.

Pri ovome, pod teškim uslovima rada podrazumevamo otkopavanje i utovar rude i stenovitog materijala, dok pod lakim uslovima podrazumevamo otkopavanje i utovar materijala koji se lako kopa i rastresa. Namena kašike odnosno uslovi u kojima ista ima raditi određuju i tehnologiju njene izrade. Tako na primer: za rad u teškim uslovima kašike se izrađuju u livenoj konstrukciji, za rad u srednje teškim uslovima u kombinovanoj izradi (zavareno - livene) i za rad u lakim uslovima u zavarenoj konstrukciji. Najrasprostranjenije su kašike izrađene u kombinovanoj izradi. Kašika se sastoji iz: tela, dna, traverze, zuba i mehanizma za kočenje odnosno otvaranje dna kašike. Prednja strana je znatno duža nego zadnja, isturena je napred kako bi se olakšalo prodiranje kašike u materijal i smanjilo habanje tela kašike. Gornji deo prednje strane kašike predstavlja rezni deo i najčešće je snabdeven zubima. Prednja strana kašike, kod nekih konstrukcija, može imati polukružni oblik sa većim ili manjim radijusom krivine. Ovo iz razloga što su ispitivanja pokazala da je otpor na rezanje polukružne rezne ivice manji nego u slučaju ako je rezna ivica prava linija. Zadnja strana kašike je znatno kraća nego prednja, obično je ravna sa prelaznim krivinama prema bočnim stranicama. Bočne stranice kašike su po pravilu ravne, često ojačane rebrima u cilju da se obezbedi potrebna čvrstoća kašike za rad u tvrdim materijalima a da se znatnije ne poveća masa kašike. Radi lakšeg pražnjenja kašike tj. istovara materijala iz kašike, naročito lepljivog materijala, poprečni presek kašike pri dnu je po pravilu za oko 5% veći nego poprečni presek u gornjem delu kašike. Donja strana kašike po svojoj funkciji predstavlja u stvari poklopac. Poklopac je šarkama pričvršćen za zadnji zid odnosno zadnju stranu kašike. Zadnji deo poklopca je zakošen i podignut ka zglobnoj vezi kako bi u otvorenom položaju zauzimao što manje prostora po visini što olakšava istovar materijala odnosno povećava visinu pražnjenja materijala. Po načinu pražnjenja kašike mogu biti:

− sa slobodno padajućim dnom, − sa prevrtanjem kašike.

Kod bagera kašikara prvi način pražnjenja kašike je dobio širu primenu jer su gubici vremena za istovar materijala iz kašike manji nego u slučaju pražnjenja kašike prevrtanjem iste. Istovar materijala iz kašike prevrtanjem iste se uglavnom primenjuje kod bagera sa obrnutom kašikom kao i kod nekih hidrauličnih bagera sa normalnom visinskom kašikom. U specijalnim gnezdima na reznom delu kašike, ugrađuju se 4-6 zuba. Najracionalniji uglovi oštrice zuba su:

− za meke materijale 25 - 27o − za tvrde materijale 32 - 35o

Kao što je već napomenuto zubi se usađuju u specijalna gnezda i moraju biti lako demontažni i montažni radi potrebe da se često zamenjuju usled intenzivnog habanja.

Zubi se po pravilu izrađuju simetričnog oblika tako, da kad se ishaba jedna strana isti se mogu okrenuti za 180o. Kod bagera srednjeg i velikog kapaciteta zubi na kašikama su liveni od visoko-manganskog čelika, a kod bagera malog kapaciteta od visokougljeničnog čelika i oblažu tvrdom legurom. Zub se smatra neodgovarajućim ako njegov ugao oštrenja pređe 60o. Zubi mogu biti izrađeni iz jednog ili iz dva dela. Zub je sa reznom ivicom kašike vezan pomoću klina koji se sastoji od profilisanog stezača, podmetača i klina zabijenog u žleb zuba. Najracionalniji po utrošku metala je zub iz dva dela sa zamenljivim vrhom. Ovaj zub se sastoji iz osnove, navučene na reznu ivicu kašike i zamenljivog vrha (krune).

Slika 3.9. Zub kašike sa zamenljivom krunom; 1. zamenljiva kruna, 2. zavrtanj, 3. zapori, 4. gumeni podmetač,

5. osnova

Primenjuju se različite vrste kruna u zavisnosti od namene. Rezni deo kašike se izrađuje od visokomanganskog čelika, a sam vrh rezna ivica se često oblaže slojem tvrde legure. Parametri kašike se mogu orjentaciono odrediti shodno zavisnosti:

− širina kašike 3k q2,1b =

− duzina kašike lk = 0,77 bk − visina kašike hk = 0,75 bk

Masa kašike se može orjenaciono odrediti shodno zavisnosti: mk = 1,15 kk q, t gde je:

kk - koeficijent čija vrednost zavisi od vrste materijala za čije je otkopavanje kašika namenjena.

Tako na primer:

− za otkopavanje lakih materijala kk = 0,7-1,1 − za otkopavanje srednjih materijala kk = 0,9-1,7 − za otkopavanje teških materijala kk = 1,1-2,1

Mehanizam za otvaranje dna kašike Ovaj mehanizam služi za izvlačenje reze iz otvora na prednjem zidu kašike u momentu pražnjenja iste. Zatvaranje dna kašike se vrši automatski u momentu spuštanja kašike iz položaja istovara u položaj ponovnog utovara. Izvlačenje reze se ostvaruje pomoću užeta od elektromotora jednosmerne struje male snage preko sistema užadi i poluga. Elektromotor, na vratilu kojeg je konzolno postavljen doboš, stalno se nalazi pod slabom strujom, stvarajući moment dovoljan da uže drži slabo zategnuto. Za otvaranje dna kašike rukovalac bagera pritiska dugme uključujući nominalnu struju pri čemu se stvara potrebni moment za izvlačenje reze iz otvora. Kod velikih bagera kašikara za direktno prebacivanje otkopanih masa za razliku od bagera malog i srednjeg kapaciteta, mehanizam za otvaranje dna kašike se postavlja u blizini kašike na donjoj strani ručke. Pored užetnog bagera kašikara, postoji i hidraulični bager kašikar sa sličnim parametrima.

Slika 3.10. Osnovne celine hidrauličnog bagera kašikara sa dispozicijama

Na slici 3.11 dat je odnos između popunjenosti kašika užetnog bagera kašikara i hidrauličnog bagera kašikara.

Slika 3.11. Popunjenost kašika užetnog bagera kašikara i hidrauličnog bagera kašikara

Tabela 3.1. Procenjeni koeficijent punjenja

Otpor na kopanje Procenjeni koeficijent punjenja

Užetni Hidraulični Mali 1.05 – 1.20 0.95 – 1.05 Srednji 1.00 – 1.15 0.90 – 1.00 Veliki 0.90 – 1.00 0.85 – 0.95 Vrlo veliki 0.85 – 0.95 0.80 – 0.90

2. Bager sa obrnutom (dubinskom) kašikom Bager sa obrnutom (dubinskom) kašikom se ređe koristi na površinskim otkopima, a kad se i koristi onda je to za određene pomoćne radove. Radni organ bagera sa obrnutom kašikom se sastoji od:

• kašike koja je čvrsto (kruto) vezana za prednji kraj držača kašike, • držača kašike koji je zglobno vezan za vrh strele, • strele koja je zglobno vezana za okretnu platformu, • pomoćna strela koja je nepokretno vezana za okretnu platformu.

Slika 3.12. Radni element bagera kašikara sa obrnutom kašikom; 1. blok koturača za podizanje strele; 2. užad za dizanje strele; 3. koturača na vrhu ručke; 4. amortizer ručke; 5. šarnir (osovinica); 6. ručka; 7. koturača kašike;

8. kašika; 9. uže za podizanje kašike; 10. strela; 11. blok koturače za podizanje užeta kašike; 12. vertikalni nosač; 13. koturača za nivelaciju vertikalnog nosača; 14. uže za nivelaciju vertikalnog nosača; 15. oslonac

dizanja vertikalnog nosača Pored užetnog bagera kašikara sa obrnutom kašikom, postoji i hidraulični bager kašikar sa sličnim parametrima.

Slika 3.13. Hidraulični bager kašikar sa obrnutom kašikom

3. Bager sa kašikom za struganje – bager strug Bager strug se izuzetno retko primenjuje na površinskim otkopima, a primena mu se uglavnom svodi na planiranje površina, obično za čišćenje povlate ugljenog sloja. Bager strug radi od sebe i može da otkopava (planira) blage kosine(10-15o) ili horizontalne ravni.

Bager strug ima strelu na kojoj se nalazi kašika koja se kreće po točkovima po vodilici na streli bagera pod dejstvom vučnog užeta i prednji držač. Strela je zglobno vezana za ram bagera i pod dejstvom užeta za dizanje može da menja ugao nagiba prema horizontali do ugla od 45o. � Bageri sa gipko vezanim radnim elementom Ovom tipu bagera pripadaju:

− Bager sa povlačnom kašikom – bager dreglajn, − Bager sa kašikom grabilicom – bager grabilica, − Bager sa kukom za dizanje tereta – bager dizalica.

1. Bager sa povlačnom kašikom – bager dreglajn Radni organ bagera dreglajna se sastoji od:

• kašike sa lancima za podizanje i vuču, istovarnog bloka (kotura) i istovarnog užeta, • strele koja je zglobno vezana za okretnu platformu, • usmerivača tj. usmeravajućih koturova za vučno uže.

Slika 3.14. Radni organ bagera dreglajna; 1. Uže za kopanje – vuču; 2. Lanci užeta za kopanje; 3. Lanci užeta

za dizanje; 4. Uže za pražnjenje kašike; 5. Traverza; 6. Blok-koturače pražnjenja; 7. Uže za dizanje kašike; 8. Blok-koturača na glavi strele; 9. Strela

Strela Strela bagera dreglajna predstavlja jedan od vrlo vitalnih elemenata bagera sa jednim elementom. Mada masa strele iznosi 4,4 - 7% od mase celog bagera, njen moment inercije masa iznosi 30 - 40% od momenta inercije celog bagera sa punom kašikom. Pri ovome, moment preturanja od težine strele približno je jednak momentu preturanja bagera od pune kašike. Ovo ukazuje da na konstrukciju i težinu strele, odnosno na materijale od kojih se strela izrađuje, treba obratiti posebnu pažnju. Postoje različite konstrukcije strela bagera dreglajna.

Po konstruktivnom obeležju strele bagera dreglajna možemo podeliti u četiri grupe: a) užetne, b) trograne krute, c) rešetkaste i d) kombinovane.

Slika 3.15. Različite konstruktivne izvedbe strele bagera dreglajna; a) rešetkasta; b) ribljeg izgleda sa

dopunskim podveskama; c) sa užadima; d) trograna Užetna strela se sastoji iz dva, različita po svojoj konstrukciji, dela. Prednji deo strele, počev od zglobne veze strele sa platformom, se sastoji odnosno predstavlja prostornu krutu konstrukciju sastavljenu od cevnih elemenata dok tri ostala dela predstavljaju rešetku od užadi sa krutim vertikalama. Bočno njihanje vertikala sprečavaju zatege. Pritisnuti centralni pojas je kruta cev, dok su vertikalni i horizontalni pojasevi rešetke izvedeni od užadi. Užad gornjeg pojasa se prethodno zatežu sa silom koja je veća od graničnog opterećenja. Čvor krute konstrukcije predstavlja tačku vešanja strele. Cevna vertikala zajedno sa užadima čine vertikalnu rešetku od užadi, a profilisani horizontalni elementi i užad dve bočne rešetke od užadi. Dijagonalne zatege pojačavaju čvrstoću strele. Na vrhu strele nalazi se ram na kojem se nalazi blok za podizna užad strele. Kruti deo strele je podeljen na dva polja pri čemu su u cilju povećanja krutosti primenjene unakrsne dijagonale od prethodno zategnutih užadi. Ovo je dozvolilo da se poveća visina strele a samim tim da se rasterete njeni pojasevi.

Trograna kruta strela se sastoji od tri kruta cevna pojasa koji sa cevnim elementima i dijagonalama od užadi čine piramidu. Gornji pojas strele je prethodno napregnut sistemom užadi do zbirne sile koja je jednaka graničnom opterećenju. Rešetkasta strela se uglavnom primenjuje na američkim bagerima. Pojasevi strele su izvedeni od ugaonih profila, a dijagonale od cevnih profila. Kašika Kašika bagera dreglajna (slika 3.16) se sastoji iz varenog dela 16, reznog dela 5 sa ušicama 6 i jarma 9. Jaram služi za ojačanje veze užeta za istovar 13 za kašiku. U zadnjem bočnom zidu se nalaze takođe ušice 2 za vezu lanca za podizanje kašike 15, koji preko traverze 11 i balansera 12 se spaja za uže za podizanje kašike 10. U osnovi reznog dela tj. oštrice 5, smešteni su koreni zuba 3, na koje se navlače krune zuba 4. da bi se zaštitilo dno od prevelikog habanja za ovo se privaruju čelične podloge 1. Za zaštitu lanaca za podizanje kašike 15 od trenja o kašiku i habanja služi raspinjača 14. Težište kašike sa materijalom se nalazi između lanaca za podizanje kašike i jarma. Radi toga, pri opuštanju vučnog užeta 8 i istovarnog 13, kašika se okreće u krug oko ose pričvršćenja lanaca za podizanje i materijal se slobodno prazni kroz otvor ispod jarma između vučnih lanaca 7.

Slika 3.16. Kašika bagera dreglajna

Pri okretanju bagera na istovar, kašika sa materijalom se održava u horizontalnom pložaju posredstvom zategnutog vučnog i užeta za istovar. Zavisno od radnih uslova razlikuju se kašike za lake, srednje i teške materijale. Danas se u upotrebi nalazi više različitih konstrukcija dreglajnskih kašika, između kojih i one bez jarma, zatim u obliku klina, bez zuba sa polukružnim presekom itd.

Slika 3.17. Kašika bagera dreglajna EŠ 10/70A

2. Bager sa kašikom grabilicom – bager grabilica Bager grabilica se izuzetno retko koristi na površinskim kopovima. Najčešće se koristi za utovar rastresitog materijala sa gomile, odnosno sa deponije, u transportna sredstva. Koristi se takođe u građevinarstvu za iskop mekog tla na suvom i ispod vode. Sposobnost otkopavanja materijala je vrlo ograničena i zavisi od sopstvene težine kašike – grabilice.

Slika 3.18. Shematski prikaz grabiličnog uređaja na bageru sa jednim radnim elementom

3. Bager sa kukom za dizanje tereta – bager dizalica Bager dizalica se na površinskim kopovima uglavnom koristi kao pomoćna mašina kod montaže opreme, održavanja mehanizacije kao i kod radova na kolosecima. Radni organ bagera dizalice se sastoji od:

• strele koja je zglobno vezana za okretnu platformu (slika 3.19 – poz. 1 na bageru), • bloka koturače (slika 3.19 – poz. 2 na bageru), • kuke za dizanje tereta (slika 3.19 – poz. 3 na bageru).

Slika 3.19. Shematski prikaz bagera sa kukom za dizanje tereta i kuke za dizanje tereta; 1. kuka; 2. traverza;

3. kotrljajni ležaj; 4. odstojne, zaštitne ploče kuke; 5. odstojni zavrtanj; 6. koturača; 7. kotrljajni ležaj koturače; 8. osovinica

3.2.4. DONJA GRADNJA BAGERA SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM Donja gradnja kod bagera sa jednim radnim elementom čine transportni uređaj kao i čelična konstrukcija koja služi za povezivanje transportnog uređaja i staza na koju je postavljen uređaj za oslanjanje kao i zupčasti venac i centralna osovina.

3.20. Donja gradnja bagera sa jednim radnim elementom

Uređaj za transport bagera Uređaj za transport t bagera su specijalni uređaji koji obezbeđuju kretanje bagera i njegvo stabilno oslanjanje na podlogu za vreme rada. Uređaj za kretanje služi za ptrenošenje pritiska na tlo, za kretanje bagera po radilištu i za transport na nova radilišta (ali uobičajno ne na velika rastojanja). Konstrukcija, masa, snaga pogona i čvrstoća transportnog uređaja prilagođeni su njegovoj tehnološkoj nameni, odnosno tehnološkim zahtevima radnog procesa koji bager treba da obavlja. Zavisno od uslova rada i namene mašine kod bagera sa jenim radnim elementom se primenjuju gusenični, koračajući i transportni uređaj na pneumaticima. Najrasprostranjeniji je kod svih tipova bagera gusenični transportni uređaj, izuzev kod bagera dreglajna srednjih i većih kapaciteta gde se po pravilu primenjuje koračajući transportni uređaj. Opšti zahtevi za transportne uređaje kod bagera sa jednim radnim elementom su:

• Da je brzina transporta zadovoljavajuća • Da urešaj bez problema može sa savlađuje zadate uspone i nagibe • Da poseduje najmanje moguću masu pri obezbeđivanju zadatog specifičnog protoska

na tlo • Da poseduje visoku manevasku sposobnost, kako pri obavljanju tehnoloških operacija,

tako i pri transport,

• Da obezbeđuje stabilnost mašine pri svim mogućim promenama položaja težišta id a amortizuje veća dinamička opterećenja u konstrukciji cele mašine pri kretanju.

• Da ima mali otpor pri kretanju • Da poseduje što je moguće manji broj habajućih elemenata, da je pogodan za

eksploataciju, održavanje id a je dugovečan. U tabeli 3.2 su prikazane prednosti i nedostaci pojedinih transportnih uređaja i njihova primena kod bagera sa jednim radnim elementom Tabela 3.2

� Sistem za kretanje na gusenicama Gusenični transportni uređaj se odlikuje relativno malim specifičnim pritiskom na oslonu površinu. Primenjuju se za uslove kretanja po bespuću, mekoj podlozi i nasutim putevima. Brzine kretanja mašina na guseničnom transportnom uređaju se kreću od 10 do 15 km/h, za manje mašine i do 6-10 m/min za veće mašine. Specifični pritisak na tlo mašina sa guseničnim transportnim uređajem znatno je niži nego kod mašina na pneumaticima, jer je oslona površina gusenica na tlo znatno veća i ako je po pravilu masa guseničnih mašina iste snage daleko veća nego kod mašina na pneumaticima iste snage. Mašine na guseničnom transportnom uređaju imaju sledeće prednosti (uglavnom kod manjih mašina):

- bolju i veću prohodnost i bolje manevarske sposobnosti na slabo nosivom tlu, - lako se kreću pod opterećenjem, - imaju mali specifični pritisak na tlo čija vrednost iznosi 6 ÷ 9 N/cm2, a izuzetno može

biti i manja 5 N/cm2, - mogu da se kreću i u slučaju kada su im gusenice utonule u tlo i do 40% od svoje visine, - mogu da savlađuju relativno velike uspone i padove čak i do 40 %,

- imaju veću stabilnost u odnosu na mašine sa pneumaticima. Mašine na gusenicama odlikuju se boljom i većom prohodnošću po lošim podlogama i to zbog veće athezione težine. Naime, veća sila athezije pruža mogućnost da se realizuje znatno veća vučna sila, koju može da ostvari mašina na osnovu ugrađenog agregata snage. Širina i dužina gusenica je različita, a određuje se u zavisnosti od instalisane snage, vrste i namene mašine i nosivosti tla na kojem mašina treba da radi. U slabo nosivom ili blatnjavom tlu, koriste se mašine sa širokim gusenicama, dok se za rad mašina po čvrstoj podlozi po pravilu koriste uže gusenice. Pored niza prednosti gusenični transportni uređaji imaju i određene nedostatke:

- složenu konstrukciju, veliku masu u odnosu na ukupnu masu mašine i visoku nabavnu vrednost, - srazmemo malu brzinu kretanja, - visoke troškove održavanja zbog velikog habanja i čestih zamena delova, - relativno nizak ukupni koeficijent korisnog dejstva zbog povećanog trenja prilikom kretanja, - veliki odnos mase guseničnog uređaja prema masi cele mašine (kreće se u odnosu 0.4

÷ 0.45), za slučaj ukazane potrebe za promenu lokacije rada na veća rastojanja mašina se prevozi drugim pogodnim transportnim sredstvom, ili se prethodno, zavisno od svojih gabaritnih dimenzija, mašina demontira i u sklopovima prevozi,

- pri kretanju po savremenim putevima svojim gusenicama ove mašine nanose oštećenja, te se vršiti protekcija guseničnih članaka specifičnim zaštitinim elemetima od tvrde gume, drveta i sl. kako bi se sačuvao kolovoz od velikih oštećenja.

Transportni uređaji na gusenicama primenjuju se uglavnom u teškim terenskim uslovima (glinasta podloga sa znatnom vlažnošću). Mehanizam za kretanje transportnog uređaja na gusenicama služi za nošenje rama, pretvaranje obrtnog kretanja vratila motora i delova transmisije u translatorno kretanje transportnog uređaja i pretvaranje obrtnog momenta koji se dovodi pogonskim točkovima u vučnu silu, neophodnu za translatomo kretanje transportnog uređaja i vuču radnog uređaja. Pod sistemom guseničnog transportnog uređaja se podrazumeva opšta konstruktivna šema transportnog uređaja, koju čini broj gusenica i njihov uzajamni raspored (slika 3.21). Kod bagera sa jednim radnim elementom primenjuje se sistem sa dve, četiri i osam gusenica. Sistem sa četiri gusenice se retko primenjuje. Kretanje bagera sa dve gusenice kroz krivinu postiže se kočenjem jedne od gusenica. Ako bager ima više gusenica, onda okretanjem svih gusenica. Kod tri (ili udvojene tri, tj. šest) gusenice okretanje gusenica je moguće okretanjem prednje gusenice (slika 3.21, e, 1) ili dve gusenice u redu (slika 3.21 f, h, i, j, k). Pri ovom se obezbeđuje najbolja manevričnost (pri određenom uglu okretanja gusenica). Kod većeg broja gusenica moguće okretanje je prikazano na slici 3.21, m, n, o, a).

SI. 3.21. Sistemi guseničnog transporta: 1) sa dve gusenice; 2) sa tri odnosno dve duple (g) gusenice; 3) sa tri duple gu-senice; 4) sa šest duplih gusenica; 5) sa četiri duple gusenice.

Pod tipom gusenica se podrazumeva konstruktivno oblikovanje, koje ih karakteriše u eksploataciji i proizvodnji. Po načinu predaje pritiska na tlo razlikuju se gusenice sa većim i gusenice sa manjim brojem oslonih valjaka. Gusenice sa većim brojem oslonih valjaka se nazivaju one, kod kojih je odnos broja oslonih papuča guseničnog lanca, koje leže na tlu, u odnosu na broj na njih oslonjenih valjaka pogonskih i vodećih točkova manji od dva (slika 3.22 a). U takvom slučaju, papuče između oslonih valjaka se skoro ne uležu i obezbeđuju ravnomeran pritisak na tlo, kako pod valjcima, tako i između njih. Ako je ovaj odnos veći od dva, to se papuče lako ugibaju između valjaka, savijaju u zglobovima, obrazuju talasastu Uniju i pri ovom nastaje znatna razlika između pritisaka pod valjcima i između valjaka (slika 3.22 b). Na mekim materijalima gusenica sa manjim brojem nosećih valjaka više utanja u tlo, nego ona sa većim brojem nosećih valjaka. Ipak, gusenica sa manjim brojem oslonih valjaka bolje prenosi koncentrisana opterećenja koja nastaju pri radu bagera na steno-vite materijale, jer poseduje otpornije (veće čvrstoće) veće valjke. Gusenice sa manjim brojem nosećih valjaka mogu biti izrađene tako otporne, da svaki osloni valjak može da primi opterećenje koje je

blisko sili težine celog bagera. Pri tome, konstrukcija ovih gusenica je jednostavna i jeftina u poređenju sa drugim. Gusenica sa većim brojem oslonih valjaka primenjuje se na bagerima, koji rade na slabije nosećim materijalima, a ona sa manjim brojem oslonih valjaka - na bagerima, koji rade na kamenitim (stenovitim) materijalima. Gusenice sa manjim brojem oslonih valjaka obično su opremljene sa 4 -6 valjaka većeg prečnika. Prikazane na šemama a, b, c (si. 3.22) gusenice nazivaju se krutima, jer se ne mogu da prilagođavaju neravninama tla. Kod gipkih gusenica (sl. 3.22.d) valjci se postavljaju na balansire 1 i kolica 2, te blago-daieći ovome gusenica se može u podužnom pravcu da prilagođava neravninama tla. Usled ovoga, pritisak na podlogu se predaje ravnomernije i sastavni elementi guseničnog uređaja nisu izloženi većim koncentrisanim opterećenjima.

Sl. 3.22. Tipovi gusenica: a) sa većim brojem oslonih valjaka; b) sa manjim brojem oslonih

valjaka; c) kruta; d) gipka; e) sa sferičnim učvršćenjem valjaka. Zahvaljujući učvršćenju osovina valjaka na kuglične oslone osovine valjaka, zajedno sa njima i papuče gusenica mogu u poprečnom pravcu da se okrenu na obe strane za ugao a (slika 3.22.e). Osovine valjaka i balansira se mogu takođe klatiti (ljuljati). Gipke gu-senice češće se primenjuju na bagerima sa više radnih elemenata. Neparan broj oslonih valjaka se ne preporučuje, jer pri prelazu preko prepreke moguće je oslanjanje ukupne težine bagera samo na dva valjka. Prečnik valjaka kod gusenica sa manjim brojem oslonih valjaka izrađuje se ili jednak ili ne mnogo manji od prečnika pogonskih i usmeravajućih (vodećih) točkova. Za rad u slabije nosećim materijalima osovine vodećih i pogonskih točkova podižu se iznad tla toliko, da bi donja grana gusenične trake, koja ide od krajnjeg valjka ka točku, bila nagnuta pod uglom b = 10- 20° u odnosu na horizont Gabaritna širina guseničnog transportnog uređaja iznosi od 0,7 do 0,8 njegove dužine. Za modele bagera predviđenih za rad na slabije nosećim terenima, pomenuta širina se smanjuje na 0,6 - 0,7 od dužine za račun proširenja guseničnih papuča. Širina guseničnih papuča obično je za 6-7 puta manja od dužine gusenice.

Gusenični sistem čini sklop: gusenica, pogonski i vodeći točkovi, noseća i potpoma rolna i mehanizam za regulisanje zatezanja gusenice. Razlikujemo gusenični ravni i kosi sistem kod bagera sa jednim radnim elementom. Gusenica se stavlja u pogon obrtanjem zupčastog točka sa zubima prilagodjenim člancima gusenice.

Slika 3.23. Gusenični primenjeni sistemi; a) ravni, b) kosi; 1. gusenični lanac, 2. pogonski točak, 3. vodeći točak,

4. noseći točak, 5. potporni točak, 6. sklop za zatezanje gusenice

Dvogusenična kolica sa malim brojem oslonih valjaka i krutim učvršćenjem gusenica za ram prikazana su na si. 3.24. Sastoje se iz donjeg rama 1, guseničnog uređaja 2 i mehanizma 3 i 4 individualnog pogona gusenica. Donji ram predstavlja noseću zavarenu konstrukciju, na čijem gornjem delu je montiran zupčasti venac 5 sa kružnom šinom 6 kruga za oslanjanje i obrtanje bagera. Za bočne površine donjeg rama zavrtnjima 7 i hvatačem sa osiguranjem sa pritiskom klina 8 pričvršćen je gusenični ram 9. U gusenične ramove na osovinama ugrađena su četiri velika 10 i četiri mala 11 oslona (noseća) točka. Osovine točkova zaštićene su od prašine kapicama 12. U zadnjem delu guseničnih ramova ugrađene su pogonske zvezde 13, a u prednjem delu - zatezni točkovi 14, montirani na osovini za zatezanje 15. Gusenice 16 stavljaju se u kretanje individualnim pogonskim mehanizmima, koje sačinjavaju motori 17, kočnice 18, reduktori 19 i bočni prenosnici 20. Motor i reduktor su spojeni elastičnom spojnicom, koja istovremeno služi kao kočni točak elektromagnetske kočnice 18.

Sl. 3.24. Gusenična kolica bagera EKG-8I.

Pogonski točak (slika 3.25 a) vrši pokretanje, odnosno premotavanje guseničnog lanca. S obzirom da es radi o velikim vrednostima vučne sile, koja se prenosi preko pogonskog točka na lanac neophodno je da konstrukcija pogonskih točkova obezbedi što pravilniji zahvat sa lancem uz što je moguće manje gubitke. Po tipu zahvata razlikuju se pogonski točkovi sa čepnim i grebenastim ozubčenjem. Pogodnije su konstrukcje sa čepnim ozubljenjem.

Slika 3.25. Pogonski točak sa (a) zatezni točak (b)

Gusenični lanac služi za oslanjanje na tlo i stvaranje metalnog puta po kojem se oslonjen na metalnim valjcima kreće ram ili osloni uređaj bagera. Gusunični lanac se sastoji iz karika koje su međusobno zglobno odnosno šarnirno spojene. Na slici 3.26 prikazan je detalj jedne gusenice. Gusenicu čine karike 3 i 6, zatim osovinice 2 i 7 i papuče za oslanjanje na tlo 4. Karike 3 i 6 su spojene osivinicama koje ulaze u čaure 1, koje su upresovane u ušice karika. U gusenični lanac se ugrađuje jedna osovinica 8 pomoću koje se vrši demontaža. Oslone papuče 4 su zavrtnjevima 5 i 9 pričvršćne za karike guseničnog lanca.

Slika 3.26. Elementi gusenice: 1 – šuplji cilindar; 2 i 7 – osovinice; 4 – oslona papuča; 3 i 6 – karike; 8 – brava

za demontažu; 5 i 9 – zavrtnji za pričvršćavanje papuče za karike guseničnog lanca

Osloni valjci primaju i nose masu bagera i kreću se po guseničnoj traci. Mogu biti sa nepokretnom ili pokrenom osovinom, prosti i dvostruki. Izrađuju se liveni ili presovani sa ili bez ojačanja. Rubovi na valjcima služe kao vodilice i zaštita od bočnog pomaka gusenice koji može da nastane kod kretanja u pravcu ili u krivini pod uticajem bočnih sila. Valjci za pridržavanje guseničnog lanca (slika 3.27) služe za pridržavanje gornjeg slobodnog dela gusunične trake. Uslovi rada ovih valjaka su mnaogo lakši jer su opterećeni samo delom mase gusenica.

Slika 3.27. Valjci za pridržavanje guseničnog lanca

Zatezni točak (slika 3.25 b) vrši zatezanje gusunične trake i vođenje njenog kretanja. U procesu eksploatacije regulisanje zatezanja gusenica je neophodno radi kompenzacije njihovog istezanja jer prekomerno ugibanje gusenica povećava otpor na kretanje. Pored toga koristi se prilikom montaže i demontaže. � Koračajući sistem za kretanje

Uređaj za koračanje se sastoji iz oslonih papuča mehanizma koji ih stavlja u kretanje i pogona. Koračajući uređaji se razlikuju po konstrukciji mehanizma koračanja i mogu biti:

1.krivajni (krivajno-zglobni sa trouglastim ramom, krivajno-klizni, krivajno-ekscentrični, krivajno-polužni sa alkom, udvojen krivajni, itd.);

2.hidraulični.

Operacije punog ciklusa premeštanja mašine (slika 3.28): 1. pružanje (okretanje) papuča u pravcu transporta bagera, 2. spuštanje papuča na tlo, 3. podizanje bagera, 4. premeštanje bagera, 5. spuštanje bagera, 6. podizanje papuča u početni položaj.

Slika 3.28. Operacije ciklusa premeštanja bagera; a) krivajno-polužni mehanizam, b) krivajni mehanizam, c)

hidraulični mehanizam Za vreme rada mašina (bager) se oslanja na kružnu oslonu ploču, dok su papuče podignute. Kod transporta mašina (bager) se naizmenično oslanja na kružnu oslonu ploču i papuče. Najčešće je primenjena kod bagera dreglajna, a dosta manje kod rotornih bagera. Koračajući uređaj ima sledeće prednosti:

- omogućuje iz jednog mesta kretanje u bilo kom pravcu bez uništavanja planuma na kome bager stoji, kao što je kod guseničnog transportnog uređaja,

- omogućuje niske specifične pritiske na tlo između 4.3 do 10 N/cm2 kod oslanjanja na ploču, a između 9.8 i 17.6 N/cm2 kod koračanja i oslanjanja na papuče (traje kratko vreme),

- ukoliko se za vreme koračanja desi da papuče ipak tonu, tada se pogonom lako oslobode, što nije uvek slučaj kod gusenica,

- nagib pri transportu je veći nego kod transportnog uređaja sa gusenicama, odnosno mogu se savlađivati nagibi i do 1:10.

Koračajući uređaj ima sledeće nedostatke: - brzina transporta je mala i iznosi od 1 do 8 m/min, što kod češćeg menjanja

radnog položaja izaziva velike vremenske gubitke, - bager se kod svakog koraka mora podići, što zahteva veliki utrošak energije, - kod naglog podizanja i spuštanja bagera javljaju se dinamičke sile usled vibracija,

koje su vrlo nepovoljne kod dugačke strele bagera, - dužina koraka se može regulisati samo kod uređaja sa hidruličnim cilindrima, koji

zbog visokog pritiska ulja zahtevaju besprekorno zaptivanje, - koračajući uređaj omogućuje samo nizak položaj koturače užeta za povlačenje.

Normalna dužina koraka kod koračajućih uređaja iznosi od 1.7 do 2.0 m.

Slika 3.29. a) Kinematska shema; b) Trajektorija kretanja papuča

Slika 3.30. Hidraulički koračajući mehanizam; 1. papuča, 2. hidrocilindar za dizanje, 3. pomoćni (vučni)

hidrocilindar, 4. zglobna veza, 5. traverza, 6. nosač, 7. čelična kosntrukcija nadgradnje bagera, 8. i 9. osovine, 10. i 11. gornja i donja šupljina cilindra

� Uređaji za kretanje na pneumaticima Mehanizam za kretanje transportnog uređaja na pneumaticima služi za pretvaranje obrtnog momenta na pogonskim točkovima u vučnu silu i predstavlja kombinaciju elemenata koji imaju direktno ili indirektno učešće u međusobnom delovanju transportnog uređaja sa putem. Transpotni uređaj na pneumaticima veoma retko se primenjuje kod bagera i to kod onih sa manjom snagom odnosno sa malom zapreminom kašike (prevashodno kod hidrauličnih bagera koji služe za pomoćne radove). Transportni uređaji na pneumaticima čine točkovi, osovine, noseći ram i vešanje.

3.2.5. OKRETNA PLATFORMA BAGERA SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM Okretna platforma služi u osnovi da se na njoj smeste pogonski uređaji i osnovni mehanizmi, dalje da se za nju zglobno veže strela bagera, itd.

Slika 3.31. Okretna platforma bagera sa jednim radnim elementom Platforma prima na sebe opterećenja od težina svih na njoj postavljenih mehanizama, kao i opterećenja koja se javljaju u toku rada. Ta opterećenja mogu biti ravnomerna i promenljiva, kao i iznenadna. Zbog ovoga platforma mora biti dovoljno čvrsta i jaka. Okretna platforma se po pravilu sastoji od nekoliko delova: centralnog, bočnih i zadnjeg. Zadnji deo služi za smeštaj protivtega i pogonskog agregata. Po bočnim stranicama platforme ugrađene su konzole za postavljanje staza za prolaz radnika pri održavanju bagera. Na platformi je smeštena kabina za rukovaoca sa upravljačkim pultom, a platforma je pokrivena karoserijom.

Slika 3.32.a Konstrukcija bagera kašikara 201-M firme MARION, sa dispozicijama; 1. strela bagera; 2. nosač

kašike; 3. užad za podizanje kašike; 4. kašika; 5. i 6. motori za guranje kašike i motori za kretanje bagera; 7. šarnirna veza nosača kašike i kašike; 8. pumpa za centralno podmazivanje; 9. blok za upravljanje; 10. grupa

motor-generator; 11. vitlo; 12. motori za obrtanje bagera; noseći prsten; 14. vešanje katarke bagera; 15. kabina rukovaoca

Slika 3.32 b 1. Strela, 2. Užad za dizanje kašike, 3. Kašika, 4. Užad za vuču kašike (kopanje), 5. Kabina rukovaoca, 6. Pogon obrtanja bagera, 7.

Papuča koračajućeg transporta, 8. Zamajni mehanizam i pogon transporta, 9. Pogon dizanja i spuštanja kašike, 10. Pogon za vuču kašike (kopanje), 11. Generatorska grupa (protivteg), 12. Reparaturni kran, 13. Noseći stub sa paketima koturača, 14. Užad za održavanje stabilnosti, 15.

Centralni stub sa paketima koturača, 16. Užad za podizanje i spuštanje strele, 17. Paket koturača na vrhu strele

Slika 3.33. Obrtna noseća platforma bagera kašikara EKG-12.5, dispozicija; 1. i 2. pogon dizanja strele;

3. pogon okreta; 4. pogon kopanja; 5. oslonac; 6. kabina rukovaoca; 7. platforma; 8. kompresor

Slika 3.34. Obrtna noseća platforma bagera dreglajna EŠ-5/45M, dispozicija; 1. pogon kopanja (vuča kašike);

2. pogon dizanja kašike; 3. pogon koračanja; 4. pogon okreta; 5. pneumatski sistem upravljanja; 6. sistem podmazivanja; 7. elektropogon (generatorska grupa)

Pri izboru mesta položaja mehanizama na okretnoj platformi neophodno je voditi računa o tome da se ostvari najprostija kinematska veza sa izvršnim tj. radnim organom bagera, da se obezbedi najkraće moguće rastojanje za hidro, pneumo, i elektro vodove, da su svi mehanizmi lako dostupni prilikom održavanja i remonta, da se najteži agregati smeste na zadnjem delu platforme čime se postiže smanjenje težine protivtega a time i mase bagera u celini. Raspored glavnih mehanizama na okretnoj platformi bagera kašikara se karakteriše time što se motor-generator kao najteži smešta na zadnjem delu platforme, a dizalice za dizanje kašike u srednjem delu platforme. Mehanizam za okretanje platforme, budući da je uvek kinematski vezan sa okretnim vencem postavlja se kako u prednjem, tako i u srednjem i zadnjem delu platforme. Dizalica za potiskivanje ručke kod savremenih bagera kašikara, sa užetnim sistemom potiskivanja, smešta se na prednjem delu platforme. Okretne platforme koračajućih bagera dreglajna služe i kao oslonac za mehanizam za koračanje. Kod velikih bagera unutar karoserije postavljena je jedna ili dva mostovska krana koji služi pri montažnim ili radovima održavanja. U zadnjem delu su vrata kroz koja se kranom izvlače mehanizmi. 3.2.6. KINEMATIČKA ŠEMA BAGERA SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM Postoje sledeće kinematičke šeme bagera sa jednim radnim elementom:

• Jednomotorni bageri s grupnim pogonom, • Višemotorni bageri sa individualnm pogonom i • Bageri sa kombinovanim pogonom.

Na slici 3.35 je dat primer osnovna šema bagera kašikara SE-3 sa mehanizmima i njihovim dispozicijama.

Slika 3.35. Kinematička shema bagera kašikara SE-3 (zapremina kašike 3-4 m3);1. mehanizam potiskivanja

ručke; 2. reduktor mehanizma potiskivanja ručke; 3. reduktor mehanizma dizanja strele; 4. glavni pogon dizanja kašike (kopanja); 5. pogon mehanizma okreta bagera; 6. mehanizam okreta (pogonski zupčanici); 7. pogon

mehanizma guseničnog transporta bagera; 8. mehanizam transporta (prenosnici); 9. kašika; 10. ručka; 11. reduktor mehanizma guseničnog transporta bagera; 12. gusenični lanac; 13. gusenični točkovi; 14. kabina

rukovaoca; 15. platforma; 16. dvostrani podupirač blok koturača; 17. strela Osnovne kinematičke šeme bagera kašikara i dreglajna su date na primerima u okviru slika 3.33 i 3.34.

Na slikama 3.36-3.37 date su pojedini kinematski preseci pojedinih pogona (reduktora).

Slika 3.36. Kinematička shema mehanizma transporta bagera kašikara EKG-3.2; 1. elektromotor; 2. reduktor;

3. prenosnik; 4. vodeći točak; 5. gusenična ploča

Slika 3.37. Kinematička shema mehanizma dizanja kašike bagera EŠ-5/45M; 1. elektromotor; 2. reduktor;

3. vitlo (doboš) 3.2.7. OSNOVNI MEHANIZMI Izvršni mehanizmi bagera sa jednim radnim elementom poseduju dva stepena slobode. Radi toga, rezanje i zahvatanje materijala obično predstavlja rezultat slaganja dva radna kretanja - podizanja i potiskivanja kod bagera kašikar, vučnog i podizanja kod bagera sa obrnutom kašikom i bagera dreglajn (kod hidrauličnih bagera treba ovima dodati još i mogućnost obrtanja kašike). Pored toga, za otkopavanje materijala neophodno je okretati gornji deo bagera, premeštati ga sa stajališta na stajalište, podizati ili spuštati strelu, otvarati dno kašike (kod bagera sa normalnom kašikom). Glavni zahtev za prenosne mehanizme bagera sa jednim radnim elementom je da se obezbedi izvršavanje svih pomenutih kretanja. Kod mašina sa jednim pogonom svaki izvršni mehanizam ima samostalnu kinematsku vezu sa motorom, te je, radi toga, potrebno obezbediti njegovo nezavisno priključivanje za motor, koji se nalazi postojano u pogonu. Kod višemotornih mašina nezavisnost radnih kretanja se postiže posebnim pogonom izvršnih mehanizama, pri čemu može biti ne samo jedan, već više generatora. Transmisije kod jednomotornih bagera treba da budu razvijenije od onih kod višemotornih, mada ove poslednje poseduju znatno složeniji i teži uređaj snage.

Mnogomotorni pogon se primenjuje uglavnom kod velikih bagera, jer bi, u protivnom, velika dužina transmisije izazvala osetno povećanje mase i cene bagera, a to bi bilo veće od cene za dopunske uređaje snage. Kod malih bagera je pogodnije imati složenu transmisiju nego primeniti mnogomotorni pogon. Univerzalni bageri se izrađuju prevashodno po jednomotornoj šemi, a oni za površinsko otkopavanje i za otkrivku po mnogomotornoj šemi. Zavisno od stepena korišćenja, mehanizmi bagera sa jednim radnim elementom se dele na glavne, koji neposredno učestvuju u bagerovanju materijala, i pomoćne. Na primer, kod bagera kašikara u glavne mehanizme spadaju: mehanizam za podizanje kašike, potiskivanje i vraćanje ručke (odnosno ručki), obrtanje platforme i otvaranje dna kašike, a u pomoćne: mehanizam za podizanje strele bagera. Kod bagera dreglajna i bagera sa obrnutom kašikom u glavne mehanizme spada mehanizam za vuču, podizanje kašike i obrtanje platforme. Dizalice bagera dele se, odgovarajuće podeli mehanizama bagera, na glavne i pomoćne. Na primer, dizalice za podizanje i potiskivanje kašike bagera kašikara, vuču i podizanje kod bagera dreglajna i bagera sa obrnutom kašikom nazivaju se glavnim, a dizalica za podizanje ili spuštanje strele - pomoćnim. Otuda i naziv vratila - vratilo glavne dizalice,vratilo reversa glavne dizalice i sl. � Mehanizam za potiskivanje kašike Potisna sila na kašiku se ostvaruje pomoću specijalog mehanizma – mehanizma za potiskivanje. Ovaj mehanizam može biti izveden po zavisnoj, kombinovanoj i nezavisnoj šemi. Sve ove šeme mogu biti ostvarene pomoću užetnog sistema potiska ručke odnosno kašike ili sistemom potiska pomoću zupčaste letve. Zavisni mehanizam za potiskivanje kašike u cilju izazivanja pritiska na stensku masu zavistan je od podizanja kašike jer se potiskivanje kašike i njeno podizanje vrši jednim užetom. Nezavisni mehanizam za potiskivanje je takav mehanizam kod kojeg se potiskivanje kašike u cilju stvaranja pritiska na stensku masu ostvaruje nezavisno od podizanja kašike, jer se podizanje kašike vrši posebnim užetom. Kombinovani mehanizam za potiskivanje je takav kod koga su sjedinjene konstruktivne osobine nezavisnog i zavisnog mehanizma: pritisak kašike na stensku masu ostvaruje se natezanjem užeta za dizanje (slika 3.38). Zavisna i kombinovana šema mehanizma za potiskivanje primenjuje se na malim modelima univerzalnih bagera sa normalnom visinskom kašikom. Nezavisna šema mehanizma za potiskivanje sa individualnim pogonom se primenjuje na bagerima srednjeg i velikog kapaciteta tj. na bagerima za otkopavanje i utovar i za otkopavanje i direktno prebacivanje otkopanih masa. Sila od pogona mehanizma za

potiskivanje, bilo da se radi o užetnom sistemu potiskivanja ili o sistemu potiskivanja preko zupčaste letve, prenosi se neposredno na ručku kašike pomerajući je u sedlastom ležištu. Kod mehanizma za potiskivanje sa zučastom letvom pogon mehanizma se nalazi na streli bagera u sedlastom ležištu. Položaj celog mehanizma za potiskivanje na bagerskoj streli povlači za sobom: povećanje prevrtnog momenta bagera, a s tim u vezi i povećanje mase protivtega pa je neophodno smanjiti ili zapreminu kašike ili radijus kopanja. Povećanje dinamičkog momenta inercije i radijusa masa, koje se u procesu rada okreću zajedno sa platformom, tj. povećanje rastojanja mase mehanizma za potiskivanje u odnosu na vertikalnu osu okretanja platforme, povećavaju se inerciona opterećenja delova mehanizma za okretanje platforme, pri čemu se povećava vreme ubrzanja i kočenja platforme pa se samim tim povećava i vreme trajanja cikiusa. S obzirom na ovo mehanizam za potiskivanje sa zupčastom letvom primenjuje se na bagerima koji su namenjeni za rad u naročito teškim uslovima. Kod bagera sa mehanizmom za potiskivanje pomoću užetnog sistema, dizalica mehanizma za potiskivanje ručke je smešena na okretnoj platformi, i to na prednjem delu okretne platforme. Potisna užad i povratna užad, odvijajući se sa doboša, navijaju se na koturove na streli bagera i idu ka prednjem i zadnjem koturu na ručki. Okretanje doboša izaziva osno pomeranje ručke. Užetni sistem je veoma prost i pri visokom kvalitetu užadi veoma je pouzdan u radu, a održavanje i remont ovog mehanizma je prosto i lako.

Slika 3.38 Mehanizam za potiskivanje

� Mehanizam za podizanje i vuču Ovaj mehanizam služi za saopštavanje kretanja na podizanje i vuču radnom elementu bagera. Kretanje podizanja i vuče se ostvaruje pomoću dizalica za podizanje i vuču.

Slika 3.39. Mehanizam za podizanje kašike bagera kašikara EKG-3.2; 1. elektromotor, 2. elastična spojnica,

3. reduktor, 5. vitlo (doboš), 6. uže Dizalice za podizanje kašike možemo podeliti po broju motora, doboša i reduktora. Po broju motora dizalice za podizanje kašike mogu biti: jednomotorne, sa dva motora i sa više motora. Broj motora za pogon dizalice za dizanje kašike kod nekih američkih bagera kašikara i dreglajna dostigao je deset (4250 kW). Po broju doboša dizalice za dizanje kašike mogu biti sa jednim ili sa dva doboša. Po broju reduktora dizalice za dizanje kašike mogu biti bez reduktora i sa reduktorom. Dizalice sa reduktorom sa svoje strane mogu biti: sa jednim, sa dva ili sa više reduktora. Elementi dizalica za podizanje i vuču kašike, kao i za potiskivanje kašike su standardizovane i unificirane (reduktori, doboši, kočnice, itd), lako se kombinuju. Doboši ovih dizalica se izrađuju od livenog gvožđa ili čelika sa fino obrađenim površinama kako bi se poboljšali uslovi namotavanja uzadi na doboš.

Slika 3.40. Mehanizam za podizanje kašike bagera kašikara SE-3.2;

Određivanje opterećenja i snage motora mehanizma za podizanje kašike U opštem slučaju, sila koja se pojavljuje u užetu za dizanje kašike sa kojom se i opterećuje motor mehanizma za dizanje kašike u procesu odkopavanja materijala, određuje se iz jednačine momenata koje stvaraju:

– otpor na kopanje materijala – Pk – težina kašine sa materijalom – Gk+m – težina držača kašike – Gd

Srednju snagu motora mehanizma za dizanje kašike dobijamo na bazi: – snage motora mehanizma za podizanje kašike za vreme kopanja; – snage motora mehanizma za podizanje pri okretanju platforme sa punom

kašikom na istovar; – snage motora mehanizma za podizanje pri okretanju prazne kašike za ponovni

utovar. � Uređaj za oslanjanje i obrtanje bagera Služi za prenošenje opterećenja od obrtne platforme na donji ram bagera. Zbog toga se u prednjem delu platforme postavlja kružni nosač. Na njega se sa donje strane pričvršćuje gornji kolosek uređaja za oslanjanje i okretanje ako je u pitanju konstrukcija sa valjcima, ili gornji osloni prsten, ako je u pitanju kuglični ili točkasto-valjkasti obrtno-osloni krug. Platforma se centrira u odnosu na donji ram bagera pomoću centralnog rukavca, koji osigurava – štiti platformu od bočnog pomeranja i prima oscilujuće sile koje nastaju pri ekscentričnom položaju rezultantne sile opterećenja na obrtnu platformu. Svi uređaji za oslanjanje i okretanje bagera sa jednim radnim elementom mogu se podeliti na uređaje:

- kod kojih se opterećenje od platforme prenosi na oslone valjke sa osovinama na uređaje, - kod kojih se opterećenje prenosi neposredno na valjke ili kugle.

Valjci se izrađuju cilindrični ili konični. Konični valjci manje se habaju nego cilindrični, ali im je izrada dosta složena. Primenjuju se uređaji za oslanjanje i okretanje bagera sa više i manje oslonih valjaka. Kod uređaja sa više oslonih valjaka, valjci se slobodno kreću između oslonih krugova. Kuglični ili točkasto-valjkasti osloni krugovi održavaju platformu od prevrtanja pri kopanju materijala ili podizanju tereta. Kod valjkastih uređaja za oslanjanje i okretanje, platforma se osigurava od prevrtanja pomoću navrtke na centralnom rukavcu ili specijalnim valjcima – hvatačima. Gornji osloni krugovi kod srednjih i većih modela bagera sa jednim radnim elementom izrađuju se u obliku kružnog rama sa otvorom za demontažu valjaka. Osloni krug kod malih modela bagera sastoji se iz kružnih sektora, smeštenih na srednjem delu obrtne platforme. Donji osloni krugovi se izrađuju kompaktni i u mnogim slučajevima zajedno sa zupčastim vencem.

Kod većih modela bagera valjci se oslanjaju na krugove iz kranskih ili železničkih šina. Kod teže opterećenih mašina postavljaju se dve šine, kod čega valjci mogu imati jedan ili dva ruba. Broj valjaka na velikim bagerima dostiže 100-150. Kod uređaja za oslanjanje i obrtanje bagera sa malim brojem valjaka, obično sa šest valjaka, konični valjci se obrću na osovinama, od kojih se dve učvršćuju u nosač obrtne platforme, a četiri – po dve (par) u balansire spojene sa obrtnom platformom. Pritisak se prenosi preko osovina četiri valjaka. Sve veću rasprostranjenost dobijaju kuglični uređaji za oslanjanje i obrtanje, koji omogućuju da se iz rada isključe centralni rukavac i zahvatni uređaji. Zavisno od dimenzija mašine i opterećenja primenjuju se jednosredni ili dvoredni kuglični uređaji za obrtanje. Kod univerzalnih bagera preimućstvo se primenjuju uređaji za oslanjanje i obrtanje sa valjcima nagnutim na različite strane.

Slika 3.41. Sheme uređaja za oslanjanje i obrtanje bagera; a) principijelna; b) sa centralnim rukavcem; c) sa

zahvatnim valjcima; d) sa unuverzalnim valjcima; e) sa kugličnim jednorednim krugom; f) sa valjčanim krugom kotrljanja; g) sa krugom valjanja točkića (valjaka); 1. donji ram, 2. donji prsten, 3. kotrljajuće telo, 4. gornji

prsten, 5. obrtna platforma, 6. centralni rukavac, 7. čep, 8. navrtka, 9. ozubljeni venac, 10. nosač, 11. zahvatni valjak, 12. univerzalni valjak, 13. jednoredni krug kugli, 14. dvoredni krug kugli, 15. ozubljeni venac

Slika 3.42. Sheme uređaja za oslanjanje i obrtanje bagera

3.2.8. KAPACITET BAGERA SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM Kapacitet bagera sa jednim radnim elementom može biti određen:

– računskim putem pomoću obrazaca koji su dopunjeni koeficijentima bagera i radilišta,

– hronometrijskim opažanjima rada bagera, – putem opažanja i ustanovljenih normi za otkopavanje, a na bazi prethodnih

merenja. Kapacitet bagera je određen kompleksom mašinsko-tehničkih, geomehaničkih, tehnoloških i organizacionih faktora. Od mnoštva tih uticajnih činioca pomenućemo one najglavnije:

– Konstruktivne i kinematičke parametre kao što su: zapremina kašike, brzina kopanja, brzina kružnog kretanja, tip i brzina transportnog uređaja, zatim dinamičke karakteristike - čvrstoća, trajnost i pouzdanost glavnih sklopova, itd.

– Fizičko-mehaničke karakteristike materijala koji se otkopava u prvom redu specifični otpor na kopanje, rastresitost, postojanje i karakter pukotina u masivu koji se otkopava, itd.

– Stepen usaglašenosti tehnoloških parametara radilišta i radnih parametara bagera,

– Organizacija radnih procesa na otkopu u celini: trajanje radnih smena i njihov broj u toku godine, tehnologija rada, dužina fronta rada, tip i organizacija transporta otkopanih masa, tehnologija odlaganja, itd.

Konstruktivni i kinematički parametri bagera su u potpunosti određeni konstrukcijom bagera i nepromenljivi su za određeni model bagera. Ostali faktori su promenljivi i zavise od eksploatacionih uslova. U skladu sa stepenom učešća napred pomenutih faktora razlikujemo:

– teoretski kapacitet, – tehnički kapacitet, – eksploatacioni kapacitet.

� Teoretski kapacitet Teoretski kapacitet bagera sa jednim radnim elementom je određen proizvodom računske zapremine q i računskog (konstruktivnog) broja ciklusa u minuti, pri računskim brzinama i opterećenjima. Teoretski kapacitet u stvari predstavlja učinak bagera za jedan čas neprekidnog rada. Kako se u procesu kopanja kašika puni rastresitim materijalom to se teoretski kapacitet Izražava u m3 rastresite mase na čas. Kod proračuna teoretskog kapaciteta uzima se da je koeficijent punjenja jedinica Kp = 1 i koeficijent rastresitosti materijala u bagerskoj kašici takođe da je ravan jedinici Kr = 1, što naravno nije slučaj. Obzirom na ovo teoretski kapacitet se može smatrati kao uslovna veličina koja može da posluži kao veličina za poređenje konstruktivnih osobina raznih bagera. Qteor = 60 q nt , m

3rm/h gde je:

q - geometrijska zapremina kašike bagera, m3 nt - računski (konstruktivni) broj ciklusa u minuti.

Računski broj ciklusa u minuti se određuje pri uglu okretanja bagera od 90o (za kašikare) i 135o za dreglajne, pri normalnoj visine etaže, koja je jednaka visini odlaganja na gomilu i računskim brzinama i opterećenjima. Broj ciklusa u minuti može se odrediti iz odnosa: nt = 60 / tc gde je

tc – trajanje ciklusa

tc = tk + to + ti + to' , sec gde je:

tk – vreme kopanja, sec to – vreme okretanja pune kašike,sec ti – vreme istovara kašike, sec to' – vreme okretanja prazne kašike, sec

Vreme kopanja: tk = lk / vk, sec gde je

lk - put kopanja, m vk - brzina kopanja, m/sec

Vreme okretanja:

max

sr2omaxk

2o

2max

oW36.1Nb

)37,1(JWt

β

η

η+

+

+=

gde je:

w – maksimalna ugaona brzina, rad/s npl – broj obrtaja platforme, mm J – inercioni moment obrtnih delova, kgm2 η– koeficijent korisnog dejstva uređaja za kružno kretanje - 0,85 bk – koeficijent koji karakteriše višemotorne i jednomotorne bagere (za višemotorne bagere bk = 275, za jednomotorne bk = 175) Nmax – maksimalna snaga motora za kružno kretanje, kW βsr – ugao zaokretanja kašike tj. srednji ugao pri pražnjenju kašike, rad

Vreme istovara:

g

h2t

2

tgh

ki

2

k

⋅=

⋅=

hk - visina kašike u trenutku pražnjenja, m g - ubrzanje zemljine teže, m/sec2

� Tehnički kapacitet Tehnički kapacit predstavlja maksimalno mogući učinak bagera izražen u m3 čvrste mase za jedan čas rada pri određenim karakteristikama materijala koji se otkopava i za određene parametre bloka tj. radilišta. Tehnički kapacitet daje mogućnost da se odredi stepen stvarnog iskorišćenja bagera. Obrazac za proračun tehničkog kapacitet je:

r

pteh

K

Knq60Q = , m3č.m./h

Kp – koeficijent punjenja kašike materijalom koji pokazuje stepen punjenja kašike rastresitim materijalom, a koji je jednak odnosu zapremine materijala u kašici i geometrijske zapremine kašike. Kr – koeficijent rastresitosti materijala u kašici koji je jednak odnosu zapremine rastresitog materijala u kašici i zapremine materijala u čvrstoj masi.

� Eksploatacioni kapacitet bagera Eksploatacioni kapacitet bagera određuje kapacitet bagera uzimajući u obzir karakteristike materijala koji se otkopava, parametre radilišta kao i stepen iskorišćenja kalendarskog fonda vremena na bagerovanju. Dakle, na veličinu ovog kapaciteta utiču i svi organizacioni i tehnološki zastoji na radilištu i otkopu u celini. Obrazac za određivanje eksploatacionog kapaciteta je:

kTr

ptek T

K

Kn60Q η= , m3č.m./Tk

Eksploatacioni kapacitet se može računati za smenu, dan, mesec, kvartal, godinu. Najčešće se on računa za duži vremenski interval (npr. godina) jer koeficijent vremenskog iskorišćenja nije reprezentativna veličina za kraće vremenske intervale kao npr. čas, smena, dan. Koeficijent vremenskog iskorišćenja je definisan izrazom:

k

bT T

T=η ili

k

ef

T

T

Često se vremensko iskorišćenje izražava u procentima od kalendarskog vremena pa shodno tome je:

100T

T

k

efT ⋅=η , % Tk

k

uzpzk

k

zk

k

efT

T

)TT(T

T

TT

T

T +−=

−==η

Neplanirani zastoji su takvi zastoji koji se ni po vremenu nastanka, ni po trajanju ne mogu ni približno prognozirati. Tn su pre svega zastoji zbog elekstro-mašinskih kvarova, raznih havarija, opšteg nestanka struje, uticaja diskontinualnog transporta itd. Može se predpostaviti da njihova veličina iznosi Tnz = 0,2 Tr, pri čemu je Tr = Tk - Tpz. Kapacitetno iskorišćenje bagera predstavlja odnos između efektivnog tj. stvarnog kapaciteta i teoretskog:

t

efB

Q

Q=η

Tabela 3.3. Maksimalna vrednost za koeficijent punjenja bagerske kašike Kp

0,55-0,80,75-0,85Loše izminiran (isitnjen) materijal

1,10-1,201,25-1,40Vlažna teška glina

0,95-1,01,0-1,10Suva teška glina

1,18-1,201,30-1,50Glina (vlažna)

0,98-1,061,08-1,18Glina (srednje suva)

0,8-1,01,05-1,12Glinovita zemlja (suva)

1,1-1,21,15-1,23Vlažan i krupan pesak

0,8-0,90,95-1,02Suv pesak, krupan pesak, šljunak i dobroisitnjen miniran materijal

DreglajnKašikarMaterijal

0,55-0,80,75-0,85Loše izminiran (isitnjen) materijal

1,10-1,201,25-1,40Vlažna teška glina

0,95-1,01,0-1,10Suva teška glina

1,18-1,201,30-1,50Glina (vlažna)

0,98-1,061,08-1,18Glina (srednje suva)

0,8-1,01,05-1,12Glinovita zemlja (suva)

1,1-1,21,15-1,23Vlažan i krupan pesak

0,8-0,90,95-1,02Suv pesak, krupan pesak, šljunak i dobroisitnjen miniran materijal

DreglajnKašikarMaterijal

Napomena: u tabeli su date maksimalne vrednosti, stvarne vrednosti su osetno niže i za većinu materijala kreću se u granicama Kp = 1,10-0,65.

Tabela 3.4

1,411,451,281,221,171,083,0-15,0

1,441,481,321,251,201,101,0-3,0

1,461,501,351,271,221,120,25-0,75

loše isitnjenedobro isitnjene

Cvrste stenaGline

teške

Gline

srednje

teške

Glinovita

zemlja

Pesak i

krupan

pesak

Zapremina

kašike

1,411,451,281,221,171,083,0-15,0

1,441,481,321,251,201,101,0-3,0

1,461,501,351,271,221,120,25-0,75

loše isitnjenedobro isitnjene

Cvrste stenaGline

teške

Gline

srednje

teške

Glinovita

zemlja

Pesak i

krupan

pesak

Zapremina

kašike

3.2.9. PRIMENA BAGERA SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM Bager kašikar se na površinskim kopovima primenjuje za otkopavanje mekih i sipkih materijala, kao i čvrstih ali prethodno isitnjenih tj. izminiranih materijala. Bager kašikar je konstruktivno predodređen za visinski rad tj. otkopavanje materijala iznad nivelete planuma na kojem se sam bager nalazi. Doduše, bager kašikar može da kopa materijal i ispod niveleta planuma na kojoj se nalazi, ali je ta dubina kopanja neznatna. U visinskom radu bager kašikar može da kopa materijal u bloku ili u frontu. Međutim, sa tehničko-tehnoloških i drugih aspekata rad bagera kašikara u frontu je neracionalan.

� Tehnološki parametri otkopnog bloka bagera kašikara Kod rada bagera kašikara u visinskom bloku razlikujemo sledeće tehnološke parametre bloka:

– visinu bloka – Hb, – širinu bloka Bb, – ugao nagiba etažne kosine β i – korak napredovanja bloka.

Visina bloka Hb Visina bloka zavisi od visine kopanja bagera, koja pak sa svoje strane zavisi od dužine strele i ugla nagiba strele, ručke bagera kao i od fizičko-mehaničkih karakteristika materijala koji se otkopava tj. od geomehaničkih uslova stabilnosti etažnih kosina. Neusaglašenost visine bloka i otkopne visine bagera ima za posledicu da se pri vrhu etaže stvara tzv. kapa od materijala koja je sklona obrušavanju pa predstavlja potencijalnu opasnost za bager i ljudstvo koje isto opslužuje.

Visina bloka Hb kod otkopavanja vezanih stena se bira shodno zavisnosti Hb ≤ Hkmax. Kod otkopavanja mekih materijala visina bloka se po pravilu usvaja da je jednaka visini kopanja bagera, odnosno visini ose sedla za ručke Hb = Ho. Kod otkopavanja sipkih ili čvrstih ali prethodno isitnjenih tj. izminiranlh materijala visina bloka može da iznosi Hb ≤ 1,5 Hkmax jer se u predelu gornje ivice etažne kosine ne stvara svod od materijala već materijal postepeno klizi ka donjem delu etaže tj. dolazi u delokrug dejstva bagera ne ugrožavajući sigurnost rada bagera i ljudstva.

Minimalna visina bloka se bira shodno zavisnosti: Hbmin ≥ 2/3 Hk što proizilazi iz uslova da se kašika, krečućI se od donje do gornje ivice etažne kosine pri mogućoj debljini odreska, napuni materijalom.

Slika 3.43. Shema za određivanje dimenzija radilišta pri primeni bagera kašikara

Visina bloka kad bager utovara otkopane mase iznad planuma na kojem stoji zavisi od visine pražnjenja i visine transportnog sredstva i može se odrediti shodno zavisnosti: Hb = Hpmax - (hv + hs) gde je:

Hpmax – maksimalna visina pražnjenja, hv – visina vagona ili kamiona tj. visina transportnog sredstva, hs – sigurnosno rastojanje Između gornje ivice transportnog sredstva i donje ivice poklopca za zatvaranje dna kašike u opuštenom stanju tj. u procesu pražnjenja kašike. Obično iznosi 0,5-0,7 m.

Širina bloka - Bb Širina bloka Bb zavisi od radijusa kopanja i radijusa pražnjenja. Ne mali uticaj na širinu bloka ima i vrsta primenjenog transporta otkopanih masa. Sa aspekta širine razlikujemo: normalne, uzane i široke blokove. Blok maksimalne širine Bmax: Bmax = Rkmax + Rpmax - (c + H cotgβb) Bmax = Rkh + Rpmax - s , m Kod primene železničkog transporta blok je po pravilu normalne širine. Širina normalnog bloka je ograničena radijusom kopanja bagera na planirnoj ravni odnosno radijusom kopanja na planumu na kojem se bager nalazi. Ovde možemo razlikovati unutrašnji i spoljašnji deo bloka. Shodno tome širina bloka iznosi: Bb = Bu +Bs gde je:

Bu – unutrašnja širina bloka Bs – spoljašnja širina bloka.

Širina unutrašnjeg dela bloka se po pravilu bira:

Bu = Rkh Spoljašnja širina bloka se bira iz uslova zadovoljavajućeg punjenja kašike materijalom bez pojave odguravanja materijala u stranu otkopanog prostora u predelu sučeljavanja čeone i bočne kosine. Ovo se postiže ako ugao okretanja bagera u stranu otkopanog prostora ne prelazi ugao 30 – 45 stepeni. Shodno ovome sledi: Bb = Rkh + Rkh sin 30o, ili Bb = Rkh + Rkh sin 45o, što iznosi Bb = (1,5 -1,7) Rkh Kod železničkog transporta bira se po mogućnosti što veća širina bloka jer se na taj način smanjuje broj pomeranja transportnih puteva (koloseka) u toku godine tj. zahvata se veći obim masa za jedan prolaz bagera duž etaže, što evidentno povlači za sobom povećanje vremenskog iskorišćenja bagera. Kod odvoza otkopanih masa kamionskim transportom blok može biti: normalan, uzan i širok:

- normalan Bb = (1,5-1,7) Rkh - uzan Bbu < Bb - širok Bbš > Bb

Uzan blok se primenjuje za slučaj ako je podloga čvrsta i nije potrebno dodatnih radova i troškova za izgradnju pristupnih puteva za kamione. Kod primene uzanih blokova smanjuje se srednji ugao zaokretanja bagera pri utovaru materijala u kamion pa se samim tim smanjuje i trajanje ciklusa, odnosno povećava se kapacitet bagera. Širina uzanog bloka po pravilu iznosi: Bbu = (0,7-1,0) Rkh Širok blok se primenjuje tamo gde je moguć dvostran prilaz kamiona za utovar. Kod primene odvoza otkopanih masa tračnim transporterima može se koristiti normalan blok: Bb = (1,5 - 1,7) Rkh za slučaj kada se utovarni bunker postavlja bočno od tračnog transportera ili iznad njega. Ako utovarni bunker ima konzolni transporter ili međutransporter širina bloka može iznositi i do Bbš = 4,5 Rkh. Širina bloka kod otkopavnja prethodno izminiranog materijala: kod utovara prethodno izminiranog materijala obično se usvaja normalna širina bloka: Bb = (1,5 - 1,7) Rkh Ugao nagiba etažne kosine β. Ugao nagiba etažne kosine je ugao između nivelete planuma i trajektorije kretanja bagerske kašike i po pravilu iznosi od 70 do 80o. Širina bloka kod direktnog prebacivanja masa u otkopani prostor: Vb Kr = Vo F1 Kr = F2

� Tehnološke šeme rada bagera dreglajna Bager dreglajn se na površinskim kopovima primenjuje za otkopavanje i utovar ili za otkopavanje i direktno prebacivanje otkopanih masa i to mekih i sipkih masa kao i čvrstih ali prethodno isitnjenih (izminiranih) masa. Bager dreglajn je konstruktivno predodređen za dubinski rad tj. za otkopavanje materijala ispod planuma na kojem se sam bager nalazi. Bager može da radi i visinski, međutim visina kopanja iznad planuma na kojem se bager nalazi po pravilu ne treba da bude veća od Hv = (0,5-0,7) Hp. Za visinski rad se mogu koristiti bageri dreglajni sa zapreminom kašike q ≥ l0 m3. Kod visinskog rada evidentan je pad kapaciteta i povećan obim radova pomoćne mehanizacije. Bager dreglajn radi u bloku, u frontu ili bočno. Najčešće se koristi rad u dubinskom bloku. Rad u frontu (tzv. potkopavajući način rada) i bočni rad, kad bager otkopava suprotnu kosinu od one na kojoj se nalazi, se ređe koriste.

Slika 3.44. Šema za određivanje dimenzija radilišta pri primeni bagera dreglajn kod dubinskog načina rada

Visina odnosno dubina bloka – Hb Dubina bloka zavisi od dužine užeta za dizanje kašike koja može da se namota na doboš dizalice za dizanje (to je kataloška vrednost dubine bloka), fizičko-mehaničkih karakteristika materijala koji se otkopava tj. uslova stabilnosti etažnih kosina kao i od širine osnovice prizme obrušavanja materijala. tgβ = H / (Rk - N) H = (Rk - N) tgβ

Slika 3.45. Šema za određivanje dimenzija radilišta pri primeni bagera dreglajn kod bočnog načina rada

s = y - x x = H cotg β y = H cotg α s = H (cotg α - cotg β) Širina bloka Bb Širina bloka zavisi od radijusa kopanja i ugla zaokretanja bagera pri utovaru materijala u sredstva transporta ili istovara na odlagalištu. Širina bloka se može odrediti shodno zavisnosti: Bb = Rk sinϕ1 + Rk sinϕ2 , odnosno Bb = Rk (sinϕ1 + sinϕ2 ), pri čemu vrednost uglova ϕ1 i ϕ2 obično iznosi ϕ1 = 30 - 45o ϕ2 = 30 - 45o gde su ϕ1 i ϕ2 uglovi zaokretanja bagera od njegove podužne ose pri kopanju. Obično se usvaja da je ugao ϕ1 = 0 pa je širina bloka definisana izrazom: Bb = Rk sinϕ1 Ponekad se bageri dreglajni primenjuju za otkopavanje i utovar otkopanog materijala u sredstva transporta (bageri sa zapreminom kašike od 4-10 m3) pa se širina bloka može odrediti shodno zavisnosti: Bb = Rk sinϕ1 + Rp sinϕ2 - (c + A/2 + Hcotg β) gde je

c – osnovica prizme obrušavanja materijala, A – dužina pragova koloseka.

3.2.10. PRIMENJENI POGONI NA BAGERIMA SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM Na bagerima sa jednim radnim elementom, primenjuju se sledeće vrste pogona:

• dizel motorima, snage do 440 kW; • elektromotorima jednosmeme ili naizmenične struje različite snage; napona

do 500 V kod snage 100—500 kW i do 6.000 V pri većim snagama; • hidrauličnim motorima — od hidrauličnih mašina koje pokreću radne

točnosti, a koje stavljaju u kretanje pumpe, odnosno sistem pumpi; • kombinovanim sistemima: dizel-električni, dizel ili elektro-hidraulični, dizel-

pineumatski i slično. Režim rada bagera sa jednim radnim elementom se karakteriše stalnom pramenom opterećenja, čestim zaustavljanjem i uključivanjem, čiji broj u toku jednog časa rada dostiže cifru 600. Zbog toga je najceliishodnije ove bagere opremati nezavisnim, brzo reverzibilnim motorima. Dizel motori se primenju za pogon manjih bagera namenjenih za rad u mekim materijalima. Za rad u čvršćim materijalima bager sa dizel pogonom nije pogodan, jer je u ovakvim slučajevima nemoguće izbeći usporavanje kretanja kašike i velika preopterećenja pogona. Dizel pogon ima visok k. k. d., relativno je lako održavanje, ima relativno malu težinu i gabarit i ekonomičan je pri eksploataciji. Bager sa dizel pogonom nije zavisan od spoljinih energetskih izvora i brzo je spreman za rad. Istovremeno, dizel pogon ima i suštinske nedostatke, koji ga čine nepogodnim za upotrebu na bagerima srednjeg i velikog kapaciteta, a to su u prvom redu nemogućnost većeg preopterećenja, autore-gulisanja i reversiranja. Pogon bagera električnim motorima je najekonomičniji, odlično prima preopterećenja, lako je upravljanje i omogućeno je reversiranje. Za pogon bagera se primenjuju asinhroni motori jednosmerne struje. Asinhroni motori naizmenične struje ne poseduju u dovoljnom stepenu autoregulirajuću sposobnost. Pri smanjenju brzine obrtanja, posle nekog predela, momenat opada i analogno ovome preopterećeni motor se ne može ponovo ubrzati posle smanjenja opterećenja. Postoji mogućnost da se karakteristika asimiliranog motora smekša uvođenjem otpora u kolo rotora, ali to dovodi do gubitka energije. Znatno bolju karakteristiku poseduje elektromotor na jednosmernu struju, koji se napaja strujom iz generatora jednosmerne struje, koji se pogoni asinhronim motorom (generator-motor). U ovoim slučaju, sa povećanjem opterećenja motor smanjuje brzinu, ali ne tako oštro, i tek se pri preopterećenju, koje je tri puta veće od nominalnog, zaustavlja. Smanjenjem preopterećenja brzina obrtanja motora se naglo povećava. Ovakvim sistemom pogona moguće je lako ostvariti gener atomsko kočenje motora sa vraćanjem energije u mrežu. Brzinu obrtaja motora je moguće regulisati u širokom predelu sa vrlo malim gubicima energije. Sistem generator-motor je vrlo rasprostranjen na bagerima srednjeg kapaciteta. Nedostatak ovakve vrste pogona je doista veliko investiciono ulaganje, zbog toga što svaki motor zahteva poseban generator i mrežni motor za pogon generatora. Karakteristika pogona po sistemu generator-motor sa elektromašinskim pojačivačem najviše odgovara u.slovima rada elektro-pogona bagera. Do izvesne granice povećanje otpornog momenta gotoivo ne utiče na smanjenje brzine obrtaja motora. Iza ove

granice motor oštro smanjuje brzinu obrtaja i zaustavlja se. Sa smanjenjem opterećenja motor brzo povećava brzinu obrtaja. Takva mehanička karakteristika se naziva bagerskom. Primena elektromagnetnog pojačivača dozvoljava da se skrati vreme potrebno za ubrzavanje i kočenje, a analogno ovome i vreme trajanja radnog ciklusa. Kod ovog sistema pogona moguće je ostvariti, ne stepenasto, već ravnomerno regulisanje brzine obrtanja. Sistem generator — motor — elektromašinski pojačivač se primenjuje kod bagera velikog kapaciteta. Dizel-električni pogon bagera se sastoji iiz dizel-motora, koji pogoni generator jednosmerne ili naizmenične struje, koji proizvedenom strujom napaja elektromotore kojima se pogone osnovni mehanizmi bagera. Ovakvim pogonom, pored toga što se dobija bolja pogonska karakteristika bagera, ostvaruje se individualni pogan mehanizama što, u osnovi, pojednostavljuje konstrukciju bagera. (Dizel-električni pogon je naročito pogodan za bagere, koji rade u prede-lima, do kojih je neekoinomično graditi električnu mrežu. Kod savremenih konstrukcija bagera u sve većoj meri se primenjuje hidraulični pogon. Isto tako, ova vrsta pogana se koristi i kod bagera srednjeg i velikog kapaciteta, za upravljanje pojedinim mehanizmima. Za hidraulični pogon se primenjuju aksijalme — klipne pumpe različitog kapaciteta i pritiska. Primena hidrauličnog pogona osobito je efikasna za bnzu promenu radnih dimenzija bagera u procesu rada. 3.2.11. UPRAVLJANJE BAGERIMA SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM Jedna od karakterističnih osobina radnog procesa bagera je potreba da se praktično neprekidno uključuju i isključuju transmisije, promene vrednosti i smerovi brzina kretanja i sile, regulišu trajektorije rezanja i dr. Bagerista bagera sa jednim radnim elementom učini u jednoj minuti 40 - 50 uključivanja ili isključivanja ručicama i pedalama upravljanja. Pri ovom u mašini ne smeju da nastaju dinamička preopterećenja, a sigurnost rada i potrebni uslovi za rad personala treba da budu bezbedni pri ispunjavanju svih tehnoloških funkcija mašine. Upravo rečeno, treba da obezbede sistemi upravljanja mašinom, pod kojima se podrazumeva sveukupnost uređaja za upravljanje mašinom. Usavršavanje bagera u sve većoj meri zavisi od savršenosti sistema upravljanja sa kojim je vezana i mogućnost, odnosno automatizacija rada mašine. Sistemi upravljanja predstavljaju po sebi uzajamno zavisne karike: pogon - radni organ - motor -radna sredina. U elementima sistema upravljanja koriste se prirodna svojstva i zakonitosti tvrdih tela, tečnosti, gasa, elementarne energije. Saglasno sa vrstom korišćene energije razlikuju se sistemi i njihovi elementi: hidraulični, mehanički, pneumatski, električni i kombinovani. Široku primenu imaju hidraulični sistemi upravljanja. Kod mašina male snage racionalno se koriste mehanički sistemi upravljanja. Svoje dobre strane poseduju i električni sistemi upravljanja. Sistem za upravljanje kod bagera sa jednim radnim elementom treba da zadovolji sledeće uslove:

• da oebezbedi pomicanje, odnosno hod upravljaičkih poluga (ručica, pedala)

sa naprezanjem, ne većim od 30 N, a hod upravljačkih poluga da ne bude duži od 300 mm,

• organi za upravljanje treba da budu jednostavni za regulisanje i da očuvaju regulisanost za duži period vremena.

Sl. 3.46 — Sema uređaja za mehaničko upravljanje bagera

1 poluga za upravljanje glavnom spojnicom; 2 poluga za upravljanje mehanizmom reversa; 3 poluga za uključivanje bubnja glavne dizalice; 4 pedala za stavljanje u dejstvo kočnice pri podizanju; 5 poluga za uključivanje vuče na glavnoj dizalici; 6 pedala za stavljanje kočnice u dejstvo pri vuči

Pedale i ručice, koje se retko uključuju ili isključuju (3-4 puta na čas), mogu imati potrebnu silu za uključivanje i do 150 – 200 N. Najčešće su u primeni sledeće vrste upravljanja:

• mehanički sistem, • hidraulični sistem, • pneumatski sistem, • kombinovani sistem.

Mehanički sistem za upravljanje (sl. 3.46) je najprostiji za izradu, siguran u eksploataciji i poseduje visoku osetljivost. U današnje vreme ovaj sistem se prrmenjuje kod bagera sa jednoimotornim pogonom sa kašikom zapremane do 0,5 m3. Radi smanjenja potrebne sile (napora) za pokretanje upravljačkih poluga (obično za 2 puta) pr'imenjuju se servomotori, koji se postavljaju na osnovnim firikcioinim spojnicama za uključivanje (podizanje, vuča, potiskivanje). Upravljanje se ostvaruje pomoću poluga i pedala koje se postavljaju uz sedište bageriste. Ovaj sistem zahteva uredno i dobro podmazivanje, jer nepažnja u tome dovodi do brzog ha'banja pojedinih delova (naročito zglobova) i česte potrebe za regulisanjem. Pedale i ručice, koje se retko uključuju ili isključuju (3—4 puta na čas), mogu imati potrebnu silu za uključivanje i do 150 – 200 N. Primanjuju se sledeći sistemi za upravljanje bagerima: mehanički, hidraulični, pineumatlski i električni. Mehanički sistem za upravljanje je najprostiji za izradu, siguran u eksploataciji i poseduje visoku osetljivost. U današnje vreme ovaj sistem se prrmenjuje kod bagera sa

jednoimotornim pogonom sa kašikom zapremane do 0,5 m3. Radi smanjenja potrebne sile (napora) za pokretanje upravljačkih poluga (obično za 2 puta) primenjuju se servomotori, koji se postavljaju na osnovnim firikcioinim spojnicama za uključivanje (podizanje, vuča, potiskivanje). Upravljanje se ostvaruje pomoću poluga i pedala koje se postavljaju uz sedište bageriste. Ovaj sistem zahteva uredno i dobro podmazivanje, jer nepažnja u tomedovodi do brzog habanja pojedinih delova (naročito zglobova) i česte potrebeza regulisanjem. H i d r a u l i č n i s i s t e m za u p r a v l j a n j e (slika 3.47) primenjuje se na univerzalnim i poluuniverzalnim bagerima sa kašikom zapremine 0,5-3,0 m3. Ovaj sistem je dosta kompaktan i dozvoljava upravljanje mehanizmima udaljenim od upravljačkog pulta, beiz priniene poluga, tegova, zglobova i si., tj. elemenata mehaničke veze. Upravljanje se vrši sa naprezanjem, ne većim od 10 N. Sistem zahteva brižljivu negu i primenu određenih vrsta ulja, koja odgovaraju pojedinim godišnjim dobima. Ovaj sistem posediuje veliku oštrinu kod uključivanja, što izaziva velika dinamička naprezanja u mehanizmima i metalnoj konstrukciji. Kod hidrauličnog sistema za uspravljanje jednomotornim bagerom, uključivanje mehanizama se vrši pomoću izvršnih cilindara, u koje se pumpama ubacuje (upumpava) ulje. Raspodela ulja se vrši pomoću sistema ventila za upravljanje. Radi održavanja neophodnog pritiska u sistemu služi hidraulični akumulator, a kao zaštita od brzog povećanja pritiska postavlja se specijalni sigurnosni ventil. Radni pritisak ulja u hidrosistemu iznosi od 250 - 400 N/cm2. Leti se primenjuje cilindarisko, a zimi transformatorsiko ulje. Ulje treba menjati posle svaka 3 meseca neprekidnog rada.

Slika 3.47 Hidraulički sistem upravljanja

Slika 3.48 Hidraulički sistem upravljanja- blok za upravljanje

P n e u m a t s k i s i s t e m za u p r a v l j a n j e (slika 3.49) primenjuje se na bagerima malog i srednjeg kapaciteta. Odlikuje se dabrom radnom sposobnošću i neophodnim blagim uključivanjem radnih mehanizama, što se oibezoeđuje diferencijalnim ventilima za upravljanje. Mehanizmi, koji se retko uključuju (hodni mehanizam, i si.) ne zahtevaju veću postupnost te su, kod uključivanja, ti uređaji za upravljanje snabdeveni slavinama prostog dejstva. Radni pritisak vazduha u pneumo-sistemu iznosi 40 - 60 N/cm2. Ručice - poluge za upravljanje imaju hod 120—150 mm; sila potrebna za njihovo pokretanje iznosi 15—20 N. Da bi se omogućio rad sistema i u zimskom periodu, predviđeni su, u sistemu, uređaji za izdvajanje vlage i uređaji za sušenje vazduha.

Slika 3.49 Pneumatski sistem upravljanja

E l e k t r i č n i s i s t e m za u p r a v l j a n j e primenjuje se samo kod višemotornih bagera sa elektromotornim pogonom, i to daljinsko upravljanje pomoću komandnih kontrolora. Sila potrebna za pokretanje komandnih ručki na komandnim kontrolerima ne prelazi 10 N, a hod ručki za upravljanje 120 mm. 3.2.12. STATIČKI PRORAČUN BAGERA SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM Statički proračun bagera ima za cilj da odredi:

– uravnoteženost platforme, – stabilnost bagera i – specifični pritisak na tlo.

� Bager kašikar Uravnoteženost platforme Uravnotežiti platformu znači sprečiti da rezultanta težine okretne platforme sa svim mehanizmima na njoj i radnim organom (sa punom ili praznom kašikom) ne izađe van opsega mnogougaonika koji se dobija spajanjem tačaka kotrljanja oslonih valjaka sa okretnom stazom. Pomeranje rezultante napred ili nazad u odnosu na okretnu osu poželjno je da bude isto. Uravnoteženje okretne platforme se ostvaruje odgovarajućim mehanizmima na platformi i izborom mase protivtega. Masa protivtega Masa protivtega se određuje za dva računska položaja:

– kašika je spuštena na tlo – kašika je puna i ručka isturena na 2/3 dužine.

Slika 3.50. Položaji bagera kašikara za izračunavanje mase protivtega Položaj A odgovara mogućnosti da rezultanta bude nazad. Masa protivtega ili njegova težina može biti određena iz jednačine momenta u odnosu na tačku A. Pri uslovu da rezultanta prolazi kroz tačku A koja predstavlja krajnji dozvoljeni položaj rezultante unutar kruga kotrljanja, jednačina momenta dobija oblik:

Gpr (rpr - ro) + Gpe (rpe - ro) = Gs (rs + ro)

)rr(g

)rr(G)rr(Gm

opr

opeprossIpr

−

−−+=

Položaj b odgovara mogućnosti da rezultanta izađe ispred tačke B. Gpr (rpr + ro) + Gpe (rpe + ro) = Gk+m (rk+m - ro) + Gr (rr - ro) +Gs (rs + ro)

)rr(g

)rr(G)rr(G)rr(G)rr(Gm

opr

opeprossorromkmkIpr

+

+−−+−+−=

++

Pri izboru mase protivtega dovoljno je dobiti da je:

IIpr

Ipr mm ≥

i usvaja se masa protivtega

Iprpr

IIpr mmm <<

Ako je

Ipr

IIpr mm >

to pokazuje da su mehanizmi prekomerno na platformi pomereni napred, ili da je radni organ previše dugačak i težak ili da je izabrani prečnik oslonog kruga mali.

Ako je

Ipr

IIpr m0m <<

to znači da je radni organ nepotrebno lak ili kratak ili su mehanizmi na platformi prekomerno pomereni unapred. Stabilnost

- u procesu kopanja:

Slika 3.51. Položaji bagera kašikara za izračunavanje stabilnosti bagera pri procesu kopanja

Koeficijent stabilnosti:

p

zs M

Mk

∑

∑=

Suma zadržnih momenata:

( )⋅+⋅+⋅=∑ dpdpplplprprz rGrGrGM

Suma prevrtnih momenata: - u procesu transporta (nejnepogodniji slučaj slika 3.52 a):

Slika 3.52. Položaji bagera kašikara za izračunavanje stabilnosti bagera pri procesu transporta

rGrGrGrPM rrssmkmkktp

⋅+⋅+⋅+⋅=

=⋅+⋅+⋅+⋅=∑ ++

( ) ( )

( ) ( ) αααα

αααα

coscos

coscos

⋅⋅−⋅+⋅⋅−⋅+

+⋅⋅−⋅+⋅⋅−⋅=Σ

tghrGtghrG

tghrGtghrGM

kkkrrr

stststdpdpdpz

� Bager dreglajn Masa protivtega za bager dreglajn određuje se takođe za dva računska položaja:

– kašika je spuštena na zemlju, strela je podignuta sa maksimalnim uglom 45-50o, – kašika je puna materijala i podignuta je maksimalno ka vrhu strele, a strela je spuštena

na maksimalni ugao nagiba 25-30o. Postupak proračuna je isti kao i kod bagera kašikara. Stabilnost bagera dreglajna se proverava za najkritičniji slučaj, a to je kada se bager okreće sa punom kašikom na nagibu (slika 3.53)

hpr

hst

hk+m

x

y

hpr tgα

rpr

c

z

rpl

d/2rst

rk+m

rpr

d/2

hpr

hpl

hdpho

α

α

α

βmin

Ls

Gpr

Gpr

Gpl

Gdp

Gst

Gk+m

Slika 3.53. Shematski prikaz bagera dreglajna pri izračunavanju stabilnosti

p

zs M

Mk

Σ

Σ=

Ovaj koeficijent stabilnosti bagera u radu je 1.1k15.1 s >> . Suma zadržnih momenata:

plpl,cprpr,cdpdpdp

plplplprprprz

hFhFcostgh2

drG

costgh2

drGcostgh

2

drGM

⋅+⋅+⋅

⋅−+⋅+

+⋅

⋅−+⋅+⋅

⋅−+⋅=

αα

ααααΣ

Centrifugalna sila usled okretanja protivtega:

pr

2pr

pr2

prpr,c r30

n

g

GrmF ⋅

⋅⋅=⋅⋅=

πω

( ) ( ) ⋅+⋅⋅−⋅+⋅⋅+⋅=Σ vvplplplprprprp hPtghrGtghrGM αααα coscos

Težina platforme:

( )dpprsmkbpl GGGGGG +++−= +

Centrifugalna sila usled okretanja platforme:

pl

2pl

pl2

plpl,c r30

n

g

GrmF ⋅

⋅⋅=⋅⋅=

πω

Moment prevrtanja:

( ) ( )

smkmk,c

stststmkmkmkp

MhF

costghrGcostghrGM

+⋅+

+⋅⋅+⋅+⋅⋅+⋅=

++

+++ ααααΣ

Centrifugalna sila usled okretanja kašike sa materijalom:

+⋅⋅=

+⋅⋅= +++ 2

dr

g

G

2

drmF mk

2s

prmk

2smkpr,c ωω

Moment strele od centrifugalne sile:

⋅+⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅

⋅= βββ

ω2sin

6

Lcosh

2

Lsinc

2

Lhc

g

GM

2s

oss

o

2s

s

� Specifični pritisak na tlo Specifični pritisak na tlo se izražava u N/cm2. Srednji specifični pritisak na tlo za bagere na guseničnom transportnom uređaju se određuje shodno obrascu:

Lbn

Gp b

sr = , N/cm2

gde je: Gb – ukupna težina bagera uključujući i težinu materijala u bagerskoj kašici, N n – broj gusenica b – širina gusenične trake, cm L – dužina oslone površine gusenice, cm

Srednji specifični pritisak na tlo se računa pod uslovom da gusenice celom svojom površinom ravnomerno naležu na tlo i da rezultanta sila težine bagera prolazi kroz težište oslone površine. U praksi to je, međutim, redak slučaj budući da planum nije idealno ravan i da je prisutno neravnomerno tonjenje gusenice, pa je po pravilu rezultanta vertikalna sila težine smeštena dalje od težišta oslone površine, što povlači za sobom činjenicu da je pritisak pod gusenicama nejednak. Naime, rezultanta Gb je uvek pomerena u odnosu na težište oslone površine gusenica bilo u pravcu podužne ili poprečne ose.

Ako je rezultanta pomerena poprečno na gusenice za veličinu A sledi: p = R (0,5 ± A / B) Granično pomeranje rezultante R je A = 0,5 B i tada imamo: pmax = R i pmin = 0 što teoretski daje mogućnost da opterećenje pada na jednu gusenicu, dok je opterećenje na drugoj jednako nula. Razumljivo je da se porastom opterećenja na gusenicu, povećava se i specifični pritisak gusenice na tlo. Pomeranje rezultante duž gusenice za veličinu e, možemo posmatrati kao dejstvo sile R u težištu oslone površine i momenta eR. Od sile R koja deluje u težištu oslone površine površine dobijamo ravnomerno raspoređeni specifični prostor, a od momenta eR specifični pritisak na tlo je promenljiv i određuje se shodno obrascu:

Lb

Rp1 =

gde je:

M – moment rezultante u odnosu na težište oslone površine, W – otporni moment oslone površine tj. površine naleganja gusenice,

a od momenta eR specifični pritisak na tlo je promenljiv i određuje se shodno obrascu:

x

x2

W

Mp =

gde je:

M – moment rezultante u odnosu na težište oslone površine, W – otporni moment oslone površine tj. površine naleganja gusenice.

Otporni momenat oslone površine, kao što se vidi iz otpornosti materijala iznosi:

22Lb

Re6p =

Stvarni dijagram pritiska pod gusenicama, određuje se sabiranjem ova dva dijagrama pri čemu će na jednom kraju gusenice biti pmax, a na drugom pmin, tj:

L

e6

Lb

R

Lb

Rp minmax/ ⋅±=

)L

e61(

Lb

Rp minmax/ ±=

Ovde razlikujemo 4 slučaja: 1) e = 0 pmax = pmin = psr

2) b

Le = pmax = 2psr pmin = 0

3) b

Le < 2psr > pmax > psr

psr > pmin > 0

4) b

Le >

Slika 3.53. Shema za proračun specifičnog pritiska na tlo

Specifični pritisak kod bagera koji su opremljeni koračajućim transportnim uređajem:

2b

srD

G4p

π= , N/cm2

Specifični pritisak kod koračajućeg uređaja u transportu ispod papuča:

Lb

G)425.04.0(p b

srp −=

Specifični pritisak kod koračajućeg uređaja za vreme rada:

)L

e81(

D

'G4p

2b

minmax/ ±=π

e = 0 pmax = pmin = psr

8

De = pmax = 2psr pmin = 0

8

De <

3.2.13. PRORAČUNI BAGERA SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM � Bager kašikar 1. Dimenzioni parametri elemenata bagera kašikara Parametri kašike:

- širina kašike:

3k q2.1b ⋅=

- dužina kašike:

kk b77.0l ⋅=

- visina kašike:

kk b75.0h ⋅=

- masa i težina kašike:

qkM kk ⋅= gMG kk ⋅=

kk – koeficijent težine kašike čiju vrednost biramo u zavisnosti od vrste materijala otkopavanja:

1.6 – 2.4Težak

1.3 – 1.9Srednje težak

1.0 – 1.4Lak

kkVrsta materijala

1.6 – 2.4Težak

1.3 – 1.9Srednje težak

1.0 – 1.4Lak

kkVrsta materijala

Masa bagera:

qkM bb ⋅=

kb – koeficijent specifične mase bagera i zavisi od namene bagera:

55 – 110 Za otkopavanje i direktno prebacivanje

38 – 55 Za otkopavanje i utovar

kbNamena bagera

55 – 110 Za otkopavanje i direktno prebacivanje

38 – 55 Za otkopavanje i utovar

kbNamena bagera

Dužina, masa i težina ručke:

- dužina ručke:

3

brrr MKL ⋅= krr – koeficijent dužine ručke i zavisi od namene bagera:

2.1 – 2.3Za otkopavanje i direktno prebacivanje

1.15 – 1.25Za otkopavanje i utovar

KrrNamena bagera

2.1 – 2.3Za otkopavanje i direktno prebacivanje

1.15 – 1.25Za otkopavanje i utovar

KrrNamena bagera

- masa ručke po dužnom metru (jedinična masa ručke):

nrurj qkM ⋅=

kru – koeficijent specifične mase ručke i zavisi od konstrukcije q – geometrijska zapremina kašike n – eksponent čija vrednost zavisi od konstrukcije ručke

0.467358Za unutrašnje rucke

0.458428Za spoljne rucke

nKruKonstrukcija

0.467358Za unutrašnje rucke

0.458428Za spoljne rucke

nKruKonstrukcija

- masa ručke:

rjrr MLM ⋅=

- težina ručke:

gMG rr ⋅= Dužina, masa i težine strele:

- dužina strele:

3bss MkL ⋅=

ks – koeficijent dužine strele i zavisi od namene bagera m – eksponent čija vrednost zavisi od konstrukcije strele

3.2 – 3.3Za otkopavanje i direktno prebacivanje

1.8 – 1.85Za otkopavanje i utovar

KsNamena bagera

3.2 – 3.3Za otkopavanje i direktno prebacivanje

1.8 – 1.85Za otkopavanje i utovar

KsNamena bagera

- masa strele po dužnom metru:

mstsj qkM ⋅=

kst – koeficijent specifične mase bagera i zavisi od konstrukcije strele

0,623550Za unutrašnje rucke

0,652446Za spoljne rucke

mKstKonstrukcija

0,623550Za unutrašnje rucke

0,652446Za spoljne rucke

mKstKonstrukcija

- masa strele:

rjss MLM ⋅= - težina strele:

gMG ss ⋅=

Visina ose sedla za ručku:

3bosd MkH ⋅=

kos – koeficijent visine ose sedla za ručke i zavisi od namene bagera

0.7 – 0.81.7Za otkopavanje i direktno prebacivanje

0.451.1Za otkopavanje i utovar

KvsKosNamena bagera

0.7 – 0.81.7Za otkopavanje i direktno prebacivanje

0.451.1Za otkopavanje i utovar

KvsKosNamena bagera

Visina tačke vešanja strele:

3bvsvs MkH ⋅=

kvs – koeficijent visine tačke vešanja strele i zavisi od namene bagera

Radni parametri bagera:

- maksimalni radijus kopanja:

3mkmax,k MkR ⋅=

kmk – koeficijent radijusa kopanja i zavisi od namene bagera

2.52.9 – 3.33.1 – 3.5Za otkopavanje i direktno prebacivanje

1.652.4 – 2.52.6 – 2.7Za otkopavanje i utovar

KkhKpmKmkNamena bagera

2.52.9 – 3.33.1 – 3.5Za otkopavanje i direktno prebacivanje

1.652.4 – 2.52.6 – 2.7Za otkopavanje i utovar

KkhKpmKmkNamena bagera

- maksimalni radijus pražnjenja:

3mkmax,p MkR ⋅=

kpm – koeficijent radijusa pražnjenja i zavisi od namene bagera - maksimalni radijus kopanja na planirnoj ravni:

3bkhkh MkR ⋅=

kkh – koeficijent radijusa kopanja na planirnoj ravni i zavisi od namene bagera - maksimalna visina kopanja:

3bhmmax,k MkH ⋅=

khm – koeficijent visine kopanja i zavisi od namene bagera

2.5 – 2.82.65 – 2.9Za otkopavanje i direktno prebacivanje

1.23 – 1.31.7 – 1.8Za otkopavanje i utovar

KhpKhmNamena bagera

2.5 – 2.82.65 – 2.9Za otkopavanje i direktno prebacivanje

1.23 – 1.31.7 – 1.8Za otkopavanje i utovar

KhpKhmNamena bagera

- maksimalna visina pražnjenja:

3bhpmax,p MkH ⋅=

khp – koeficijent visine pražnjenja i zavisi od namene bagera

2. Snage motora mehanizama Srednja snaga motora mehanizma za podizanje kašike:

∑

∑

=

=

⋅

=n

1ii

n

1iii

sr

t

tN

N

Σ ti – trajanje radnog ciklusa n – broj operacija u radnom ciklusu (kod bagera kašikara n = 3)

- Potrebna snaga motora Ni u toku pojedinačne operacije ti određuje se:

[ ]kWvS

kN iiii

η

⋅⋅=

ki – koeficijent čija vrednost zavisi od odnosa stvarne i nominalne brzine kretanja

mehanizma za pojedinačne operacije u okviru tehnološkog ciklusa:

za kopanje ............................... ki = 1

za okretanje pune kašike ......... ki = 0,1 – 0,3 za okretanje prazne kašike ...... ki = 1,1 – 1,2

Si i vi – sila i brzina radnog mehanizma pri izvršavanju date operacije u okviru

ciklusa (Si u kN, vi u m/s) ηi – koeficijent korisnog dejstva datog mehanizma

Sd Pk

GrGk+m

rdrk

rrrk+m

Ho

Slika 3.47 Opšta jednačina momenata ima oblik:

β

γγ

γγβ

sinr

cosrGcosrGrPS

cosrGcosrGrPsinrS

d

rrmkmkkkd

rrmkmkkkdd

⋅

⋅⋅+⋅⋅+⋅=⇒

⇒⋅⋅+⋅⋅+⋅=⋅⋅

++

++

Odnosno za γ = 0O i β = 90O, dobija se sila u užetu:

d

rrmkmkkkd r

rGrGrPS

⋅+⋅+⋅= ++

Tangencijalna komponenta otpora na kopanje je:

or

ppFt

or

p

oor

p

Ft

Hk

kqkP

sbF

FHk

kq

FHbsHk

kq

FkP

⋅

⋅⋅=

⋅=

=⋅

⋅

⋅=⋅⋅=⋅

⋅=

Snaga motora mehanizma za podizanje kašike za operaciju otkopavanja:

i3dd

d k10

vSN ⋅

⋅

⋅=

η

Određivanje sile u užetu i snage motora mehanizma za dizanje kašike za vreme okretanja pune kašike za istovar materijala iz kašike. Pretpostavlja se da se pražnjenje kašike vrši na maksimalnoj visini pražnjenja (Hp,max). Za ovaj položaj kašike odnosno ručke, ugao je γ = 20O, ugao β = 51O, a ručke su potpuno isturene.

Slika 3.48

Sila u užetu se određuje shodno zavisnosti:

β

γγ

γγβ

sinr

cosrGcosrGS

cosrGcosrGsinrS

/d

/rr

/mkmk/

d

/rr

/mkmk

/d

/d

⋅

⋅⋅+⋅⋅=⇒

⇒⋅⋅+⋅⋅=⋅⋅

++

++

Potrebna snaga motora mehanizma za podizanje do maksimalne visine pražnjenja i okretanja kašike do mesta istovara:

i3d

/d/

d k10

vSN ⋅

⋅

⋅=

η

Sila u užetu za dizanje i snaga motora za dizanje za operaciju okretanja prazne kašike i spuštanja do nivoa planuma (priprema za novi ciklus otkopavanja). Skica je ista kao kod prethodnog proračuna za N’d . Sila u užetu za dizanje za operaciju okretanja prazne kašike se određuje shodno zavisnosti:

β

γγ

γγβ

sinr

cosrGcosrGS

cosrGcosrGsinrS

//d

//rr

//kk//

d

//rr

//kk

//d

//d

⋅

⋅⋅+⋅⋅=⇒

⇒⋅⋅+⋅⋅=⋅⋅

Potrebna snaga motora mehanizma za okretanje prazne kašike:

i3d

//d//

d k10

vSN ⋅

⋅

⋅=

η

Srednja snaga motora:

opropck

c

opr//dop

/dkd

sr

ttt3/1t

t

tNtNtNN

=⋅=

⋅+⋅+⋅=

Srednja snaga motora mehanizma za potiskivanje kašike:

Slika 3.49

U opštem slučaju sila u mehanizmu za potiskivanje se određuje jednačinom:

γγβ sinGsinGcosSPS mkrdnp ⋅±⋅±⋅+= +

Pri određivanju snage motora za potiskivanje za vreme operacije otkopavanja treba usvojiti horizontalne komponente sila koje odgovaraju položaju ručki γ = 0O i β = 90O. Za ovaj slučaj imamo: np PS =

Horizontalna komponenta otpora na kopanje Pn se određuje u odnosu na veličinu tangencijalne komponente otpora na kopanje Pk:

k

nn P

Pk =

pri čemu se vrednost koeficijenta kn kreće u dijapazonu od 0.1 – 0.3. Snaga motora za operaciju kopanja je:

i3

ppp k

10

vSN ⋅

⋅

⋅=

η

Sila i snaga motora za potiskivanje za operaciju okretanja pune kašike:

γγβ sinGsinGcosSS mkr/d

/p ⋅+⋅+⋅= +

i3

p/p/

p k10

vSN ⋅

⋅

⋅=

η

Slika 3.50

Sile i snaga motora mehanizma za potiskivanje ručke za operaciju okretanja prazne kašike:

γγ sinGsinGS kr//p ⋅+⋅=

i3

p//p//

p k10

vSN ⋅

⋅

⋅=

η

Srednja snaga motora mehanizma za potiskivanje:

opropck

c

opr//pop

/pkp

sr,p

ttt3/1t

t

tNtNtNN

=⋅=

⋅+⋅+⋅=

Srednja snaga motora za kružno kretanje:

( )[ ]

[ ][ ]

zvzspl

zspl/

pl

2pmxskplpr

2pmrsmkplpu

13

2prpu

O

RRL

R2

ll

kgmJJJJJJ

kgmJJJJJJ

kWt10

JJN

+=

−=

++++=

++++=

⋅

⋅+=

+

ω

Slika 3.51

- masa platforme:

plbmplpl MMkM ⇒⋅=

- dužina platforme:

zvzspl RRL +=

- širina platforme:

3bpl,Bpl MkB ⋅=

- moment inercije mase platforme:

( )2/plplopl lMJJ ⋅+=

3

2

B

2

l

mJ

2pl

2pl

plO

+

⋅=

zspl/

pl R2

Ll ==

- moment inercije kašike sa materijalom:

22

max,pmkmk RmJ ⋅= ++

- moment inercije prazne kašike:

2max,pkk RmJ ⋅=

- moment inercije strele:

2sss lmJ ⋅=

xRl zss +=

Slika 3.52

- moment inercije ručke:

2rrr lmJ ⋅=

+−=

2

l

2

lRl rk

max,pr

Tr

lrRp,max

Slika 3.53

- moment inercije potisnog mehanizma:

spm

pm

bpmpm

pm

2pmpmpm

ll

026.0k

Mkm

mehanizmapotisnogmasam

lmJ

=

=

⋅=

−

⋅=

Slika 3.54 - moment inercije prilikom okretanja bagera sa punom kašikom:

pmrsmkplpu JJJJJJ ++++= + - moment inercije prilikom okretanja bagera sa praznom kašikom:

pmrskplpr JJJJJJ ++++= - ugaona brzina:

30

npl⋅=

πω

Snaga za okret:

( )1

3

2prpu

Ot10

JJN

⋅

⋅+=

ω

4. Pogon guseničnog transporta

[ ]kNWWWWW vkumax α+++= Wmax – maksimalni ukupni otpori pri kretanju bagera, Wu – unutrašnji otpori u gusenicama (pogonskom i nepogonskom delu),

Wk – otpor od kotrljanja u elementima sa učešćem potrošnje energije koja se troši na deformaciju tla ispod bagera

Wv – otpor od vetra Wα – otpor od nagiba (uspon, pad) Maksimalna sila pri transportu bagera u krivini (otpor vetra se zanemaruje, tj. kako prikazuje prethodni odnos, on čini manje od 1%):

[ ]kNB

MWWWWW o/

s/

v/

k/

u/

max ++++=

Ws

/ – otpor od transporta bagera u krivini, Mo – moment otpora od transporta bagera u krivini, kNm

Ukupna snaga motora pri kretanju bagera po ravnoj površini i sa usponom od α = 12O, a takođe i sa učešćem smanjene brzine kretanja bagera za 40%, odnosno x

/x v6.0v ⋅= :

η

/x

maxTv

WN ⋅=

Snaga motora pri kretanju bagera u krivini sa usponom i sa učešćem smanjenja za 50% od nominalne brzine kretanja, odnosno x

/x v5.0v ⋅= :

η

/x/

max/T

vWN ⋅=

5. Specifični pritisak bagera na tlo Specifični pritisak bagera na tlo:

Lbn

gM

F

gMpsr

⋅⋅

⋅=

⋅=

M – masa bagera, t F – oslona površina bagera na tlo, m2 n – broj gusenica uređaja za transport b – širina guseničnog lanca, m L – rastojanje između pogonske zvezde i gonjenog točka, m Specifični pritisak na tlo bagera kašikara sa krutim vešanjem oslonih valjaka:

⋅+⋅

⋅=

L

e61

Lb

Pp krmax,

Pe

L

Slika 3.57. Shematski prikaz guseničnog transportnog uređaja sa krutim vešanjem oslonih valjaka Specifični pritisak na tlo bagera kašikara sa balansnim vešanjem oslonih valjaka:

+⋅⋅+⋅

⋅⋅

⋅=

2

balmax, a

B1

B

R21

bL2

gMp

a=L/2

2R

Slika 3.58. Shematski prikaz guseničnog transportnog uređaja sa balansnim vešanjem oslonih valjaka

Izgled dijagrama opterećenja kod bagera sa guseničnim transportnim uređajem, je dat na slici 3.59.

e = L/6

0

e = L/4

0

00

45.78 N/cm²

-9.16 N/cm²

L1 = 4.46 m

+

+

+

+

-

L = 5.95 m

e

R

0

36.62 N/cm²

0

18.31 N/cm²18.31 N/cm²

e = 0

04.58 N/cm²

32.04 N/cm²

e = L/8

0

Slika 3.59. Dijagram opterećenja bagera na tlo

6. Obrtno-osloni uređaj bagera kašikara

P

Vb

GS

T

R1

R0

a

bA B

Va

Slika 3.60. Obrtno-osloni uređaj bagera kašikara

Na osnovu formule za određivanje maksimalne sile na valjak, određuje se ekscentricitet delovanja opterećenja gornje obrtne platforme:

+

⋅⋅+⋅

⋅=

22

21

o

DD

De81

n

gMV

( ) ( ) ( )o

22

21p

o

22

21p

DgM8

DDgMnV

DgM8

DDnn

gMV

e⋅⋅⋅

+⋅⋅−⋅=

⋅⋅⋅

+⋅⋅

⋅−

=

( )( )

o

o1o1o R

RRGSRRGRS

−⋅=⇒−⋅=⋅

7. Tangencijalni otpor na kopanje bagera kašikara Tangencijalna komponenta otpora na kopanje:

[ ]NFkP fk ⋅=

kf – specifični otpor materijala na kopanje, N/m2,

F – površina poprečnog preseka odreska, m2. [ ]NsbF max⋅=

Izjednačimo zapreminu materijala u kašici sa geometrijskim parametrima odreska:

ro

pmax

kbH

kqs

⋅⋅

⋅= bsH

k

kq maxo

r

p⋅⋅=⋅

ro

pfmaxfk

kbH

kqbksbkP

⋅⋅

⋅⋅⋅=⋅⋅=

� Bager dreglajn 1. Dimenzioni parametri elemenata bagera dreglajna Parametri kašike: - širina kašike:

3k q15.1b ⋅=

- dužina kašike:

kk b2.1l ⋅= - visina kašike:

kk b65.0h ⋅= - masa kašike:

( ) 3

2

21k qqkkM ⋅+⋅=

k1,2 – u zavisnosti od vrste materijala: za srednje teški materijal, k1=0.093 i k2=20.0 - težina kašike:

gMG kk ⋅=

- težina kašike sa materijalom:

gkqGkGGG pmkmk ⋅⋅⋅+=+=+ γ Masa bagera:

qkM bb ⋅=

0.28 – 0.4Koeficijent visine tacke vešanja strele

7.5 – 8Koeficijent za odredivanje dužine strele

7.48Koeficijent za odredivanje radijusa pražnjenja

7.55Koeficijent za odredivanje radijusa kopanja

45 – 100Masa bagera u odnosu na zapreminu kašike

4 – 25Zapremina kašike, m3

0.28 – 0.4Koeficijent visine tacke vešanja strele

7.5 – 8Koeficijent za odredivanje dužine strele

7.48Koeficijent za odredivanje radijusa pražnjenja

7.55Koeficijent za odredivanje radijusa kopanja

45 – 100Masa bagera u odnosu na zapreminu kašike

4 – 25Zapremina kašike, m3

Visina zglobne veze strele:

3bvsvs MkH ⋅=

kvs = 0.28 – 0.40

Parametri okretne platforme:

- širina platforme:

3bplpl MkB ⋅=

kpl = 1.15 – 1.30

- dužina platforme:

3bzvszvs MkR ⋅=

kzvs = 0.42 – 0.96

3

bzvzv MkR ⋅=

kzv = 1.2 – 1.8

Slika 3.61. Platforma bagera dreglajna

Parametri strele:

- dužina strele:

3bss MkL ⋅=

ks = 7 – 8 - masa strele:

bmss MkM ⋅=

kms = 0.06 – 0.07 - težina strele:

gMG ss ⋅= Radni parametri bagera:

Slika 3.62. Radni parametri bagera dreglajna

- maksimalna dubina kopanja:

3

bkmax,k MkH ⋅= - maksimalna visina pražnjenja:

3

bpmax,p MkH ⋅= - maksimalni radijus kopanja:

3brkmax,k MkR ⋅=

Masa platforme:

bmplpl MkM ⋅= kmpl = 0.70 – 0.80 2. Snage motora mehanizama Srednja snaga motora za vuču kašike:

- srednja snaga motora mehanizma za vuču kašike za operaciju kopanja:

η⋅

⋅=

3uv

v10

VSN

Gk+m · sinα

Gk+m · cosαGk+m

Pt

Pn

P

α

Sv

qψ

s

Slika 3.62. Raspored sila na kašici bagera dreglajna pri procesu kopanja

αµα cosGsinGPS mkmktv ⋅⋅+⋅+= ++

µ - koeficijent trenja između kašike i materijala

sbkFkP FFt ⋅⋅=⋅=

- snaga motora mehanizma za vuču za operaciju podizanja kašike i okretanje:

30

n

RM2

GS

10

VSN

max,p2

mkmk/

v

3v

/v/

v

⋅=

⋅⋅+=

⋅

⋅=

++

πω

ω

η

- snaga motora mehanizma za vuču za operaciju spuštanja kašike se ne računa jer se spuštanje kašike vrši slobodnim padom , 0N //

v = . - srednja snaga:

c

opr//vop

/vkv

sr t

tNtNtNN

⋅+⋅+⋅=

ck t3.0t ⋅= coprop t35.0tt ⋅==

Srednja snaga motora za dizanje kašike:

- snaga motora mehanizma za dizanje kašike u operaciji otkopavanja:

( )7.15.1GS,10

VSN mkd3

ddd ÷⋅=

⋅

⋅= +

η

- snaga motora za operaciju podizanja kašike:

mkd3d

/d/

d GS,10

VSN +=

⋅

⋅=

η

- snaga motora za operaciju spuštanja kašike:

kd3d

//d//

d GS,10

VSN =

⋅

⋅=

η

10% povećanje – koeficijent ubrzanja kub

- srednja snaga:

materijalaizvadikašikasekadatrenutak,s2t

ttt

tNtNtNN

k

opropuk

opr//dop

/dkd

sr

=

++

⋅+⋅+⋅=

Snaga motora mehanizma za okretanje platforme:

( )o

2prpu

o t

JJN

ω⋅+=

skplpr

smkplpu

JJJJ

JJJJ

++=

++= +

3. Pogon koračajućeg transporta Snaga pogona za transport:

η⋅⋅

+=

T25.0

AAN 21

A1 – rad utrošen na podizanje bagera, kNm A2 – rad koji se troši na savlađivanje sile trenja osnove o materijal tla, kNm T – trajanje jednog koraka (25% od T se vrši podizanje i premeštanje bagera), s η - koeficijent korisnog dejstva mehanizma koračanja; η = 0.5 – 0.7

ghMkA1 ⋅⋅⋅=

k – koeficijent koji pokazuje koji deo težine bagera se predaje na papuče; k = 0.7 – 0.8 h – visina podizanja težišta bagera, m M – masa bagera, t

( )[ ]αµ sink1SgMA2 +−⋅⋅⋅⋅=

S – dužina koraka, m µ – koeficijent trenja baze i materijala; µ = 0.5 – 1.0 α - ugao uspona puta, O

4. Specifični pritisak bagera na tlo

U radu:

2srD

gM4p

⋅

⋅⋅=

π

M – masa bagera, t D – prečnik oslone baze, m

PapucaPapuca

Oslona površina - baza

Slika 3.64. Shematski prikaz oslanjanja bagera dreglajna na tlo u radu

Za vreme transporta 0,80-0,85 mase bagera se prenosi na papuče, a 0,15-0,20 na ivicu oslone baze. U transportu:

Lb2

gMkpsr

⋅⋅

⋅⋅=

k – koeficijent koji prikazuje koji deo težine bagera se predaje na papuče; k = 0.8 – 0.85 b – dužina papuče za koračanje, m L – širina papuče za koračanje, m

Oslona površina - baza

Papuca Papuca

Slika 3.65. Shematski prikaz oslanjanja bagera dreglajna na tlo u transportu

Maksimalni i minimalni pritisak na sistem oslanjanja i obrtanja bagera dreglajna:

⋅±⋅

⋅

⋅=

D

e81

D

G4p

2minmax,π

Maksimalne i minimalne sile koje deluju na valjak uređaja za oslanjanje i obrtanje bagera dreglajna:

+

⋅⋅±⋅

⋅=− 2

221

o1minmax,p

DD

De81

n

gMV

a) Ako je e = 0, imamo pmax = pmin = psr = 2b

D

G4

π

b) Ako je e < D/8 - opterećenje u granicama jezgra preseka. Za kružnu bazu jezgro preseka je rjp = e = D/8

c) e = D/8 dijagram opterećenja je trougao tj. kosi cilindar: pmax = 2psr pmin = 0

Izgled dijagrama opterećenja kod bagera sa koračajućim transportnim uređajem, je dat na slici 3.66.

0

D = 9.7 m

e = D/8

e

G

00

9.16 N/cm²9.16 N/cm²

e = 0

0e = D/10

00

00e = D/6

a = 8.32 m

+

+

+

+-

Oslona baza

16.49

18.32

21.38

1.83

-3.05

Slika 3.66. Dijagram opterećenja bagera dreglajna na tlo u procesu rada

3.2.14 UŽAD ZA BAGERE SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM

Za bagere sa jenim radnim elemetom se obično primenjuju neodvitljiva čelična užad kombinovanog pletenja. Za vučnu užad kod bagera dreglajna obično se primenjuju užad koja imaju zadebljane žice koje su uz to otporne na habanje. Za bagere za otkrivku i koračajuće bagere primenjuje se užad sa metalnim jezgrom 7x7=49 žica. Takva užad imaju povećanu gipkost i otpornost na habanje na bokovima i bubnjevima i takođe veću čvrstoću (zbog metalnog jezgra). Predeo čvrstoće užadi ne sme da bude manji od 1600-2000 N/cm2.

Prečnici bokova i bubnjeva i koeficijenti rezerve čvrstoće užadi a takođe i koeficijenata rezerve čvrstoće užadi povećava njihov vek trajanja.

Za ankerisanje i vezivanje strele primenjuje se užad zatvorenog tipa.

Koeficijent sigurnosti užeta mora da se kreće u granicama kS = 6 – 12.

t

us S

Fk

⋅=

σ

Gde je: Fu – površina poprečnog preseka užeta St – sila u užetu

Debljina zida bubnja određuje se na osnovu naprezanja na pritisak.

t

St

⋅=

σδ

δ – debljina zida bubnja t – korak ureza bubnja St – sila u užetu

3.2.15 PODMAZIVANJE BAGERA SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM Kod bagera sa jednim radnim elementom primenjuje se individualni sistem podmazivanja žitkim i gustim materijama za podmazivanje, centrali-zovani kružni sistem podmazivanja žitkim i gustim materijama i podmazivanje u masnim (uljnim) kupatilima (kadama). Na bagerima malog kapaciteta primenjuje se obično individualni sistem podmazivanja i podmazivanje u uljnim kupatilima, na bagerima srednjeg i velikog kapaciteta primenjuju se svi sistemi podmazivanja. Individualno podmazivanje žitkim materijama za podmazivanje vrši se zalivanrjem delova koji se podmazuju iz specijalnih mazalica (kantica za podmazivanje). Kod individualnog podmazivanja gustim materijama za podmazivanje, ove se uti'skuju ručnom mazalicom sa zavrtnjem ili klipom, kroz rupice za podmazivanje, neposredno u detalj, koji se podmazuje ili u njegovu neposrednu blizinu odakle je povazan kanalom za podmazivanje. Otkriveni zupčasti prenosi i užad se podmazuju mastima, koje se nanose na ove delove četkom ili lopaticom. Centralizovani kružni sistem podmazivanja žitkom materijom primenjuje se za podmazivanje zupčastih prenosnika i ležišta vratila i osovina. Takav sistem ima pumpnu stanicu, filtere, pokazivače cirkulacije ulja, merni pribor, cevovode i rezervoare za ulje. Ulje cirkuliše pod pritiskom do 3 kp/cm2, u neprekidnoj struji, ka površinama, koje su izložene trenju i obezbeđuje im podmazivanje i hlađenje. Centralizovani sistem za podmazivanje gustom materijom primenjuje se, kod bagera srednjeg i velikog kapaciteta, za podmazivanje sedla za ručice bagera, za koje je pričvršćena kašika. On se sastoji iz stanice, koja ima klipnu pumpu, dve ili više raspodelnih slavina, dva magistralna cevovoda, filtere, automateke ventile za hranjenje i merne instrumente. Pritisak u sistemu za podmazivanje se kreće do 500 N/cm2. S obzirom na vrlo veliki broj raznih tipova bagera, različitih dimenzija i konstrukcije, teško je ustanoviti opšta pravila za podmazivanje, te za svaki bager treba proučiti sistem podmazivanja prema fabričkoj šemi, držati se vrsta ulja i masti, koje propisuje fabrika, a isto tako i rokova za zamenu ulja, odnosmo masti. 3.2.16 ODRŽAVANJE BAGERA SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM Odstranjivanje neispravnosti mašine može se vršiti metodama remonta »ad hoc« ili periodičnim remontima. Periodičnost i redosled remonta određuje se na osnovu ustanovljenih normativa za habanje pojedinih delova. Pred početak remontnih radorva ustanovljuju se defekti, pri čemu se utvrđuje detaljno faktičko stanje mašine i obim remonta.

Razlikujemo sledeće vrište remonta: tekuće održavanje, mesečni pregled i remont, godišnji pregled i remont, srednji i generalni (kapitalni) remont. Tekuće održavanje je osnovna mera za pravilnu negu mašine - to je u stvari preventivna zaštita mašine od većih havarija. Kod tekućeg održavanja vrši se brižljivo čišćenje i pregled mašine, regulacija i zamena manjih isnabanih delova, a takođe regulacija i podmazivanje radnih organa bagera. Tekuće održavanje bagera vrši posluga bagera na početku ili kraju svake smane, a vreme trajanja oibično iznolsi od 30 min do maiksimalno 2 časa. Tekući mesečni remont - osnovni u sistemu planskih remonta mašine, obuhvata, pored čišćenja i zamene manjih dolova, i zamenu ili remont većih delova. Vreme trajanja ove vrište remonta obično iznosi 2, do maksimalno 4 dana, u zavisnoisti od tipa bagera. Ako bager radi u tri smene, ovaj remont se vrši posle 28- 34 dana rada bagera. Remont se vrši na radilištu, a izvodi ga grupa za održavanje uz pomoć posade bagera. Obim remonta se utvrđuje pregledom bagera. Pri godišnjem remontu bagera vrše se radovi predviđeni tekućim mesečnim remontom, a pored toga:

• detaljan preigled svih mehanizama na bagerima sa kašikom zapremine do 1 m3, a delimičan pregled kod bagera sa većom zapreminom kašike;

• dalimičina zamena pojedinih havarisanih mehanizama; • zamena pojedinih delova ili remont transportnog uređaja bagera itd.

Godišnji remont se vrši na radilištu, a izvodi ga grupa za održavanje uz pomoć posade bagera. Oibično traje od 10 do najviše 20 dana, u zavisnosti od tipa bagera. Srednji remont obuhvata remont pojedinih većih delova bagera u radionici, a vrši ga personal radionice uz pomoć grupe za održavanje i posade bagera. Obim remonta se utvrđuje pregledom istrošenih i havarisanih delova, a trajanje remonta iznosi obično 15—30 dana, u zavisnosti od tipa bagera, obima remontnih radova i izvršenih priprema za remont. Kod generalnog i kapitalnog remonta bagera vrši se potpuna zamena iznošenih delova, najvećih i najmanjih, čišćenje, pregled svih delova itd. Mesto gde će se vršiti generalni remont bagera se određuje, u svakom slučaju posebno, u zavisnosti od tipa i veličine bagera, mogućnosti transporta, opremljenosti i veličine montažnog—remontnog placa itd. Trajanje remonta oibično iznosi 20—50 dana, a zavisi od tipa bagera, mesta na kome se remont vrši (radionica, remontni plac) i izvršenih priprema za remont. Transport i montaža bagera sa jednim radnim elementom Za transport bagera na velika rastojanja služimo se željezničkim plato--vagonima ili specijalnim vučnim auto-prikolicama. Transport bagera sa kašikom zapremilne od 0,5 - 1 m3 vrši se četvorooso-vinskim plato-vagonima. Bager sa normalnom kašikom sa zapreminom kašike od 0,5 - 1 m3 može se natovariti na 1 ovakav vagon. Bager-dreglajn sa zapreminom kašike do 0,5 m može se isto tako transportovati jednim ovakvim vagonom, pod uislovom, da mu se radi održavanja

potrebnog gabarita demontira strela. Kod bagera dreglajna sa zapreminom kašike od 1 m3 strela se, zibog dužine, mora demontirati u 2 dela. Veći bageri se moraju demontirati i u delovima transportovati. Za transport jednog koračaj ućeg dreglajna sa kašikom zapremine 14 m3 potrebno je oko 100 željezničkih plato-kola. Montaža manjih bagera se vrši u fabrici, a većih na montažnom placu površinskoig otkopa ili na pogodno izabranom mestu na samoj radnoj etaži. Montažu izvode specijalizovaine grupe fabričkih montera, uz pomoć klasičnog montažnog alata i potrebnih dizalica. Montaža bagera sa zapreminom kašike od 1—6 m3 obično traje 30—60 dana, zavisno od delova pripravljenih u fabrici, uvežbanosti montera, opremljenosti i dr. Za veće bagere (sa zapreminom kašike iznad 6 m3) montaža obično traje od 45 — 150 dana. Savremeni bageri velikog i srednjeg kapaciteta snaibdeveni su dizalicama, radi mogućnosti montaže mehanizama i opsluživanja bagera. Nosivost ovih dizalica je uslovljena težinom najtežih delova-agregata, koji se postavljaju — montiraju na bager u jednom komadu. Bageri srednjeg kapaciteta obično su sinabdeveni krainovima i ručnim dizalicama, kojima je moguće podići i najteže delove i izneti ih izvan bagera. Bageri velikog kapaciteta, po pravilu, su snabdeveni mostnim kranovima nosivosti do 30 t, derik kramoviima i pomoćnim dizalicama za montažu čeličnih užadi. 3.2.17 MERE SIGURNOSTI PRI EKSPLOATACIJI BAGERA SA JEDNIM RADNIM ELEMENTOM Bagerista, koji je odgovoran za rad i bazbednost ljudi zaposlenih na bageru, mora da se stara o tome da se poštuju i ispunjavaju svi propisi o zaštitnim merama piri radu bagera. On treba naročito da obrati pažnju na sledeće:

• pre uključivanja mehanizama bagera u rad, mora se dati propisan, dug zvučni signal; • radnicima nije dozvoljen pristup, za vreme rada bagera, na radilište u radijiusu dejlstva

bagera; • nije dozvoljeno, za vreme rada, prisustvo stranih lica u bageru; • pre miniranja (bager se mora skloniti na bezopasnu daljinu (50 -100 m); • zabranjeno je menjati ugao nagiba streli bagera kada je bagerska kašika puma

materijala; • svi prolazi za ljude na platformi bagera moraju uvek biti slobodni i na njima se ne

smeju nalaziti nikakvi predmeti; • svi delovi, koji se okreću (krajevi vratila i osovina, zupčanici, lančanici i sl.) treba da

budu zaštićeni; • iza pregled i podmazivanje glavnih blokova na streli moraju se postaviti lestve; • za vreme rada bagera zabranjeno je podmazivanje, čišćenje ili pričvršćivanje delova,

regulisanje kočnica i slično; • svaki bager treba da bude opremljen aparatom za gašenje požara i sandukom sa

peskom; • signalni uređaj na bageru mora uvek biti ispravan. Oznake za signale moraju biti

istaknute na vidnom mestu i njih mora da poznaje sve osoblje bagera; • više puta u toku meseca treba izvršiti pregled uzemljenja i izvršiti merenje opšteg

otpora sistema uzemljenja. Rezultate pregleda i merenja treba uneti u knjigu nadzora;

• kod pregleda mehanizama bagera trelba se koristiti prenosnim lampama, koje se napajaju strujom napona 24 ili 12 V. U izuzetnim slučajevima inspektori mogu dozvoliti i upotrebu sijalica za napon od 11 volti;

• noću bager mora biti propisno osvetljen; • pri remontu električna energija mora biti isključena; • uređaj visokog napona mora biti snabdeven znakom koji opominje, a koji je

propisan za ovu svrhu; • bagerski električni kabl treba da bude postavljen na drvene nogare, a prenošenje kabla

dozvoljava se samo pomoću specijalnih viljuški; • na bageru treba da se nalaze: priručna apoteka, aparat za gašenje požara penom,

suv čist pesak (200—300 kg), koji treba da bude smešten u metalnom sanduku, lopata za pesak, dva para gumenih rukavica i gumene čizme, zatim metalni sanduk za smeštaj jednodnevne zalihe maziva i sl.