RUDARSKE MAŠINE

Skripta II deo

Prof dr Dragan Ignjatović

Beograd 2011

SADRŽAJ Predavanje broj 11

1. Mašine za otkopavanje i utovar na površinskim kopovima 1) Bageri

i. Bageri sa čvrsto vezanim radnim elementom ii. Bageri sa gipko (elastično) vezanim radnim elementom

Predavanje broj 12 2) Bageri sa više radnih elemenata

i. Rotorni bager ii. Bager vedričar

Predavanje broj 13 2. Mašine i uređaji za transport na površinskim kopovima

1) Železničkog transport, 2) Kamionski transport 3) Transport trakama

Predavanje broj 14 3. Mašine i uređaji za odlaganje i pretovar

1) Vrste mašina i uređaja za odlaganje 2) Odlagači sa trakom 3) Mostovi za transport i odlaganje 4) Mašine za rad na deponijama

Predavanje broj 15 4. Mašine i uređaji za pomoćne i pripremne radove na površinskim kopovima

1) Dozeri 2) Riperi 3) Cevopolagači 4) Utovarivači 5) Rovokopači 6) Grejderi 7) Skreperi 8) Hidromonitori 9) Mašine za bušenje 10) Kombajni

3

1. MAŠINE ZA OTKOPAVANJE I UTOVAR NA POVRŠINSKIM KOPOVIMA 1.1. 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 transporta 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 poluuniverzalnih bagera sa jednim radnim organom, koji po potrebi mogu biti opremljeni sa nekim od zamenljivih radnih organa koji služe ne za zemljane, već za neke druge specifične radove (nabijanje šipova, vađenje panjeva, podizanje i prenošenje tereta i dr.) slika 1.1

Slika 1.1. Radni elementi bagera Podela bagera

1. bageri sa jednim radnim organom (kašikom) odnosno bageri sa prekidnim (cikličnim, diskontinuiranim) radnim dejstvom, (slika 1.2), i

2. bageri sa više radnih organa (vedrica) odnosno bageri sa neprekidnim (kontinuiranim) radnim dejstvom (slika 1.3).

4

Slika 1.2. Bageri sa jednim radnim elementom

Slika 1.3. Bageri sa više radnih elemenata

5

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). Razvoj bagera sa jednim radnim elementom

• Prvi bager 1836 • Električni pogon – 1903 • Potpuno okretni bager – 1910 • Motor sa unutrašnjim sagorevanjem – 1914 • Hidraulični bager - 1940

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, • poluuniverzalni i • specijalni bageri

Po tipu radnog organa

• bageri sa čvrsto (kruto) vezanim radnim elementima – bager sa čeonom (visinskom) kašikom (slika 1.4 a), bager sa obrnutom (dubinskom) kašikom, bager sa kašikom za struganje (vager strug) i dr.

6

• bageri sa gipko (elastično) vezanim radnim elementom – bager sa povlačnom (dreglajnskom) kašikom (slika 1.4b), bager sa kašikom grabilicom (grejfer), bager sa kukom za dizanje i premeštanje tereta (kran) i dr.

Slika 1.4. Podela bagera sa jednim radnim elementom po tipu radnog organa Po zapremini kašike

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

7

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

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

1.2. 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.

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. Namena:

• 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.

Konstrukcija:

• Donji neokretni postroj na kome je smešten transportni uređaj • Obrtne platforme sa mehanizmima, i • Radnog organa

8

1. Strela bagera, 2. Ručka, 3. Užad za podizanje kašike, 4. Kašika, 5. Mehanizam za potiskivanje kašike, 6. Mehanizam za transport bagera, 7. Šarnirna veza ručke i kašike, 8. Mehanizam za podmazivanje, 9. Blok za upravljanje, 10. Grupa motor-generator, 11. Mehanizam za podizanje kašike, 12. Mehanizam za kružno kretanje bagera, 13. Aksijalni ležaj, 14. Anker užad za pridržavanje strele, 15. Kabina rukovaoca.

Slika 1.6. Bager sa normalnom (visinskom) kašikom

9

Radni organ:

• Radni organ bagera sa normalnom (visinskom) kašikom 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 1.7. Radni organ bagera kašikara

Proces rada:

Slika 1.8. Proces rada bagera kašikara

• 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

10

kretanje po određenom luku. Istovremeno sa ovim kretanjem kašici i ručki se saopštava i postupno kretanje napred, pri čemu se kašika urezuje u materijal.

• 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

• 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.

Slika 1.9. Radni organ bagera kašikara

• 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 1.10. Radne dimenzije bagera kašikara

11

• 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. Hidraulični bageri kašikari Bageri sa hidrauličnim pogonom se nazivaju još i bagerima sa čvrstim ovesom radnog organa, za razliku od užadnih bagera koji imaju gipki oves radnog organa. Oves, odnosno vešanje, se naziva čvrstim radi toga što omogućava fiksiranje svih elemenata radnog organa u prostoru. Instalisanje obrnute kašike kod ove vrste bagera omogućilo je da se na zubima kašike dobiju sile za 3 do 4 puta veće od onih kod užadnih bagera iste snage i mase. To je učinilo da se uveliko proširi oblast njihove primene. Konstruktivno-kinematička šema radnog organa hidrauličnog bagera sa obrnutom kašikom obezbeđuje čvrst prenos sila pri bilo kakvom kretanju kašike, što je stvorilo posebne uslove za rad kašike — tačnost i mogućnost promene brzine i smera kretanja, koji su nedostižni kod užadnih sistema. Glavna posebnost je mogućnost neposrednog dejstva pogona na izvršne organe bagera bez primene složenih mehaničkih i drugih transmisija. Elemente transmisije u ovom slučaju zamenjuju cevovodi, koji prenose tečnost od pumpi u izvršne radne cilindre, čije klipnjače dejstvuju, preko prostih polužnih sistema, na radne organe. Radi toga što se radni cilindri kreću zajedno sa radnim organom, dovod cevovoda do cilindara u osnovi se vrši gipkim metalnim crevima. Složeno upravljanje mehaničkim prenosima na ovaj način je zamenjeno lakim upravljanjem ventilima, kojima se menja smer kretanja tečnosti, kojom pumpe visokog pritiska napajaju radne cilindre. Ipak, u tim mehanizmima, koji treba da izvršavaju rad stavljanja u kretanje

12

izvršnih i radnih organa (pogonskih točkova transportnog uređaja, gusenica, obrtne platforme i si.) delimično su zadržani zupčasti prenosi, ali je do maksimuma redukovan njihov broj usled primene motornog točka, visokomomentnih hidrauličnih motora i si. Na taj način, glavna osobina hidrauličnog bagera je mali broj elemenata transmisije. Osnovni pravac tehničkog razvoja hidrauličnih bagera je povećanje radnog pritiska pumpi i motora (do 40 MPa), što smanjuje gabarite i masu hidrauličnih uređaja. Ipak, povećanje pritiska izaziva povećane zahteve u odnosu na konstrukciju, pouzdanost, zaptivanje i tačnost izrade delova hidrauličnih uređaja. Hidraulični bager sa svojim osnovnim celinama, dat je na slici 1.11.

Siika 1.11. Hidraulični bager

Obrtna platforma predstavlja osnovnu metalnu konstrukciju bagera, na koju su postavljeni radni uređaj, hidraulični pogon, kabina sa sistemom za upravljanje i mehanizam obrtanja. Osnovni cilj razmeštaja uređaja na obrtnoj platformi je ostvarivanje najboljeg statičkog momenta, kojim se sprečava prevrtanje bagera. Radi toga, na obrtnoj platformi se postavlja protivteg. Obrtna platforma oslono-obrtnim krugom se spaja sa uređajem za transport, preko kojeg opterećenja, koja dejstvuju na radni organ pri radu, a takođe i sila težine obrtnog dela mašine, se prenose na transportni uređaj. Oslono-obrtni krug se sastoji iz spoljašnjeg steznog prstena, koji je pričvršćen za obrtnu platformu, i ozubljenog venca, čvrsto sjedinjenog sa ramom uređaja za transport. Na profilnoj stazi steznog prstena smešten je niz valjaka. Sa ozubljenim vencem u stalnom zahvatu se nalazi optrčavajuci zupčanik. Mehanizam obrtanja pomoću hidrauličnog pogona obezbeđuje obrtanje radnog uređaja na mesto istovara i obratno — na čelo radilišta. Zadržavanje obrtne platforme pri kopanju i pri stajanju mašine na usponima obezbeđuje se automatskom kočnicom sa segmentima. Za obrtnu platformu se pričvršćuje pokretni deo centralnog uljnog kolektora, kroz koji se radna tečnost otprema, odnosno pumpa, u hidraulične motore uređaja za kretanje.

Uređaj za transport se sastoji iz rama, guseničnog ill uređaja za kretanje sa pneumaticima i mehanizma za njihov pogon i kočenje (slike 1.12.a I 1.12.b). Gusenična kolica imaju nezavisan pogon pomoću individualnih hidrauličnih motora putem sistema mehaničkih prenosa, čime se obezbeđuje sinhrono i separatno kretanje gusenica.

13

Slika 1.12.a. Gusenični uređaj za kretanje: a) donji ram sa nosačima spojen sa ramom gusenice; b)

donji vareni ram, spojen sa guseničnim ramovima; c) zavaren donji i gusenični ramovi; d) donji ram sa nosačima za gusenične ramove.

Slika 1.12.b. Uređaj za kretanje na pneumaticima: a) šasija; b) mehanizam za kretanje -transport; c)

motorni točak.

Radni uređaji hidrauličnih bagera mogu biti sa normalnom kašikom, obmutom (dubin-skom) kašikom i grabilicom (grajferom).

14

Slika 1.13. Šema hidrauličnog bagera sa obmutom kašikom: a) razmeštaj ose pete strele Ox i zgloba hidrauličnog cilindra za podizanje strele 02; b) zona dejstva radnog organa.

Radni uređaj sa obmutom (dubinskom) kašikom (slika 1.13) predstavlja jednu od osnovnih vrsta radnog uređaja kod hidrauličnih bagera, s obzirom da je primena obmute kašike dosta česta. Dužina poluga i njihova pozicija se biraju tako da bi se obezbedio maksimalni ugao obrtanja kašike od 175-180°. Hod poluga, dimenzije i kapacitet hidrauličnih elemenata usklađuje se sa dužinom elemenata ciklusa.

15

Slika 1.14. Kašike hidrauličnih bagera: a) obrnuta kašika; b) obrnute kašike za kopanje kanala; c) kašike

za utovar materijala; d) kašike za planiranje tla; e) trapezoidne kašike za kopanje kanala.

Kašike (slika 1.14.a, 1.14.b) ove vrste bagera mogu biti normalne ili veće zapremine, različite širine. Kašike koje imaju veću širinu, ojačavaju se pojasevima iz profilisanog čelika po gornjoj ivici. Sa prednje donje strane je oštrica (rezna ivica), koja se kod kašika, namenjenih za rad u čvrstim stenama, često izrađuje livena sa urezima, odnosno žljebovima za postavljanje zuba u obliku naglavaka. Ojačavaju se i mesta spajanja kašike za ručku i njene poluge ka kašici. Kašike za čvrste stene imaju visok štitnik, čiji je srednji deo izbočen ka vrhu, da bi se umanjila verovatnoća ekscentričnog opterećenja na krajnje zube. Kašike predviđene za izradu kanala opremaju se bočnim rezačima. Obrnuta (dubinska) kašika se obično izrađuje sa nešto užim zadnjim i donjim zidom pod uglom od 4-5°. Šire kašike se ojačavaju sa jednim ili dva podužna unutrašnja rebra. Broj zuba zavisi od širine kašike (kod malih obično 3-4, kod većih 5-6, a kod vrlo velikih 9 do 10). Širina kašika se kreće od 4,0 m za rad na planiranju, do vrlo uskih od 0,8 m za izradu kanala. Masa dubinske kašike se kreće: kod univerzalnih kašika 0,95-1,2 t/m3, geometrijske zapremine kašike do 1,4-1,7 t/m3 za kašike namenjene za otkopavanje čvrstih stena. Ručke bagera sa obrnutom kašikom izrađuju se najčešće kutijastog preseka sa većom širinom od visine, zbog velikih ubrzanja pri okretanju. U pravcu zgloba strele ručka i visina njenog nosača se povećavaju. Zavisno od uslova konstrukcije i položaja cilindra za okretanje kašike, sreću se grede ručki koje su delimično otkrivene sa donje strane, a ređe iz dve vertikalne grede. Položaj zgloba za strelu se bira uzimajući u obzir moguću unifikaciju cilindara, koji se ponekad uzimaju isti za sva tri mehanizma iste mašine. Obično se koristi 3-5 različitih cilindara. Za veće bagere primenjuju se udvojeni cilindri. Kod modela male snage, visina poprečnog

16

preseka grede-nosača ručki kašike se kreće od (0,09-0,1)/r, kod modela srednje i veće snage (0,1-0,12)lv , širina nosača-ručki mašina veće snage obično je veća od visine za 1,2 do 1,5 puta. Kod dužih ručki visina grede-nosača se povećava za 20-30%. U većini slučajeva, ručka se pričvršćuje između bočnih zidova kutijaste grede-nosača strele, kod čega se na njenom kraju najčešće učvršćuje klipnjača cilindra za okretanje ručki, a pri vrhu - cilindar za okretanje kašike. Poslednjih godina se primenjuju i teleskopske ručke, koje povećavaju manevarske sposobnosti i obezbeđuju udobnost pri transportu. Masa standardnih ručki hidrauličnog bagera sa obrnutom kašikom sa cilindrom kašike zavisno od mase radnog uređaja bagera, čini 26-34% mase radnog uređaja bagera. Masa cilindra približno iznosi oko 10% od mase kratke ručke. Strela hidrauličnog bagera sa obrnutom kašikom svih konstrukcija izrađuje se kao monobločna i zglobna. Pričvršćena je za platformu zglobno, tako da ima mogućnost spuštanja ispod horizonta za ugao do 30°. Pri tome, strela ne treba da dotiče gusenice pri radu pod pomenutim uglom. Kako osa gornjeg dela strele obrazuje sa osom donjeg dela ugao reda 120-130°, to će njen gornji deo biti pri spuštanju nagnut u odnosu na horizont pod uglom 70-75°, a ručke pod uglom 90-100°, čime se obezbeđuje maksimalna dubina kopanja. Masa strele sa cilindrom ručki čini oko 50% mase radnog uređaja ili oko 11% mase celog bagera. Masa jednog, odnosno dva cilindra strele čini oko 8-10% od mase strele. Osnovni zadatak pri projektovanju radnog uređaja obrnute kašike i drugih vrsta uređaja sastoji se u tome da se izaberu tačke učvršćivanja i dužine svih poluga, tačke učvršćivanja svih cilindara i njihovih klipnjača i takođe veličine njihovih sila i dužine hoda, tako da se obezbedi najbolje korišćenje sila, koje realizuju hidraulični cilindri. Sledeći zahtev je da se izaberu minimalne vrednosti hoda klipova i minimalni uglovi okretanja hidrauličnih cilindara pri radu, radi postizanja najvećih sila na zubima kašike i najboljeg očuvanja ovih sila u svim položajima kašike. Radni uređaj sa kašikom grabilicom (grajferom) primenjen je dosta široko kod hidrauličnih bagera čija masa ne prelazi 65 t, a zapremina kašike oko 5 m3 i to za utovar krupnih stenskih komada, razne pomoćne radove, radove pod vodom itd. Za kašike grabilice koriste se normalne strele radnog uređaja hidrauličnog bagera sa obrnutom kašikom i umesto ručki, radi obezbeđenja pokretljivosti - kratki naglavci kojima se upravlja hidrauličnim cilindrima. Masa grabilice na 1 m3 zapremine, a kod višekrilnih, odnosno višeperajnih na 1 t mase iznosi oko 0,9-1,1 t. Radni uređaj sa normalnom kasikom (slika 1.15) predstavlja uređaj primenjen kod hidrauličnih bagera namenjenih za masovne zemljane radove na površinskim otkopima i u građevinarstvu. Ovim radnim uređajem se opremaju mašine mase od 5 do 500 t, sa kašikama zapremine od 0,2 do 50 m3 (slika 1.15.a). Na reznoj ivici kašike stvara se sila za 15-30% veća nego kod radnih uređaja sa obrnutom kašikom istog tipa bagera. Nemogućnost da se ova sila koristi usled male mase mašine, uslovila je primenu specijalne tehnologije rada sa malim radijusima, koji ne premašuju 0,4-0,5 radijusa dejstva ove mašine. Na ovim radijusima oni mogu da realizuju ukupnu raspoloživu silu (slika 1.15.b). Radi toga se ove mašine opremaju kratkim strelama i ručkama često iste dužine, reda 4-5,5 m kod velikih mašina. Ovo im obezbeđuje visoku cikličnost i otkopavanje na radijusima, koji zadovoljavaju rad bagera čije su mase i do 200 t.

17

Hidraulični bageri sa normalnom kašikom većih snaga sa malim - kratkim strelama i ručkama imaju jedan cilindar za istovar kašike okretanjem ili za okretanje zadnjeg zida kašike. Ukoliko se radi o rasklopnoj kašici, tada imaju još jedan cilindar za istovar ka-šike. Jedan cilindar služi za okretanje ručki i dva za podizanje i spuštanje strele. Ugao okretanja ručki ka streli menja se od 45 do 120 odnosno 130°, a ugao okretanja kašike ka osi gornjeg dela ručki - od 60 do 130°. Ovi uglovi omogućavaju da velike mašine (mase do 200 t) mogu da imaju maksimalni radijus kopanja do 12 m, maksimalnu visinu kopanja do 14,5 m, visinu istovara do 10 m i dubinu kopanja do 5 m.

Mnogi u svetu poznati veliki proizvođači hidrauličnih bagera sa normalnom kašikom naročito u poslednjoj deceniji su učinili značajne izmene u konstrukciji radnog organa ovog bagera, u cilju da se poboljša horizontalni zahvat kašike, poveća ugao obrtanja kašike pri istresanju, poveća sila kopanja i podizanja kašike, smanji specifični utrošak energije itd. Tako, naprimer, firma ,,Orenstein und Koppel" je na hidrauličnom bageru tipa RH-300 uvela poseban cilindar između katarke i kašike, kojim se može menjati nagib kašike i time kašika vodi po zelji (slika 1.15.c). Firma ,,Caterpillar" je za ovu svrhu ugradila dodatni upravljački cilindar, pričvršćen između obrtne nadgradnje bagera i ka-tarke (slika 1.15.e), a firma ,,Hitachi" nešto slično (slika 1.15.d).

Slika 1.15. Radni organ hidrauličnog bagera sa normalnom kašikom: a) radna trajektorija za mašinu mase 65 t (1,2);

b) kopanje visokog radilišta okretanjem ručki (1) i niskog radilišta obrtanjem kašike(2); cj opšta šema bagera.

18

Slika 1.15.a. Obrtna i rasklopno-obrtna kašika hidrauličnog bagera sa normalnom kašikom.

Slika 1.15.b. Šema radnog uređaja hidrauličnog bagera: levo sa rasklopnom kašikom; desno - sa obrtnom odnosno okretnom kašikom.

(1 - radna trajektorija kopanja; 2 - trajektorija maksimalnog radijusa kopanja; 3 - trajektorija minimalnog radijusa kopanja).

Posebno je zanimljivo konstruktivno rešenje radnog organa hidrauličnog bagera sa tzv. pantografom, firme ,,Orenstein und Koppel" (Nemačka) (slika 1.15.f). Cilj ove konstrukcije je da se zadrži uvek konstantnim ugao nagiba kašike u odnosu na horizont u svim položajima pri podizanju strele i ručke bagera, zatim da se poveća sila kopanja na reznom delu kašike i da se dobije veća stabilnost bagera u radu. Posebnost projektovanja i proračuna. Jedan od osnovnih zadataka pri projektovanju hidrauličnih bagera sastoji se u određivanju razvijanja maksimalno mogućih sila na zubima kašike i određivanju mogućih efektivnih predela dejstva ovih sila. Pri projektovanju bagera sa užadima, vrednost maksimalnih sila na zubima kašike određuje se masom bagera i položajem težišta, dimenzijama strele i uglom njenog nagiba, kada je u pitanju bager sa normalnom kašikom (45-47°, ređe 50°), i rastojanjem od ose strele do ose obrtanja bagera. Ovaj princip važi i za uslove rada hidrauličnih bagera. Vodeći proračun do određivanja težišta bagera, određivanja njegovog položaja i vrednosti momenta održanja, određivanja neophodnog

19

minimalnog radijusa, orijentaciono se može uzeti da maksimalna sila na zubima prazne kašike, uzimajući u obzir težinu strele, ručke i kašike, treba da bude jednaka približno polovini težine bagera, a radijus njenog dejstva od ose obrtanja treba da bude, pri položaju ose donjeg dela strele pod uglom u odnosu na vertikalnu osu kroz petu strele, nagnut unazad za 10-20°.

Slika 1.15.c,d,e,f. Radni organi hidrauličnih bagera različitih konstrukcija: c) konstrukcija firme ,,Orenstein und

Koppel" - RH-300; d) konstrukcija firme ,,Hitachi"; e) konstrukcija firme „Caterpillar"; f) hidraulični bager sa pantografom: 1 - strela; 2 - ručka; 3 - rasklopna kašika; 4 - okretna kašika; 5 - spoj kašike; 6 - pantograf; 7 -

poluga; 8 - cilindar; 9 - cilindar ručke; 10 - cilindar za okretanje kašike.

Istraživanje zavisnosti mase osnovnih uređaja i hidrauličnih bagera u celini, gabarita i radnih dimenzija bagera, kao i sila i brzina osnovnih radnih kretanja, omogućila su da se dobije solidna osnova za razradu empirijskih zavisnosti osnovnih parametara bagera, kao i za stvaranje teoretskih osnova i proračuna.

20

Ovim istraživanjima je ustanovljeno da geometrijska zapremina kašike, koja se ranije uzimala kao bazni parametar za utvrđivanje svih osnovnih zavisnosti, danas nema takav suštinski značaj. Kod većine tehničkih karakteristika bagera nedostaje pojam standardne kašike, te radi toga, sve nove osnovne zavisnosti i empirijski obrasci se baziraju na radnoj masi bagera (M). Praktičnim ispitivanjima, kao što smo ranije pomenuli, utvrđeno je da rad hidrauličnog bagera sa normalnom kašikom na malim radijusima omogućuje da se postignu sile na reznoj ivici kašike za 3 do 4 puta veće nego kod bagera sa užadima iste mase, što omogućuje da se bez prethodnog rastresanja mogu da otkopavaju materijali sa čvrstoćom do 0,6-0,8 MPa. Ograničavajući faktor za realizaciju većih sila na reznoj ivici kašike predstavlja mogućnost prevrtanja bagera. Maksimalna sila (kN) može da dostigne veličinu:

Plmax = K x M , kN

gde je: M - masa bagera, t; K - empirijski koeficijent proporcionalnosti. Uzima se:

K = 14 pri M = 24-50 t ; K = 20 pri M = 60-100 t ; K = 30 pri M = 120 Da bi mogla da se koristi Plmax na najvećoj visini kopanja, strela bagera treba da ima mogućnost otklona od vertikalnog položaja unazad pod uglom 15-20° od vertikale, što odgovara realnosti. Vrednosti, odnosno veličine, za ostale elemente bagera, kada je poznata njegova radna masa, kao na primer, za dužinu strele, dužinu ručke, dužinu naglavka, visinu preseka strele, visinu preseka ručki, visinu kopanja, radijus kopanja, visinu istovara itd., moguće je odrediti pomoću obrasca:

Sj = Kj x M

gde je: Kj - koeficijent proporcionalnosti, čije vrednosti za pojedine elemente

hidrauličnog bagera se obično daju u tabelama prema masi bagera, zapremini kašike i instalisanoj snazi pogona na bageru.

Maksimalna brzina obrtanja i snaga motora za obrtanje određuju se po obrascima, koji se upotrebljavaju i za bagere sa užadima. Maksimalna brzina kretanja - transporta po tvrdoj podlozi i na usponu ne većem od 2° iznosi oko 2,5-4 km/h za mašine srednje snage i 1,5-2 km/h za mašine veće snage. Za hidraulične bagere na pneumaticima, ova brzina dostiže 25-30 km/h.

Na slici 1.16 prikazane su zone korišćenja maksimalnih sila, koje mogu da razviju hidraulični cilindri, i karakter promene ovih sila pri povećanju radijusa dejstva.

21

Slika 1.16. Zavisnost maksimalnih sila kopanja od radijusa dejstva hidrauličnog bagera sa normalnom kašikom.

22

1.3. Bageri sa gipko (elastično) vezanim radnim elementom

• U bagere sa glpko (elastično) vezanim radnim elementom spadaju: • Bager sa povlačnom (dreglajnskom) kašikom ili kako se popularno naziva -

bager dreglajn • Bager sa kašikom grabilicom tj. bager grabilica • Bager sa kukom za dizanje tereta tj. bager dizalica.

Slika 1.13. Bageri sa gipko (elastično) vezanim radnim elementom

Bager sa povlačnom kašikom – bager dreglajn Bager dreglajn je konstruktivno predodređen za otkopavanje materijala ispod nivelete planuma na kojoj se nalazi tj. za dubinskl rad. On, dakle, otkopava materijal "ka sebi". Doduše, bager dreglajn može da kopa i visinski, a visina bloka po pravilu ne sme da bude veća od 0,5-0,7 Hp. Konstrukcija:

• Donji neokretni postroj na kome je smešten transportni uređaj • Obrtne platforme sa mehanizmima, i • Radnog organa

23

1

2

3

45

6

78910

11

1213

14

15

16

17

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 1.14. Bager dreglajn

24

Radni organ:

• Radni organ bagera dreglajna se sastoji od: • Kašike (1) podiznog užeta (6), užeta za vuču (5) vuču, istovarnog bloka

(kotura) i istovarnog užeta, • strele koja je zglobno vezana za okretnu platformu (2), • usmerivača tj. usmeravajućih koturova za vučno uže (3).

Slika 1.14. Bager dreglajn

Radni proces: Bager se postavlja u blizini gornje ivice etažne kosine. Pri opuštenom vučnom užetu a pomoću užeta za podizanje kašike, kašika se spušta na dno, zatim se vučnim užetom kašika povlači ka streli bagera. Kašika se pod dejstvom sopstvene težine urezuje u materijal i puni se otkopanim materijalom. Dubina odreska se reguliše zatezanjem užeta za dizanje kašike. Kada je kašika puna materijala, nakratko se prikoči vučni doboš i stavlja se u pogon doboš za dizanje kašike. Kao rezultat toga, uže za dizanje kašike, vučno uže i istovarno uže se zatežu, a kašika se diže u horizontalnom položaju. Istovremeno sa podizanjem kašike uključuje se mehanizam za kružno kretanje platforme pa se ista zajedno sa strelom i kašikom okreće do mesta pražnjenja kašike. Opuštanjem vučnog užeta kašika se prevrće i prazni.

25

Platforma se zatim, zajedno sa strelom i kašikom okreće ka mestu ponovnog utovara materijala i to pri istovremenom opuštanju užeta za podizanje kašike tj. pri istovremenom spuštanju kašike.

Slika 1.15. Šema bagera dreglajna

Radni parametri:

sl20

Slika 1.16. Radne dimenzije bagera dreglajna Radni parametri:

• Radijus kopanja - Rk, predstavlja horizontalno rastojanje od okretne ose platforme bagera do vrha zuba na kašici pri kopanju. Ovde razlikujemo: radijus kopanja bez zabacivanja kašike Rk i radijus (maksimalni) kopanja sa zabacivanjem kašike Rkmax.

• Radijus pražnjenja - Rp predstavlja horizontalno rastojanje od vertikalne ose okretanja platforme do ose kašike pri pražnjenju iste.

26

• Dubina kopanja - Hk predstavlja vertikalno rastojanje od nivelete planuma na kojem se bager nalazi do vrha zuba na kašici u njenom krajnjem donjem položaju.

• Visina pražnjenja - Hp predstavlja vertikalno rastojanje od nivelete planuma na kojem bager stoji do vrha zuba na kašici u procesu pražnjenja iste.

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. Konstrukcija: Osnovna razlika je u konstrukciji radnog organa odnosno kašike, koja kod ovih bagera ima oblik dvočeljusne kašike koja se potpuno zatvara (slika 1.17)

Slika 1.17. Radni organ i radne dimenzije bagera grabilice Proces rada: Proces rada bagera grabilice se sastoji u sledećem: otvorena kašika tj. grabilica sa otvorenim čeljustima otpuštenim užetom za zatvaranje grabilice se spušta na užetu za dizanje. Na određenoj visini iznad zemlje potpuno se otpusti uže za dizanje kašike i kašika se sa otvorenim čeljustima urezuje u materijal. Zatim se povlači uže za zatvaranje kašike pri čemu se vrši kopanje i punjenje kašike materijalom, dok uže za dizanje kašike ostaje i dalje olabavljeno, odnosno malo pritegnuto. Posle zatvaranja kašike, nastavlja se sa zategnutim užetom za zatvaranje kašike uz istovremeno zatezanje užeta za dizanje kašike. U početku se dizanje kašike vrši samo na užetu za zatvaranje kašike, a odmah posle toga kad prlstigne sa zatezanjem užeta za dizanje, nastavlja se proces

27

dizanja sa oba užeta. u položaju za istovar, otpusti se uže za zatvaranje kašike koja sad visi samo na užetu za dizanje, kašika se pod dejstvom sopstvene težine otvara i prazni. Kad je kašika ispražnjena platforma se zajedno sa strelom i kašikom okreće u položaj za ponovni utovar kašike i ciklus se ponavlja. Radni organi bagera sa jednim radnim elementom

• Radni organi određuju tip bagera i njihovu konstruktivnu šemu Radni organ bagera kašikara

• Radni organ bagera kašikara čine: kašika, ručka ili ručke, strela, mehanizam za potiskivanje i mehanizam za otvaranje dna kašike.

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.

Kašika:

Slika 1.18. Kašika bagera kašikara Kašike, po načinu veze sa ručkom ili ručkama možemo podeliti na dve grupe:

• sa zglobnom vezom, i • sa čvrstom vezom.

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.

Po načinu pražnjenja kašike mogu biti:

• sa slobodno padajućim dnom, • sa prevrtanjem kašike.

28

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

Konstrukcija zuba:

Slika 1.19. Zub bagerske kašike sa zamenljivom krunom

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. Strela konstrukcije 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. 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.

29

Slika 1.20. Konstruktivne izvedbe strele bagera kašikara

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.

• 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 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.

30

Slika 1.21. Ručke bagera kašikara: a) sa jednom gredom – cevasta; b) sa dve grede -

cevasta Radni organ bagera dreglajna:

• Radni organ bagera dreglajna čine: kašika, strela, vučno, uže, podizno uže, istovarno odnosno balan uže i uvodnik užeta.

Kašika: Dreglajnska kašika se sastoji iz zavarenog tela 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 ušice 2 za vezu lanca za podizanje kašike 15 koji preko praverze 11 i balansira 12 spaja 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 nju se privaruju čelične podloge 1. Za zaštitu lanca za podizanje kašike 15 od trenja o kašiku i habanja služi raspinjača 14. težište kašike sa materijalom se nalazi između lanca za podizanje kašike i jarma. Zbog toga pri opuštanju vučnog užeta 8 i istovarnog 13 kašika se okreće u krug oko ose pričvršćenja lanca za podizanje i materijal se slobodno prazni kroz otvor ispod jarma između vučnih lanaca 7. Pri okretanju bagera za istovar kašika sa materijalom se održava u horizontalnom položaju posredstvom zategnutog užeta za istovar. Dreglajnske kašike se izrađuju po pravilu u zavarenoj ili kombinovanoj izradi, sa reznim delom odlivenim iz visokomanganskog čelika. Zubi su takođe odliveni od visokomanganskog čelika, a konstrukcija zuba je analogna konstrukciji zuba kod bagera kašikara. Lanci za podizanje i vuču kašike su liveni od manganskog čelika.

31

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: užetne, trograne krute, rešetkaste i kombinovane.

Slika 1.22. Radni organ bagera dreglajna

32

Kinematička šema bagera: 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 1.23 je dat primer šem2 bagera kašikara SE-3 sa mehanizmima i njihovim dispozicijama.

Slika 1.23. Kinematička shema bagera kašikara SE-3 ();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 slike 1.23, a na slikama 1.24 i 1.25 .date su pojedini kinematski preseci pojedinih pogona (reduktora).

Slika 1.24. Kinematička shema mehanizma transporta bagera kašikara EKG-3.2; 1. elektromotor; 2.

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

33

Slika 1.25. Kinematička shema mehanizma dizanja kašike bagera EŠ-5/45M; 1. elektromotor; 2.

reduktor; 3. vitlo (doboš) Obrtna platforma: 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 1.26 Različite izvedbe obrtnih platformi

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. 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

34

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.

1.27. Raspored mehanizama na obrtnoj platformi bagra dreglajna EŠ 10/70

Mehanizmi i uređaji bagera sa jednim radnim elementom 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. 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, transport i obrtanje platforme.

35

1.28. Raspored osnovnih i pomoćnih mehanizama na bageru kašikaru 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

1.29. Raspored osnovnih i pomoćnih mehanizama na bageru dreglajnu EŠ 5/45 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)

Mehanizmi za podizanje, potiskivanje odnosno vuču Mehanizam za potiskivanje služi za stvaranje pritiska na kašiku bagera koji je neophodan za utiskivanje kašike u materijal. Mehanizam za podizanje služi za podizanje kašike zajedno sa ručkom u procesu kopanja. Za podizanje kašike kod bagera kašikara uključuje se motor MP (motor za podizanje kašike). Njegovo obrtanje prema zupčaniku 18-17 i 16-15 se prenosi bubnju 14 dizalice za podizanje, na koju se namotava uže 13, koje obavija glavni blok 11 strele i blok kašike 12. Podignuta kašika se podržava kočnicom 19. Spuštanje kašike se vrši slabljenjem kočenja (opuštanjem kočnice) 19 ili raversiranjem motora. Kretanje potiska se vrši pri obrtanju potisnih zupčanika 4 i 9, koji su vezani, odnosno koji su u zahvatu sa

36

ozubljenom letvom, ili letvama 5 i 10 na ručki 6. Ovi zupčanici dobijaju obrtanje od motora MPot (motor za potiskivanje) preko zupčastog prenosa 8-7 i 2-3. Vraćanje ručke se vrši reversiranjem motora; položaj ručki se flksira kočnicom 1.

Slika 1.26. Mehanizam za podizanje, potiskivanje

Kod bagera dreglajna mehanizam za podizanje I vuču služi za saopštavanje kretanja na podizanje radnom organu bagera. Kretanje na podizanje I vuču predaje se preko frikcionih dizalica. Bubnjevi bagerskih vitlova (dizalica) izrađuju se od livenog gvožđa ili čelika sa fino obrađenom površinom ili sa urezanim žlebovima za namotavanje užadi. Kod bagera dreglajna mehanizam za vuču ostavruhe osnovni rad na kopanju, dok mehanizam za dizanje zajedno sa mehanizmom za obrtanje ispunjava samo transportne funkcije.

Slika 1.27. Šematski prikaz mehanizma za dizanje bagera dreglajna i presek vitla dizalice

Mehanizmi za oslanjanje i obrtanje bagera Mehanizam za obrtanje služi za promenu pravca obrtanja platforme bagera. Vertikalno opterećenje od težine platforme sa mehanizmima i radnim uređajima i od težine kašike sa materijalom, kao i horizontalna opterećenja od sila inercije prima uređaj za oslonac i obrtanje koji je postavljen na donjem ramu bagera. Obrtna platforma 3, preko valjka 2 oslanja se na prednju stranu (čelo) zupčastog venca 1. U zahvatu sa zupčastim vencem nalazi se zupčanik za obrtanje 5, koji se

37

obrće sa vratilom 4, koje je učvršćeno u ležišta na obrtnoj platformi.

Slika 1.29. Šema mehanizma obrtanja: a) principijelna: 1 - zupčasti venac; 2 - valjci; 3 - obrtna platforma; 4 - vratilo; 5 - zupčanik za obrtanje; 6 – gusenice; b) višemotornog bagera E-2503:1 - kočnica; 2 - motori; 3, 4, 5-6, 7-8-9 zupčasti parovi reduktora; 10 - zupčanik; 11 - ozubljeni venac.

Slika 1.30. Šeme uređaja za oslanjanje i obrtanje bagera: a) principijelna; b) sa centralnim rukavcem; c) sa zahvatnim valjcima; d) sa univerzalnim valjcima; e) sa kugličnim jednorednim krugom;f) sa valjčanim krugom kotrljanja; g) sa krugom valjanja točkića (valjka). 1) donji ram; 2) donji prsten; 3) kotrljajuće telo; 4) gornji prsten; 5) obrtna platforma; 6) centralni rukavac; 7) čep; 8) navrtka; 9) ozubljeni lanac; 10) nosač; 11) zahvatni valjak; 12) univerzalni valjak; 13) jednorodni krug kuglica; 14) dvoredni; 15) krug valjaka - točkića; 16) ozubljeni venac.

38

Slika 1.31. Izgled mehanizama za kružno kretanje i šematski prikaz istog mehanizma Uređaj za transport bagera Uređaj za transport 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

39

• Da poseduje što je moguće manji broj habajućih elemenata, da je pogodan za eksploataciju, održavanje id a je dugovečan.

Kapacitet bagera 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 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.

• 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.

• 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.

40

Pogon 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

41

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. 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

42

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).

43

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 uključ ivanja, 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.

44

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.

45

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

46

1.4. Bageri sa više radnih elemenata Bageri sa više radnih elemenata ostvariju neprekidno otkopavanje stenske mase pomoću većeg broja vedrica koje su ravnomerno raspoređene na beskonačnom lancu (vedričar) ili na rotornom točku (rotorni bager)

Slika 1.34. Načini rada rotornog bagera i bagera vedričara Za razliku od bagera sa jednim radnim elementom kod kojih ukupno vreme potrebno za otkopavanje stenske mase iznosi svega 20-40% od ukupnog trajanja ciklusa, kod ovih bagera otkopavanje (bagerovanje) se obavlja neprekidno tokom celog radnog ciklusa.

• Prednosti (manja inerciona opterećenja veće iskorišćenje transportnih sredstava, veći kapacitet, manja specifična potrošnja energije, visoka produktivnost, i dr.)

• Nedostaci (manja specifična sila kopanja)

47

1.4.1. ROTORNI BAGER Rotorni bager predstavlja samohodnu mašinu kontinuiranog dejstva namenjenu za otkopavanje jalovine i korisne supstance na površinskim kopovima.

Slika 3.1 Rotorni bager 1. Strela radnog točka, 2. Uže za pomeranje kolica, 3. Vitlo za strelu radnog točka, 4. Pogon dizanja strele radnog točka, 5. Radni točak, 6. Pogon radnog točka, 7. Kabina rukovaoca, 8. Noseća konstrukcija kabine rukovaoca, 9. Pogon dizanja kabine rukovaoca, 10. Stub, 11. Zatege, 12. Strela protivtega, 13. Protivteg, 14. Elektro - kabina, 15. Kran, 16. Pretovarni uređaj, 17. Kabina rukovaoca pretovarnog uređaja, 18. Pogon zadizanja pretovarnog uređaja, 19. Istovarni levak, 20. Gusenice 21. Donji stroj sa kuglibanom 22. Obrtna platforma gornjeg stroja (sa pogonom za kružno kretanje), 23. Prijemni transporter-traka 1, 24. Transporter-traka 2, 25.Ttransporter-traka 3, 26. Transporter za prikupljanje materijala- prljava traka.

Otkopavanje materijala vrši se vedricama koje su ravnomerno raspoređene i pričvrćene na obodu rotornog točka. Istovremeno sa obrtanjem rotornog točka u vertikalnoj ravni i okretanjem rotorne strele zajedno sa platformom u horizontalnoj ravni svaka vedrica otkopava iz masiva odrezak koji je određen oblikom i geometrijskim parametrima. Obrtanjem rotornog točka i nailaskom punih vedrica u zonu istovarnog sektora, materijal se prazni iz vedrica, predaje prijemmnom transporteru na rotornoj streli i dalje redom, zavisno od broja trensportera na bageru, zadnjem istovarnom transporteru. Kod rotornih bagera se, dakle, istovremeno sa otkopavanjem vrši transport i utovar otkopanog materijala u transportna sredstva, ređe direktno prebacivanje u odlagališni prostor ili skladištenje na deponiji.

48

Razvoj i oblast primene Zamisao da se konstruiše bager koji bi objedinio pokretljivost i relativno malo habanje kašika bagera sa kontinuiranim radom i velikim kapacitetom bagera vedričara dovela je do konstrukcije rotornog bagera. Švander (Francuska) je 1913. godine patentirao radni točak sa kašikama, koji iskopani materijal za vreme okretanja istovaruje direktno na transporter. Vlasnik patenta nemačka firma Humbolt je na osnovu toga 1916. godine konstruisala prvi rotorni bager na šinama, koji je sledeće godine pušten u rad na kopu Bergwitz. Ovaj bager je neuspešno radio pa je 1923 godine bačen u staro gvožđe, ali je na bazi stečenog iskustva konstruisan novi rotorni bager (zapremina kašine 75 litara) koji je 1925 godine pušten u rad na površinskom kopu Luize. Već 1933. izgrađen je bager sa kapacitetom od 760 m3/h, visinom kopanja od 13 m, snagom motora rotornog točka od 74 kW, ukunom instalisanom snagom od 300 kW i čija masa je iznosila 352 tone. Prvi put je primenjen trogusenični transport 1934. godine, a 1937. devetogusenični. Do 1938. godine izgrađeno je preko 50 rotortnih bagera, a pedeset godina kasnije preko 800. Proizvodnja u SAD počinje 1943. godine. Do 1951. godine bageri su bili sa rotornim točkom ćelijskog tipa, kada je privi put primenjen polućelijski tip, što im je znatno povećalo kapacitet. Od 1955. godine počinje sve masovnija proizvodnja bagera i za dubinski i za visinski rad. Kasnije su proizvedeni i prvi bageri sa promenljivom dužinom strele. Od 1960. proizvedeni su bageri sa povećanom reznom silom i većim kapacitetom (1987. KRUPP u Hambahu je isporučio bager teoretskog kapaciteta 19200 m3/h).

Godina proizvodnje: 1933. 1979.

Prečnik rotornog točka, m: 5.0 21.6 Snaga pogonskih motora na rotoru, kW: 74 3360

Ukupna instalisana snaga motora, kW: 300 16900 Radna masa, t: 352 13265

Sekundni teoretski kapacitet, m3/s: 0.21 5.28 Teoretski kapacitet, m3/h: 756 19000

Slika 3.69. Poređenje veličina rotornih bagera u vremenskom intervalu od 50 godina

49

Klasifikacija Klasifikacija rotornih bagera može se vršiti po brojnim i veoma raznovrsnim konstrukcionim i tehnološkim obeležjima. Shodno zahtevima korisnika, a u cilju zadovoljavanja specifičnih uslova radne sredine, kod ovih bagera je prosutna veoma široka varijacija tehnoloških i kinemtskih parametara koji su po pravilu zahtevali i specifična konstrukciona rešenja cele mašine ili pojedinih vitalnih delova ili sklopova. Rotorni bager možemo klasifikovati :

• Po nameni: – bageri za površinske kopove, – bageri za građevinske radove, – specijalni bageri.

• Po teoretskom kapacitetu: – malog kapaciteta (do 630 m3/h), – srednjeg kapaciteta (od 630 do 2500 m3/h), – velikog kapaciteta (od 2500 do 5000 m3/h), – vrlo velokog kapaciteta (od 5000 do 10000 m3/h), – izuzetno velikog kapaciteta (preko 10000 m3/h).

• Po specifičnoj sili kopanja: – sa normalnom specifičnom silom kopanja (do 70 N/cm2), – sa povećanom specifičnom silom kopanja (od 70 do 140 N/cm2), – sa velikom specifičnom silom kopanja (od 140 do 210 N/cm2), – sa vrlo velikom specifičnom silom kopanja (preko 210 N/cm2).

• Po načinu otkopavanja bloka: – za visinski rad (sa dubinom kopanja ispod nivelete radnog planuma

bagera ne većom od poluprečnika radnog točka), – za visinski i dubinski rad.

• Po načinu usecanja u blok: – sa usecanjem u blok pri pomeranju celog bagera (bageri sa rotornim

strelama konstrantne dužine i fiksnim osloncima strele), – sa usecanjem u blok pri isturanje rotorne strele (bageri sa teleskopskim

strelama i bageri sa strelama konstantne dužine ali sa pomerljivim osloncima).

• Po tipu transportnog uređaja: – sa guseničnim transportnim uređajem, – sa koračajuće-šinskim transportnim uređajem, – sa šinsko-guseničnim transportnim uređajem, – sa šinskim transportnim urešajem, – sa koračajućim transportnim uređajem.

• Po uzajamnom položaju gornjeg okretnog i donjeg neokretnog dela bagera: – sa uređajem za horizontiranje gornjeg okretnog dela bagera, – bez uređaja za horizontiranje.

• Po tipu i položaju ose okretanja pretovarnog uređaja: – sa istovarnom konzolom čija se osa okretanja poklapa sa osom

centralne okretne platforme, – sa istovarnom konzolom čija se osa okretanja ne poklapa sa osom

centralne okretne platforme, – sa pretovarnim mostom na sopstvenom pretovarnom uređaju čija se

osa oslonca na bageru poklapa sa osom centralne okretne platforme,

50

– sa pretovarnim mostom na sopstvenom pretovarnom uređaju čija se osa oslonca na bageru ne poklapa sa osom centralne okretne platforme.

• Po šemi rasporeda osnovnih uređaja: – sa jednom centralnom okretnom platformom na kojoj su oslonci za

radni organ i istovarni uređaj, – sa jednom centralnom okretnom platformom na kojoj je oslonac za

radni organ, dok je oslonac za istovarni uređaj na donjem neokretnom delu bagera,

– sa dve okretne platforme pri čemu je na gornjoj oslonac za radni organ, a na donjoj za istovarni uređaj.

• Po stepenu okretljivosti gornjeg okretnog dela bagera: – delimično okretni, – potpuno okretni.

• Po tipu rotorne strele: – sa rotornom strelom konstantne dužine i fiksnim osloncem na gornjem

okretnom delu bagera, – sa strelom konstantne dužine i pomerljivim osloncem na gornjem

okretnom delu bagera, – sa teleskopskom (produžnom) strelom.

• Po stepenu uravnoteženosti bagera: – potpuno uravnoteženi, – delimično uravnoteženi.

Konstrukcija Veličina, oblik i konstrukcija rotornog bagera zavise posebno od zahtevanog kapaciteta, načina utovara materijala, i specifičnih uslova rada na kopu. Na oblik i konstrukciju bitno utiče dozvoljeni nagib kosina, zatim čvrstoća materijala koji se otkopava, i dozvoljeni specifični pritisak na tlo. Oblik i konstrukcija moraju biti prilagođeni uslovima dobrog i lakog održavanja.

• Osnovni i pomoćni uređaji U osnovne uređaje možemo svrstati radni eskavacioni uređaj, transportni uređaj, uređaj za transport materijala (transoprteri na bageru), pogonski uređaj i uređaj za upravljanje. U pomoćne uređaje spadaju: uređaji za podmazivanje, uređaji za zagrevanje, rasvetu, uređaji za potrebe tehničkog održavanja i remonta itd.

A) Šema ramovske konstrukcije u obliku slova C gornjeg obrtnog dela rotornog bagera

51

B) Šema konstrukcije gornjeg obrtnog dela rotornog bagera sa jednom vertikalnom rešetkom

C) Šema konstrukcije gornjeg obrtnog dela rotornog bagera sa dve vertikalne rešetke

D) Šema rotornog bagera sa teleskopskom konzolom radnog točka: 1 – teleskopska konzola radnog točka; 2 – kolica sa uređajem za pomeranje konzole radnog točka; 3 – povratni transporter; 4 – dužina izvlačenja teleskopske konzole radnog točka

Slika 3.70. Osnovne konstruktivne izvedbe rotornih bagera Konstrkcija rotornog bagera je predstavljena na slici 3.71.

1 2

3

4

5

6

7 8 9

Slika 3.71. Rotorni bager: 1. rotorni točak s vedricama, koji se nalazi na rotornoj streli zajedno sa pogonom; 2. strela rotornog točka (katarka), koja se svojim krajem oslanja na okretnu platformu (gornju gradnju); 3. istovarna strela ili istovarni most; 4. konzola protivtega i protivteg za uravnoteženje konstrukcije rotornog bagera u odnosu na okretnu platformu i transportni mehanizam; 5. nadgradnja rotornog bagera, koja služi kao oslonac za vešanje rotorne strele, konzole protivtega, istovarne strele; 6. okretna platforma, na kojoj se nalazi oprema rotornog bagera (uređaji, oprema, postrojenja, instalacija); 7. oslono-okretni mehanizam na kome se nalazi okretna platforma; 8. donje postolje (donja gradnja); 9. transportni mehanizam.

Uobičajena klasifikacija bagera je na osnovu osnovnih konstrukcionih karakteristika I kapaciteta na rotorne bageri tipa A, B I C.

52

Tipovi rotornih bagera A, B i C Tip bagera A B C Kapacitet (m3/h) 420-6000 3600-7500 7300-22700 Pogonska masa (t) 55-1200 1200-3500 6000-14000 Prečnik rotornog točka (m) 4,2-12 8,4-12,5 17,3-21,6 Snaga na rotornom točku (kW) 75-1000 750-1500 1500-5040 Moment na rotornom točku (kNm) 75-2200 2000-7000 4500-12000 Tipovi rotornih bagera su dati na slici 3.72.

Tip malog rotornog bagera Tip A (SRs 220.9,5/0.5)

Tip srednjeg rotornog bagera Tip B (SRs 1000.26/1.5)

Tip velikog rotornog bagera Tip C (SchRs 2300.32/5)

Slika 3.72. Tipovi rotornih bagera

53

Slika 3.73. Glavne komponente rotornog bagera: 1. gusenični transportni mehanizam, 2. donja

gradnja, 3. oslono-obrtni deo, 4. gornja gradnja sa protivtegom, 5. strela radnog točka, 6. radni točak, 7. pogonski sistem za dizanje i spuštanje strele radnog točka, 8. istovarna strela

Radni organ rotornog bagera Radni organ rotornog bagera čine:

• Strela rotornog točka i • Rotorni točak sa elementima i pogonom (telo rotornog točka, vedrice,

skliznice, pogonski motor, reduktor, spojnica).

Strela radnog tocka

Rotorni tocak

Slika 3.74. Radni organ rotornog bagera

54

Veliki uticaj na oblik konstrukcije strele ima dispozicija rotornog točka sa pogonskim agregatima i presipnim mestom. Na oblik strele utiče opterećenje, zahtevana tehnologija otkopavanja, pozicioniranje pomoćnih konstrukcija, ugradnja instalacija, položaj rotornog točka, presipnih mesta, transportera i naravno zahtevi održavanja. Strela radnog točka Strela radnog točka pripada glavnoj nosećoj čeličnoj konstrukciji bagera. Slobodno se može istaći da je strela najopterećeniji i najodgovorniji deo konstrukcije bagera. Rad bagera se sastoji od glavnih kretanja (obrtanje rotornog točka i kružno kretanje gornje gradnje) i pomoćnih kretanja (kretanje u pravcu nastupa i promena visinskog položaja rotornog točka u vertikalnoj ravni). Zauzimanje željenog položaja točka u vertialnoj ravni vrši se dizanjem i spuštanjem strele. Pored funkcije dizanja rotornog točka strela ima i niz drugih funkcija. Na osnovnoj konstrukciji strele su ugrađeni elementi za kopanje i transport materijala kao i više pomoćnih konstrukcija. Od pomoćnih konstrukcija treba istaći konstrukciju za vešanje kabine sa mehanizmom za podešavanje položaja, konstrukciju gazišta, presipnih mesta i niz mehanizama, uređaja i instalacija neophodnih za rad bagera. Velika opterećenja strele dinamičkim i statičkim silama, a takođe i sopstvenom masom mehanizama i uređaja, čine je izuzetno opterećenom konstrukcijom sa složenim naponskim stanjima visoke vrednosti. Strela kao najopterećeniji deo konstrucije bagera mase čini svega 6 do 13 % od mase celog bagera. Smanjene naprezanja povećanjem poprečnih preseka delova konstrukcije, dovodi do znatnog povećanja mase celog bagera. Noseća konstrukcija strele treba da prenese sve sile koje se javljaju (u radu, transportu i mirovanju) na centralnu konstrukciju bagera. Oblik noseće konstrukcije proizlazi iz pravaca delovanja opterećenja i takođe od zahtevanih tehnoloških parametara bagera. Veliki uticaj na oblik konstrukcije strele ima dispozicija rotornog točka sa pogonskim agregatima i presipnim mestom. Glavna konstrukcija strele mora se oblikovati tako da omogući ugradnju pomoćnih konstrukcija pri čemu se mora voditi računa o slobodnom prostoru delova koji su u međusobnom kretanju. Pored navedenih zahteva, konstrukcija mora biti pogodna za izvođenje radova održavanja koji se redovno i često obavljaju na pogonskim mehanizmima, sklopovima i instalacijama. U konstrukciji strele se mora obezbediti dovoljan prostor za rad ljudi i pristup dizaličnim sredstvima pri zameni pojedinih sklopova. Rotorni vek bagera je izuzetno dug, nekoliko decenija, pa se bez obzira na visoku pouzdanost ugrađenih agregata i sklopova oni moraju zamenjivati više puta u toku eksploatacije bagera. Dakle, na oblik strele utiče opterećenje, zahtevana tehnologija otkopavanja, pozicioniranje pomoćnih konstrukcija, ugradnja instalacija, položaj rotornog točka, presipnih mesta, transportera i naravno zahtevi održavanja. Tip izvedene konstrukcije strele zavisi u prvom redu od gabarita bagera, a samim tim i strele. Primenjuju se dva osnovna tipa konstrukcije i to su:

– konstrukcija strele punih zidova i – konstrukcija strele u obliku rešetke.

55

Slika 3.75. Konstrukcija strele rotornog bagera: konstrukcija strele punih zidova i u obliku rešetke Strelu čine dva osnovna nosača od tačke vešanja do uležištenja rotornog točka. Poprečni presek nosača je u obliku I profila ili u obliku pravougaone kutije. Poprečnim nosačima glavni nosači su međusobno povezani u jedinstvenu noseću strukturu. Nosači kutijastog preseka imaju relativno veću krutost na uvijanje od I preseka. Nedostatak uočen na bagerima sa strelama kutijastog preseka je mogućnost prodora vode u unutrašnjost nosača, što je nepovoljno zbog povećane korozije. Ako se blagovremeno ne uoči prodor vode u zimskim uslovima može doći do zamrzavanja i plastičnih deformacija zidova nosača. Glavni nosači strele u obliku I preseka se daleko lakše montiraju i jednostavno kontrolišu u toku eksploatacije bagera. Kako nema zatvorenih kutija antikoroziona zaštita se izvodi daleko kvalitetnije. Krutost pri uvijanju se postiže ugradnjom dodatnih poprečnih ukrućenja. Kod bagera većih dimenzija strela rotornog točka se izrađuje u obliku prostorne rešetkaste konstrukcije. Na slici 3.76 je prikazana strela velikog rotornog bagera (a) i bagera srednje veličine (b). Na streli se uočava levi i desni noseći zid koji su međusobno povezani gornjom i donjom poprečnom vezom. Glavni nosači rešetkastih zidova se izrađuju u obliku I profila. Ispuna rešetke se izvodi od standardnih profila odgovarajućeg kvaliteta i dimenzija.

1. desni noseći zid 2. levi noseći zid 3. donja poprečna veza 4. gornja poprečna veza 5. poprečna pregrada iza radnog točka 6. fiksni ležaj vratila radnog točka 7. slobodni ležaj vratila radnog točka 8. konstrukcija za uležištenje pogonskih motora radnog točka

1. desni noseći zid 2. levi noseći zid 3. donja poprečna veza 4. gornja poprečna veza 5. potporna greda iza radnog točka 6. slobodni ležaj vratila radnog točka7. fiksni ležaj vratila tadnog točka

a) b) Slika 3.76. Čelična konstrukcija nosača radnog točka

56

Materijal od koga se izrađuje strela treba da ima sledeće osnovne odlike: – visoku zateznu čvrstoću; – visoku granicu tečenja; – visoku otpornost prema krtom lomu; – dobru zavarljivost; – pristupačnu cenu.

Glavni uzroci pojave krtog loma u nosećoj čeličnoj konstrukciji su posledica sledećih uticaja:

– stanje napona u konstruktivnom elementu, – brzina nanošenja opterećenja na konstrukciju, posebno opterećenja u

vidu udara, – metalurške osobine ugrađenog čelika, od kojih mogu biti značajne

pojave segregacije ugljenika u poprečnom preseku i pojave nemetalnih uključaka u vidu lunkera,

– temperaturni uslovi eksploatacije, posebno pojava niskih temperatura. Dobra zavarljivost, je neophodan zahtev koji mora ispuniti materijal od koga se izrađuje čelična konstrukcija. Primenom čelika sa lošim tehnološkim svojstvima zavarivanja stvara mogućnost za pojavu mikro naprslina. Naprsline koje se mogu javiti u toplom i hladnom stanju prilikom zavarivanja prestavljaju izvor koncentracije napona i otvaraju put ka češćim lomovima i havariji bagera. Hemijski sastav čelika je merodavan za sagledavanje njegove zavarljivosti i postoji niz formula koje na osnovu hemijskog sastava daju kvalitetnu ocenu pogodnosti čelika za zavarivanje. Hemijski elementi koji bitno utiču na zavarivanje su C, Mn, Cr, Ni, Mo, Cu, P, Si, i V. Povećan sadržaj navedenih elemenata pozitvno utiče na mehaničke osobine čelika, ali negativno na njegovu sposobnost zavarivanja. Materijal koji se po pravilu primenjuje za izradu strele mora da zadovoljiti niz zahteva i svega jedan mali broj materijala ih u potpunosti zadovoljava. To su prema nemačkim DIN normama sledeći materijali: St-37-3, St-44-3,i St 52-3. Ekvivalentni materijali prema JUS standardima su Č.0363, Č.0483 i Č.0563. Čelici St-37-3 i St-44-3 se primenjuju za pomoćne konstrukcije i za manje odgovorne detalje, a za glavnu noseću konstrukciju strele se koristi isključivo St-52-3, odnosno prema JUS-u Č.0563. Izrada i montaža čelične konstrukcije strele Izrada i montaža strele se odvija u više faza:

– izrada elemenata od lima i profilisanih nosača u fabrici, – sklapanje pojedinih celina vodeći računa o mogućnostima transporta tih

elemenata, – montaža sklopova na montažnom placu u blizini mesta eksploatacije, – montaža strele na gornju gradnju bagera.

Osnovno obeležje izrade strele predstavlja način ostvarivanja veze između konstruktivnih elemenata, pri čemu se razlikuju sledeće vrste:

– veze ostvarene zakivcima, – veze ostvarene zavrtnjevima i – veze ostvarene zavarivanjem.

57

Za čelične konstrukcije bagera upotrebljavaju se tri tipa zavrtanjskih veza:

– nepodešeni zavrtnji sa visokom silom pritezanja (HV), – podešeni zavrtnji, sa niskom silom pritezanja i – podešeni zavrtnji sa visokom silom pritezanja (HPV).

Savremeno konstruisani bageri imaju sledeće konstruktivne karakteristike:

– materijal glavne konstrukcije je čelik St-52-3 (Č.0563); – konstrukcija je izrađena tehnologijom zavarivanja; – samo glavna čvorna mesta su izvedena zavrtnjima, nepodešenim, sa

visokom silom zatezanja (HV); – primena ostalih načina spajanja je zastupljena u znatno manjoj meri.

Dužina strele Dužina strele je u određenoj srazmeri sa sledećim parametrima:

– prečnikom rotornog točka; – dispozicijom uređaja i agregata ugrađenih na streli; – visinom tačke vešanja strele od planuma; – poprečnom preseku strele; – gabaritima hodnog uređaja.

Odnos dužine strele i prečnika radnog točka za kompaktne bagere: Dispozicija pogona rotornog točka, presipnog mesta i položaja transportera u konstrukciji strele su elementi od kojih zavise uglovi slobodnog rezanja bagera. Navedeni uglovi zavise i od dužine strele, pri čemu se povećanjem njene dužine postižu povoljnije vrednosti ovih uglova. Poprečni presek strele je u zavisnosti od njene dužine i instalisane snage pogona za kopanje, kružno kretanje gornje gradnje i mase ugrađenih elemenata. Očekivana opterećenja u horizontalnoj i vertikalnoj ravni su polazne osnove za dimenzionisanje poprečnog preseka strele i u direktnoj su vezi sa njenom dužinom. Strele na bagerima koji otkopavaju materijale male čvrstoće i gustine su manjeg poprečnog preseka odnosno imaju veću vitkost od bagera predviđenih za čvrste materijale, što se posebno uočava na deponijskim rotornim bagerima. Naime, ove kombinovane mašine otkopavaju, preciznije rečeno utovaraju već rastresiti materijal sa deponije koji pruža izuzetno niske otpore kopanju, pa samim tim i trele su izuzetno vitke.

lc= ( 1.95 -2.4)*DrtKompaktni bageriTAKRAFlc= ( 1.5 - 1.9)*DrtKompaktni bageriO&Klc=( 1.7 - 2.1)*DrtKompaktni bageriKRUPP

Odnos dužine strele i prečnika radnog točkaTip bageraProizvođač

lc= ( 1.95 -2.4)*DrtKompaktni bageriTAKRAFlc= ( 1.5 - 1.9)*DrtKompaktni bageriO&Klc=( 1.7 - 2.1)*DrtKompaktni bageriKRUPP

Odnos dužine strele i prečnika radnog točkaTip bageraProizvođač

lc= ( 2.40 - 4.55 )*DrtBageri klasične konstrukcijeTAKRAFlc=( 3.22 - 4.02 )*DrtBageri klasične konstrukcijeKRUPP i O&KOdnos dužine strele i prečnika radnog točkaTip bageraProizvođač

lc= ( 2.40 - 4.55 )*DrtBageri klasične konstrukcijeTAKRAFlc=( 3.22 - 4.02 )*DrtBageri klasične konstrukcijeKRUPP i O&KOdnos dužine strele i prečnika radnog točkaTip bageraProizvođač

58

Opterećenje strele

• opterećenja od sopstvene težine ugrađenih elemenata; • opterećenja strele spoljnim silama; • dinamička opterećenja strele.

Sopstvena opterećenja strele nastaju usled težine elemenata čelične konstrukcije strele. Velika dužina strele sama po sebi ima znatnu težinu koja izaziva određena naponska stanja u konstrukciji. Takođe, pomoćne konstrukcije pogonski agregati, transporteri, mehanizmi i instalacije itd., svojom težinom opterećuju noseću konstrukciju strele i izazivaju u njoj određena naprezanja. Navedena opterećenja se na osnovu mase pojedinih elemenata mogu tačno definisati i na osnovu toga ustanoviti naponska stanja u konstrukciji. Pri projektovanju bagera moraju se tačno predvideti stanja u kojima će se mašina nalaziti u pocesu eksploatacije, kao što su: rad bagera, transport bagera, posebni položaji pri remontu i stajanje bagera. U navedenim slučajevima bager je opterećen određenim spoljnim silama. Te sile se mogu podeliti u dve grupe :

– normalna pogonska opterećenja i – dodatna pogonska opterećenja (ekstremna opterećenja)

Oslonci strele i mehanizam za dizanje strele Oslonci su izvedeni u vidu dva ležaja na određenom rastojanju sa zajedničkom osom obrtanja. Primenju se ležajevi kliznog ili kotrljajućeg tipa. Kod izvođenja sa kliznim ležajevima moguće su dve varijante, klizni ležaj bez mogućnosti podešavanja ose i ležajevi sa samopodešavanjem ose obrtanja. Nepodesivi tip ležajeva zahteva besprekorno podešavanje ose obrtanja strele, što je veoma teško izvodljivo. Kod pogrešne montaže javljaju se dopunska opterećenja na konstruciji strele i centralnom stubu. Ležišta, nepodesivog tipa, izrađuju se od bronze, a osovina je čelični otkivak sa poboljšanom strukturom. Primena samopodesivih kliznih ležajeva omogućava i određenu međusobnu nesaosnost ležajeva. I pored nesuosnosti, usled samopodešavanja košuljica ležajeva, osa obrtanja strele je jedinstvena i nema pojave dodatnih opterećenja pri kretanju strele u vertikalnoj ravni. Primenjuju se ležajevi sa i bez podmazivanja. Prodor maziva u opterećenu zonu ležaja je veoma otežan, pa često u pogonskim uslovima tarne površine ostaju potpuno nepodmazane. Primena samopodesivih ležajeva čije su klizne površine obložene teflonom omogućavaju trajan rad bez podmazivanja. Mehanizam za dizanje stele ne pripada konstrukciji strele ,ali je neophodan za dovođenje strele u željene radne položaje. Zadatak mehanizma je:

– da dovede strelu u željeni visinski položaj, da zadrži taj položaj i po potrebi vrši promenu visinskog položaja. Navedene promene visinskog položaja strele moraju biti precizne radi selektivnog rada.

– da pri pojavi neželjenih slučajeva opterećenja zaštiti konstrukciju strele i sačuva bager od moguće havarije. U prvom redu se misli na mogući slučaj oslanjanja strele na radnu kosinu kada se narušava stabilnost celog bagera. Takođe, čest slučaj je da se obrušavanjem kosine preoptereti strela rotornog točka kada mehanizam za dizanje mora obezediti sigurnost bagera.

– da u radovima pri zameni vedrica obezbedi precizne položaje rotornog točka (visinska pomeranja od 2 do 5 mm), i da kod dužeg stajanja bagera zadrži konstantan položaj strele.

59

Navedene zahteve mehanizma za dizanje strele ispunjavaju dva sistema koji su i jedino u primeni na bagerima:

– hidraulički sistem sa cilindrom za dizanje strele i – sistem vitla sa užadima za dizanje strele.

Rotorni točak Rotorni točak predstavlja najkarakterističniji konstruktivni deo bagera, po kome je i dobio ime. Kroz višedecenijski razvoj rotornih bagera razvijeno je više tipova rotornih točkova uz stalno dalje usavršavanje sa ciljem da se što bolje odgovori tehnološkim zahtevima proizvodnje, uz smanjenje njegove težine, boljeg i kvalitetnijeg održavanja kao i uz povećanje pouzdanosti rada. Zahtevi ka većim jediničnim kapacitetima uslovljavali su povećanje dimenzija rotornog točka. Prečnik rotornog točka se kreće u dijapazonu od 4.2 m pa do 21.6 m, u zavisnosti od veličine bagera, ali i namene.

Slika 3.77. Rotorni točak D = 21.6 m, q = 6.6 m3, 18 vedrica (SchRs-6300, površinski kop Hambach)

Rotorni točak se sastoji iz sledećih osnovnih elemenata: - noseće konstrukcije rotornog točka, - vratila sa ležajevima, - vedrica sa reznim elementima.

Pod pogonskim mehanizmom rotornog točka podrazumevamo:

- reduktor rotornog točka (jedan ili dva), - spojnice, - elektromotor (jedan ili više, čak do četiri komada), - zglobna vratila za vezu motora i reduktora (samo kod nekih bagera).

U koncepciji konstrukcije rotornog točka, počevši od prvih – ćelijskih i zatim bezćelijskih (najviše primenjeni), sa njihovim prednostima i nedostacima, došlo je se i do polućelijskih, što je svakako posledica sve raznovrsnijih uslova rada bagera. Povećanjem visine prstenastog sektora i produženjem zadnjeg dela vedrice u ovaj prostor, dobijena je kombinacija ćelijskog i bezćelijskog rotornog točka. Najveći bager, nominalnog kapaciteta 240.000 m3/dan čvrste mase, ima točak polućelijskog tipa. Pored ovih, može se reći osnovnih tipova, postoje i rotorni točkovi sa gravitaciono-

60

inercionim ili samo inercionim pražnjenjem. Treba još napomenuti da kod rotornih bagera koji su predodređeni samo za dubinski rad, na rotornom točku su vedrice zaokrenute za 1800, a smer obrtanja suprotan u odnosu na bagere za visinski rad. Na slikama 3.78. – 3.80. prikazani su ćelijski, polućelijski i bezćelijski rotorni točkovi.

Slika 3.78. Rotorni točak ćelijskog tipa; 1 – telo rotornog točka, 2 – istovarni sektor, 3 – skliznica, 4 – ćelijski prostor, 5 – gumena traka, 6 – vedrica.

Slika 3.79. Rotorni točak polućelijskog tipa; 1 – prsten, 2 – istovarni sektor,

3 – polućelijski prostor, 4 – skliznica, 5 – vedrica.

Slika 3.80. Rotorni točak bezćelijskog tipa; 1 – prsten, 2 – istovarni sektor, 3 – bunker,

4 – prstenasti prostor, 5 – gumena traka, 6 – vedrica, 7 – telo rotornog točka, 8 – vratilo rotornog točka, 9 – reduktor, 10 – elektromotor.

61

Poseban problem konstrukcije bagera je i pogon rotornog točka, što je iskazano kroz raznolikost u konstruktivnim koncepcijama. Prvobitna rešenja sa zupčastim vencem na rotornom točku, prikazan je na slici 3.81-a, omogućuju postizanje najmanjih težina za isti obrtni moment u grupi mehaničkih pogona uz primenu prostih konstrukcija prenosnika snage, ali su kasnije otpala zbog teških uslova rada bagera i nemogućnosti ostvarenja efikasnog zaptivanja. Iako je sa tehnološkog aspekta ovo rešenje zadovoljavalo zbog smanjenja slobodnog ugla rezanja, ono je potpuno napušteno zbog navedenih problema. Na slici 3.81-b, prikazan je stari način konstrukcionog rešenja (primenjivan pre II svetskog rata), pogotovu sa aspekta načina rešavanja transportnog puta otkopanog materijala. Njegova specifičnost se ogledala u tome što je materijal iz ćelijskog rotornog točka padao na utovarni bubanj, a preko njega na transporter. Treba naglasiti da je način oslanjanja vratila bio takav da ga je činilo statički neodređenim nosačem. Na slici 3.81-c, prikazano je konstrukciono rešenje koje je omogućavalo povoljne uglove slobodnog rezanja zbog položaja reduktora neposredno uz rotorni točak. Problemi sa utovarom materijala na transporter, zbog male dužine istovarnog sektora i otežane zamene reduktora, uslovili su da se ovakvo rešenje veoma retko koristi.

a

b

1 – telo rotornog točka

2 – vratilo 3 – reduktor

4 – odbojni bubanj 5 – povratni bubanj trake

c

Slika 3.81. Stara konstruktivna rešenja izvođenja rotornog toška

U tabeli 3.5. date su različite klasifikacije rotornog točka.

62

Tabela 3.5. Klasifikacija rotornih točkova po određenim karakteristikama

Po načinu pražnjenja iskopanog materijala

- sa gravitacionim pražnjenjem - sa inercionim pražnjenjem - sa gravitaciono-inercionim pražnjenjem (Gravitaciono pražnjenje sa bočnim istovarom materijala na transporter, primenjuje se danas redovno kod bagera koji se koriste u eksploataciji. Inerciono pražnjenje primenjuje se kod sipkih materijala ali i to veoma retko; ista konstatacija se odnosi i na gravitaciono-inerciono pražnjenje)

Po konstruktivnom

rešenju

- ćelijski rotorni točkovi, sa jednom ćelijom (komorom) za svaku vedricu ili sa jednom ćelijom (komorom) za dve vedrice

- bezćelijski - polućelijski

Po načinu izvođenja prijemnog uređaja

- sa nepokretnom sipkom - sa nepokretnom sipkom i čistačima vedrica - sa obrtnim konusom - sa tračnim dodavačem - sa tanjirastim dodavačem (obrtnim diskom) - sa jednodobošnim ili dvodobošnim dodavačem

Po obliku vedrica

- lučnog oblika - trapeznog oblika - pravougaonog oblika (Sve su sa čvrstim ili elastičnim dnom – lanci, kao i bez dna - koriste se kao međurezači)

Po obliku reznog dela

vedrice

- kontinualni nož - nož sa ugrađenim zubima

Po ugradnji pogona

rotornog točka

- pogon ugrađen u rotorni točak - pogon postavljen van rotornog točka - pogon ugrađen delom u rotorni točak, delom izvan

Po položaju pogona kada je

ovaj van rotornog točka

- na strani transportera - na strani rotornog točka - sa obe strane

Po izvođenju pogona

rotornog točka

- sa reduktorom običnog izvođenja - sa planetarnim reduktorom - kombinovan, reduktor običnog izvođenja sa planetarnim delom - hidraulični - elektromotorni, bez prenosnika, sa specijalnim elektromotorom

Po vezi pogona za rotornu strelu

- kruto - elastično, u jednoj tačci, sa odgovarajućim amortizerom

Po ostvarenju veze pogona sa

točkom

- direktnom vezom, kada se obrtni moment rotornom točku predaje preko vratila

- posrednom vezom, kada se obrtni moment predaje rotornom točku preko zupčastog venca

Po broju pogonskih

motora

- sa jednim pogonskim motorom - sa više motora

Po tipu sigurnosnih

spojnica

- sa frikcionom spojnicom - sa hidrodinamičkom spojnicom - sa elektromagnetnom spojnicom

Dispozicija sklopa rotornog točka u odnosu na strelu rotornog točka (principijelan položaj) kao i položaj prijemnog uređaja i transportera u odnosu na sam sklop rotornog točka, dat je na slikama 3.82 i 3.83. Najbolji položaj rotornog točka za otkopavanje materijala je onaj kod kojeg odnosi rezanja po mogućstvu zavise od visinskog položaja reza i pravca kružnog kretanja rotornog točka. To se postiže ako se ravan rotornog točka vodi kroz osu okretanja gornje gradnje, pri čemu ravan točka menja svoj položaj sa visinskim položajem rotornog točka. Ovaj položaj, zbog

63

prosipanja materijala sa rotornog točka, retko se postiže, pošto traka ne može da se uvede u točak već ide pored njega. Međutim, isti efekat se postiže obrtanjem ravni rotornog točka oko horizontalne ose.

Slika 3.82. Položaj rotornog točka u odnosu na strelu; 1 – rotorni točak, 2 – osa okreta gornje gradnje, VR – vektor

ravni točka, y – osa dizanja i spuštanja strele, a – ravan točka ide kroz osu obrtanja gornje gradnje, b – ravan točka je zaokrenuta oko vertikalne ose, c – ravan točka je zaokrenuta oko vertikalne ose i oko horizontalne ose

Slika 3.83. Tipovi prijemnog uređaja na rotornom točku

Telo rotornog točka Zadatak tela rotornog točka je da obezbedi čvrstu vezu između vratila rotornog točka i vedrica kako bi se sve sile i momenti preneli između ova dva elementa. Takođe, funkcija tela rotornog točka je da obezbedi, uz minimalna prosipanja, odvođenje materijala iz vedrica preko kliznih površina na prijemni transporter. Telo rotornog točka izvodi se zavarivanjem od čeličnih limova kao jednostavna noseća konstrukcija. U toku rada cela konstrukcija je opterećena širokim spektrom dinamičkih opterećenja, a u izvesnim slučajevima i opterećenjima havarijske prirode. Površine koje su u procesu rada u kontaktu sa otkopanim materijalom zaštićene su antihabajućim oblogama, ali se, međutim, ne može u potpunosti eliminisati habanje noseće konstrukcije, što ima za posledicu smanjenje njene ukupne čvrstoće. Uticaj korozije je takođe izrazit na vezama koje su izvedene zavarivanjem ili zavrtnjima, što naravno, povlači za sobom slabljenje ukupne čvrstoće konstrukcije.

64

Dugo vreme izrade rotornog točka sa velikim stepenom složenosti, uz navedene nepovoljne uslove rada, zahteva usvajanje visokog stepena sigurnosti konstrukcije tela rotornog točka. Veliki stepen sigurnosti povlači za sobom povećanje mase tela rotornog točka. Ovde treba napomenuti da povećanje mase rotornog točka za jednu tonu zahteva povećanje mase cele konstrukcije bagera uz korekciju protivtega, za oko četiri do pet tona. Noseća konstrukcija rotornog točka se sastoji od sledećih radnih elemenata:

telo rotornog točka, prstenasti kutijasti nosač spoljni i prstenasti nosač unutrašnji, poprečni nosači i ušice za fiksiranje vedrice.

Najviše u upotrebi su sledeće konstrukcione forme za izvođenje tela rotornog točka, koje su date na slici 3.84:

telo rotornog točka sa dvostrukim zidovima, telo rotornog točka sa jednim zidom i paocima, i telo rotornog točka u obliku zarubljene kupe sa jednim zidom.

Telo točka sa dvostrukim zidovima

1. Unutrašnji noseći zid tela rotornog točka 2. Spoljni noseći zid tela rotornog točka 3. Segmentni prsten, 4. Poprečna greda, 5. Vedrica, 6. Osovina rotornog točka, 7. Skliznica i 8. Prijemna traka.

Telo točka sa jednim zidom i paocima

1. Unutrašnji noseći zid tela rotornog točka, 2. Paok, 3. Segmentni prsten, 4. Poprečna greda i 5. Vedrica.

Telo točka u obliku zarubljene kupe sa zidom

1. Noseći zid u obliku zarubljene kupe; 2. Konstrukcija za povezivanje sa vratilom rotornog točka; 3. Prsten na unutrašnjoj strani; 4. Prsten otporan na uvijanje na spoljašnjoj strani; 5. Poprečni nosači; 6. Skliznica; 7. Vratilo rotornog točka; 8. Vedrica.

Slika 3.84. Konstrukcione forme tela rotornog točka Pored ovih tipskih rešenja tela rotornog točka, postoje i različite izvedene konstrukcije sa samo jednim zidom odnosno pločom kao telom točka, sa uvođenjem novih membranskih oslonaca između tela rotornog točka i vratila, itd.

65

Kod rotornog točka sa dvostrukim zidovima noseća konstrukcija se sastoji od spoljašnjeg zida u obliku kružne ploče i unutrašnjeg zida u obliku zarubljene kupe. Povezivanje unutrašnjeg i spoljašnjeg zida se vrši pregradnim limovima. Dobre strane ovakvog izvođenja se sastoje u visokoj krutosti i čvrstoći noseće konstrukcije rotornog točka i veoma dobrom prenosu sila od vedrica na vratilo. Visoka krutost konstrukcije tela rotornog točka omogućava jednostavno povezivanje poprečnih nosača i unutrašnjeg prstena u noseću strukturu. Nedostatak, koji je uočen u eksploataciji rotornih bagera sa ovakvim rotornim točkom, je mogućnost pojava nagomilavanja materijala u komore između nosećih zidova. Količina nagomilanog materijala može biti znatna pa time i ugroziti stabilnost gornje gradnje bagera. Ovaj nedostatak nalaže potrebu česte kontrole komore kroz revizione otvore na spoljašnjem nosećem zidu, koji treba da omoguće ulaz osoblja za čišćenje. Treba napomenuti da je na jednom bageru u Nemačkoj masa nagomilanog materijala unutar rotornog točka dostigla vrednost od 80 tona. Izvođenje tela rotornog točka sa jednim zidom i paocima se sastoji od jednog zida u obliku zarubljene kupe koja se nalazi do prijemnog transportera, dok se preostala noseća konstrukcija sastoji od radijalno raspoređenih nosača u obliku paoka. Ugradnja poprečnih nosača i unutrašnjeg prstena u noseću strukturu rotornog točka je relativno jednostavna, a prenos sila sa vedrica na vratilo rotornog točka je veoma povoljan. Navedena konsrukcija predstavlja u stvari modifikaciju prethodne varijante sa poboljšanjem da se nagomilani materijal unutar rotornog točka može lako uočiti i blagovremeno odstraniti. Međutim, postojanje mnogih otvorenih ”džepova” pruža mogućnost lakog nagomilavanja materijala pa se zbog toga rotorni točak mora često čistiti što, naravno, povlači za sobom česta zaustavljanja bagera. Telo rotornog točka u obliku kupe sa jednim zidom izgrađeno je od čeličnog lima u obliku zarubljene kupe konstrukcije koja povezuje vratilo i navedenu kupu. Ovaj tip konstrukcije omogućava minimalno nagomilavanje materijala unutar rotornog točka tako da i maksimalna zaprljanost ne utiče na poremećaj stabilnosti gornje gradnje bagera, a eventualno čišćenje nagomilanog materijala ne zahteva duže zastoje i veći broj ljudi. Krutost tela rotornog točka se postiže preko kutijastog prstenastog nosača na spoljašnjoj strani koji sa oblogom čini jednu celinu. Nedostatak ove konstrukcije se ogleda u složenoj raspodeli sila zbog različitih naprezanja u toku obrtanja rotornog točka. Međutim, u novije vreme metodom konačnih elemenata moguće je precizno definisati raspored sila i napona u konstrukciji ovog tipa rotornog točka. Pomenute tri konstrukcije rotornih točkova se po ukupnoj masi malo razlikuju, pa se sa aspekta mase ne može dati prednost niti jednoj od pomenutih izvođenja.

Eksploataciona iskustva, kao i težnja da se bager maksimalno prilagodi radnim uslovima, iskristalisala su određena rešenja rotornog točka i pogonskih agregata. Osnovne varijante, vide se na slici 3.85, su modifikovane tako da su tipična rešenja dispozicije pogonskih agregata i načina uležištenja rotornog točka sledeća (normalno, prisutne su i određene modifikacije):

rotorni točak i reduktor između ležajeva, telo rotornog točka između ležajeva, a reduktor izvan ležajeva, rotorni točak i reduktor izvan ležaja.

66

Rotorni točak i reduktor

između ležajeva 1. Rotorni točak; 2. Reduktor rotornog točka; 3. Vratilo rotornog točka; 4. Strela rotornog točka; 5. Slobodni ležaj; 6. Fiksni ležaj.

Telo rotornog točka između ležajeva, a reduktor izvan

ležajeva 1. Rotorni točak; 2. Reduktor rotornog točka; 3. Vratilo rotornog točka; 4. Strela rotornog točka; 5. Slobodni ležaj; 6. Fiksni ležaj;

Rotorni točak i reduktor izvan ležaja

1. Rotorni točak; 2. Reduktor rotornog točka; 3. Vratilo rotornog točka; 4. Strela rotornog točka; 5. Slobodni ležaj; 6. Fiksni ležaj.

A - rastojanje između ležajeva Slika 3.85. Dispozicije pogonskih agregata i načina uležištenja rotornog točka

Slika 3.87. Uležištenje vratila rotornog točka; 1. radni točak, 2. vratilo radnog točka, 3. kruti ležaj, 4.

slobodni ležaj, 5. šuplje vratilo reduktora, 6. osigurači (čivije), 7. zaštita ležaja, 8. gumena traka

67

Ležajevi sa cilindričnim unutrašnjim otvorom manje se primenjuju od ležajeva sa konusnim unutrašnjim otvorom, jer ova druga konstrukcija omogućava lakšu montažu i zamenu ležajeva. Kod velikih prečnika vratila, ležaj može konstruktivno da se izvede iz segmenata što u velikoj meri olakšava zamenu ležajeva. Pravilno podmazivanje i zaptivanje direktno utiče na upotrebni vek ležajeva rotornog točka. Pored velikih opterećenja, ležajevi su ugroženi i stalnim mogućnostima prodora nečistoća (prašina, voda itd). Podmazivanje se izvodi tako, da izrađena mast ujedno odstranjuje nečistoću koja bi prodrla u ležaj pa se zbog toga ležajevi podmazuju obimnije nego za standardne uslove rada. Često se vrši i podmazivanje ležajeva uljem, a mast se dovodi u labirintske poklopce kućišta ležaja sa zadatkom da spreči prodore nečistoća. Nominalni radni vek ležajeva rotornog točka se predviđa sa preko 75.000 efektivnih radnih sati, po FAG-u (proračunava se po standardnoj proceduri proizvođača). Za radni vek ležajeva od najveće važnosti su njihova zaptivenost i ispravno podmazivanje. Međutim, dominantan uticaj na vek ležaja ima i stanje čelične konstrukcije, odnosno njena geometrijska ispravnost. Reduktor za pogon rotornog točka Reduktor rotornog točka služi za prenos snage od pogonskih motora na vratilo rotornog točka pri čemu vrši redukciju broja obrtaja i povećava obrtni moment. Kod pogona elektromotorom, broj obrtaja ulaznog vratila je po pravilu od 1000 do 1500 min-1, a broj obrtaja rotornog točka od 6,0 do 7,0 min-1. Za ovako veliku redukciju broja obrtaja potrebni su reduktori sa prenosnim odnosom i=150÷350. Ovakav prenosni odnos moguće je ostvariti višestepenim reduktorima. Reduktori za pogon rotornog točka su dugi niz godina izvođeni u klasičnoj koncepciji odnosno kao konusno-cilindrični reduktori. Dobre strane tih reduktora se ogledaju u jednostavnoj i lako preglednoj konstrukciji, jednostavnom održavanju i remontu. Nedostaci se sastoje u velikoj masi i velikim gabaritima. Zbog daleko manje težine i gabarita, primena planetarnih reduktora je sve izraženija. Manje dimenzije kućišta omogućavaju povoljnije formiranje bočne kosine. Međutim, planetarni reduktori su komplikovaniji za izradu i vrlo osetljivi na netačnosti u izradi i montaži. Zbog zbijenosti unutrašnje konstrukcije kontrola je vrlo otežana, a čest je slučaj da lom jednog elementa izazove havariju većeg dela pogonskih elemenata reduktora.

68

Slika 3.89. Višestepeni konusno-cilindrični reduktor rotornog točka bagera SRs2000

(dva motora 2x670 kW i mase 50 t) Kombinovani reduktori, kojima je poslednji stepen planetarnog tipa, a prethodni u klasičnom izvođenju, vrlo su pouzdani, jer su preuzeli dobre strane klasičnih i planetarnih prenosnika uz smanjenje navedenih negativnih osobina. Primer je dat na slici 3.90.

Slika 3.90. Kombinovani reduktor (presek)

Reduktori se oslanjaju, u osnovi, na tri oslonca: dva predstavljaju ležajevi izlaznog stepena reduktora, a treći se obično postavlja u zoni ulaznog vratila. Ovaj treći oslonac mora biti tako izveden da se elastične deformacije vratila rotornog točka prenesu na strelu, a da se pri tom ne pojave dodatna opterećenja u osloncima reduktora. Pogrešnim oslanjanjem, odnosno pogrešnim konstruisanjem kućišta, može se izazvati oštećenje zupčanika izlaznog stepena reduktora. Kod pojedinih konstrukcija postoje i takozvane momentne poluge čiji je zadatak da se reaktivni moment, koji se javlja kod kopanja, preko posebne poluge prenese na strelu. Na taj način kućište se u velikoj meri rasterećuje, jer osnovno opterećenje se direktno sa izlaznog stepena reduktora uvodi u noseću konstrukciju strele, a kućište

69

je pored sopstvene težine opterećeno samo manjim dodatnim silama. Na slici 3.91. dati su tipični primeri za izvođenje reduktora za pogon rotornog točka.

Konusno-cilindrični planetarni reduktor: 150 ≤ i ≤ 310 Mab ≤ 1.700 kNm m ≤ 25.000 kg Reduktor sa jednim pogonskim motorom

Konusno-planetarni reduktor: 100 ≤ i ≤ 300 Mab ≤ 2.200 kNm 3000 ≤ m ≤ 25.000 kg Reduktor sa jednim pogonskim motorom

Konusno-planetarni cilindrični reduktor: 150 ≤ i ≤ 230 Mab ≤ 2.000 kNm m ≤ 25.000 kg Reduktor sa dva pogonska motora

Cilindrično-planetarni cilindrični reduktor: i ≤ 240 Mab ≤ 12.000 kNm m ≤ 170.000 kg Reduktor sa tri ili četiri pogonska motora

Konusno-cilindrični planetarni reduktor: 100 ≤ i ≤ 320 Mab ≤ 7.000 kNm m ≤ 55.000 kg Reduktor sa dva ili tri pogonska motora

Slika 3.91. Tipični reduktori za pogon rotornog točka

70

Pogonski motori U najvećem broju izvedenih konstrukcija na rotornim bagerima za pogon rotornog točka, primenjeni su elektromotori, a na jednom manjem broju i to na bagerima manjeg kapaciteta (uglavnom kod kompaktnih bagera) u primeni su hidromotori. Tabela 3.8. Osnovne karakteristike pogonskih motora sa aspekta broja obrtaja

Hidromotori Elektromotori Zatvoren sistem

Otvoren sistem

Sa konstantnim brojem obrtaja

Sa promenljivim brojem obrtaja

Hidraulični sistem sa konstantnim brojem

obrtaja

Hidraulični sistem sa promenljivim brojem

obrtaja

Sa stepenastom regulacijom

Sa kontinualnom regulacijom

Slika 3.93. Hidromotor (klipno-aksijalna pumpa)

Osnovne karakteristike pogonskih motora sa aspekta broja obrtaja prikazane su u tabeli 3.9. Slična podela se može prezentirati po vrsti struje i naponu. Primenjuju se motori naizmenične struje, a retko motori jednosmerne struje. Standardni naponi na bagerima su 380, 500 i 6000 V za napajanje motora rotornog točka. Visoko naponski motori (6000 V) primenjuju se za veće motore, zbog manjeg opterećenja bagerskog transformatora polaznim strujama. Od motora sa konstantnim brojem obrtaja primenjuju se kratko spojeni asinhroni motori i to u većini slučajeva motori sa kliznim prstenovima koji omogućavaju postepeno zaletanje. Ugradnjom hidrodinamičke spojnice postiže se sličan efekat pri zaletanju i kod motora bez kliznih prstenova.

MotorReduktorSpojnica

Telo RT

Vedrica

Vratilo

Slika 3.94. Dispozicija elemenata na primeru rotornog točka bagera SRs-1300 (MAN Takraf)

71

Sigurnosna spojnica Usled nailaska vedrice rotornog točka na čvrstu prepreku, pri procesu kopanja, isti se blokira, pri čemu se u sistemu prenosa snage javljaju velike sile koje su u stanju da izazovu lom pojedinih elemenata. Pojava velikih sila je posledica kinetičke energije obrtnih masa elektromotora, reduktora vratila rotornog točka i rotornog točka. Poznato je da je kinetička energija obrtnih delova funkcija kvadrata ugaone brzine, odnosno da brzo rotirajući delovi imaju pri istim masama daleko veću kinetičku energiju od sporo rotirajućih masa. Kod izvedenih konstrukcija uočava se da rotoru elektromotora pripada 65 do 80 % kinetičke energije obrtanja, odnosno ugradnjom sigurnosne spojnice, između motora i reduktora se u slučaju udara rotornog točka o čvrstu prepreku, značajno umanjuju nastale sile usled udara. Najčešće se primenjuju sledeće vrste sigurnosnih spojnica: rastavljači, momentne vage, lamelaste frikcione spojnice, hidrodinamičke spojnice i magnetne spojnice. Spojnice se podešavaju da pri 60 % preopterećenja reaguju. Pored spojnica, elektromotori se štite od preopterećenja na uobičajene načine. Vedrice U deklasiranu zapreminu vedrice ubraja se zapremina same vedrice i deo zapremine prstenastog prostora rotornog točka što se vidi sa slike 2.28. U većini slučajeva zapremina prstenastog prostora odgovara polovini zapremine vedrice, pa je prostor za punjenje vedrice:

21 qqq += , pri čemu je 12 q5,0q ⋅=

1,2,3,4

5

6,7

8,9,10

11,12

Slika 3.96. Vedrica; 1. zub, 2. uzdužni klin, 3. poprečni klin, 4. osigurači, 5. vedrica (kofica), 6. osovinica, 7. čaure, 8. zadnja uška (treći oslonac), 9. klin, 10. osigurač, 11. prednje uške, 12. radni

točak Za određivanje teoretskog kapaciteta polazi se od pretpostavki da se u procesu otkopavanja zapremina prstenastog prostora puni sa 50 % od zapremine vedrice, pa je nominalna zapremina:

1nom

21nomq25,1q

q5,0qq⋅=

⋅+=

72

Oblik vedrica U odnosu na raznu ivicu razlikujemo: pravougaone, trapezne i lučne. Najzastupljenije su lučne i trapezaste, dok se pravougaone vedrice retko upotrebljavaju.

Slika 3.97. Osnovni oblici vedrica i izgled odrezaka pri različitim odnosima debljine prema širini

odreska

Površina poprečnog preseka odreska zavisi od nastupa i brzine kružnog kretanja. Oblik rezne ivice vedrice ne utiče na površinu poprečnog preseka odreska. Dužina rezne ivice zavisi od oblika vedrice. Na oblik rezne ivice takođe utiče u znatnoj meri položaj rotornog točka u odnosu na osu strele (ugao zaokrenutosti i nagnutosti rotornog točka). Lučne vedrice imaju nepovoljan odnos dužine rezne ivice i površine odreska pa je zbog toga potrebna veća snaga za otkopavanje u odnosu na trapezne vedrice - lučne vedrice zahtevaju 40% veću snagu od trapeznih. Takođe, jedna od mana lučnih vedrica je i to što imaju manju zapreminu q1 od trapeznih pri istim parametrima vedrice. Pri otkopavanju tvrdih materijala potrebna sila rezanja manje zavisi od oblika rezne ivice, a više od površine poprečnog preseka odreska, pa u tim materijalima polukružne vedrice daju najpovoljnije rezultate. Lučne vedrice imaju različite dužine ivica rezanja u zavisnosti od smera kružnog kretanja. Kako je ta razlika znatna pri otkopavanju tvrđih materijala često se dešava da bager u zavisnosti od smera kružnog kretanja ima različita opterećenja i velike razlike u kapacitetu. Kao opšte pravilo može se usvojiti da za homogene materijale, koji se lako otkopavaju, prednost treba dati trapeznim vedricama, a kod materijala sa visokim otporima pri otkopavanju prednost je na strani polukružnih vedrica. U tim tvrdim materijalima lučne vedrice ispoljavaju prednosti u odnosu na trapezne vedrice. Te prednosti se manifestuju kroz ravnomernije rezanje materijala odnosno ravnomernije opterećenje rotornog točka i kružnog kretanja kao i povoljniju komadnost otkopanog materijala. Geometrija vedrica sa reznim elementima treba da zadovolji:

• da se proces rezanja i punjenja vedrice materijalom ostvaruje sa što je moguće manjim utroškom energije;

• da se eliminiše ili svede na najmanju moguću meru lepljenje materijala na unutrašnjim površinama vedrice;

73

• da se obezbedi potpuno pražnjenje vedrice u predelu istovarnog sektora, da se u otkopanom materijalu eliminiše pojava negabaritnih komada;

• da se eliminiše ili svede na minimum prosipanje materijala iz vedrica na etažni planum;

• da se neravnomernost spoljašnjih opterećenja kao rezultat periodičnog ulaska i izlaska reznih elemenata iz masiva otkopnog bloka svede u prihvatljive granice;

• da je tehnologija izrade jednostavna a pouzdanost velika i da je zamena vedrica i reznih elemenata jednostavna i brza.

Rezni elementi U zavisnosti od materijala koji se otkopava, vedrice se opremaju sledećim elementima za rezanje:

- noževima, - ugaonim sečivima i - zubima.

Pod nožem se podrazumeva rezna ivica vedrice, pri ćemu se vedrice sa nožem upotrebljavaju za otkopavanje tla sa veoma malim otporom na kopanje. Radi zaštite od habanja rezne ivice se ojačavaju navarivanjem sa tvrdim elektrodama. Kako su prelazne krivine vedrica najviše izložene habanju često se štite ugradnjom ugaonih sečiva koja učestvuju u procesu otkopavanja, štiteći time preostali deo rezne ivice vedrice. Za čvrste materijale vedrica se oprema pojedinačnim zubima na najopterećenijim mestima. Kod pravougaonih vedrica na uglovima, a kod polukružnih vedrica po celoj reznoj ivici. Primenom zuba raspoloživa sila rezanja se koncentriše na malu dužinu rezanja i na taj način se olakšava prodiranje vedrice u materijal. Zubi moraju da zadovolje više zahteva, od kojih su najvažniji:

- povoljna geometrija sa aspekta rezanja, - visoka otpornost na habanje, - visoka mehanička čvrstoća, - laka zamenljivost.

Geometrijski parametri zuba su: dužina rezne ivice, ugao oštrice β, slobodan ugao α, ugao rezanja α+β i prednji ugao γ. Ugao rezanja (kopanja) čini zbir uglova oštrice β i slobodnog ugla α. Slobodni ugao se naziva i leđni ugao zuba (slika 3.98).

Slika 3.98. Zub – geometrijski parametri

74

Uobičajene vrednosti ugla rezanja su od 28 do 33O, uz slobodan ugao od 5 do 12O (veće vrednosti se odnose na tvrđe materijale). Manji uglovi rezanja i pored manjih otpora rezanja ne primenjuju se zbog nedovoljne čvrstoće zuba i njegovog brzog habanja. Mehanizam za dizanje strele Mehanizam za dizanje stele ne pripada konstrukciji strele ,ali je neophodan za dovođenje strele u željene radne položaje. Zadatak mehanizma je:

– da dovede strelu u željeni visinski položaj, da zadrži taj položaj i po potrebi vrši promenu visinskog položaja. Navedene promene visinskog položaja strele moraju biti precizne radi selektivnog rada.

– da pri pojavi neželjenih slučajeva opterećenja zaštiti konstrukciju strele i sačuva bager od moguće havarije. U prvom redu se misli na mogući slučaj oslanjanja strele na radnu kosinu kada se narušava stabilnost celog bagera. Takođe, čest slučaj je da se obrušavanjem kosine preoptereti strela rotornog točka kada mehanizam za dizanje mora obezediti sigurnost bagera.

– da u radovima pri zameni vedrica obezbedi precizne položaje rotornog točka (visinska pomeranja od 2 do 5 mm), i da kod dužeg stajanja bagera zadrži konstantan položaj strele.

Navedene zahteve mehanizma za dizanje strele ispunjavaju dva sistema koji su i jedino u primeni na bagerima:

– hidraulički sistem sa cilindrom za dizanje strele i – sistem vitla sa užadima za dizanje strele

Hidraulički sistem se primenjuje kod bagera sa kratkim strelama. Kod bagera sa većim dužinama strele nije moguća primena cilindara za dizanje strele, jer bi to zahtevalo ugradnju cilindra izuzetne dužine, od nekoliko desetina metara. Sam cilindar se ugrađuje ispod strele, gde se nalazi jedan oslonac, dok je drugi oslonac na obrtnoj platformi. Konstrukcija na mestima oslonaca cilindra je dodatno ojačana kako bi se obezbedio prenos sila kroz konstrukciju. Hidraulični sistem za dizanje strele je tipičan kod bagera kompaktnog tipa. Krutost strele mora biti takva da ne dozvoli pojavu bočnih opterećenja na cilindru jer to može izazvati njegovo oštećenje. Naime, cilindar može primati opterećenja samo u pravcu svoje podužne ose. Oslonci cilindra se opremaju samopodesivim zglobnim ležajevima (slično kao kod oslonaca strele) kako bi se pojava bočnih sila na telo cilindra eliminisala. Mehanizam se izvodi sa jednim cilindrom dovoljne nosivosti, ugradnjom dva cilindra se javlja problem njihovog sihronizovanog kretanja pa se takva konstrukciona izvođenja izbegavaju kod mehanizma za dizanje strele. Najvažniji element celog hidrauličkog sistema predstavlja cilindar, zbog svojih karakterističnih dimenzija koje moraju odgovarati geometriji strele bagera kako bi se postigli zahtevani tehnološki parametri, kao što su maksimalna visina i dubina otkopavanja. Ostali elementi hidrauličkog sistema se lako mogu prilagoditi radnim zahtevima hidro sistema.

75

Po načinu dejstva i konstrukcionom izvođenju ugrađuje se cilindar jednosmernog dejstva. Smer opterećenja je ka sabijanju cilindra tako da u radnoj komori uvek vlada pritisak, bez obzira da li se strela diže ili spušta. Radni pritisak u komori, pored spoljašnih opterećenja strele zavisi i od ugla između strele i cilindra. Najveći pritisak se javlja u najnižem položaju strele i opada sa dizanjem strele. Spuštanje strele se vrši usled njene trežine bez dejstva pumpe. Brzina spuštanja je kontrolisana protkom ulja iz cilindra, prigušivanjem slobodnog protoka vrši se smanjivanje brzine spuštanja na željenu meru. Priključna mesta na cilindru se opremaju hidrauličkim elementima koji obezbeđuju dodatnu sigurnost u radu. To su venitli za ograničenje pritiska, prigušni ventil i pritisni prekidači. Svrha ovih elemenata je da u slučaju pucanja cevovoda strela zadrži svoj položaj. Pritisni prekidači preko pritiska ulja ukazuju da li je strela preopterećena ili je oslonjena na planum. Preostali deo hidrauličkog postrojenja (pumpa, razvodnici i rezervoar sa priborom) se postavlja na gornjoj gradnji, zaštićen je od nečistoća i sa dobrim provetravanjem. Konstrukciono izvođenje cilindra treba da je takvo da pri maksimalno izvučenoj klipnjači, odnosno pri najvećoj dohvatnoj visini bagera, u cilindru ostane dovoljno dužine za vođenje klipnjače, kako bi se izbegla poprečna opterećenja kliznih površina cilindra.Sistem hidrauličnog dizanja strele ne zahteva veći obim održavanja. Povećanu pažnju potrebno je posvetiti čistoći i kvalitetu ulja, jer 90% smetnji u radu hidro sistema nastaje zbog lošeg ulja. U našim klimatskim uslovima rezervoar je potrebno opremiti grejačima ulja i sistemom za hlađenje ulja kako bi se obezbedila optimalna viskoznost ulja.

Slika 3.100. Hidraulički cilindar mehanizma za dizanje nosača radnog točka i pretovarne trake; 1. cilindar za dizanje nosača radnog točka, 2. cilindar za dizanje pretovarne trake

Mehanizam za dizanje strele sa vitlom i užadima. Na bagerima klasične konstrukcije, većih gabarita, za kretanje strele u vertikalnoj ravni se koristi isključivo sitem vitla sa čeličnim užadima. Sile koje se javljaju kod bagera na streli i na mehanizmu za dizanje su izuzetno velike i moguće ih je savladati samo užetnim sistemima. Osnovni elementi ovog mehanizma su:

– sistem koturača sa užadima, – bubanj za namotavanje užadi, – pogonski reduktori, – pogonski elektromotori, – kočioni mehanizmi, i – merno-regulacinioni elementi.

76

Navedeni elementi se ugrađuju na svim modelima bagera, ali njihov broj i raspored zavise od veličine i tipa bagera i konstrukcionih izvođenja. Sigurnost bagera u velikoj meri zavisi od sigurnosti i nosivosti užadi. Kod manjih mašina se ugrađuje jedno uže, a kod mašina srednje veiličine kao i kod najvećih modela ugrađuju se dva užeta. Sistem sa dva užeta se izvodi tako da pri otkazu jednog drugo uže u potpunnosti prihvati teret na sebe i zadrži položaj strele do sanacije otkaza. Stepen sigurnosti užeta na kidanje je definisan propisima u SRN-BG-1986 i TGL standardima u (bivša DDR). Nepokretni krajevi užeta se fiksiraju na konstrukciji protivtega. Između kraja užeta i konstrukcije se ugrađuje kutija za merenje sile u užetu. Merna kutija se izvodi u vidu sistema poluga i opruga, a na pojedinim bagerima se ubacuje hidrocilindar pa se preko pritiska ulja meri opterećenje koje vlada u užetu. Pri rasterećenju uždadi (oslanjanje rotornog točka) merna kutija daje signal za automatsko dizanje strele i na taj način dovodi bager u sigurnu poziciju. Pri pojavi preopterećenja (zagušen prijemni bunker) zaustavlja se rad bagera i otklanja zagušenje. Drugi kraj užeta se fiksira na bubnju za dizanje. Pri ugradnji užeta potrebo je obezbediti da kod maksimalno spuštene strele ostane namotano još 2.5 zaštitna namotaja. Navedene specifičnosti kod bageriskih užadi upućuju na posebnu pažnju u eksploataciji. Njihova zamena se obavlja na osnovu pogonskog stanja (preporuke TAKRAFA) ili na osnovu vremenskog korišćenja (preporuke O&K). Sama zamena prestavlja posebno stanje bagera u statičkom smislu kada je smanjena sigurnost celog bagera mi kada se moraju preduzeti dodatna osiguranja bagera. Kod sistema sa dva ili više užadi neophodno je omogućiti međusobno izravnavanje opterećenja u užadima .To se postiže putem navojnih vretena na fiksnom kraju užeta. Kod užeta čiji su krajevi opremljeni hidrauličkim cilindrima izravnavanje sile u užadima se postiže automatski, hidrauličkim povezivanjem radnih komora cilindara. Bubanj za namotavanje užeta se sastoji od cilinričnog plašta, vratila, ležajeva sa kućištima i ozubljenog venca. Cilindrični plašt se izrađuje od čeličnog lima savijanjem i zavarivanjem. Celokupna konstrukcija bubnja se podvrgava žarenju radi smanjivanja unutrašnjih naprezanja koja nastaju zbog procesa zavarivanja. Po plaštu bubnja se urezuju žlebovi za naleganje čeličnog užeta. Profil žleba mora biti usklađen sa prečnikom užeta. Kod nepravilno izvedenog žleba uže se lako oštećuje. Na osnovnu konstrukciju bubnja se ugrađuje ozubljeni venac. Uloga tog venca je da prenese obrtni moment sa pogonskih reduktora na bubanj. Dimenzionisanje i konstrukciono izvođenje bubnja vrši se sa povećanim stepenima sigurnosti, jer bi eventualni lom elemenata bubnja izazvao havariju bagera. Na bagerima manjih dimenzija ugrađuje se jedan bubanj za namotavanje užeta. Na većim mašinama ugrađuje se najćešće dva bubnja, a kod najvećih bagera se ugrađuju četiri bubnja. Pogonski reduktori koji se primenjuju na mehanizmu za dizanje strele odlikuju se povećanim stepenom pouzdanosti i sigurnosti. Na bagerima malih dimenzija primenjivali su se jednostepeni pužni reduktori. Razlog primene leži u njihovoj mogućnosti samokočenja. Povećanjem mase bagera, a time ujedno i mase strele,

77

uvode se klasični višestepeni reduktori. Ulazno vratilo se izvodi tako da omogućava ugradnju dva kočiona mehanizma, a na izlaznom vratilu reduktora ugrađuje se zupčanik koji se spreže sa ozubljenim vencem bubnja za namotavanje užeta. Reduktori se ugrađuju na konstrukciju protivtega. Po pravilu reduktori se oslanjaju elastično u vertikalnoj ravni. Način oslanjanja mora obezeđivati konstanto osno rastojanje i paralenost zuba sprege izlaznog zupčanika i ozubljenog venca bubnja. Kod manjih bagera ugrađuje se jedan pogonski reduktor, koji se veže sa jednim bubnjem. Kod srednjih bagera izlazno vratilo se veže za dva bubnja a kod mašina sa strelama velike mase ugrađuju se po dva čak i četiri reduktora. Posebnim spojnicama se vrši međusobno povezivanje i sprezanje redukora, odnosno bubnjeva u jedinstvenu kinematsku celinu. Ovo povezivanje je nužno kako bi se izvršila ravnomerna raspodela opterećenja na bubnjeve i užad, odnosno otklonila mogućnost preopterećenja jednog užeta. Navedene spojnice se koriste i pri zameni užadi za rasterećenje jednog bubnja i užeta. U zavisnosti od veličine i mase strele primenjuju se elektro motori naizmenične i jednosmerne struje. Za najmanja opterećenja u primeni su asihroni motori sa kratko spojenim rotorom. Za bagere srednjih gabarita primenjuju se motori sa kliznim prstemovima. Veličina obrtnog momenta ovog tipa motora zavisi od otpora u kolu rotora. Njegova spoljna karakteristika se menja u zavisnosti od priključenih otpora. Primena klizno prstenih motora omogućava promenljivu brzinu dizanja, ne kontinualno već stepenasto, i lagana postepena ubrzanja strele bez udara. Spuštanje strele se vrši sa smerom motora, kao u procesu dizanja, ali sa manjim momentom, koji se postiže uključivanjem dodatnih otpora. Nepovoljnost kod ove vrste izvođenja se ogleda u tome što je brzina spuštanja zavisna od opterećenja strele i može kod većih sila prekoračiti dozvoljenu brzinu spuštanja. Zaštita od prevelikih brzina spuštanja strele se izvodi preko tahografa. Uloga uređaja se sastoji da kontroliše brzinu i da pri pojavi prekoračenja zaustavlja proces spuštanja. Kod bagera kod kojih se zahteva stabilna brzina spuštanja (za rad bagera vertikalnim rezovima), ugrađuje se dodatni pomoćni motor, manje snage. Pomoćni motor se uključuje samo u procesu spuštanja zajedno sa glavnim motorom da dodatnim momentom obezbedi stabilnu brzinu spuštanja. Na bagerima velike mase nije moguće primeniti motore naizmenične struje zbog nestabilnih brzina spuštanja. Primenom motora jednosmerne struje, čija momentna karakterisitka ne zavisi bitno od opterećenja, postiže se stabilnost brzine spuštanja strele. Kod ovog tipa pogona brzine pri dizanju i spuštanju mogu se kontinalno podešavati od minimalne do maksimalne vrednosti. Kočioni mehanizmi na sistemu dizanja strele imaju veoma odgovoran i delikatan zadatak vezan za sigurnost bagera. Funkcija kočenja mora biti precizno sihronizovana sa pogonskim elektromotorima. Pokretanje, rad i zaustavljanje motora mora biti vremenski povezano sa delovanjem kočionih mehanizama. U stanju mirovanja strele kočioni mehanizam je zatvoren i čvrsto priljubljen uz kočioni bubanj. Neposredno po pokretanju motora mehanizam se otvara i oslobađa kočioni bubanj. Vremenska razlika od pokretanja motora do otvaranja kočionog mehanizma zavisi od momentne karakteristike motora i inercionih sila strele. Prerano otvaranje kočnice dovodi do gravitacionog propadanja strele, što je veoma opasno, a kasno otvaranje kočnice preopterećuje pogonski motor. Pravi trenutak otvaranja kočnice je kada moment elektromotora nadvlada inercione sile strele, odnosno kada je motor u stanju

78

da u potpunosti nadvlada opterećenje i da ne dozvoli zaletanje strele ka planumu. Samo izvođenje kočionog mehanizma se sastoji od duplih kočnica od kojih je jedna radna a druga sigurnosna. Radna kočnica se kasnije otvara kod pokretanja strele i ranije se zatvara kod zaustavljanja strele. To obezbeđuje da sigurnosna kočnica ne haba svoje obloge i da u slučaju otkaza radne kočnice sigurnosna deluje besprekorno i sigurno. Od merno-regulacionih uređaja, čiji je zadatak da prate i regulišu proces dizanja i spuštanja strele, najvažniji su: uređaji za merenje sile u užetu, uređaj za izravnavanje sile užadima, uređaj za merenje brzine elektromotra-tahogenerator, indikatori pohabanosti kočionih obloga, indikatori zazora kočionih obloga i otvorenost kočnice, uređaji za vremensku zadršku otvaranja kočnice i merni instrumenti za elektromotore. Mehanizmi za dizanje se izvode tako da se brzina dizanja rotornog točka kreće u granicama od v=3.2 m/min do v=6 m/min. Najveći broj bagera ima brzinu od v=5 m/min. Primena većih brzina od v=5 m/min zahteva veliko povećanje snage motora i kao prateću pojavu porast inercionih i dinamičkih sila. Izvođenja sa manjim brzinama od v=3 m/min imaju nedostatak koji se ogleda u dugom vremenu potrebnom za promenu podetaže. Odnos ugaone brzine elektromotora i ugaone brzine strele predstavlja ukupan prenosni odnos mehanizma za dizanje strele. Veličina ukupnog prenosnog odnosa prestavlja proizvod parcijalnih prenosnih odnosa reduktora,zupčastog venca bubnja i sistema koturača. Primenjuju se sledeći kinematski sistemi:

• sa vučnim lamelama i kolicima na konstrukciji protivtega, • sa vučnim lamelama i pokretnom pomoćnom strelom i • sa direktnim vešanjem strele preko sistema užadi.

Slika 3.101. Vitlo za dizanje radnog točka; 1. pogonski motor, 2. zglobno vratilo, 3.

kočnice, 4. reduktor, 5a. mali pogonski zupčanik za sistem A, 5b. mali pogonski zupčanik za sistem B, 6a. veliki zupčanik sistema A, 6b. veliki pogonski zupčanik sistema B, 7a.

doboš vitla sistema A, 7b. doboš vitla sistema B

79

Slika 3.102. Vitlo za dizanje radnog točka na velikom rotornom bageru; A sistem užeta A, B sistem užeta B, GA pogon sistema A, GB pogon sistema B, E spojnica, C kočnica za držanje, D pogonska (radna) kočnica,

SA doboš za uže sistema A, SB doboš za uže sistema B

Slika 3.103. Smeštaj koturače između nosača radnog točka i konstrukcije koja se nalazi ispred gornje gradnje; A sistem užeta A, B sistem užeta B, 1. pričvršćivanje krajeva užeta, 2. krajnje uže sistema, 3. merni uređaj za silu u užetu (slika 3.104), Sg ukupna sila užeta, a rastojanje Sg do tačke obrtanja nosača radnog točka

Slika 3.105. Rotorni bager sa užetnim mehanizmom

80

3.3.1.3. Transportni put otkopanog materijala Transportni put otkopanog materijala obuhvata sve one delove koji transportuju materijal koji otkopa radni točak do predaje na pretovarni uređaj ili etažni transporter. Prema tome on obuhvata sva presipna mesta i transportere na bageru

Slika 3.106. Transportni put materijala na rotornom bageru

Presipna mesta Presipna mesa su prekidi toka materijala. Najvažnija presipna mesta su:

– Presipno mesto na radnom točku – Presipno mesto u vertikalnoj osi obrtanja bagera

Slika 3.107. Sklopne grupe u području presipa radnog točka (presipi sa skliznicama); 1. prstenasta

skliznica, 2. isipni otvor, 3. skliznica u radnom točku, 4. zaptivka prema traci, 5. zaštitini zid na suprotnoj strani skliznici, 6. slobodna širina transportne trake, 7. zadnji zid skliznice, 8. zaštita od

habanja, 9. zaštita od habanja, 10. traka u nosaču radnog točka, 11. potrebna visina, 12. položaj prvog sloga valjaka za koritasto ulegnuće trake

81

Slika 3.108. Presip u radnom točku sa obrtnom pločom bez skliznice; 1. prstenasta skliznica,

2. obrtna ploča i zadnji zid, 3. strugač, 4. zaštita od habanja, 5. zaštitini zid transportera, 6pogon obrtne ploče, 7. traka u nosaču radnog točka, 8. povratni doboš trake, 9. isipni otvor, 10. zadnji zid za

obrtnu ploču iza strugača

Slika 3.109. Upoređenje obrtna ploča – skliznica; A – radni točak sa obrtnom pločom - D1 prečnik

radnog točka, B – radni točak sa skliznicom - D2 prečnik radnog točka; D2 > D1

Slika 3.110. Presip u centru obrtanja; 1. istovarni doboš trake u nosaču radnog točka, dr prečnik

82

doboša, 2. odbojna klapna, 3. skliznica trake u radnom točku, 4. izlazni otvor skliznice, 5. skliznica odvozne trake sa kompenzacijom nagiba, 6. zaštita od habanja, 7. visina presipa, 8. tačka obrtanja odvozne

trake, 9. visina prolaza odvozne trake, 10. traka u radnom točku

Slika 3.111. Presipno mesto u centru obrtanja – odbojna greda; 1. traka u nosaču radnog točka, 2.

odvodna traka, 3. odbojna greda, 4. tok materijala koji pada, H visina presipnog mesta

Slika 3.112. Presipno mesto u centru obrtanja – odbojna greda i odbojni valjci; 1. traka u nosaču

radnog točka, 2. odvodna traka, 3. tok materijala koji pada, 4. odbojna greda, 5. odbojni valjci, H visina presipnog mesta

Transporteri na bageru

• Transporteri na streli radnog točka, • Ostali transporteri, • Transporter za otpadni materijal (prljava traka).

Transporter na streli rotornog točka Transporter na streli rotornog točka prestavlja veoma važan element transportnog puta. Njegova uloga je da otkopani materijal iz presipa u rotornom točku transportuje do presipa u obrtnoj osi bagera. Položaj. Prijemni transporter u procesu rada stalno menja svoj položaj. U vertikalnoj ravni, od najnižeg do najvišeg položaja strele, vrednosti uglova nagiba transportera se kreću od -19O do +22O u odnosu na horizontalni položaj strele. Kružno kretanje gornje gradnje permanentno menja uslove pod kojima se materijal predaje presipu u centru obrtanja bagera. Navedene promene položaja transportera u prostoru su

83

veoma česte tako da dodatna podešavanja transportera ili presipa ne dolaze u obzir. Položaj konstrukcije transportera na streli rotornog točka. Dispozicija rotornog točka, presipnog mesta, prijemnog bunkera i pogonskih agregata uslovljavaju određen položaj transportera. Podužna osa konstrukcije transportera se, kod većine bagera, ne poklapa sa podužnom osom strele. Navedene ose se seku u obrtnoj osi gornje gradnje, kako bi se obezbedilo da transportovani materijal pada u centar odložnog transportera. Vrednost ugla između osa transportera i strele zavisi od dispozicije rotornog točka u odnosu na strelu i od dužine strele. Bageri sa dužim strelama imaju manju vrednost ugla od bagera sa kraćim strelama. Ovakav međusobni odnos podužnih osa se može izbeći kod bagera kod kojih je rotorni točak konzolno postavljen. Kapacitet transportera na streli rotornog točka. Kapacitet transportera zavisi u osnovi od širine trake, njene brzine i ugla nagiba bočnih valjaka. Ta zavisnost važi i za transportere na bagerima uz određena specifična ograničenja. Polazna osnova za dimenzionisanje transportera je proizvodna mogućnost rotornog točka, odnosno njegov teoretski kapacitet. Kapacitet transportera treba da je usklađen sa teoretskim kapacitetom rotornog točka. Prilikom usklađivanja ova dva kapaciteta naročito treba obratiti pažnju na osobine transportovanog materijala i na uglove nagiba strele u vertikalnoj ravni. Mehanizam za kružno kretanje Ovaj mehanizam ima zadatak da dovede radni točak u željeni položaj, da obavlja kružno kretanje u toku rada i da u stanjima zastoja drži točak, a time i celu gornju gradnju u određenom položaju. Na bagerima koje su opremljene jednostavnom odložnom trakom pored mehanizma za okretanje gornje gradnje postoji još jedan mehanizam (za kretanje odložne strele). Ovaj mehanizam je smešten između donje gradnje koja je povezana sa voznim mehanizmom i obrtne gornje gradnje. Sastoji se od obrtne veze i pogona za kružno kretanje.

Slika 3.113. Mehanizam za kružno kretanje gornje gradnje; 1. obrtna kuglična veza, 2. zupčasti venac,

3. reduktor za kružno kretanje, Dk prečnik obrtne kuglične veze

84

Obrtna veza U primeni su sledeće vrste obrtnih veza:

– Venac sa kuglama – Venac sa valjcima – Specijalne konstrukcije obrtnih veza – Valjci na hidrauličnim osloncima

Kuglični venac Venac sa kuglama sastoji se od dva prestena kružnog oblika između kojih se kreću kugle. Svaka pojedinačna kugla na stazu prenosi deo vertikalnog opterećenja i horizontalnu silu u radijalnom smeru. U tangentnom smeru staze po kojoj se kugle kreće one ne mogu preuzeti nikakvo opterećenje.

Slika 3.114. Kuglični venac; SC centar obrtanja, Dk prečnik kugličnog prstena, 1. donji kuglični prsten, 2. gornji kuglični prsten, 3. kugla, 4. kavez za kugle, 4a i 4b. kavez za kugle, 5. gornja ploča donje gradnje, 6. podloga za donji kuglični prsten, 7. zavrtnji za pričvršćavanje donjeg kugličnog prstena, 8. donja ploča

obrtne ploče, 9. podloga gornjeg kugličnog prstena, 10. zavrtnji za pričvršćavanje gornjeg kugličnog prstena, 11. unutrašnja zaptivka, 12. spoljašnja zaptivka, 13. kanal za prihvatanje ulja, 14. zaštita

Venac sa valjcima Kod ove veze za prenošenje vertikalnih sila sa gornje na donju gradnju koriste se konični valjci koji se kreće između dve kružne staze. Valjke u horizontalnom radijalnom smeru vode šinske vođice i oni ne preuzimaju horizontalne sile. Vertikalne sile se sa gornje na donju gradnju moraju prenosti posebnim konstrukcijama – rukavcima.

Slika 3.115. Venac sa valjcima; 1. donji prsten za valjke, 2. gornji prsten za valjke, 3. konični valjci,

4. Konig-ov rukavac

85

Mehanizam za kružno kretanje Ovaj mehanizam se sastoji od zupčastog venca i pogona za kružno kretanje sa malim zupčanikom. Mali zupčanik obuhvata veliki i moraju biti postavljeni na različitim mestima.

Slika 3.116. Pričvršćivanje zupčastog venca; A presek A-B, B sastav, 1. segment sa zupcima, 2. podloga zupčastog venca, 3. zavrtanj na sastavu, 4. zavrtanj za pričvršćivanje zupčastog venca

Slika 3.117. Pogonska grupa kružnog kretanja; 1. reduktor za kružno kretanje, 2. pogonski motor, 3. pogonska (radna) kočnica, 4. zaštita od preopterećenja, 5. kočnica za držanje, 6. regulator brzine, 7.

mali zupčanik za kružno kretanje

86

Bager vedričar Vedričar otkopava materijal vedricama koje su okačene o dva beskonačna lanca koja se kreću po nosaču lanca. Pogon daju dva lančanika oblika mnogougaonika - turas - pogonska zvezda, koji pogon dobijaju od odgovarajućih osovina motora.Od donje do gornje ivice kosine (etaže) vedrice se pune. Napunjene vedrice prosledjuju materijal preko prijemnog žleba do lančanika gde se vrši istovar preko transportera u centralni bunker ili predajni transporter u zavisnosti od vrste transporta - šinski ili transporterima. Ugao podizanja nosećeg rama sa vedricama je 50 - 60 stepeni. U slučaju da noseći ram ima samo jednu zglobnu vezu (pomerljiv gornji deo nosećeg rama) i može menjati ugao nagiba - otkopavanje se vrši paralelnim rezovima.Ovde su sve vedrice u kontaktu sa materijalom ali ovde ostaje greben sa materijalom, ako noseći ram ima zglob (3-4 segmenta) na donjoj nosećoj strani , onda se greben eliminiše.Noseći ram podeljen je na segmente, najčešće tri segmenta ali ima i onih od 6-8, oni su pogodni za selektivna otkopavanja. Ugao nagiba podešava se preko užadi.

Slika 1.46. Obrtni bager vedričar tipa DS 800.20/20-23. Bager vedričar se sastoji od donjeg dela bagera (1) , koji je oslonjen na transportni uredjaj (2) na šinama ili gusenicama i gornjeg dela sa čeličnom konstrukcijom (3) koji obuhvato konzolu (nosač) (4), vodjice (5), lančanik sa vedricama(6) i planirani deo (7), kao što je prikazano na slici. Donji deo bagera obuhvata i slobodni oslonac (8), te čvsto vezane oslonce (9), koji su po pravilu smešteni na strani dubinskog reza. Gornji deo bagera oslanja se obično na donji deo u tri tačke. Kod obrtnih bagera gornji deo se odvaja od donjeg posredstvom obrtnog postolja (10), koji se može okretati sa gornjim delom bagera i vodjicom lančanika sa vedricama za 270 - 360 stepeni. Gornji deo bagera vedričara obuhvata osim čelične konstrukcije sa mašinskom kućicom (11) i nosačem vodjice lančanika sa vedricama (4) , i vodjice lančanika bez ili sa planirnim delom za visinsko (7) i dubinsko (7a) planiranje, pogom lančanika sa

87

vedricama (11a), uredjaj za utovar (12), odgovarajući protivteg (13). kao i vitlove (14) za dizanje i spuštanje konzole, odnosno nosača lančanika sa vedricama. Donji deo bagera vedričara konstruisan je u vidu portala (kod varijante sa šinama), da bi se ispod omogućio prolaz jednog ili više koloseka, odnosno transportera. Konstrukcija bagera vedrićara na guseničnom transportnom uređaju prikazana je na sledećoj slici

1 2

3

45

6

7

8 9

10 11

12

13

1. Donja gradnja bagera, 2. Uređaj za kretanje (gusenični), 3. Glavni nosač vedrica,4. Radni element (lanac vedrica), 5. Korito vedrica, 6. Sistem užadi i vitala za podizanje i spuštanje radnog elementa (planirni segmenti za visinsko i dubinsko planiranje), 7. Konzolni nosač sa paketom užetnjača, 8. Obrtno postolje, 9. Uređaj za utovar, 10. Katarka sa protivtegom, 11. Mašinska kućica (vitla, pogonske grupe, elektro ormani), 12. Istovarna strela sa gumenom trakom, 13. Planirni komad za dubinsko planiranje Bageri vedričari sa guseničnim transportnim uredjajem izmedju gornjeg i donjeg dela bagera nalazi se i obrtna konstrukcija sa utovarnim transporterom koji se može, kao i

88

gornji deo bagera, nezavisno obrtati oko osovine za 360 stepeni, što omogućuje utovar u odgovarajuće transportno sredstvo bez obzira da li bager vrši otkopavanje dubinski ili visinski, te da li radi u bloku ili frontu. Osnovne prednosti bagera vedričara su:

• mogućnost dubinskog kopanja znatne dubine (do 40 m), što smanjuje visine dizanja u transportu i omogućava ulazak u delimično neodvodnjene sredine;

• mogućnost kopanja dve medjuetaže znatne visine sa jednog transportnog nivoa;

• mogućnost kopanja pod bilo kojim uglom kosine otkopa u skladu sa stabilnošću stene;

• mogućnost selektivnog kopanja; • nepotrebna dodatna mehanizacija za čišćenje (planiranjem) otkopa.

Osnovni nedostaci bagera vedričara su:

• velika potrošnja energije i habanje radnih organa zbog trenja, • mala radna brzina vedričnog lanca (do 1,4 m/s) , • niske manevarske sposobnosti, • ograničena sila kopanja.

Klasifikacija radnih organa bagera vedričara po konstrukcijskim parametrima:

• po konstrukciji vedrične strele : kruta sa malo članaka, zglobna sa mnogo članaka;

• po izvodjenju planirnih članaka: bez planirnih članaka, sa jednim planirnim člankom, sa dva planirna članka;

• po načinu vešanja vedrične strele : sa paralelnim vešanjem, sa radijalnim vešanjem, sa kombinovanim vešanjem;

• po načinu dizanja strele: sa zajedničkim pogonom podizanja svih članaka strele, sa individualnim pogonom podizanja pojedinih članaka strele;

• po mestu postavljanja bloka koturača za podizanje strele: na portalu gornje konstrukcije, na fiksiranom stubu, na pokretnom stubu;

• po načinu fiksiranja položaja strele u ravni rada: pomoću krutosti strele, pomoću dodatnih uredjaja sa vitlovima, pomoću dodatnih uredjaja sa zatezačima i vitlovima;

• po načinu vodjenja vedričnog lanca: sa fiksnim vodjenjem, sa slobodno visećim lančanikom sa vedricama:

• po konstrukciji radnih elemenata za kopanje i transport: sa vedricama, sa strugačima;

• po koraku vedrica na vedričnom lancu: korak sa četiri karike lanca, korak sa šest karika lanca, korak sa osam karika lanca;

• po konstrukciji uredjaja za čišćenje materijala ispred prijemnog levka: plužni, rotorni;

• po tipu uredjaja za smanjenje dinamičkih opterećenja pogona vedričnog lanca: uredjaji sa izjednačavanjem opterećenja, uredjaji sa amortizacijom opterećenja.

89

ISTORIJAT BAGERA VEDRIČARA Bager vedričar je jedna od najstarijih konstrukcija mašina za kopanje, prvenstveno namenjena za kopanje isopod planuma ali u poslednje vreme i iznad. Prva konstrukcija bagera preteče današnjeg vedričara datira iz 1827 god, Pariz. Tokom 19 veka usavršene su konstrukcije sa lančanikom i vedricama. Prva velika primena bila je na otkopavalju Suetskog kanala. Posle Francuza proizvodnju nastavljaju i unapredjuju Holandjani a zatim Nemci koji su do danas vodeći svetski proizvodjači. Javljaju se sledeće konstrukcije: 1890 god. konstrukcija primenljiva na kopu lignita sa mogućnošću dubinskog kopanja 5,8 m , zapremine vedrice 230 l , kapaciteta 150-230 m3/h, snage 53 kW, i mase 53 t ; 1898 god. uvodi se elektro-pogon, i izradjuju se bageri sa zapreminom vedrice oko 100 l i kapacitetom 130 m3/h sa dubinom kopanja 8 m; a već 1918 dostižu se kapaciteti 450 m3/h i zapreminom vedrice 300 l. 1926 god. dotadašnji šinski transport zamenjuje se transportnim uredjajem sa gusenicama, a bager dobija mogućnost i visinskog rada. Uvodjenjem vagona sa većom zapreminom od 25 m3 na kolosecima širine 900 mm, postiže se i ubrzan razvoj u konstrukciji bagera vedričara zapremine vedrica do 1400 l i kapacitetom 1800 m3/h, za dubine otkopavanja do 40 m. Danas najveći proizvodjači bagera vedričara su Nemci i Česi, i primenjuju se kod rada sa mostovima za direktan transport jalovine. Tako su na primer na površinskom otkopu lignita u Noštenu na mostu za otkopnu visinu od 60 m, sa ukupnom dužinom 550 m i rasporedom glavnih oslonaca na 276 m, vezana tri bagera vedričara tipa Es 3150, koji zajedno ostvaruju godišnje oko 100 ⋅ 106 m3 otkrivke. Osnovne celine:

• uređaj za kretanje (najčešće gusenični i šinski) • vitla za podizanje i spuštanje:

segmenata za visinsko i dubinsko planiranje korita vedrica glavnog nosača vedrica istovarne katarke

• radni element (lanac vedrica) • istovarna katarka • uređaji za okret gornje gradnje (radnog elementa) i istovarne katarke • uređaj za pretovar materijala sa radnog elementa na transporter (obrtni tanjir,

levak, sipka) Oznaka bagera (primer):

0.160.135.17710ERs

− E – bager vedričar (nemački Eimerkettenbagger) R – gusenični uređaj za kretanje (oznaka bez R predstavlja šinski uređaj) s – obrtni bager 710 – zapremina vedrice, lit 17.5 – otkopna visina; planirni komad za dubinsko planiranje vodoravan, m

90

13.0 – otkopna dubina; planirni komad za dubinsko planiranje vodoravan, m 16.0 – otkopna dubina; planirni komad za dubinsko planiranje ispružen, m

Uređaj za kretanje (gusenični i šinski)

Slika 1.48. Gusenični transport bagera

Slika 1.49. Šinski transport bagera Bager sa istovarnom katarkom i bez nje (zavisnost od transportnog mehanizma pretovarnog uređaja):

91

Slika 1.50. Bager sa istovarnom strelom i sa portalnim utovarom

Konstrukcija Radni organ:

• Nosač lančanika sa vedricama • Prijemni žleb • Lanci • Vedrice • Pogonska zvezda sa pogonom • Povratna zvezda (zatezna)

Noseći ram vedrice Predstavlja prostornu čeličnu rešetkastu konstrukciju pravougaonog poprečnog preseka. Proces spuštanja i dizanja nosećeg rama ostvaruje se sistemom užadi, zatim koturača na streli bagera i preko doboša na dizalici. Kruta vedrična strela je zglobno učvršćena za gornju konstrukciju bagera a drugim delom je obešena u navedeni sistem užadi sa koturačama. Zglobna vedrična strela se veša za svaki članak, a različitim povlačenjem užadi se mogu dobiti različiti oblici strele tj. nosećeg rama vedrica. U zavisnosti od položaja strele različito je i korišćenje snage bagera. Razlikujemo tri tipa nosećih ramova: 1. noseći ram sa fiksno vodjenim donjim lancem, 2. noseći ram sa slobodno visećim donjim lancem, 3. noseći ram sa kombinovano vodjenim vučnim lancima. Noseći ram sa fiksno vodjenim donjim lancima Koristi se prvenstveno za otkopavanje homogenog materijala, odnosno materijala koji ne sadrži čvrste umetke. Noseći lanci svoje kretanje obavljaju u specijalnim vodjicama, tako da je putanja kretanja vodjice fiksna odnosno bez mogućnosti pomeranja vedrice van nosećeg rama. U slučaju da ram ima jednu fiksnu tačku odnosno jedan zglob onda se kopanje može vršiti lepezastim odrescima sa postepenim (posle svakog prolaska bagera duž celog fronta) spuštanjem vedrične strele. Pri ovom radu imamo odredjeni pad kapaciteta ( ne rade sve vedrice ) i ostaje greben. Posle jednog lepezastog zahvata bager se pomera 1.5 - 6 m i rad se ponavlja. Ovde se uvek dobijaju odresci promenljive

92

debljine po liniji kopanja. Noseći ramovi sa slobodno vodjenim donjim lancima Koriste se da bi se eliminisala negativna karakteristika deformacija vedrica pri nailasku na prepreke. Vedrice zaobilaze ove prepreke i tako ne dolazi do oštećenja (lom vedrica ili pucanje lanca). U ovom slučaju je manja dubina kopanja i efikasnost zahvata vedrice. Takodje imaju i sledeće nedostatke:

- ostvaruju manje dubine kopanja, - lošije je punjenje vedrica otkopanim materalom, - slabije je kapacitativno iskorišćenje bagera, - lošije se oblikuje etažna kosina.

Noseći ram sa kombinovano vodjenim donjim lancima Ovo je kombinacija prve dve grupe, gde je u gornjem delu ram fiksno vodjen lancima a u donjem delu je slobodan. Ova metoda vodjenja se najčešće primenjuje.

Slika 1.51. Noseći ram Prijemni žleb Ima funkciju da speči presipanje materijala iz vedrica na putu od etažne kosine do istovarnog mesta. Lociran je izmedju planuma i pogonske zvezde. Napravljen je od čeličnog lima i koritastog je oblika. Na izlazu iz prijemnog žleba nalazi se zglob koji omogućava da se uz pomoć koturača ram podiže ili spušta. Zavisno od tehnologije rada taj ugao podizanja tj. spuštanja kreće se od 55 - 60 stepeni u odnosu na horizontalan rad. Pojavu bočnih udara na noseći ram nemoguće je sprečiti a samim tim i oscilacije rama u horizontalnoj ravni. Zbog toga se na ulasku u prijemni žleb postavlja proširenje levkastog oblika koje iznosi oko 80 mm sa obe strane. Izmedju zidova prijemnog žleba i vedrice takodje postoji zazor koji mora biti optimalne veličine. Za slučaj da je previše veliki može doći do zaglavljivanja materijala, u slučaju da je mali javilo bi se preveliko habanje. Ovaj zazor iznosi 25-40 mm. Izmedju prijemnog žleba i etažne ravni rastojanje je 25 - 40 mm. Donji deo se izradjuje teleskopski te se može izvlačiti i uvlačiti od 100 - 300 mm. Noseći ram sa velikim brojem segmenata je veoma pogodan za otkopavanje strukturno slojevitih materijala.

93

Slika 1.52. Prijemni žljeb

Vodjice lančanika sa vedricama Smeštene su na nosaču i služe za vodjenje lančanika sa vedricama. Kod bagera vedričara za dubinski rad one se sastoje samo od dva dela, nosača odnosno od vodjice i priključnog dela za dubinsko planiranje. Nosač sa vodjicama se može obrtati oko horizontalne osovine.

Slika 1.53. Presek nosača sa vođicama lančanika vedrica bagera vedričara; 1. vedrica, 2.

vođica lančanika vedrica, 3. vodeći valjci Presek nosača sa vodjicama lančanika vedrica

1. vedrica 2. vodjica lančanika 3. vodeći lanci

Nosač lančanika produžava se u zatvoreno limeno korito. Uloga korita je da spreči rasipanje otkopanog materijala pri pražnjenju vedrica odnosno povlačenju otkopanog materijala po koritu od kosine do bunkera za pražnjenje. Ugao korita mora imati isti nagib kao i kosina radne etaže, jer se inače otkopani materijal rasipa na kontaktu korita i planuma etaže. Za vodjenje lančanika u donjem delu nosača služi ugaono gvoždje i potisna šina a u

94

gornjem delu vodeći valjci. Pošto su donji delovi nosača izloženi jakom habanju, ugaono gvoždje i potisna šina su od tvrdog čelika. Nosač vodjica lančanika se preko konzole i kotura povlači i spušta odgovarajućim vitlovima smeštenim u mašinskoj kućici ispod protivtega. Prilikom spuštanja i dizanja pomera se i protivteg čime se održava ravnoteža bagera. Lančanik sa vedricama Sastoji se od dva člankasta beskonačna lanca i vedrica bagera koje su u odredjenim razmacima pričvršćene izmedju oba lančanika.

Slika 1.54. Konstrukcija lančanika sa vedricama; 1. vedrica, 2. nož vedrice, 3. članci lančanika

Konstrukcija lančanika sa vedricama: 1. vedrica 2. nož vedrice 3. članci lančanika

Svaki četvrti ili šesti članak u lančaniku predstavlja članak vedrice, za koji je ona pričvršćena varenjem ili zakivcima. Broj članaka sa vedricama utvrdjuje razmak izmedju vedrica, te u zavisnosti od brzine lančanika odredjuje i broj pražnjenja vedrica u minuti.Ovo direktno utiče i na teoretski kapacitet bagera vedričara. Pojedini članci se medjusobno spajaju osovinicama i lako menjaju, što je potrebno zbog velikog habanja i opterećenja, kome su izložene pri kopanju i klizanju po vodjicama lančanika. Pogon lančanika sa vedricama Lančanik sa vedricama pogone preko osovine pogonski zupčanici (turasi) koji se sastoje od dva šestougaona a kod većih bagera i osmougaona točka, pričvršćena klinovima na pogonsku osovinu. Pogonsku osovinu preko reduktora i hidraulične spojnice pokreću elektromotori smešteni na svakoj strani pogonske osovine. Lančanik sa vedricama postiže brzinu izmedju 1 i 1,6 m/s, pa je u slučaju opravke predvidjen manji motor za pokretanje lančanika manjom brzinom. U slučaju havarije predvidjena je i sigurnosna spojnica koja spečava kidanje lančanjika i preopterećenje pogona lančanika.

95

Slika 1.55. Pogon lančanika sa vedricama; 1. osovina, 2. pogonski zupčanici, 3. reduktor, 4.

hidraulična spojnica, 5. elektromotori, 6. pomoćni motor, 7. sigurnosna spojnica Zubi pogonskog zupčanika (pogonske zvezde – turas) izradjuju se od visoko manganskog čelika. Zbog velikog opterećenja i habanja oni se često menjaju. Naime, usled neujednačene brzine lančanika, koja nastaje zbog stalne promene odstojanja od pogonske osovine, dolazi do udarnog opterećenja lančanika a tako i do habanja zubaca pogonske zvezde. Habanje je manje izraženo kod zvezde sa više zubaca. Karakteristično je i to da sa povećanjem grana zvezde (zubaca) se povećava ravnomernost brzine kretanja pogonskog lanca. Medjutim, u ovaj mehanizam se ugradjuje uredjaj za izravnavanje brzine lanaca. Pogonska zvezda se izradjuje od segmenata koji se naknadno spajaju. Zvezda,inače sastavljena od zubaca koji upadaju izmedju dvojnih lamela karika , dok karika izmedju ovih dvojnih lamela naleže na stranicu zvezde. Postoji razlika u brzini lanaca i zvezde. Bageri sa zapreminom vedrice od 1000 l imaju jedan elektromotor i jedan reduktor za navedeni pogon, a kod većih pogon se obavlja sa dva elektromotora i sa dva redno vezana reduktora od čega je jedan reduktor planetarni. Lanci Služe za pogon vedrica i da ih nose. Sa stoje se od članaka ( karika). Razlikujemo radne i prazne karike. Radne predstavljaju članke za koje je pričvršćena vedrica, a izmedju kojih se nalazi 4,6 ili 8 praznih karika. Zavisno od karakteristika materijala koji se otkopava, i to u skladu sa sledećim preporukama, ovaj broj se kreće:

- pesak, šljunak, ugalj: četvoročlani lanci, - glina: šestočlani lanci,

96

- glina i škriljac: šesto ili osmočlani lanci. Iz ovog se vidi da s porastom gustine materijala i veličine vedrica, primenjuje se veći broj praznih karika ili su karike veće. U praksi se javljaju debele i tanke karike, u zavisnosti od vučne sile koju prenose. Karike se medjusobno spajaju osovinicama. Izradjuju se od visokomanganskih čelika prvenstveno kovanjem, mada se mogu sresti i livene karike, s tim što su one manje trajne i manje zatezne čvrstoće. Po pravilu lanci se ne podmazuju zbog kontakta sa materijalom, što bi izazvalo veliko prljanje. U poslednje vreme ostvarena je mogućnost podmazivanja, na taj način je produžen vek lanaca. Inače, prosečan vek trajanja lanaca je 350 - 2600 časova efektivnog rada. Korak lanca (dužina članaka) Korakom i brojem praznih karika odredjeno je rastojanje izmedju vedrica. Korak lanca je prvenstveno u funkciji zapremine kašike i računa se na sledeći način: t = ( 0.056 ..... 0.074 ) ⋅ q0.333 , m

q - zapremina vedrice u litrima, 0.056 - za standardne dužine vedrice 0.074 - za povećane dužine vedrice

Kod promene ugla nagiba nosećeg rama dolazi do labavljenja lanaca i zbog toga je zatezni točak na vrhu pri čemu rukovalac bagera može vršiti zatezanje. Korak zatezanja je obično jednak dužini jedne karike. Visina članaka: h = 0.288 ⋅ t Jedan od najčešćih kvarova kod bagera vedričara je pucanje lanca. Brzina lanca je oko 1.35 m/s. Da bi se sprečila veća havarija pri kidanju lanca, na bageru se obično postavljaju uredjaji za hvatanje prekinutog lanca. Oni automatski zaustavljaju kretanje lanca a i sva ostala pomeranja. Vedrice Služe za otkopavanje i transport otkopanog materijala do mesta pražnjenja. Pričvršćene su za beskonačan lanac. Istovremeno održavaju razmak izmedju oba lančanika vedrica. Vedrice se izradjuju od čeličnog liva i to iz jednog ili više komada. Kod bagera malog kapaciteta vedrice se izradjuju presovanjem iz jednog komada lima, a kod bagera sa većim kapacitetom iz više komada lima koji se spajaju zavarivanjem ili zakivanjem. Vedrice su sastavljene od limenog štita i noža. S obzirom da je nož kod kopanja

97

izložen velikom habanju, izradjen je od manganskog čelika sa mogućnošću izmene. Kod otkopavanja čvrstog materijala nož se dodatno oprema i zubima. Oblik vedrice mora omogućiti dobro pražnjenje prilikom okretanja oko pogonske osovine i dobro punjenje pri odgovarajućem nagibu radne kosine kao i da spreči zaglavljivanje vedrice.

Slika 1.56. Vedrica sa elementima veze

Ugao rezanja zuba iznosi 25 - 30 stepeni. Ugao nagiba zadnjeg dela vedrice iznosi 7- 15 stepeni.Brzina lanca se kreće od 0.75 do 1.4 m/s. Najnovija istraživanja pokazuju da se ona može povećati od 1.7 do 2.9 m/s.

Vrh radnog elementa sa zateznim točkom

Slika 1.57. Vrh radnog elementa sa zateznim točkom

Transportni put materijala Nakon istresanja materjala iz vedrica prilikom prelaska preko pogonske zvezde material preko jednog ili dva transportera sa trakom se doprema do mesta utovara (na traku ili u vagone)

98

Slika 1.58. Transportni put materijala

Rad bagera vedričara u bloku

Rad bagera vedričara u frontu

99

4. MAŠINE I UREĐAJI ZA ODLAGANJE I PRETOVAR 4.1. ODLAGANJE Uslov za dobar rad na otkrivci i postizanje predviđenog kapaciteta otkrivke su odgovarajuća odlagališta. Kod eksploatacije posebnu pažnju treba posvetiti odlaganju jalovine, koja zbog svoje nepovoljne geomehaničke karaktersitike u rastresitom stanju, može stvoriti ozbiljne probleme u pogledu stabilnosti i potrebnog prostora za odalaganje. Odlaganje predstavlja završni deo procesa eksploatacije jalovine. Uslovi za odlagališta:

• Da ima dovoljnu zapreminu, • Da se nalaze na malom rastojanju od mesta kopanja jalovine, • Da ne ometaju normalan razvoj površinskog kopa, • Da osiguraju bezbedan rad ljudi i sredstava.

Podela odlagališta:

• Po lokaciji (unutrašnja i spoljašnja), • Po broju etaža koje opslužuje (opšta – grupa odlagališta i posebna –

pojedinačna odlagališta), • Po načinu odlaganja (visinska, dubinska), • Po primenjenoj mehanizaciji:

- odlagališta sa odlagačima sa trakom, - odlagališta sa pokretnim mostom, - odlagališta sa bagerima sa jednim radnim elementom, - plužna odlagališta, - buldozerska odlagališta, - hidraulična odlagališta, - ručna odlagališta.

Na slikama 4.1 i 4.2 dat je šematski prikaz kompleksa za direktno odlaganje otkrivke, odnosno transportna šema sa unutrašnjim odlaganjem na više etaža.

a)

100

Slika 4.1. Šematski prikaz kompleksa za direktno odlaganje otkrivke: a) rotorni bager – konzolni

odlagač; b) rotorni bager – transportni most

Slika 4.2. Transportna šema sa unutrašnjim odlaganjem na više etaža: 1. rotorni bager, 2. odlagači, 3.

etažni transporteri, 4. odlagališni transporteri, 5 i 6. predajni transporteri

b)

101

Tabela 4.1. Uslovi primene metoda odlaganja Geološki uslovi Metoda odlaganja i

mehanizacija

Sistem površinske

eksploatacije Zaleganje Čvrstoća stena

Maksimalna moćnost, m

Kapacitet na otkrivci

Posebni uslovi

Bagerima kašikarima i dreglajnima u unutrašnje odlagalište (neposredno)

Bestransportni

Horizontalno ili blago

Svaka čvrstoća uz

dobro miniranje

Do 60 Nije ograničen /

Transportnim mostom u unutrašnje odlagalište

Sa prečnim transportom Horizontalno Mekane stene 20-25 Najmanje

40-50.000 m3/dan Sezonski rad

na otkrivci

Konzolnim odlagačem u unutrašnje odlagalište

Sa prečnim transportom Horizontalno Mekane stene 15-20

Do 10-15.000 m3/dan sa manjim

bagerom i 40-50.000 m3/dan sa većim bagerima

/

Hidroodlaganje (obično na spoljašnje odlagalište)

Specijalni (sa hidromehani-

zacijom) Svako

Mekane i rastresite

stene

Nije ograničena Do srednjeg

Sezonski rad uz dovoljne

količine vodePlugom u unutrašnje i spoljašnje odlagalište

Transportni Svako Pretežno čvrste stene

Nije ograničena Do srednjeg /

Bagerom kašikarom u unutrašnje i spoljašnje odlagalište

Transportni Svako Sve stene Nije ograničena Svaki /

Odlagačem u unutrašnje i spoljašnje odlagalište

Transportni Horizontalno i blago

Mekane i rastresite

stene / Najmanje

20-25.000 m3/dan Sezonski rad

na otkrivci

Buldozerom u spoljašnje odlagalište

Transportni Svako Sve stene Nije ograničena Nije ograničen /

Tabela 4.2. Klasifikacija odlagališta: Klasifikacija Tip odlagališta Karakteristika

Po lokaciji Spoljašnja Unutrašnja

Van granica površinskog kopa Unutar površinskog kopa

Po broju etaža (slojeva) Jednoslojna Dvoslojna Višeslojna

Odlaganje se vrši na površini terena Odlaganje se vrši na ranije odlagalište (sloj) Odlaganje se vrši na ranije odlagalište (sloj)

Po mehanizaciji procesa odlaganja

Plužna Bagerska Odlagačem-vedričarem Tračna Buldozerska

S odlagališnim plugom S bagerom kašikarom ili dreglajnom S odlagačem-vedričarem i železničkim transportom S tračnim transporterom i konzolnim odlagačem Za kamionski transport otkrivke

Po broju revira koji opslužuje Zajedničko Grupno Pojedinačno

Za površinski kop Za nekoliko revira Za pojedine etaže

Po reljefu terena Ravničarski Brdski Za sve tipove mehanizacije

102

Konstrukcija i razvoj odlagališta:

Slika 4.3. Faze lepezastog razvoja odlagališta sa železničkim transportom otkrivke

Slika 4.4. Mogući razvoji tračnog odlagališta: a) lepezasti, b) paralelni, c) kombinovani (paralelno-

lepezasti) Uslovi za primenu mašina:

• Da obezbede neprekidno odlaganje u potrebnim količinama u jedinici vremena,

• Da obezbede minimalne zastoje, • Da obezbede maksimalnu produktivnost.

Vrste mašina i uređaja za odlaganje:

• Plugovi za odlaganje, • Bageri sa jednim radnim elementom, • Odlagači, • Mostovi za transport i odlaganje.

103

Plugovi za odlaganje Kod odlaganja jalovine plugom se iz vagona ispražnjena jalovina odbacuje od koloseka niz kosinu pomoću pluga. Pri odlaganju plugom odbacuje se 30 do 50% jalovine, dok ostali deo ostaje na kosini etaže odlagališta. Visina odlagališta je relativno mala i može iznositi kod glinovitih materijala između 4 i 6 m, a kod peskovitih materijala između 6 i 9 m.

Slika 4.5. Odlagališni plug 2400V na normalnom koloseku

Slika 4.6. Tehnologija odlaganja plugom: a) pripremljena kosina za istresanje, b) stanje kosine

neposredno po istresanju otkrivke iz vagona, c) stanje kosine posle prolaska pluga, d) pomeranje koloseka u novi položaj

104

Slika 4.7. Izgled pluga za odlaganje

Nedostaci plugova:

• Ograničena visina odlaganja, • Opasnosti kod istovara vagona, • Mali korak poprečnog pomeranja koloseka, • Jako niska prijemna sposobnost odlagališta, • Veliki troškovi održavanja koloseka.

Odlaganje bagerima sa jednim radnim elementom Na površinskim kopovima sa manjim i srednjim kapacitetom proizvodnje, gde se transport masa vrši železnicom, za odlaganje jalovine primenjuju se bageri sa jednim radnim elementom. Odlagalište jalovine sa bagerom kašikarom odnosno dreglajnom, predstavlja pojas pored koloseka za pražnjenje jalovine, po kojem se kreće bager i vrši ponovno prebacivanje dopremljene jalovine na daljinu, koja obično odgovara radijusu kopanja i radijusu istovara bagera. Prednosti bagerskih u odnosu na plužna odlagališta:

• Veća prijemna sposobnost (2-3 puta), • Za 10-20 puta se smanjuje obim kolosečnih radova, • Povećava se stabilnost koloseka, a time i postiže veća brzina kretanja vozova, • Veća visina odlaganja (1.5-2 puta), • Veča produktivnost zaposlenih.

105

KaKaššikarikar

DreglajnDreglajn

Slika 4.8. Elementi bagerskog odlagališta sa bagerom kašikarom i dreglajnom Prednosti dreglajna u odnosu na kašikare:

• Manji specifični pritisak na tlo, • Veći korak pomeranja, • Veća visina odlaganja.

Nedostatak dreglajna u odnosu na kašikara pri odlaganju je da pri istoj zapremini kašike dreglajni imaju za 20% manji kapacitet. Odlagači Odlagač jalovine predstavlja eskavacioni i transportni uređaj koji crpi materijal istovaren iz vagona ili prima materijal sa tračnih transportera, odlaže ga na kosinu odlagališta i vrši njegovo planiranje. Podela odlagača:

• Po načinu odlaganja (za dubinsko i visinsko odlaganje), • Po konstrukciji prijemnog organa (sa vedricama, sa trakom), • Po konstrukciji odložnog organa (sa vedricama, sa trakom), • Po broju sastavnih delova (jednodelni, dvodelni), • Po tipu transportnog uređaja (na šinama, koračajući, na gusenicama).

106

Vrste odlagača

Slika 4.10. Odlagač sa vedricama

Slika 4.11. Odlagač sa trakom

Odlagači sa trakom mogu biti sa dva i više transportera kao i sa jednim i više parova gusenica za transport.

Slika 4.12. Odlagač sa trakom jednodelni i odlagač sa trakom dvodelni

107

1. Donja gradnja odlagača, 2. Uređaj za kretanje osnovne mašine – pretovarni deo (gusenični), 3.

Uređaj za kretanje pomoćne mašine mašine – prijemni deo (gusenični), 4. Obrtno postolje, 5. Prijemni transporter, 6. Međutransporter, 7. Odložna strela transportera, 8. Katarka protivtega sa

elektro opremom, 9. Centralni stub (toranj), 10. Konzolni nosač odložne strele Najvažniji deo predstavlja konzola sa transporterom za odlaganje jalovine. Kod rada sa transportnim trakama dužine konzola su i do 110 m, a kod odlagača za direktno odlaganje jalovine i do 225 m.

Slika 4.13. Presek konzole sa transporterom za odlaganje

108

Slika 4.14. Šema odlaganja odlagača sa trakom (visinski i dubinski)

U frontuU frontu

U blokuU bloku

U bokuU boku

Slika 4.15. Šeme odlaganja

109

Slika 4.16. Šeme redosleda odlaganja jalovine

Slika 4.17. Šema redosleda odlaganja jalovine sa formiranjem predodlagališta ispred kosine ranije

oformljenog odlagališta Mostovi za transport i odlaganje Most za transport i odlaganje je samohodna mostovska konstrukcija sa tračnim transporterom kojom se vrši transport i odlaganje otkrivke po najkraćem putu do radilišta u otkopani prostor površinskog kopa. Mostovi rade u kompleksu sa jednim ili više bagera. Uslovi za primenu mostova:

• Sloj treba da je jednake moćnosti, ravnomeran i horizontalan, • Nedopustiva je promena dužine etaža, • Etaža mora biti dovoljno velike dužine, • Nosivost tla mora biti zadovoljavajuća, • Ukupne rezerve moraju biti velike.

Slika 4.18. Most za transport i odlaganje na dva oslonca; oslonac sa strane odlagališta je

na planumu ugljene etaže

110

Slika 4.19. Šema mosta za transport i odlaganje: 1. konzola za odlaganje jalovine, 2. glavni most, 3. konzola na bagerskoj strani, 4. oslonac na bagerskoj strani, 5. ugljena etaža, 6. slobodna površina

podine, 7. oslonac na strani odlagališta, 8. predodlagalište, 9. odlagalište

Slika 4.20. a) Simetričan raspored dva bagera vedričara prema mostu za transport i odlaganje; b)

Jedna od mogućih šema rasporeda bagera i transportera za dovoz otkrivke na most

Slika 4.21. a) Pomoćni mostovi za transport otkrivke do glavnog mosta; b) Most za transport i odlaganje na površinskom kopu u Nemačkoj

Slika 4.22. a) Most sa dva oslonca; b) Most sa tri oslonca

111

Slika 4.23. a) Most za transport i odlaganje sa dva oslonca na istoj radnoj površini; b) Most za

transport i odlaganje sa dva oslonca na ugljenoj radnoj etaži

Slika 4.24. Primena mostova za odlaganje

112

Slika 4.25. Pokretni mostovi za odlaganje

Slika 4.26. Osnovna tehnička oprema

Mašine za rad na deponijama Namena i vrste deponija uglja Osnovna namena: deponija umetnuta u tehnološki lanac između proizvođača (davaoca sirovine) i prerađivača ili u samom procesu prerade jeste formiranje pufera koji će sprečiti prekid rada svih učesnika usled kratkotrajnih (ponekad i dužih) problema u snabdevanju, odnosno koji će rad pojedinih delova procesa učiniti maksimalno nezavisnim. Dodatna namena: da posluže kao mesto na kojem se može izvesti homogenizacija ili mešanje ugljeva radi ujednačavanja kvaliteta uglja koji se sa deponije usmerava dalje u proces čišćenja, prerade ili sagorevanja. Deponije se prema funkciji (vrste), mogu podeliti na:

1. pretovarne, 2. rezervne i 3. usrednjavajuće (koriste se za homogenizaciju).

113

Princip homogenizacije uglja na deponijama svodi se praktično na formiranje optimalnog/racionalnog broja slojeva uglja (uslovno) različitog kvaliteta duž cele deponije kako bi se u procesu izuzimanja dobio ugalj usrednjenog/predvidivog i ravnomernog kvaliteta. Deponije uglja se formiraju na više mesta u tehnološkom lancu od mesta kopanja do mesta korišćenja:

na samom rudniku, na postrojenju za preradu, na izvoznim/uvoznim terminalima, na prodajnim terminalima, na termoelektranama, toplanama i energanama, i kod drugih (krajnih) korisnika.

Osnovni parametri deponija su:

zapremina, kapacitet na odlaganju i kapacitet na zahvatanju (utovaru).

Veličina deponije Zavisi od:

– Kapaciteta postrojenja, – Udaljenosti snabdevača / potrošača, – Pouzdanosti transportnog sistema, – Ponašanja materijala na deponiji, – Klimatskih prilika itd.

Savremene tendencije u određivanju veličine deponije za ugalj

1. deponija treba da bude što je moguće manja, ali toliko velika da se ne ugrozi proizvodnja,

2. odlaganje i izuzimanje uglja sa deponije tretiraju se kao trošak, 3. stajanje uglja na deponiji se tretira kao privremeno zamrznuti kapital, 4. u zavisnosti od odnosa između rudnika i termoelektrane najčešće se formira

samo jedna deponija, češće na rudnicima, 5. TE teže da nemaju svoju deponiju već da snabdevanje podrazumeva isporuku

uglja, od strane rudnika, na ulazu u blokovske bunkere, 6. rudnici teže formiranju skupnih i zajedničkih deponija za više, prostorno

bliskih, termoelektrana, 7. veličina pojedinačnih deponija podrazumeva rezervu od 3-7 dana, a skupnih i

do 30 dana (u zavisnosti od broja termoelektrana i uslova distribucije uglja), 8. potpuni izuzetak od prethodnih pravila su deponije za homogenizaciju uglja!

Savremene tendencije u određivanju veličine deponije za homogenizaciju uglja • Veličina deponije je uslovljena formiranjem optimalnog broja slojeva uglja da

bi se homogenizovao sastav, • Broj slojeva zavisi od varijacija kvaliteta uglja (što su varijacije veće to je

potrebni broj slojeva veći).

114

Zapremina deponije uglja 1. Zapremina deponija uglja formiranih na kopu 2. Zapremina deponija uglja formiranih na termoelektranama Tabela. Osnovne karakteristike deponija lociranih uz termoelektrane u Srbiji i Crnoj Gori

Termoelektrana Veličina deponije, t

Rezerve u uglju, dan

Tip deponije

Postojanje kopovske deponije

Nikola Tesla-A 850.000 ~11 polarna da Nikola Tesla-B 550.000 ~12 polarna da Kolubara 110.000 ~13 linijska ne Morava 240.000 ~40 linijska Kostolac-A 120.000 ~ 10 linijska ne Kostolac-B 600.000* ~ 15 linijska ne Kosovo-A 500.000 linijska ne

Kosovo-B linijska ne

Pljevlja 83.000 ~ 12 linijska ne

Tipovi deponija Podelu deponija uglja moguće je izvršiti na bazi više parametara. Generalno se dele na: zatvorene i otvorene, odnosno na: kružne (polarne) ili linijske (linearne).

Slika. Kružna i linijska deponija Mehanizacija za rad na deponijama Za odlaganje se mogu koristiti mašine konstrukciono namenjene isključivo za odlaganje ili kombinovane mašine za odlaganje i utovar. Osnovni zahtev kod ovih mašina se sastoji u tome da odlagališna strela mora da dohvati do vrha deponije i do 2/3 širine deponije.

115

Slika. Mašina samo za odlaganje i kombinovana mašina za odlaganje i utovar

Način rada odlagača kod formiranja deponije Shevron i Windrow metodom:

Slika. Tehnologija formiranja deponije; a) kosa Shevron metoda - odlagač sa kliznom strelom, b) Shevron metoda - odlagač sa fiksnom strelom, c) Windrow metoda - odlagač sa kliznom strelom

Za utovar (zahvatanje) materijala sa deponija razvijen je čitav niz različitih mašina.

1. po tipu transportnog uređaja ove mašine mogu biti sa šinskim ili guseničnim transportnim uređajem;

2. po obliku radnog organa - sa rotornim, vedričastim i valjkastim radnim organom; 3. po konstrukciji - sa utovarnom strelom i sa portalom za utovar.

Slika. Tipovi mašina na deponiji: sa rotornim točkom, sa vedričastim radnim organom, sa valjkom, sa rotornim točkom na portalu

116

Metode deponovanja i zahvatanje uglja sa deponije Metode deponovanja uglja: Osnovni oblici deponovanja su jednostavna deponovanja u obliku konusa ili u slojevima, horizontalnim ili kosim i kombinovano deponovanje po metodi Shevron, Windrow ili njihovoj kombinaciji.

Konusno deponovanje Konusno deponovanje Slojevito deponovanjeSlojevito deponovanje

TrougaonaTrougaona ShevronShevron metodametoda Kružna deponija uglja formirana Shevron metodom

KosaKosa ShevronShevron metodametoda

WindrowWindrow metodametoda

Deponija formirana po Windrow metodi posle formiranja prvog sloja

ShevronShevron--WindrowWindrow metodametoda Metode zahvatanja uglja sa deponije: Način utovara tj. uzimanja materijala sa deponije zavisi od tipa mašine i oblika deponije.

117

Za deponijske mašine sa strelom i rotornim točkom karakteristična su tri načina uzimanja:

1. Etažni način 2. Otkopavanje u bloku 3. "Pilgrim step" način

EtaEtažžnini nanaccinin

Otkopavanje u blokuOtkopavanje u bloku

"Pilgrim step" na"Pilgrim step" naccinin

118

MAŠINE I UREĐAJI ZA TRANSPORT NA POVRŠINSKIM KOPOVIMA Transport otkrivke i korisne supstance na površinskim kopovima predstavlja najvažniji i najsloženiji proces u tehnologiji površinskog otkopavanja. Od njegove organizacije u najvećoj meri zavisi kapacitet mašina na otkopavanju i odlaganju, produktivnost otkopavanja i troškovi proizvodnje rudne supstance. Osnovna namena transporta na površinskim kopovima je premeštanje otkrivke i korisne supstance od radnog čela bagera do mesta istovara. Transport na površinskim otkopima ima svoje specifičnosti, koje su uglavnom sledeće:

– relativno kratka rastojanja transporta koja po pravilu ne prelaze 10 km, – radilišta na otkopavanju i odlaganju menjaju svoj položaj u prostoru i po

vremenu te je nužno poprečno pomeranje transportnih komunikacija, – u pitanju su i veliki usponi radi izvoza rudne mase na površinu, – radi boljeg korišćenja mehanizacije na otkopavanju i sredstava transporta

neophodno je uzajamno usaglašavanje parametara rudarsko-transportne opreme itd.

Transport na površinskim kopovima se odvija po utvrdjenom ciklusu čija dužina trajanja zavisi od vremena utovara, kretanja punog i praznog transportnog sredstva, istovara, manevrisanja i zastoja u transportu. Sve ove operacije se vrše sa prekidima ili bez prekida tj. kontinualno, te po načinu dejstva transport na površinskim otkopima možemo podeliti na:

– transport sa prekidnim dejstvom u koje spada: železnički transport sa lokomotivskom vučom, automobilski i traktorski, skreperski itd.

– transport bez prekida (kontinualni transport) u koje spada: transport tračnim transporterima, hidraulični, želežnički sa beskrajnim užetom i sl. I

– kombinovani transport koji predstavlja kombinaciju nekih vidova transporta iz prve dve grupe, kao npr.: automobilski i tračni, železnički i automobilski i sl.

Izbor vrste transporta za konkretne uslove površinskog otkopa utvrđuje se na osnovu elemenata zaleganja rudne supstance, karaktera, oblika i veličine ležišta, roka eksploatacije, količine materijala odnosno tereta koji treba prevoziti u određenom periodu vremena, dužine nagiba transportnih puteva, načina otkopavanja i deponovanja jalovine, načina prijema rudne supstance, klimatskih i drugih uslova i sl. U vezi sa ovim kod izbora transportnog sredstva treba poznavati između ostalog i sledeće elemente:

– vrstu i fizičko-hemijske kao i mehaničke osobine materijala koji treba transportovati (ležina materijala u rastresitom stanju, krtost, veličina komada, temperatura i dr.),

– način utovara i istovara, – radnu sredinu u kojoj će transportna stedstva raditi (zaprašenost,

temperaturne promene, vlažnost, klimu itd.),

119

– gabarite objekata ili mehanizacije gde se vrši utovar, odnosno istovar ili prolaz transportnih sredstava,

– kapacitet i način rada mehanizacije koja vrši utovar, kao i tehnologiju otkopavanja i odlaganja.

– smer i transportne distance itd. U tabeli 1 prikazana je klasifikacija uticajnih faktora na izbor vrste transporta Tabela 1. Klasifikacija uticajnih faktora na izbor vrste transporta

Na savremenim površinskim otkopima pretežno se primenjuju tri vrste transporta: železnički (šinski), automobilski i tračni. Pored nabrojanih ređe se primenjuju traktorski, transport žičarama, hidraulični, a vrlo retko i neke druge vrste transporta. Prednosti železničkog transporta u poredenju sa drugim vrstama transporta dolaze naročito do izražaja pri ektploataciji prostranih horizontalnih ležišta, koja imaju jednorodni sastav korisne supstance, mirno i uzdržano zaleganje, dug vek eksploatacije, velike mase za prevoz, male dubine (obično do 150 m), rastojanja za transport veća od 1,5-2 km (poželjno je 6-7 km i veća) i uspone od 3 do 6°/00, u zavisnosti od vrste vuče..

120

Automobilski transport dobio je najveću primenu pri otkopavanju ležišta koja imaju složene uslove zaleganja, lokalno razbacana orudnjenja ili tanke slojeve korisne supstance tako da je napredovanje radnog fronta veoma brzo. Automo-bilski transport daje najbolje ekonomske efekte, u poređenju sa drugim vrstama transporta, ako se primeni za otkope srednje veličine, transportna rastojanja od 0,2 do 5-7 km (vrlo retko veća) uspone od 8-10% i za radijuse krivina ne manje od 25-30 m. Automobilski transport je u 1965. god. najviše bio zastupljen na površinskim otkopima u SAD i to sa preko 60%, zatim u SSSR sa 35,2%, dok je u Evropi ovaj procenat znatno manji. Transport masa tračnim transpoterima se danas primenjuje uglavnom ako se radi o mekim i isitnjenim materijalima a uvodenjem prethodnog drobljenja u tehnološki proces na površinskom otkopu, tračni transporteri se mogu koristiti i za transport čvrstih drobljenih stenskih masa. Klasični tračni transporteri mogu da transportuju materijal na uspon ne veći od 16-18°, a specijalni do 45° pa i do 60°. Dužina transporta je tehnički bez ograničenja, ali ekonomska nije tako velika. U Tabeli 2 prikazani su uslovi za racionalan izbor osnovnih vrsta transporta na površinskim kopovima, a u tabeli 3 klasifikacija uticajnih faktora na izbor.

121

U cilju intenzivnosti radova na otvaranju i eksploataciji otkopa, postizanja najboljih proizvodnih i ekonomskih efekata u zavisnosti od specifičnih geoloških i montan-tehničkih uslova, u većini slučajeva je ustanovljena opravdanost primene nekoliko različitih vrsta transporta. U Takvom slučaju se u istom površinskom otkopu uvodi na svakom radilištu, ili na grupi radilišta, ona vrsta transporta, koja obezbeđuje najbolje ekonomsko-tehničke efekte. Pravci daljeg tehničkog razvoja šinskog transporta su uglavnom u povećanju vučne sile i snage lokomotiva, povećanju nosivosti vagona, uvodenju mehaniza-cije za sve vrste radova na prugama itd. Kod autotransporta daljim razvojem će se povećati nosivost kipera i usavršavati konstrukcija donjeg trapa vozila u pogledu veće izdržljivosti pojedinih elemenata.

122

Slika 1 Osnovni vidovi transporta na površinskim kopovima

123

SREDSTVA ŽELEZNIČKOG TRANSPORTA NA POVRŠINSKIM OTKOPIMA

Železnički transport na površinskim kopovima (slika 2) najčešće se primenjuje pri eksploataciji plitkih i velikih ležišta horizontalnog ili blagog zaleganja, dubine do 200 m, sa kojih treba prevoziti velike količine iskopine tokom dužeg radnog veka. Transport vozovima je jedan od najrasprostranjenijih načina transporta pri prevozu velikih količina tereta po vrlo dugačkim transportnim dužinama.

Slika 2 Primena železničkog transporta u sprezi sa rotornim bagerom

Na ovakvu rasprostranjenost odlučujuću ulogu su imali sledeći elementi:

– mogućnost da se za pogon koriste različiti vidovi energije i da je pri ovome utrošak energije relativno nizak zahvaljujući činjenici da su otpori, koji nastaju pri kretanju voza po šinama, mali;

– velika izdržljivost i relativno velika trajnost sredstava železničžog transporta, radi čega su troškovi održavanja mnogo manji nego kod drugih vidova transporta;

– velika sigurnost u radu i ne tako veliki uticaj klimatskih prilika na kapacitet transporta i ostale elemente sigurnosti;

– relativno dobra produktivnost. Glavni nedostaci su:

– velika investiciona ulaganja zbog znatno dužih trasa u odnosu na druge načine transporta;

– mali nagibi trasa i veliki radijusi krivina pruga (što uslovljava njihove veće dužine, veći obim zemljanih radova) komplikuju ulaske i izlaske iz kopova;

– veliki obim radova pri pomeranju nestacionarnih koloseka po etažama; – otežana primena pri selektivnoj eksploataciji mineralnih sirovina; – manja produktivnost i – složenija organizacija rada.

Železnički transport se odvija po unutrašnjim prugama, unutar kontura kopa, i po spoljašnjim van kontura kopa. Pruge mogu biti:

– stacionarne, za duži radni vek i

124

– nestacionarne, pomerljive, na otkopnim i odlagališnim etažama, za kraćivremenski period u zavisnosti od intenziteta otkopavanja, odnosno odlaganja. Nestacionarne pruge se periodično pomeraju prateći napredovanje otkopavanja ili odlaganja.

Železničke pruge Na površinskim otkopima se primenjuju pruge širokog, normalnog i uskog koloseka. Pruge širokog koloseka, kod kojih je razmak između bočnih unutrašnjih strana glava šina 1524 mm, su u upotrebi samo na površinskim otkopima Rusije, Španije, Indije i Južne Amerike. Pruge normalnng koloseka, kod kojih pomenuti razmak iznosi 1435 mm, su najrasprostranjenije i sreću se na gotovo svim površinskim otkopima sveta. Pruge uskog koloseka (razmak između bočnih unutrašnjih strana glava šina je kod ovih pruga manji od 1435 mm, najčešće 1000, 900 ili 760 mm) su isto tako rasprostranjene, a naročito na površinskim otkopima malog kapaciteta. Izbor širine koloseka se određuje na osnovu količine tereta koji treba da se prevozi, dužine transportnih puteva, dimenzija površinskog otkopa, karakteristika primenjene opreme itd. Prema uslovima eksploatacije pruge na površinskim otkopima mogu biti stalne (stacionarne) i pomerljive. Stacionarne se izrađuju na stabilnom nasipu i za duže vreme upotrebe. Pomerljive pruge se periodično poprečno pomeraju prateći napredovanje radnog fronta na otkopavanju ili odlaganju. U pomerljive pruge se ubrajaju: utovarne pruge na etažama, istovarne na odlagalištima, bagerske ili pruge za odlagače ako ovi imaju šinski uređaj za kretanje kao i pruge mostova za transport i odlaganje jalovine. Osnova, na koju se polažu pomerljive pruge, je po pravilu prirodni materijal etaža u čvrstom stanju, rastresiti materijal odlagališta, a takođe i krovina sloja korisne supstance ili podinske stene. Ako osnova nije dovoljno čvrsta i stabilna pomerljive pruge mogu biti položene i na ugrađenom nasipu. Železnička pruga predstavlja kontinualnu konstrukciju, koja omogućava neprekidnu i sigurnu vožnju vozova potrebnom brzinom. Pruga se sastoji od donjeg i gornjeg stroja, objekata na pruzi, signalnih uređaja, kontaktne mreže, zemljišnog pružnog pojasa i vazdušnog prostora visine 12 metara iznad gornje ivice šine. U građevinskom smislu dva osnovna elementa pruge su donji i gornji stroj, a tip konstrukcije i dimenzije ovih delova se određuju u zavisnosti od obima tereta za transport, tipa vučnog vozila i vagona, i brzine vožnje kompozicije. VAGONI Za prevoz otkopanih masa i korisne supstance na površinskim otkopima se primenjuju specijalne konstrukcije vagona, koje omogućuju brzo i lako pražnjenje i utovar vagona mehanizacijom (utovaračima, bagerima itd.). Zbog toga i drugih uslova koje smo ranije pomenuli, vagoni za prevoz masa na površinskim otkopima treba da udovolje nizu zahteva, od kojih ćemo pomenuti samo važnije:

‐ jednostavna konstrukcija dovoljno otporna na udare, habanje i koroziju; ‐ potpuna stabilnost za vreme vožnje u uzdužnom i poprečnom pravcu i to u

situaciji nejednakomernog utovara u oba pravca; ‐ siguran i dobar prolaz kroz krivine malog poluprečnika ‐ što veća zapremina i nosivost, a da pri tome budu gabariti u granicama

dozvoljenih i sopstvena težina vagona što manja;

125

‐ pritisak točkova odnosno osovine da ne prelazi dozvoljeni i da kretanje bude sigurno.

Sve vagone koji se primenjuju na površinskim otkopima možemo podeliti:

‐ po uslovima eksploatacije - na vagone za prevoz pomoćnih materijala i opreme i vagone za prevoz osnovnih masa;

‐ po izgledu karoserije (sanduka) - na pokrivene vagone, poluvagone, platforme, cisterne i vagone specijalne naznake;

‐ po broju osovina - na dvo, tro, četvoro, i više osovinske vagone. Nezavisno od namene vagoni imaju sledeće osnovne delove: vozni deo, odbojnike i spojni pribor, sistem za kočenje, ram i sanduk. U vozni deo, kojim se obezbeđuje kretanje vagona sa najmanjim otporom po šinama, spadaju kolski slogovi, tulci sa ležištima, gibnjevi za dvoosovinske vagone i obrtna postolja za četiri — i više osovinske vagone Obrtno postolje vagona. Vozni deo, kolski slogovi, tulac i gibnjevi zajedno čine obrtno postolje (si. 26), koje poseduje potpunu slobodu u horizontalnoj ravni u odnosu na ram vagona, a što dozvoljava prolaženje kroz krivine malog radijusa i u isto vreme smanjuje otpore na kretanje. Obrtno postolje se sastoji iz livenih bokova, koji se oslanjaju na tulce 2, savijenih cilindričnih gipkih opruga 3, na čije krajeve se oslanja nadgibanjski nosač 4, koji se pomera pri deformaciji opruge u vertikalnoj ravni u pravcu bokova. Opterećenje od rama vagona prima nadgibanjski nosač preko oslonca 5. Za slučaj da nastanu veće oscilacije u vagonskom obrtnom postolju sa gipkim oprugama predviđen je frikcioni klin-amortizer 6 koji izvršava ulogu amortizera oscilacija.

Sl. 26. Obrtno postolje

U novije vreme umesto gibnjeva u nekim slučajevima se primenjuju gumeni elementi. Oni obezbeđuju najbolju ravnomernost hoda i najmanji uticaj vagona na kolo-sek. Poznat je isto tako gumeno-metalni gibanj, koji se sastoji iz metalnih listova, koji su međusobno odvojeni slojevima gume. Guma je vulkanizacijom spojena za metalne listove. Obrtna postolja mogu biti dvo- ili troosovinska. Kolski slog (si. 27) se sastoji iz osovine i dva točka, prenosi na šine opterećenje od vagona i usmerava njegovo kretanje po šinama. Na rukavcima osovine kolskog sloga postavljaju se kotrljajuća ili klizna ležišta, koja su smeštena u tulce. Opterećenje od vagona preko nadgibanjskih nosača, ogibljenja i bočnog nosača obrtnog postolja se prenosi na tulce, a preko njih na točkove i šine.

126

Sl. 27. Kolski slog

Rukavac 1 se smešta u ležište preko kojeg se prenosi opterećenje od vagona na osovinu. Srednji otvori 2 u centru točkova su napresovani na ojačani deo osovine 3 koja u ovom delu ima najveći prečnik. List 6 povezuje oslonac 7 sa obodom točka 5. Po konstrukciji točkovi mogu biti sa bandažima ili bez bandaža. Pri eksploataciji bandaži 4 se troše, te radi toga danas u sve većoj primeni su čelični ćelo valjani točkovi. Takvi točkovi poseduju visoku otpornost, a pri istrošenosti površine kotrljanja se obrađuju. Kod ovoga maksimalno dozvoljena obrada — skidanje iznosi do 9 mm debljine ruba, a obod točka ne sme biti manji od 22 mm. Kontaktna površina točka izrađuje se konična (nagib 1: 20) radi samocentriranja vagona. Prečnik točka se određuje (meri) na rastojanju od 70 mm od unutrašnje granice ivice (kruga kotrljanja).

Sl. 28. Tulac

Tulci obezbeđuju predaju opterećenja od rama vagona na točkove i normalan rad obrtnog postolja pri kretanju. Konstrukciju tulca određuje izabrani tip ležišta. Tulci sa dva cilindrična valjkasta ležaja (si. 28) sastoje se iz tela 1, dva ležaja 2, steznog prstena 3, čeonog poklopca 4 i labirintnog zaptivača 5. Preimućstvo ovakvog tulca je u tome što se zapunjava gustim konsistentnim mazivom za duži period vremena (6—8 meseci), te se time mogu postići uštede u potrošnji maziva za 4—5 puta, a to nesumljivo ima znatniji uticaj i na uštedu u troškovima pogona. Otpor na kretanje u ovakvim tulcima smanjuje se za preko 20% pri brzinama do 35 km/h, a pri kretanju iz mesta na 85% u poređenju sa kliznim ležištima. Sferična ležišta u eksploataciji imaju niz nedostataka, te ih zbog toga danas zamenjuju ležištima sa cilindričnim valjcima.

127

Udarno-spojni pribor je neophodan za povezivanje vagona i lokomotive u jedinstvenu celinu-voz, a takode i zbog toga da između vagona uvek obezbedi određen razmak. Ovi uređaji predaju i ublažavaju vučne ili sile kočenja za vreme kretanja voza. Automatsko kvačilo prikazano na si. 29 predstavlja univerzalan udarno-spojni pribor koji omogućuje da se postigne automatsko kvačenje. Glava na telu iz čeličnog liva 1 ima izgled ždrela koje je opremljeno malim 3 i većim 2 zubima, unutar kojih je smeštena brava. Kada se vagoni susreću (sudaraju), mali zubi, ulaze u ždrelo, uvlačeći istureni deo brave. Kada se mali zubi približavaju uz velike zube suprotno kvačenju oni oslobađaju mesto i uvučeni jezik brave se vraća u početni položaj, stvarajući prepreku obratnom izlasku maloga zuba. Rastavljanje se vrši pomoću poluge kojom se vraća unutra jezičak jedne od brava za kvačenje.

Sl. 29. Automatsko kvačilo

S1.30 Šema dejstva pneumatske automatske kočnice

a) punjenje i otpuštanje b) kočenje

kočioni cilindar sa atmosferom. Kočiona papuča pod dejstvom opruge udaljava se od točka. U isto vreme vazduhom pod pritiskom se puni rezervni rezervoar, tako da pritisak vazduha u njemu dostiže maksimalnu vrednost. Pri kočenju mašinist dovodi slavinu u položaj III, otvara cevovod kočione magistrale u atmosferu. Kako u takvom slučaju pritisak u magistrali postaje niži nego u rezervnom rezervoaru, zatvarač raspodelnika vazduha se pomiče spajajući rezervni rezervoar sa kočionim cilindrom. Pod pritiskom komprimiranog vazduha koji dolazi iz rezervnog rezervoara, klip cilindra priteže papuču ka obodu točka. Pri prekinuću kompozicije, oštećenju magistrale i tsl. ili pri aktiviranju stop-slavine vazduh u cevovodu kočione magistrale dobija izlaz u atmosferu i kočnice stupaju u dejstvo. Ovo unosi skoro potpunu sigurnost u vožnju specijalno velikih tereta na površinskim otkopima. Kod savremenih kočionih sistema pritisak vazduha dostiže 7 bara.

128

Opisana konstrukcija kočionog uređaja po principu rada ne spada u one sa direktnim dejstvom, jer pri kočenju vazduh u cilindre ne dolazi iz glavnog rezervoara već iz rezervnog rezervoara. Pri dužem kočenju mogući su gubici vazduha iz rezervnih rezervoara radi čega opada sila pritezanja papuča. Zbog toga perspektivno imaju verovatno više izgleda za primenu na vagonima površinskih otkopa konstrukcije pneumatskih kočnica sa direktnim dejstvom, kod kojih su rezervoari postojano sjedinjeni sa sistemom kočenja, tako da je u njima pritisak vazduha uvek stalan. Jedan od puteva za usavršavanje sistema eksternog kočenja voza je i primena elektro-pneumatskih kočnica. U ovakvom slučaju razvodnici vazduha vagona opremaju se električnim releima, te na taj način komanda na kočenje ostvaruje se jednovremeno na svim vagonima. Kao rezultat ovoga moguće je u velikoj meri smanjiti vreme pripreme kočnica za dejstvo. Ram vagona prima težinu korisnog tereta i karoserije (sanduka). On nosi na sebi udarno-vučne i kočione uređaje. Ram prima i prenosi vučnu silu voza.

Sl. 31. Ram vagona

Ram obrazuju obično tri podužne i nekoliko poprečnih nosećih greda (si. 31). Srednja podužna greda je osnovna. Između nje i bočnih greda postavlja se nekoliko poprečnih, kojima se ravnomerno raspoređuje koristan teret. Krajnje poprečne grede, koje nose kvačilo, nazivaju se odbojne 3. Poprečne grede kojima se ram oslanja na obrtno postolje nazivaju se oslone grede 4. Konstrukcija sanduka vagona zavisi od namene. TIPOVI VAGONA KOJI SE PRIMENJUJU NA POVRŠINSKIM OTKOPIMA Na površinskim otkopima za prevoz otkrivke i korisne supstance se primenjuju otkriveni vagoni, poluvagoni i vagoni kiperi (istresači). Poluvagoni se uglavnom primenjuju za transport korisne supstance do mesta pripreme, prerade ili upotrebe. Poluvagon čine vertikalne bočne stranice i dno koje može biti horizontalno, sedlasto ili ugnuto izvedeno zavisno od toga koja tehnologija pražnjenja vagona je primenjena. Ako je u pitanju ravno-horizontalno dno (slika 32) bez mogućnosti otvaranja, onda se takvi vagoni prazne u viperu okretanjem celoga vagona. Kod ovoga mogu biti zastupljena i takva rešenja vagonskih kvačila (spojki) da se vagoni pri pražnjenju ne otkopčavaju. Vagon sa sedlastim dnom se obično izrađuje sa dnom koje je do 55° nagnuto u oba pravca pražnjenja, koje se vrši sa obe strane koloseka kroz dva para vrata na bočnim zidovima vagona. Otvaranje i zatvaranje vrata se vrši mehanički ili pomoću uređaja sa komprimiranim vazduhom. Vagoni sa levkastim dnom se prazne mehaničkim ili pneumatskim otvaranjem dna koje je u ovakom slučaju izvedeno u vidu dvo'krilnih vrata sa odgovarajućim zatvaranjem.

129

Slika 32. Poluvagon

Vagoni sa sedlastim dnom (slika 33) za pražnjenje i bočnim otvaranjem stranica, prazne se tako što materijal pod dejstvom težine klizi preko sedlastog dna i pada sa obe strane koloseka u bunker. Radi efikasnog pražnjenja sedlasto dno je urađeno pod nagibom od 550 u pravcu pražnjenja, a bočni otvori - vrata moraju biti dovoljno velika da ne dođe do zaglavljivanja materijala. Bočne stranice se izrađuju sa dvoja ili četvora vrata za istovar, zavisno od gabaritnih dimenzija vagona. Kod ovih vagona otvaranje sanduka se vrši, po pravilu, pneumatskim sistemom za otvaranje sa komandom iz lokomotive. Vrata sanduka se otvaraju sa obe strane vagona, a pri zatvaranju se automatski obezbeđuju od eventualnog otvaranja u toku vožnje

Slika 33. Vagon sa sedlastim dnom

Poluvagoni - hoperi imaju sanduk u obliku bunkera, koji se izrađuje sa čeonim stranama pod nagibom, niz koje klizi materijal prilikom istovara kroz istovarne sipke posle mehaničkog ili pneumatskog otvaranja zatvarača, slika 34. Izrađuju se kao dvo i četvoroosovinski vagoni nosivsti 35, 65 i 90 tona.

Slika 34. Poluvagoni – hoperi

Za pomoćne radove (transport mašina, materijala i dr.) na površinskim otkopima se primenjuju vagoni platforme (plato-vagoni) (slika 36) koji se sastoje iz voznog postolja i , rama sa patosom. Za transport većih delova mehanizacije i drugih uređaja primenjuju se specijalni plato-vagoni sa više osovina, kod kojih je ram sa patosom izveden u ugnutom obliku u delu između obrtnih postolja. Na ovaj način moguće je, ne menjajući gabarite prolaza, transportovati i one delove opreme koji bi normalno zahtevali promenu gabarita.

130

Slika 35. Platforma Najrasprostranjeniji na površinskim otkopima su vagoni kiperi odnosno vagoni istresači (nakretni vagoni) (si. 37).

Sl. 37. Vagon istresač nosivosti 120 t za transport rastresitog materijala

Po načinu pričvršćenja i izvrtanja sanduka vagone kipere možemo podeliti na dva osnovna tipa: a) vagone kipere sa bočnom stranicom koja se podiže (si. 38 b) i b) vagone kipere sa bočnom stranicom koja se obara (si. 38a).

SI. 38. Šema istovara vagona istresača

a)sa prevrtanjem bočne stranice b)sa podizanjem bočne stranice

Vagoni kiperi sa bočnom stranicom koja se podiže imaju slobodno postavljen sanduk koji se oslanja na nosače u vidu šarki koji su raspoređeni naizmenično sa svake strane osnovnog podužnog nosača. Nosači - šarke su po dužini rama pomaknuti za 12 do 20 cm ekscentrično od vertikalne ravni težišta i to na stranu suprotno od one na koju se vagon prazni. Mehanizam za zatvaranje obezbeđuje da vagon za vreme vožnje i punjenja bude zatvoren. Kod pražnjenja poluga mehanizma za zatvaranje, koja je smeštena po strani sanduka, se povlači na stranu čime se mehanizam otvara i sanduk se, usled ekscentričnosti tereta u njemu nakreće na stranu pražnjenja pod određenim uglom (obično 35°—40°). Usled naginjanja sanduka, podiže se bočna stranica (ova stranica je napravljena kao zatvarač preko poluga, a okreće se oko osovina koje su učvršćene na ojačanom srednjem delu prednje i zadnje strane sanduka) tako da sanduk posle izvršenog pražnjenja dobij a od

131

podignute stranice prevagu na dole, što ga prisiljava da se automatski vrati u horizontalni položaj. Istog momenta mehanizam za zatvaranje spaja bočnu stranicu sa dnom čime je postignut položaj za vožnju. Kinetička energija koja nastaje pri naginjanju sanduka smanjuje se za račun podizanja bočne stranice u toj meri da ne dolazi do jakih i štetnih udara sanduka o noseći ram kipera. Prema tome, za pražnjenje materijala iz sanduka ovakvog kipera, potrebna je samo sila za oslobođenje sanduka iz horizontalnog položaja, dok se njegovo naginjanje odnosno pražnjenje vrši pod uticajem sop-stvene težine i težine tereta. Mehanizam uređaja za zatvaranje omogućuje, ako je to nužno, da se sanduk i duže vreme zadrži u položaju za pražnjenje (npr. radi čišćenja od nalepljenog materijala, opravke i sl.). Vagoni kiperi sa bočnom stranicom koja se obara razlikuju se od ranije opisanih po tome, što je kod njih dno sanduka šarnirno pričvršćeno za noseći ram pomoću 8 do 12 šarki, koje su raspoređene po podužnoj osi bliže strani na koju se prazni, a koja je paralelna sa podužnom osom vagona. Naginjanje vagona radi pražnjenja se vrši oko pomenutih šarki, pa je radi toga za podizanje sanduka iz vodoravnog u kosi položaj za pražnjenje potrebna velika sila. Zbog toga je ova vrsta vagona opremljena posebnim uređajem za iskretanje tj. cilindrima na komprimirani vazduh. Prilikom pražnjenja bočna stranica sanduka se obara, pomoću sistema poluga, u položaj ravni dna sanduka, te na taj način zauzima položaj kao produženo dno sanduka. Vagoni kiperi sa podizanjem bočne stranice su relativno jednostavne konstrukcije, ali su od drugih vagona, manje stabilni u vožnji i pri pražnjenju. Ovo dolazi usled veće visine težišta iznad glava šina na koloseku. Nasuprot ovima, vagoni kiperi sa prevrtanjem bočne stranice su manje visine (pri istoj zapremini), te su stoga stabilniji za vreme vožnje i za vreme pražnjenja. Naginjanje sanduka pri pražnjenju je kod ovih vagona jednakomerno i mirno — bez udara, te je za potpuno pražnjenje potreban veći nagibni ugao (48—52°) nego kod kipera sa podizanjem bočne stranice. Pneumatski uređaj za naginjanje sanduka sastoji se od cilindra sa klipom i klipnjačom, rezervnog rezervoara za komprimirani vazduh, cevovoda za komprimirani vazduh, koji se na kraju vagona završava slavinom sa navojem za priključak, i ventila za upravljanje. Kod kipera sa podizanjem bočne stranice konstrukcija cilindra je prosta, dok kiperi sa obaranjem bočne stranice imaju teleskopske cilindre sa kožnim manžetama. Uređaj radi sa komprimiranim vazduhom pod pritiskom od 5 do 7 bara. koji dobija iz kompresora u lokomotivi. Pražnjenje vagona kipera može se vršiti pojedinačno ili iz lokomotive skupno. Ovo poslednje je rede, jer je veća opasnost od eventualnog oštećenja. Kiperi su snabdeveni i mehanizmom za ručno pražnjenje u slučaju da zakaže pneumatske Ovakav uređaj ima obično mehanizam za zatvaranje sa izbočenom polugom. Pražnjenje jednog kipera sa pneumatskim uređajem za naginjanje traje 1—2 minuta uz prisustvo jednog radnika. Nasuprot ovome za pražnjenje jednog kipera sa ručnim uređajem za naginjanje potrebno je prosečno 3—5 minuta uz prisustvo 2—4 radnika. Vagoni kiperi treba da imaju jaču i čvršću konstrukciju nego drugi tipovi teretnih vagona obzirom da su izloženi udarima materijala pri utovaru bagerima. Sa druge strane danas se zahteva i sve veća zapremina vagona i nosivost u odnosu na sopstvenu težinu vagona. Sa treće strane nosivost vagona je ograničena do -zvoljenim opterećenjem na osovinama. Zbog toga se danas vagoni kiperi grade kao četvoro, šesto pa čak i osmo- osovinski sa obrtnim postoljima. Ako je u pitanju prevoz čvrstih stena koje se prethodno miniraju i utovaruju bagerima

132

kašikarima, primenjuju se vagoni kiperi sa ojačanom konstrukcijom, koja je sposobna da izdrži udarce od komada stena teških 2—3 t sa visine i od 2 do 3 metra. Ako je u pitanju prevoz mekog materijala koji se otkopava bagerima sa više radnih elemenata primenjuju se kiperi lake konstrukcije sa korpom iz čeličnog lima sa normalno potrebnim ojačanjima. Odnos sopstvene težine ovakvog kipera prema njegovoj nosivosti obično se nalazi u granicama između 0,25—0,4 što se smatra veoma povoljnim odnosom. LOKOMOTIVE Na površinskim otkopima se primenjuju parne, motorne i elektro-lokomotive. Parne lokomotive su u nedavnoj prošlosti bile najrasprostranjenije (naročito na površinskim otkopima uglja), ali danas se veoma retko sreću i to uglavnom na pomoćnim radovima gde se ne postavljaju tako oštri zahtevi produktivnosti. Zamenile su ih električne lokomotive, koje su pokazale mnoge prednosti u eksploataciji kako u tehničkom tako i u ekonomskom pogledu. Mada su investicije u stabilna postrojenja kod električne vuče znatno veća nego kod parne (kontaktna mreža, dalekovodi visokog napon, ispravljačke stanice i dr.), one najvećim delom ne zavise od gustine prometa tj. od broja vozova koji saobraćaju. Sa velikom tačnošću može se uzeti da je broj električnih lokomotiva direktno proporcionalan prometu. U poređenju sa parnom vučom kod električne vuče javljaju se znatne uštede u troškovima energije, održavanja, potrebne radne snage itd. Može se reći da su i one proporcionalne veličini prometa. Prema tome, ako poredimo investiciona ulaganja i troškove eksploatacije kod parne i električne vuče, ustanovićemo da je električna vuča u svim slučajevima rentabilnija od parne počev od izvesne vrednosti prometa. Motorne lokomotive su veoma retke na površinskim otkopima. Razlog ovome su pre svega teški uslovi eksploatacije koji izazivaju kod ove vrste lokomotiva velike troškove u pogonu i održavanju. Specifični uslovi rada na površinskoj eksploataciji postavljaju u konstrukciji i osnovnim parametrima lokomotiva niz zahteva od kojih su svakako najvažniji sledeći:

‐ sposobnost savladavanja većih uspona (35 — 40%0) bez znatnog smanjenja brzine kretanja;

‐ sposobnost vožnje kroz krivin malog poluprečnika (80—100 m); ‐ povećanu sigurnost za kretanje pomerljivim prugama i ‐ stalnu spremnost u radu.

ELEKTRIČNE LOKOMOTIVE Danas se skoro na svim novim površinskim otkopima ili na onima koji se re-konstruišu a imaju veći kapacitet, predviđa električna vuča. Razumljivo je da se ovo odnosi na površinske otkope za koje je kao najpogodniji izabran želez-nički transport. Ekonomske prednosti električne vuče smo izneli u uvodnom delu ovog poglavlja, međutim i mnoge odlučujuće tehničke prednosti su na strani električnih lokomotiva. One su uglavnom sledeće:

‐ mogućnost rada na usponima od 40—45%O (u slučaju da se pri-mene motorni kiperi i do 70 odnosno 80°/oo);

‐ koeficijent korisnog dejstva 16—18%; ‐ veća ubrzanja i veća srednja brzina; ‐ sposobnost prolaza i kroz krivine malog poluprečnika;

133

‐ povećanje vučne težine se može lako da ostvari radom po sistemu „mnogo jedinica" tj. upravljanje sa nekoliko elektrolokomotiva u istoj kompoziciji može se centralizovati na jednoj;

‐ uslovi rada motorovođe su veoma dobri i higijenski na odgovarajućoj visini; ‐ održavanje i nadzor lokomotive su prosti i iziskuju relativno mali broj

zaposlenih; ‐ za vreme zastoja ne troše energiju, što je veoma važan uslov za površinsku

eksploataciju obzirom da su pruge kratke, a zastoji pri utovaru i istovaru kompozicija veliki i čine nerazdvojni deo tehnološkog procesa.

Nedostaci električne vuče na površinskim otkopima mogu se smatrati da su sledeći:

‐ postojanje kontaktne mreže (u slučaju kada su u primeni kontaktne električne lokomotive, što je najčešći slučaj), koja komplikuje tehnologiju rudarskih radova (miniranje, utovar i si.) i poskupljuje troškove transporta u delu koji se odnosi na troškove kapitala;

‐ pružni uređaji su složeniji zbog korišćenja šina kao povratnog provodnika; ‐ investiciona ulaganja u transport su veća za deo koji se odnosi na ispravljačke

stanice i kontaktnu mrežu. Na površinskim otkopima se primenjuju električne lokomotive jednosmerne i veoma retko naizmenične struje. Sistem jednosmerne struje dobio je osnovnu odnosno skoro isključivu primenu na površinskim otkopima u SSSR-u i SAD kao i u mnogim evropskim zemljama. Električne lokomotive za površinske otkope razlikuju se po načinu napajanja električnom energijom, lokomotivskoj formuli i gibaritu. Po gabaritu električne lokomotive na površinskim otkopima se mogu podeliti na lokomotive sa normalnim ili smanjenim gabaritom. Električne lokomotive sa normalnim gabaritima se primenjuju u uslovima gde nema ograničenja po visini i izrađene su po jednom od standardnih gabarita. Električne lokomotive sa smanjenim gabaritima koriste se za odvoz otkopanog materijala od portalnih bagera vedričar i izrađene su prema unutrašnjem gabaritu portala bagera. Smanjenje visine kod ovih lokomotiva se postiže spuštanjem poda na kabini za vozača. Ovakve lokomotive su primenjene na mnogim površinskim otkopima uglja u zemljama bivšeg SSSR-u, i Nemačkoj gde su primenjeni bageri vedričari čiji portali imaju iz određenih, razloga uslovljene manje profile. U lokomotivskoj formuli se označava većom cifrom broj osovina u postolju, a indeksom ,,O" pored cifre da je svaka osovina individualno pogonjena posebnim elektromotorom. Znak „ +" (plus) između cifara označava da su postolja međusobno spojena. Tako na primer lokomotivska formula 20 + 20, označava električnu lokomotivu koja ima 4 osovine, pri čemu su po dve u svakom postolju "individualno pogon) ene posebnim električnim motorima postolja su međusobno spojena (znak „ + "). U nemačkim standardima obrtno postolje sa dve osovine se označava sa ,,B". Druge oznake su iste. Industrijske električne lokomotive koje su u eksploataciji na površinskim otkopima rade na velikim usponima, te po pravilu nemaju vodeće i oslanjajuće osovine. Zbog toga je u ovakvim slučajevima težina električne lokomotive jednaka njenoj vučnoj težini. Zbog toga je u lokomotivskoj formuli prvi i zadnji član izostavljen odnosno označen nulom. Naime puna lokomotivska formula za pomenuti slučaj bi imala sledeći izgled: 0 —20 + 20—0. Po nacinu napajanja elektricnom energijom elektricne lokomotive se dele na kontaktne (si. 33,), akumulatorske, kontaktno-kablovske, kontaktno-akumulatorske i dizel-kontaktne.

134

Kontaktne elektricne lokomotive Kod svake elektricne lokomotive razlikujemo mehanicku i elektricnu opremu. Mehanički deo lokomotive se sastoji iz kucista sa osloncima, voznog postolja, spojnog pribora sa odbojnicima, opruga, zupcastog prenosa od motora do oso-vina, uredaja za posipanje koloseka peskom i pneumatske kocnice. Kuciste elektricne lokomotive ima oblik kutije, a izraduje se iz celicnog lima i celicnih profila. U srednjem delu kucista po pravilu je smestena kabina za motorovodu upravljaca u kojoj su smesteni svi potrebni aparati i uredaji za upravljanje lokomotivom. U ostalom delu kucista tj. bocno od kabine smešteni su: reostati, visoko naponska komora sa kontaktorima, automatskim prekidačem, reverzionim uređajem i pomoćnim aparatima; zatim obično dva motor-kompresora; motor-generator za proizvodnju struje za krug upravljanja; centrifugalni ventilator i akumulatorske baterije. Kod većine konstrukcija kućište se oslanja na obrtna postolja preko specijalnih sferičnih oslonaca, a za obezbedenje stabilnosti kućišta primenjuju se bočni elastični oslonci.

Sl. 39. Elektricna lokomotiva

135

Šasija lokomotive (slika 40), se sastoji od: rama šasije (1) - koji povezuje sve delove, nosi težinu karoserije, prenosi vučnu i kočnu silu; vučnog (obrtnog) postolja (2) sa ležajevima (3) - koji prenose opterećenje od karoserije na osovinske slogove; visećih amortizera (lisnatih i opružnih) (4) – koji amortizuju dinamičke udare od kolskih slogova i ravnomerno ih raspoređuju između osovina; mehanizma za pogon (5) - koji preko zupčastog prenosa predaje obrtni moment na pogonske osovine, i svojim prenosnim odnosom određuje vučnu karakteristiku lokomotive jer omogućava regulaciju brzine i vučne sile i sistema za kočenje (6).

Slika 40. Šasija lokomotive

Bočni nosači mogu biti liveni iz čeličnog liva zajedno sa ležajnim zdelama osovina ili sastavljeni od štapova plosnatog čelika. U drugom slučaju ležajne zdele osovina iz čeličnog liva se montiraju na krajevima štapova. Obrtna postolja su kod nekih konstrukcija četvoro-osovinskih lokomotiva međusobno zglobno spojena. Novije konstrukcije električnih lokomotiva za površinske otkope opremljene su elastičnim odbojnicima i automatskim kvačilima koji su izrađeni kao jedan komad. Kvačila se montiraju na čeonoj spoljnoj poprečnoj gredi obrtnog postolja. Za ravnomernu raspodelu opterećenja na kolske slogove kao i za ublažavanje udaraca prilikom vožnje upotrebljavaju se listaste i zavojne opruge međusobno povezane ili sa poprečnim odnosno uzdužnim balansirom. Viseći gibnjevi (slika 41), služe za smanjivanje dinamičkih sila koje stvara osovinski sklop i za ravnomernu raspodelu opterećenja između osovina. Za smanjenje udara koristi se lisnati gibanj (1), pošto trenje doprinosi brzom prigušenju oscilacija i spiralne opruge (2), koje amortizuju udare na malim neravninama na koloseku. Balanseri (3) raspoređuju opterećenja, spajajući gibnjeve pojedinačnih osovina. Balanseri se prave u obliku lisnatih gibnjeva ili raspornih greda.

136

Slika 41. Viseći gibnjevi Današnje električne lokomotive imaju tzv. individualni prenos tj. motorna osovina ima odgovarajući vučni motor koji je pokreće preko sistema jednostepenih zupčanika sa kosim zupcima. Najčešći je slučaj da vučni motor nosi mali zupčanik, koji pokreće veliki zupčanik, a ovaj osovinu. Osovinski slog, slika 42, se sastoji od osovine (1), dva točka (2) sa vencom (3) i sa jednim ili dva (kad je snaga vučnog motora veća od 250 kW primenjuje se dvostrani zupčasti prenos) zupčasta točka (4). Zupčasti točkovi (4) su uzubljeni sa zupčanicima (5), postavljeni na oba kraja pogonske osovine (6) elektromotora (7). Elektromotor je učvršćen ušicama (8) na osovinu (1) i mehanizmom (9) na ram šasije (10). Na svakoj osovini elektrolokomotive se nalaze komore za pesak radi posipanja ispod točkova lokomotive na velikim usponima ili nepovoljnim uslovima rada, a u cilju povećanja adhezije.

Slika 42. Osovinski slog

137

Kod lokomotive razlikujemo vešani i nevešani deo. Vešani deo lokomotive čine šasija kućišta lokomotive i šasija — obrtnih postolja koje su oslonjene na ležišta osovina. Nevešani deo lokomotive čine osovine sa točkovima koji stoje direktno na šinama. Vučni motori i zupčanici se ne postavljaju u nevešanom delu lokomotive jer bi dolazilo do sledećih neugodnosti:

‐ motori bi bili izloženi udarcima i vibracijama kada se lokomotiva kreće preko neravnina na pruzi, šinskih sastava, skretnica i sl.;

‐ motori bi u takvom slučaju povećali težinu nevešanog dela lokomotive što bi pri većim brzinama imalo štetan uticaj na kolosek.

Uglavnom iz razloga koje smo naveli vučni motori kod električnih lokomotiva se vešaju na jedan od sledećih načina:

‐ „za nos" — (ova vrsta vešanja se naziva još i tramvajsko vešanje — poluvešanje); ili

‐ potpuno (motor potpuno vešan). Način vešanja motora „za nos" se primenjuje kod tramvaja i jednostavniji je od drugo pomenutog. Dugi niz godina ovo je bio jedini način postavljanja motora. Na sl.43 je šematski prikazan ovaj način vešanja. Motor se oslanja na tri oslonca. Dva od njih su direktna — na osovini preko šapastih ležišta a, a treći oslonac je elastično vezan za kućište (šasiju) lokomotive preko obrtnog postolja b. Nos se može pomeriti u odnosu na osovinu, ali razdaljina između osovine točkova i vratila motora ostaje nepromenjena. Prenos momenta odnosno vučne sile se obavlja preko malog vodećeg zupčanika na vratilu motora, koji pokreće veliki vođeni zupčanik pričvršćen za osovinu točkova

SI. 43. Šema motora vešanog za nos

Zupčanici se nalaze u karteru koji je pričvršćen za motor i oslonjen na osovinu točkova. Radi što mekšeg polaska elastičnost pri prenosu momenta se postiže umetanjem opruga (sl. 37), tako da vođeni zupčanik pre nego što pokrene osovinu, savlađuje otpor opruga što stvara dovoljnu elastičnost u prenosu.

Sl. 44. Šema postavljenih opruga kod vodenog zupčanika

Potpuno vešanje motora upotrebljava se kod lokomotiva za veoma velike brzine (iznad

138

100 km/h) što nije slučaj kod lokomotiva za površinske otkope, odnosno što ne dolazi u obzir za prevoz masa na površinskim otkopima. Ovaj način vešanja motora je mnogo savršeniji od prethodnog. Na svakom kolskom slogu lokomotive postavljaju se posude sa peskom, koji služi za poboljšanje koeficijenta athezije između šina i točkova lokomotive kada to potreba iziskuje. Skoro sve novije lokomotive su opremljene pneumatskim uređajem za prisilno posipanje šina peskom. Kod ovih uređaja pri dnu svake posude za pesak se nalazi injektor koji siše pesak iz posude i tera ga kroz cev na šinu ispod točka. Količina peska koja se dodaje reguliše se prigušnicom koja je postavljena na cevi za prolaz peska. Svaka lokomotiva poseduje ručnu, reostatnu i automatski indirektnu pneumatsku kočnicu. Najčešće su u upotrebi pneumatske kočnice sistema Westinghouse, čiji rad se zasniva na sledećem principu: kočenje se vrši pri opadanju pritiska u cevovodu komprimiranog vazduha, a popuštanje kočnica pri povećanju pritiska. Kočnica počinje da deluje u momentu kada nastane ma kakav kvar u cevovodu koji dovodi do opadanja pritiska. Električnu opremu lokomotive sačinjavaju pogonski elektro-motori, električni aparati i pomoćni uređaji. Pogonski električni motori za električne lokomotive na površinskim otkopima treba da odgovore posebno teškim i složenim uslovima rada kao što su: česta promena opterećenja; stalni udari izazvani usled neravnina na pruzi ili usled loših karakteristika pruge i tla; zaprašenost sredine; otežani klimatski uslovi izazvani nemogućnošću potpunog odvodnjavanja i uklanjanja snega, blata i si.; znatnijim kolebanjima napona itd. Opterećenje motora lokomotiva na površinskim otkopima menja se u rasponu od maksimalnog pri kretanju po velikim usponima do maksimalnog kočnog (rekuperativnog) opterećenja pri kretanju po strmim padovima. Pored toga električni motori treba da poseduju znatniju sposobnost za preopterećen je kao i radne karakteristike, koje stvaraju mogućnost za što potpunije odnosno optimalni)u korišćenje njegove snage pod različitim uslovima kretanja lokomotive, a da pri svemu ovome potrošnja električne energije bude najmanja moguća. Nabrojanim uslovima od svih motora najviše odgovara redni motor jednosmerne struje, te se radi toga skoro isključivo primenjuje za pogon električnih lokomotiva za površinske otkope. Redni motor jednosmerne struje pri preopterećen)u ne izaziva vrhove u mreži jer se broj obrtaja kod toga automatski smanjuje, dok se snaga motora pri tome malo menja. Odnos između brzine i momenta rednog motora jednosmerne struje, tj. njegova sposobnost da razvije veliki momenat pri malim brzinama, čini ga posebno pogodnim za upotrebu u vuči, koja zahteva maksimalne momente pri polasku i automatsku promenu brzine sa promenom opterećenja. U električne aparate lokomotive ubrajaju se: kontroleri; otpornici za pokretanje i kočenje lokomotive; automatski prekidači koji imaju zadatak zaštite elektro-opreme od struja kratkog spoja; releji za zaštitu pogonskih i pomoćnih elektromotora od preopterećen)a; regulator napona; centralni i bočni pantografi; razdelna ploča; akumulatori i dr. Vozna sklopka ili kontroler služi za upravljanje električnom lokomotivom: za pokretanje, regulaciju brzine, promenu smera vožnje i električno kočenje lokomotive. Na lokomotivama za površinske otkope po pravilu primenjen je distancioni sistem upravljanja kod čega se potrebna prespajanja u glavnom strujnom krugu obavljaju posredstvom

139

pomoćnog strujnog kruga — strujnog kruga upravljanja (glavni strujni krug se naziva strujni krug koji spaja motore elektrolokomotive sa reo-statom i pantografima). Kontroler je kontaktorski i sastoji se iz dva valjka (glavnog i reverzionog) koji su smešteni u zajedničko metalno kućište. Na glavnom valjku su pričvršćeni izolacioni diskovi, a nasuprot ovima na stubu koji je paralelan valjku pričvršćeni su kontaktni elementi. Ovaj valjak služi za pokretanje, vožnju lokomotive i kočenje, a reverzioni valjak za promenu smera vožnje. Reostat ili otpornik na lokomotivi služi za njeno pokretanje, a ponekad i za kočenje, ukoliko je električnom šemom predviđeno reostatno kočenje. Naime, uključivanje otpornika u glavni strujni krug motora pri pokretanju lokomotive izaziva smanjenje napona na stezaljkama motora, a time i broja obrtaja. Povećanjem brzine lokomotive otpori se postepeno isključuju i to po sekcijama. Pantograf služi za oduzimanje struje iz kontaktnog voda, a sastoji se iz učvršćenog postolja za koje je zglobno pričvršćen pomični četvorougaoni okvir, koji se pomoću opruga potiskuje ka kontaktnom vodu Štapovi okvira se najčešće izrađuju iz cevi, a retko od impregniranog tvrđeg drveta. Na vrhu četvorougaonog okvira se pričvršćuje klizna papuča ili specijalna lira iz aluminijuma ili njihovih legura, koja neprekidno klizi po kontaktnom vodu potiskivana silom opruge. Pomoćne uređaje na elaktričnoj lokomotivi čine: motorni kompresori, ventilator za hlađenje pogonskih motora i otpornika, generator za napajanje strujnog kruga za upravljanje, osvetljenje i punjenje akumulatora. Akumulatorske električne lokomotive Vučni motori kod ove lokomotive se napajaju električnom energijom iz akumulatorske baterije smeštene na samoj lokomotivi. Zbog toga je velika, a možda i jedina prednost ove vrste lokomotiva u tome što ne zahtevaju kontaktnu mrežu. Međutim, limitirani kapacitet akumulatorske baterije pomenutu prednost svodi na određeni odnosno ograničeni radijus dejstva, tako da se upotrebljivost ove vrste lokomotiva na površinskim otkopima ograničava samo na izvršenje manevarskih radova na prugama bez kontaktne mreže. Takve lokomotive imaju malu vučnu težinu (70 do 80 Mp) i snagu (150 do 200 kW). Brzina kretanja ne prelazi 15 km/h. Zbog svega iznetog ove lokomotive nisu našle širu primenu na površinskim otkopima. Kontaktno-kablovske električne lokomotive Ova vrsta lokomotiva ima sve uređaje kao kontaktne lokomotive i dodatni uređaj za namotavanje odnosno odmotavanje električnog kabla preko koga se vrši napajanje vučnih motora električnom energijom kada se lokomotiva kreće po odlagališnim ili etažnim prugama bez kontaktne mreže. Ova vrsta lokomotiva nije dobila širu primenu uglavnom zbog brzog habanja električnih kablova i veoma malih brzina kretanja pri namotavanju odnosno odmotavanju napojnog kabla. Velike dužine kablova su isto tako bile razlog za odbacivanje ove lokomotive iz pogona. Kontaktno-akumulatorske električne lokomotive Elektro-lokomotive ovoga tipa imaju parametre slične kontaktnim lokomotivama, a kao dodatni uređaj akumulatorsku bateriju iz koje se napajaju motori kada se lokomotiva kreće po pomičnim prugama etaža ili odlagališta gde je zbog tehnologije radova nemoguće ili vrlo teško postaviti kontaktni vod. Pri kretanju po stacionarnim kolosecima lokomotiva se napaja eliktričnom energijom iz kontaktne mreže i istovremeno puni akumulator.

140

Konstrukcija ovih lokomotiva je dosta komplikovana pa analogno ovome i eksploatacija i remont. Značajnija primena ovih lokomotiva je ostvarena na nekim površinskim otkopima bakarne rude u SAD. Kontaktno — dizel-električne lokomotive Ova vrsta lokomotiva je u stvari kontaktna lokomotiva opremljena pomoćnim dizel urađajem i generatorom. Instalisana snaga generatora ne prelazi 40—50% nominalne, snage električne locomotive. Na pomičnim prugama koje nisu elektrificirane ove lokomotive rade dobij aj ući električnu energiju od generatora koji pokreće dizel motor, a na stalnim prugama rade kao kontaktne električne lokomotive u režimu kontaktne mreže. Primenom ovakvih lokomotiva mogu se izreći potrebna investiciona ulaganja u kontaktnu mrežu na pomičnim prugam etaža i odlagališta, što dobij a u značaju ako su dužine ovih pruga velike. Električna lokomotiva ovoga tipa je skuplja od kontaktne za oko 30%, a remont i eksploatacija su komplikovani. U poređenju sa kontaktno-akumulatorskim lokomotivama ovaj tip lokomotiva ima mnoge prednosti u pogledu ekonomičnosti i sigurnosti. Kontaktno — dizel električne lokomotive vučne težine 125 kN, instalirane snage 1000 kW, sa instalisanom snagom dizel motora od 650 KS i odgovarajućom snagom generatora, sa uspehom se primenjuju na više površinskih otkopa u SAD. Vučni agregati Vučni agregati se sastoje od električnih i/ili dizel-električnih lokomotiva i motornih vagona,. Sa vučnim agregatima uspešno se savlađuju veći nagibi pruga do 5-6%, zbog toga što motorni vagoni poseduju vučne karakteristike lokomotive, odnosno sopstvene motore na pogonskim osovinama. U sastavu vučnih agregata se primenjuju motorni vagoni nosivosti do 55 t, a našli su široku primenu na kopovima uglja. Na slici 44.a prikazan je kontaktno-dizelski vučni agregat tipa PE2M, koji se sastoji od upravljačke elektro jedinice – elektro lokomotive (EL), dizel lokomotive (DL) i motornog vagona (MV), dok je na slici 44.b prikazan kontaktni vučni agregat tipa OPE1, koji se sastoji od upravljačke električne jedinice (EL) i dva motorna vagona (MV).

Slika 44 Vučni agregati

141

Na stacionarnim prugama vučni agregati koriste električnu energiju iz kontaktne mreže, a na pomerljivim prugama, koje nisu elektrificirane, motori svih pogonskih sekcija se napajaju elektroenergijom od dizel-generatorskih postrojenja, koja se nalaze u autonomnoj dizelskoj sekciji. Snaga pogonskih elektromotora vučnih agregata dostiže do 6500 kW, dok instalisana snaga generatora ne prelazi 25-35% nominalne snage električne lokomotive. Sa dizel-generatorskim pogonom ostvaruje se znatno manja pogonska snaga, do 1000÷1500 kW. Atheziona masa vučnih agregata je dostigla 360÷370 tona. MOTORNE LOKOMOTIVE Motornim lokomotivama se smatraju one, koje kao osnovni izvor energije poseduju motor sa unutrašnjim sagorevanjem. Od svih motornih lokomotiva dizel lokomotive su se afirmisale kao najsigurnije i veoma racionalne u pogonu. Dizel motori od svih motora sa unutrašnjim sagorevanjem imaju najveći ukupni koficijent korisnog dejstva (k.k.d.) i najmanju potrošnju goriva i vode u poređenju sa drugim toplotnim motorima.Svi motori sa unutrašnjim sagorevanjem su veoma osetljivi na preopterećenje. Ako je ovo dugtrajnije vek motora se znatno skraćuje. Smatra se da se bez posledica dizel motor može kratkotrajno preopteretiti za najviše 5 do 15%, a benzinski nešto više tj. 20—35%. Dizel motori u odnosu na benzinske imaju manju specifičnu potrošnju enegije i pri punom i pri delimičnom opterećenju, a kod malog broja obrtaja razvijaju relativno veliki momenat koji benzinski motor može da postigne tek pri većem broju obrtaja. Za puštanje dizel motora u rad potreban je spoljni izvor energije, jer se energija dizel motora stvara tek u procesu njegovog rada. Zavisno od snage motora i uslova rada primenjuju se različiti načini za pokretanje. Najčešće je u primeni električno pokretanje u kom slučaju akumulatorska baterija pogoni mali zagonski elektromotor, a ovaj pokreće dizel motor. Ovaj način pokretanja je brz i pouzdan. Često se sreću i lokomotive na površinskim otkopima čiji zagonski motor, za pokretanje dizel motora, se pogoni pomoću komprimiranog vazduha ili akumuliranog ulja pod pritiskom. Od velikog značaja za ekonomiju utroška goriva i pouzdan rad dizel motora je način ubrizgavanja goriva. Bezkompresorski dizel motori imaju nesumljive prednosti nad onim kod kojih se gorivo ubrizgava pomoću komprimiranog vazduha, a ove su sledeće:

‐ bezkompresorski dizel motori mogu da rade sa nižom kompresijom vazduha za sagorevanje, jer kod njih nije potrebno rashlađivanje prostora za sagore-vanje od uduvavanog komprimiranog vazduha;

‐ potrošnja goriva je kod ovih motora manja; ‐ koeficijent korisnog dejstva je veći; ‐ mogućnost preopterećen ja je veća.

Mehanička oprema dizel lokomotive je analogna ranije opisanoj opremi električne lokomotive. Glavna razlika je kod pogonskog motora i načina prenosa njegove snage na kolske osovine lokomotive. Naime, dizel motori pri normalnom radu imaju veliki broj obrtaja koji ne zadovoljava odnosno ne odgovara sporijem obrtanju osovina lokomotive.

142

Sl. 45. Dizel lokomotiva

Sl. 46. Dizel lokomotive DHL 400 CS i DHL 600 C (izgled sa strane)

SI. 46. Dizel lokomotive DHL 400 CS i DHL 600 C (izgled spreda)

Po načinu prenosa obrtnog momenta na pogonske osovine razlikuju se motorne lokomotive

143

sa mehaničkim, hidromehaničkim i električnim prenosom . Mehanički prenos se sastoji od menjačke kutije koja se ugrađuje između vratila motora i pogonskih osovina lokomotive. Vratilo dizel motora se spaja sa menjačkom kutijom preko glavne frikcione ili hidrauličke spojnice, tako da se motor može, odvojen od menjačke kutije tj. neopterećen da stavi u pogon. Zupčanici u menjačkoj kutiji mogu biti u stalnom zahvatu pri čemu svaki par ima svoju spojnicu, ili se mogu po potrebi aksijalno da pomiču čime se postiže željeni stepen prenosa odnosno brzina. Uključivanje spojnica se vrši ručno, pneumatski, hidraulički ili pomoću servo-motora.

SI. 47. Dizel električna lokomotiva DEL-825 (Đ. Đaković)

Menjačke kutije sa pomičnim zupčanicima se primenjuju kod lokomotiva male snage, a u stalnom zahvatu kod lokomotiva veće snage. Promena smera vožnje se postiže preko reverzibilnog uređaja iz tri konusna zupčanika koji se uključuju ili isključuju pomoću kandžastih ili zupčastih spojnica. Mehanički prenos ima mnoge nedostatke od kojih je najvažniji da se vučna sila lokomotive stepenasto menja i prekida pri prelasku sa jednog na drugi stepen čime se smanjuje brzina, a vreme ubzanja produžava. Dizel-električni prenos snage od vratila dizel motora do pogonskih osovina lokomotive je uspešno primenjen kod mnogih savremenih motornih lokomotiva Dizel motor i glavni generator povezani su glavnim vratilom; uzbudivač pobudnih namotaja glavnog generatora i pomoćni generator takođe se pokreću vratilom dizel motora. Glavni genererator napaja električnom energijom vučne motore koji su postavljeni neposredno na poluosovine motorne lokomotive. Kao vučni motori primenjuju se motori jednosmerne struje sa rednom pobudom, jer imaju meku karakteristiku (automatski smanjuju broj obrtaja pri povećanju opterećenja), obezbeduju jednostavno upravljanje i stalnost snage dizel motora.

144

KAMIONSKI TRANSPORT NA POVRŠINSKIM KOPOVIMA Kamionski transport na površinskim otkopima, naročito u poslednjih dvadesetak godina, dobio je znatnu rasprostranjenost, kako u svojstvu osnovnog vida transporta, takođe i u kombinaciji sa drugim vrstama transporta. Preko 75% po-vršinskih otkopa u zemljama Severne i Južne Amerike primenjuje kao osnovni vid transportnih sredstava automobile kipere velike nosivosti, a na mnogim površinskim otkopima u zamljama Istočne Evrope ova vrsta transporta se užurbano uvodi na starim ili projektuje za otvaranje novih površinskih otkopa. Razvoj automobilskog transporta ide u pravcu intenzivnog povećanja nosivosti kamiona kipera i usavršavanju njihove konstrukcije na principijelno novim tehničkim postavkama, a to omogućuje da se mogu veoma uspešno i tehnički i ekonmski da rešavaju zadaci eksploatacije ležišta mineralnih sirovina sa različitim prirodnim i montan-geološkim uslovima. Sredstvima kamionskog transporta moguće je transportovati sve vrste materijala bez obzira na njihove fizičko-mehaničke osobine (krupni komadi, glinasti materijali sa različitim primesama gline itd.). Velika moguća pokretljivost, gipkost, izvanredna manevarska svojstva pri radu i velika nezavisnost od izvora energije su osobine koje pri korišćenju sredstava autotransporta dolaze do punog izražaja i obećavaiu najbolju ekonomiku u eksploataciji ležišta nepravilnog oblika, selektivno otkopavanje kao i veoma brzo otvaranje odnosno najkraći period investiranja. Pored nabrojanih, u odnosu na šinski i druge vrste transporta, automobilski transport ima još i sledeće prednosti:

• dopušteni su nagibi puta koji su za 2,5 do 3 puta veći nego kod šinskog transporta (u punom smeru 70 - 100%o; u praznom 12 - 150%o odnosno u izuzetnim slučajevima i 200%o);

• potrebni radijusi za okretanje transportnih sredstava su manji za 10 - 12 puta nego kod železničkog tj. kreću se udijapazonu iz-među 6 do 20 m;

• specifična investiciona ulaganja u automobilske puteve na površinskim otkopima su za 1,2 - 1,5 puta manja, nego ista u pruge normalnog koloseka;

• moguće je postići veće korišćenje bagera po vremenu za 10-20% u odnosu na uslove kada se za odvoz otkopanog materijala koriste sredstva železničkog transporta i to za račun smanjenja zastoja u radu bagera pri čekanju na prazne vagone ili manevru voza;

• organizaciju odvoza otkopanih masa od bagera moguće je maksi malno uprostiti, Istovremeno automobilski transport na površinskim otkopima ima i mnoge ne- dostatke koji mu sužavaju oblast primene. Kao važniji mogu se nabrojati sledeći:

• relativno veliki broj potrebnog personala najviših kvalifikacija i u eksploataciji i u remontu;

• investiciona ulaganja u transportna sredstva su znatno veća nego kod železničkog transporta, a isto tako i troškovi održavanja i remonta;

• veliki uticaj klimatshih prilika na kapacitet prevoza (sneg, kiša, mrazevi i sl.). Uzimajući u obzir napred iznete glavnije dobre osobine i nedostatke, kao i zaključke i mišljenja izrečena u studijama i stručnoj literaturi, automobilski transport se može uspešnije primeniti nego druge vrste transporta u sledećim uslovima:

• na investicionim radovima u fazi otvaranja površinskog otkopa čime se može uspešno da smanji potreban vremenski period otvaranja otkopa;

• pri selektivnoj eksploataciji jedne ili više različitih ruda na istoj etaži ili istom

145

površinskom otkopu; • pri površinskoj eksploataciji ležišta koja imaju složenu ili nepravilnu kon-figuraciju,

ograničene razmere, malu ili srednju moćnost sloja korisne sup-stance, a kod kojih transportne razdaljine ne prelaze 5—7 km;

• pri eksploataciji slojeva korisne supstance na većoj dubini, kada je primena železničkog transporta neekonomična usled potrebe za većim ulaganjima u transportne puteve.

Vrste transportnih sredstava za prevoz putevima na površinskim kopovima i specifičnosti njihove primene Na današnjim površinskim otkopima za prevoz masa upotrebljavaju se u najvećoj meri sledeća sredstva automobilskog transporta:

• automobili istresači (auto-kiperi); • tegljači sa poluprikolicama; • tegljači sa prikolicama.

Sl. 57, Damper

Sl. 58. Autovoz

146

Sl. 59. Tegljai sa poluprikolicama:

Najširu rasprostranjenost imaju auto-kiperi i tegljači sa poluprikolicama sa zad-njim, bočnim ili donjim načinom istovara. Tegljači sa prikolićama upotrebljavaju se veoma retko. Svi tipovi transportnih sredstava na gumenim točkovima mogu teret istresati nazad, najčešće pražnjenje dampera, bočno ili kroz dno sanduka. Prema vrsti pogona i transmisije postoje sledeći tipovi dampera:

• samoistresači sa klasičnim dizel pogonom, • dizel-električni damperi i • damperi sa dizel-trolnim kombinovanim pogonom.

Radi savlađivanja veće nosivosti sve se više primenjuju kamioni tegljači sa poluprikolicama na dizel-električni pogon. Osnovni kriterijumi pri izboru transportnog sredstva za prevoz putevima su:

• nosivost tla, • ograničenje širine za transportne puteve, • tehničko-tehnološki uslovi manevrisanja transportnih sredstava, • veličina nagiba puta naročito za vožnju punih transportnih sredstava, • odnos zapremina sanduka i kašike utovarača, • stepen iskorišćenja opreme u konkretnim uslovima eksploatacije.

Navedena transportna sredstva koriste se za unutrašnji rudnički transport. Za prevoz lakih i srednje teških korisnih mineralnih sirovina često se, za dužine preko 5 km, koriste kamioni za njihov transport putevima javnog saobraćaja. Vrlo često kamioni opšte namene vuku za sobom i prikolice, ili poluprikolice, pa se nazivaju vučnim vozovima. Nije retkost da tegljači sa prikolicama ili poluprikolicama prevoze sve vrste rastresitih tereta. Za transport rastresitih, čvrstih i vrlo čvrstih materijala neki tipovi kamiona imaju ojačane (robustne) karoserije. To su, ustvari, prelazni tipovi kamiona prema damperima - poludamperi. Na površinskim kopovima najrasprostranjeiji su damperi i tegljači sa poluprikolicama - dok sc tegljači sa prikolicama retko upotrebljavaju. Osnovni kriterijumi pri izboru transportnog sredstva za prevoz putevima su:

• nosivost tla, • ograničenje širine za transportne puteve, • tehničko-tehnološki uslovi manevrisanja transportnih sredstava, • veličina nagiba puta naročito za vožnju punih transportnih sredstava,

147

• odnos zapremina sanduka i kašike utovarača, • stepen iskorišćenja opreme u konkretnim uslovima eksploatacije.

Tipovi dampera Damperi su glavno transportno sredstvo za prevoz tereta putevima na povr-šinskim kopovima. Specifični uslovi eksploatacije zahtevaju da njihove konstrukcione karakteristike omogućavaju:

• zadovoljavajuće manevarske sposobnosti da bi mogli efikasno da manevrišu u stešnjenim prostorima pri izradi useka otvaranja, na otkopnim i odlagališnim etažama,

• veliku stabilnost i dobru prohodnost pri kretanju po lošim putevima i složenim konfiguracijama terena,

• razvijanje potrebne brzine kretanja radi što kraćeg trajanja vožnje po svim deonicama puteva, a naročito po velikim usponima i padovima,

• vrlo efikasno i sigurno kočenje, • podnošenje vrlo velikih dinamičkih udara pri utovaru iskopine, • potpuno utovaranje i istovar materijala iz sanduka dampera, uz minimalno trajanje

tih operacija itd. Navedeni kriterijumi određuju izbor konstrukcije i osnovnih parametara kamiona u zavisnosti od njegove namene. Polazeći od osovinskog pritiska pokazala se vrlo racionalnom konstrukcija dampera sa dve pogonske osovine, koja omogućava visok stepen sigurnosti i iskorišće-nja vučno-dinamičke karakteristike, kočne karakteristike i manevarske sposobnosti. Zato se sve manje primenjuju damperi sa jednom pogonskom osovinom. Konstrukcija šasije kamiona u velikom stepenu određuje njegovu masu i omogućava njegove manevarske karakteristike. Upravljački (vodeći) točkovi su prvi to-čkovi kod dampera male nosivosti, sl. 60 ,a - sa formulom točkova 4 x 2 - dok se velika nosivost ostvaruje sa pogonom obe osovine i formulom 4 x 4 . Upotreba 8 točkova omogućila je veliko povećanje nosivosti kamiona. Šasija kod nekih tipova dampera ima ram od dva dela, zglobno povezana, čime je poboljšano njihovo manevrisanje, sl. 60,b. Upravljanje damperom sa dve pogonske osovine ostvaruje se jednovremenim okretanjem točkova obeju osovina pomoču sistema hidrocilindara, sl. 60,c. Ugradnja treće osovine, sl. 60,d omogućava povećanje nosivosti i prolaznosti, ali povećava masu vozila, komplikuje konstrukciju i otežava manevrisanje. Kod upotrebe poluprikolica tegljač ima 10 točkova, sl. 60,e. Pored navedenog znatno se povećava nje-gova dužina.

148

Sl. 60. Konstrukcione šeme đampera

Damperi pretežno imaju kabinu pored motora radi manjih dimenzija mašine -iako je otežan pristup do pojedinih delova motora i ispunjavanja uslova komforbilnos-ti za vozača. Spoljašnje dimenzije vrlo bitno utiču na stabilnost kamiona. Visoka a kratka vozila, zbog visokog težišta, nisu stabilna. Zato se nastoji da budu što duža, a niža. Povećanje stabilnosti dampera omogućava koritasti oblik sanduka sa nagibom prednjeg i zadnjeg dela prema sredini - da bi se težište spustilo bliže putu. Kod dampera nosivosti preko 80 t poboljšanje manevarskih sposobnosti i sta-bilnosti pri kretanju postiže se nezavisnim radom svakog od 4 kompleta točkova. Pri izradi vozila nastoji se da se maksimalno unificiraju njihovi delovi, sklopovi i uređaji radi jevtinije proizvodnje više njihovih modela, lakšeg snabdevanja rezervnim delovima, jevtinijeg remonta i opsluživanja. Dampere pokreću brzohodni motori sa unutrašnjim sagorevanjem. Kao gori-vo najčešće se koristi nafta. Izučava se upotreba zemnog gasa i korišćenje dampera na nuklearni pogon. Damperi mogu imati klasične dizel motore, dizel-električne i na kombinovani pogon dizel-trolne motore. Snaga motora zavisi od njihovog tipa. Damperi male nosivosti imaju motore relativno male snage, a srednje nosivosti, od 70 do 90 t, imaju motore snage 600 do 800 kW. Za savlađjivanje većih kapaciteta i uspona u primeni su motori snage 1000 do 1700 kW. Njihova specifična snaga iznosi 6 - 7 kW/t i rade na usponima 8 do 10%. Najnoviji modeli imaju specifičnu snagu 9 - 1 0 kW/t, koji na kraćim deonicama mogu savladati uspone i do 15% - puni, a - prazni - nagib 12 do 15% - u izuzetnim slučajevima i do 20%. Jedna od najznačajnijih konstrukciono-eksploatacionih karakteristika dampera je njihova nosivost, koja zavisi od vrste pogona, odnosno snage motora i zapremine sandu-ka. Radi povećanja nosivosti klasični pogon zamenjen je sa dizel-električnim, a nastoji se da se ovaj zameni dizel-trolnim pogonom. Stalno povećanje nosivosti diktiralo je izradu sve snažnijih i masivnijih moto-ra što ima za posledicu problem njihove ugradnje u mašine i pogoršavanje eksploata-cionih troškova. Zato se sve viSe primenjuju gasne turbine umesto motora s unutrašnjim sagorevanjem - zbog manjih dimenzija, težine, lakše montaže i remonta. Glavne prednosti kombinacije električne vuče i individualnog pogona točkova su sledeće:

149

• bezstepenasto regulisanje brzine u širokim granicama uz očuvanje stalnosti snage motora i njegove vučne karakteristike,

• mogućnost pokretanja više pogonskih osovina bez teškoća, • visok stepen sigurnosti i trajnosti elemenata pogona, • jednostavnost i lakoća upravljanja, • uprošćeni prenos obrtnog momenta itd.

Primena transporta damperima ima prednosti u odnosu na ostala transportna sredstva, pri:

• transportu iskopina različite i velike krupnoće, • očekivanju velikih udara, • potrebi brzog postavljanja za utovar, • selektivnoj eksploataciji ležišta, • transportu različitih matcrijala u promenljivim uslovima eksploatacije itd.

Tegljači s poluprikolicama i prikolicama Primena, usavršavanje i izrada tegljača s poluprikolicama i prikolicama odvija se jednovremeno sa tim procesima kod dampera. Kao tegljači koriste se bazni modeli dampera odgovarajuće snage ili vrlo snažni traktori. Poluprikolice, sl. 61. nemaju ramsku konstrukciju kao kamioni već se rade s jednom, dve ili više zadnjih osovina koje su osnovni oslonci. Kao prvi oslonac služi zadnji deo tegljača. Tegljači se izrađuju kao jednoosovinski i dvoosovinski. Jednoosovinski tegljač ima najpovoljnije manevarske sposobnosti - zbog čega je izuzetno pogodan za rad u vrlo stešnjenom prostoru. Dvoosovinski tegljač sa poluprikolicom ima nepovoljnije manevarske karakteristike od jednoosovinskog, ali je vrlo podoban za veće transportne dužine.

Sl. 61. Tegljači sa poluprikolicama:

a - pražnjenje nazad, b - prafnjenje kroz dno

Tegljači sa poluprikolicama i prikolicama u odnosu na kamione imaju sledeće prednosti:

150

• manju sopstvenu masu, a veću nosivost u odnosu na bazni model dampera, • mogućnost korišćenja tegljača za vuču skrepera i drugih priključnih vozila, • jednostavniju konstrukciju, lakši i jevtiniji remont, • mogućnost zamene poluprikolice ili prikolice čime se isključuje zastoj tegljača, • manju površinu garaža, jer se garažiraju samo tegljači.

U nedostatke ovih transportnih sredstava spadaju:

• manje manevarske sposobnosti od dampera, naročito pri vuči prikolica, • zahtevaju puteve manjih uspona i većih radijusa, • -manja vučna sposobnost, jer je težina tegljača srazmerno mala, a težina

poluprikolice učestvuje u athezionoj sili vozila samo delom težine koju nose točkovi tegljača.

Pražnjenje poluprikolica, sl. 61. i prikolica može biti bočno, kroz dno ili nazad. Najveća nosivost i stabilnost postiže se kod poluprikolica koje se prazne kroz dno zbog mogućnosti primene većih sanduka i spuštanja težišta, pa se mogu dostići brzine kretanja i do 70 km/h. Najbitnije karakteristike nekih tipova tegljača sa poluprikolicama navedene su u tablici 9. Dosta veliku primenu, pri prevozu korisne supstance, imaju tegljači koji vuku poluprikolice ili prikolice sa bočnim istresanjem, koje se vrši sopstvenim, ili spoljašnjim uređajima postavljenim na bunkerima ili drugim istovarnim mestima. Tegljači sa poluprikolicom kroz otvore sa sektorskim ili šiberskim zatvaračima preporučuju se za:

• transport sipkih materijala; • male nagibe puteva kad se mogu razviti relativno velike brzine vožnje; • istovar u bunker ili na depo; • teže uslove prohodnosti i manju nosivost tla kad su potrebne velike gume niskog

pritiska. Tegljači koji vuku poluprikolice s donjim pražnjenjem, ili dvostrukim bočnim, imaju nosivost preko 100 t i vrlo uspešno se primenjuju za prevoz uglja. Najčešće su u primeni prikolice i poluprikolice sa pražnjenjem nazad. Imaju prednost u sledećim uslovima:

• na uskim radnim površinama ili u tunelima kad su neophodne velike mane- varske sposobnosti;

• kad vučna sila ne predstavlja ograničenje za vuču na usponu; • kad je potrebna mala specifična snaga za transport; • kad se vrši zamena poluprikolice skreperom.

Pri pražnjenju prikolica nazad njihovi zadnji točkovi potiskuju se prema pred-njim. Koeficijent, ili stepen, popunjenosti geometrijske zapremine sanduka prikolice kreće se od 1,15 - 1,25 u zavisnosti od njene veličine. Elektromehanička transmisija omogućila je izradu poluprikolica velike nosivosti sa dve i tri pogonske osovine - čime je omogućeno povećanje specifične snage i savla-đivanje uspona od 7 - 8%. Prednji deo sanduka, kod prikolica sa donjim pražnjenjem, izrađen je u obliku piramide i služi za smeštaj oslonih, kočionih i drugih uređaja, a zadnji za smeštaj reg-ulacionih uređaja.

Vozila na kombinovani pogon Na rudničkim kamionima stalno se istražuju konstrukcione izmene koje imaju cilj: smanjenje

151

potrošnje goriva, povećanje trajnosti vozila, povećanje brzine kretanja, savlađivanje većih uspona, povećanje nosivosti u odnosu na sopstvenu težinu, pojedno-stavljenje konstrukcije, smanjenje troškova održavanja, povećanje stepena pouzdanosti, korišćenje jevtinije energije itd. - jednom rečju: što nižu cenu transporta. Jedna od najpozitivnijih izmena je izrada motorizovanih zadnjih točkova, odnosno primena elektro vuče za kretanje dampera velike nosivosti. Presudni uticaj na primenu dampera na kombinovani pogon imao je visoki porast cena nafte i njenih derivata. Poslednjih dve decenije cena nafte povećana je za preko 25 puta, a bržeje rasla od električne energije preko 30 puta. Zato se intenzivno istražuju motori za manju potrošnju nafte, električni motori, gasni turbo motori, konta-ktno-akumulatorski damperi, pa i motori na nuklearni pogon. Damperi na kombinovani pogon - dizel-trolna vozila, sl. 62. koriste struju dok se kreću stacionarnim putevima, a pri vožnji po nestacionarnim (na otkopnim i odla-gališnim etažama) koriste struju koju proizvodi sopstveni dizel pogon na damperu. Električni pogon dizel-trolnog vozila sastoji se iz elektrogeneratora vezanog za kolenasto vratilo dizel motora i električnih motora, koji su neposredno mehanički spojeni sa pogonskim motornim točkovima ili sa pogonskim mostom. Električni trolni vod, sl. 62 sastoji se od stubova, koji mogu biti stacionarni i prenosni, i trolnog voda, postavljenog iznad stacionarnog dela puta, koji može biti od užadi i profilisanih nosača.

Sl. 62. Damper na kombinovani pogon

Dodatna električna oprema na damperu sprovodi struju od trolnog voda do motorizovanih točkova preko stepenastog otpornika. Pantografi ili trolni oduzimači. montirani su na nosećoj konstrukciji, koja je instalirana na glavnoj šasiji ili nad-strešnici kabine. Upravljačka kutija trolnog pogona smeštena je neposredno iza kabine i sadrži elektronske upravljače, logične releje i kontaktore snage. Komplet za trolni pogon može se ugraditi na nova vozila ili vozila u eksploataciji. Energija koju stvara dizel pogon isključena je pri trolnoj vuči iz glavnog pogonskog kola i služi samo da obezbedi rad svih motorom pogonjenih dodatnih siste-ma kao i dovoljne količine vazduha za hlađenje motorizovanih točkova. Transformatorsko-ispravljačke stanice zavise od frekvencije kamionskog saobraćaja, dužine trolnog voda i planirane učestalosti njegovog premeštanja.

152

Za rad dampera na kombinovani pogon koristi se jednosmerna struja jer zahte-va manje prostora, manje metala, lakše održavanje postrojenja, koja su jednostavnije konstrukcije i sa većim stepenom pouzdanosti u odnosu na postrojenja za naizmeničnu struju. Najbitnije razlike dampera na kombinovani pogon, u odnosu na ostale tipove, su u konstrukciji motora i njegovoj dinamičkoj karakteristici. Električni pogon omogućio je: povećanje snage motora, bolje kočenje, veći stepen mehaničke spremnosti vozila, veći k.k.d. motora, veću nosivost, veći kapacitet, smanjenje koeficijenta tare, poboljšanje konstrukcionih karakteristika, poboljšanje sveukupnog kvaliteta vozila itd. Primenom dvojnih disk-kočnica s uljnim hlađenjem postignuto je efikasnije i sigurnije kočenje i na padovima 15 do 20%. Za vožnju po velikim padovima ugrađuju se kočioni usporivači hidrauličkog ili elektrodinamičkog dejstva, koji omogućavaju vožnju brzinom 40 km/h - umesto 20 do 25 km/h. Primenom kočnih usporivača postiže se ušteda u potrošnji kočnih papuča i guma - zbog manjeg klizanja točkova pri kočenju. Elektro pogon omogućava racionalno korišćenje snage motora, ravnomerniju promenu opterećenja i olakšano upravljanje vozilom. Elektro transmisija ima veći k.k.d., omogućava realizaciju optimalne dinamičke karakteristike pri vučnom i kočnom režimu, omogućava da mehanička spremnost vozila iznosi 80 do 93% - u odnosu na 70 do 75% kod kamiona na dizel pogon. Uz to, održavanje elektro transmisije manje košta za 20 - 30% od mehaničke transmisije. Jedna od najbitnijih prednosti dampera na kombinovani pogon, dizel-trolna vuča, je mogućnost savlađivanja velikih dužina sa najvećim usponom i do 20% - kad je trolna vuča. Istaknute prednosti elektro vuče utiču da dubina kopa ima manji uticaj na efe-ktivnost - u odnosu na dampere sa dizel pogonom. Da bi se upotrebili damperi na kombinovani pogon, treba nabaviti i ugraditi: stepenaste otpornike za snagu, otpornike za elektrodinamičko kočenje, pantograf i ostale elektrouređaje koji se ugrađuju na kamion, trolni vod sa ostalim uređajima i priborom, stubove, stubne prekidače, glavne i linijske podstanice i sl. Da bi se očuvala fleksibilnost transporta katnionima, zadržala njegova proho-dnost, i manevarska svojstva, da bi se produžio radni vek, iskoristile dinamičke i ekonomske prednosti - primenjuje se kombinacija pogona:

• na stacionarnom, odnosno putu sa kvalitetnom kolovoznom konstrukcijom, primenjuje se trolna vuča, a

• na nestacionarnom putu, gde bi se saobraćaj odvijao pod znatno težim uslovima, uključuje se dizel pogon.

Najbitnije prednosti vuče sa trolnim vodom su:

• ušteda skupog dizel goriva, • brže savlađivanje velikih dužina sa usponom 15 do 20%, • veća efektivnost transporta zbog brže vožnje za 15 do 20%, • duži radni vek motora i uređaja za prenos vučne sile, • niži troškovi održavanja motora, zbog znatno manjeg rada (jer ga na stacionarnim

putevima zamenuju elektromotori) znatno niži troškvi održavanja uređaja za prenos, jer nema delove za mehaničku transmisiju, pa je remont jednostavniji i sl.

Najbitniji nedostaci vuče sa trolnim vodom su:

• održavanje dodatne elektro opreme na damperu,

153

• održavanje trolnog voda i ispravljačkih stanica, • dodatna ulaganja za elektro opremu i trolni vod, • ograničenost kretanja u krivini, jer dozvoljeno bočno skretanje sa pantografom iznosi

± 90 sm. Treba istaći činjenicu da su damperi na kombinovani pogon i potrebna elek-trooprema skuplji za približno 30% od klasičnih - ali se ta ralika kompenzira dužim radnim vekom motora, pratećih uređaja i delova za oko 20%, manjim izdacima za tehničko održavanje i opslužavanje mašinskih sklopova i agregata za prenos obrtnog momenta za 15-20% i posebno većom efektivošću transporta koja je najvažniji para-metar za smanjenje cene transporta. Konstrukcija kamiona

Delovi motora i princip rada Osnovni sklopovi kamiona su: motor, šasija i sanduk (karoserija). U šasiju spadaju: hodni deo kamiona, delovi transmisije i mehanizmi za upravljanje. Motor kamiona je vrlo važan deo kamiona koji određuje oblast njegove primene, efektivnost i ekonomičnost. Motor je izvor mehaničke energije koja pokreće vozilo. Motori s unutrašnjim sagorevanjem pretvaraju toplotnu energiju sagorelog goriva u mehanički rad.

154

Sl. 65. Opšti izgled kamionskog dizel motora:

1 - karter; 2 - blok motora, 3 - pumpa za ulje; 4 - pumpa za vodu; 5 - odvodna cev za izduvne gasove; 6 - usisni cevovod; 7 - generator, 8 - prednji oslonac za motor; 9 -

pogonski kaišnik za ventilator i kompresor. Osnovni parametri motora (tablica 11) su: broj obrtaja kolenastog vratila, ste-pen kompresije (odnos radne zapremine cilindra i kompresionog prostora), srednji efek-tivni pritisak, litarska snaga, specifična masa, odnos hoda klipa i prečnika cilindra (0,75 - 1,4) i odnos dužine klipa i klipnjače (0,33 - 0,26). Tablica 11 Parametri kamionskih motora

Tip motora Parametar Jedinica oto dizel

Broj obrtaja kolenastog vratila

o/min 2800-4200 1700-4400

Litarska snaga kW/l 12-27 6-17 Srednji efektivni pritisak bara 7-9 6-8 Specifična masa kg/kW 2,0-4,5 4,0-6,6 Stepen kompresije - 6,2-8,0 15-18

Glavni delovi motora, sl. 65, 66 i 67. svrstavaju se u grupu nepokretnih i grupu pokretnih delova.

Sl. 66. Poprečni presek dizel motora

U nepokretne delove motora spadaju: cilindarski blok, glava i karter. Cilindarski blok treba da je pogodan za montažu, da dobro odvodi toplotu, da omogućava jednostavnu regulaciju i kontrolu mehanizama koji se nalaze na motoru. Cilindarska

155

glava zatvara motor s gornje strane. Njena konstrukcija zavisi od oblika komore sagorevanja, broja i rasporeda: ventila, svećica, ili brizgača, i sistema hlađenja. Karter zatvara motor s donje strane, služi kao rezervoar za ulje i štiti motor od prašine 'i nešistoća. Pokretni delovi motora (motorni mehanizam) sl. 12.3. sastoje se od: kolena 1, klipnjače 2 i klipa 3. Ovi delovi pretvaraju translatorno kretanje klipa u rotaciono kri-vaje. Krivaja predstavlja jedno koleno kolenastog vratila na kojem se nalaze (sl. 12.3,b) nepokretni 4 i pokretni rukavci 5, kao i ramena 6 - na čije prepuste se postavljaju pro-tivtegovi 7.

Sl. 67. Poprečni presek dizel motora

Klip motora (slika 68) obuhvata tri dela, : čelo 1; zaptivni deo 2 i vodeći deo 3, koji je najniži. Na gornjem delu se nalaze kanali za kompresione prstenove 5 i kanali za uljne prstenove 6. Čelo klipa i cilindarska glava obrazuju komoru sagorevanja. Klip se kreće u cilindru translatorno pod dejstvom visoke temperature i pritiska.

Slika 68 Klip motora

Klipnjača, (slika 69)pretvara translatorao kretanje klipa u obrtno kolenastog vratila. Razlikujemo tri njena dela: malu pesnicu 1; veliku pesnicu 2 i telo klipnjače 3. Ona je preko velike pesnice zglobno vezana za kolenasto vratilo, a preko male za cilindar klipa pomoću osovinice.

156

Slika 69 Klipnjača

Kolenasto vratilo, (slika 70) predaje obrtni moment motora prenosnom mehanizmu vozila i pomoćnim agregatima i mehanizmima. Njegov oblik zavisi od broja i rasporeda cilindara motora, broja pokretnih i nepokretnih rukavaca i uravnoteženja. Na njemu se najčešće nalaze: zamajac, zupčanici ili lančanici za pokretanje bregastog vratila, prigušivač torzionih oscilacija itd. U odnosu na bregasto vratilo ima dva puta veći broj obrtaja

Slika 70 Kolenasto vratilo

Mehanizam za promenu punjenja (slika 71) upušta kod dizel motora vazduh i ispušta produkte sagorevanja iz cilindra. Kod četvorotaktnih motora najčešće se koristi razvodni mehanizam sa ventilskim razvođenjem, koji se sastoji od: bregastog vratila 1; bregova 2; podizača 3; klackalice 4; opruge 5; usisnog i izduvnog ventila i usisne i izduvne cevi.

157

Slika 71 Mehanizam za promenu punjenja

Bregasto vratilo,.(slika 72) ima bregova koliko i motor ventila, tj. svakom ventilu odgovara breg na bregastom vratilu. Ti bregovi, obrtanjem bregastog vratila, podižu podizačku šipku razvodnog mehanizma za promenu punjenja - koja svoje pomeranje preko klackalice prenosi na ventile. Zazor ventila podešava se pomoću zavrtnja na klackalici. Klackalice su dvokrake poluge koje se jednim krajetn oslanjanju na telo ventila a drugim na podizač

Slika 72 Bregasto vratilo

Ventili otvaraju i zatvaraju cilindar da bi se izvršilo punjenje i izduvavanje gasova sagorevanja. Rade pod visokim pritiskom i temperaturom i pod dejstvom sila opruga i inercije razvodnog mehanizma. Zbog dejstva vrlo visokih temperatura izduvni ventili rade u najtežim uslovima U toku rada na motorni mehanizam deluju potisne sile gasova, sile trenja i inercije. Da bi motor mogao normalno da radi snabdeven je nizom uređaja za:

• dovod goriva (rezervoarom, pumpom za gorivo, filtrom za vazduh);

158

• za podmazivanje motora (rezervoarom za ulje, filtrom za ulje, pumpom za ulje); • hlađenje (rezervoarom rashladne tečnosti, pumpom, hladnjakom, ventilato-rom); • paljenje motora i osvetljenje (razni elektro uređaji i oprema) i sl.

U cilindre motora kroz posebne otvore ventila usisavaju se nafta i vazduh. Pri spuštanju klipa, sl. 67,, usisava se vazduh kroz usisni ventil 2 (prvi takt - usisavanje) zatim se sabija (drugi takt - sabijanje) pri kojem su oba ventila zatvorena, na pritisak 3,5 do 5 MPa - te se razvija temperatura 550 - 700° C. Tad kroz brizgalicu 3, pumpa 5 ubacuje naftu. Iznad klipa u komori sagorevanja stvara se samozapaljiva vazdušno-naftna smeša koja se pali, sagoreva i širi. Pri sagorevanju temperatura raste do 2000° C i pri-tisak 7 - 8 MPa, nastaje eksplozija gasa i klip se potiskuje do mrtve tačke te nastaje njegov radni hod (treći takt - sagorevanje i detonacija). Zatim se otvara izduvni ventil 4 kroz koji klip 6 istiskuje izduvne gasove (četvrti takt - izduvavanje). Radni hod obavlja jedan ili više klipova, dok, u isto vreme, ostali klipovi izvršavaju ostale taktove. Dampere pokreću brzohodni četvorotaktni motori (klip se kreće brzinom 10-15 m/s) koji imaju 8, 12 ili 16 cilindara postavljenih u obliku slova V - snage 200 - 2200 kW. Prema načinu obrazovanja zapaljive smeše postoje dva tipa motora:

• motori s unutrašnjim obrazovanjem smeše u cilindru kad se koriste teže isparljiva goriva - dizel goriva i

• motori sa spoljašnjim stvaranjem smeše kad se koriste lako isparljiva goriva: benzin, kerozin i gas, tj. goriva koja se lako mešaju s vazduhom u normalnim uslovima.

Kod motora s unutrašnjim formiranjem smeše, vazduh se u cilindar uvodi posebno, sabija na manju zapreminu 16 -20 puta. Zbog toga se intenzivno zagreva. Pri dostizanju visoke temperature u cilindar se kroz brizgač ubacuje gorivo pod visokim pritiskom koje se rasprašuje i meša sa vazduhom u cilindru. U dodiru sa zagrejanim vazduhom čestice goriva isparavaju, pa se stvara samozapaljiva smeša zbog visokog sabijanja do temperature samozapaljenja. Sa porastom stepena kompresije raste stepen korisnog dejstva motora, a s porastom koeficijenta viška vazduha (koji iznosi 1,2 - 1,4) poboljšava se potpunost sagorevanja. Kod motora sa spoljašnjim obrazovanjem smeše u karburatoru (benzinskih motora) smeša se ubacuje u cilindre, sabija do vrednosti koja ne omogućava njeno samozapaljenje - te se pali električnom varnicom. Otud se ovi motori, prema načinu paljenja smeše, svrstavaju u motore s električnim paljenjem. Kod ovih motora obrazuje se vrlo kvalitetna smeša i dobro koristi zapremina cilindra. Koeficijent viška vazduha (odnos stvarno potrebne i teorijske količine) kreće se od 0,8 - 1,2. Zbog sagorevanja smeše pod vrlo visokim pritiskom dizel motori manje troše goriva za 35 - 40% po jedinici snage - u odnosu na karburatorske motore. Uz to, u njima sagoreva jeftinije gorivo, pa su to ekonomičnije mašine. Snaga dizel motora ne zavisi samo od količine vazduha utisnute u cilindar, već i od viskoziteta goriva i ulja za podmazivanje kao i od temperature rashladne tečnosti. Pri porastu temperature i smanjenju pritiska vazduha - smanjuje se snaga koju razvija dizel motor.

159

Ostvareni rad motora zavisi od dimenzija cilindara i količina jednovremeno ubrizgane nafte i usisanog vazduha. Radi povećanja snage motora u cilindre novijih tipova dampera dovodi se komprimirani vazduh od centrifugalnih kompresora koji u početku ciklusa sagorevanja povećava pritisak u komori sagorevanja za 1,7 - 2 puta. Povećanjem pritiska povećava se snaga za 40 - 50%, smanjuje potrošnja goriva u komori za 10 - 20% - pri nepromenjenoj zapremini komore sagorevanja. Kod savremenih tipova gasno-turbinskih motora (GTM) koji rade sa dva vratila (slika 73), kompresorska turbina pokreće samo kompresor, a druga vučna - pokreće vučni agregat, pa se broj obrtaja vučne turbine može menjati od nule do maksimuma - pri nepromen-jenom režimu rada kompresora. Izrada snažnijih motora radi savlađivanja veće nosivosti dampera ostvariće se, uglavnom, bržim okretanjem vratila motora - čime se postiže i veća kompaktnost mašine. Ovaj cilj realizovaće se prelaskom sa KDM na GTM. Gasno-turbinski motor sa kompresorskim turbinama imaju sledeće prednosti u odnosu na klipno-dizelske motore (KDM): veliku sigurnost u radu; znatno duži radni vek (skoro četiri puta); manje dimenzije; 50% manju masu; mogućnost sagorevanja bilo kojeg tečnog goriva; 10 puta manje troše ulja; znatno lakše se pokreću pri niskim temperaturama; imaju znatno lakši i jednostavniji remont.

Slika 73 Shema gasno-lurbinskih motora: a) sa jednim i b) sa dva vratila: pumpa za

gorivo 1; kompresor 2, komora sagorevanja 3, kompresorska turbina 4, turbina vučnog agregata 5, vučni generator 6

Transmisija i njeni delovi Transmisija obuhvata sve delove i mehanizme koji prenose obrtni moment od kolenastog vratila na pogonske točkove. Transmisija treba da omogući:

• brzo kretanje punih dampera po velikim usponima; • postepeno pokretanje kamiona iz mesta; • što duži vek motora i delova prenosa snage ublažavajući udare i oscilacije; • olakšano upravljanje vozilom.

Veoma je bitno ispunjavanje navedenih kriterijuma jer su damperi izloženi velikim promenama opterećenja, pa se najpotpunije iskorišćenje snage postiže transmisi-jom koja omogućava širok dijapazon regulacije.

160

U zavisnosti od nosivosti dampera u primeni su tri transmisije: mehanička, hidraulička i elektromehanička. Mehanička transmisija, sl. 74 primenjuje se kod dampera male nosivosti do 20 t. Obuhvata sledeće delove: kvačilo 1, koje prenosi torzioni moment u menjač brzina 2, da bi ga za dalje prihvatio kardanski prenos 3 (kardansko vratilo i dva kardana), preneo do glavnog prenosa 4, smeštenog u kardanu zadnjih točkova i, preko diferencijala 5, na poluosovine pogonskih točkova 6. Kvačenjem se postiže ravnomerno, i bez udara, povezivanje vratila motora s elementima transmisije radi obezbeđenja ravnomernog polaska iz mesta, ubrzanja i menjanja brzine vožnje. Menjač brzina omogućava promenu broja obrtaja kolenastog vratila i pogon-skih točkova, čime se menja veličina torzionog momenta, a tim i vučne sile, u funkci-ji brzine vožnje. Potrošnja goriva i efikasnost iskorišćenja snage motora veoma zavise od brzine priraštaja ubrzanja pri pokretanju i vožnji. Da bi se bolje koristila snaga, povećao dijapazon regulacije i motor zaštitio od preopterećenja, kod mehaničke transmisije, između motora i menjača brzine ugrađuje se hidraulička spojnica ili hidraulički transformator. Na damperima se ugrađuju različiti tipovi menjača: stepenasti, nestepenasti i kombinovani. Damperi male i srednje nosivosti imaju stepenaste ili planetarne menjače sa hidrospojnicama. Ovi menjači imaju ograničen broj stepena prenosa između kolenas-tog vratila i pogonskih točkova. Nestepenasti menjači omogućavaju praktično beskonačan broj prenosa. Mogu biti: mehanički, hidraulički i električni.

Sl. 74. Šema mehaničke transmisije kamiona

Kombinovani menjači su kombinacija hidrauličkog i planetarnog prenosa. Najčešće se postavljaju na vozilima velike nosivosti zbog jednostavnijeg upravljanja i smanjenja dinamičkih opterećenja u transmisiji. Glavni nedostaci mehaničke transmisije su: naporan rad vozača zbog čestih promena brzina u složenim uslovima rada, zavisnost ekonomičnosti rada i brzine kre-

161

tanja dampera od sposobnosti i veštine vozača. Treba istaći naročito sledeće nedostatke: učešće velikog broja uređaja u prenosu (što zahteva mnogo truda i sredstava za njihovo održavanje) ne omogućava veliku pouzdanost u radu, ne omogućava postepenu regu-laciju snage i brzine pri vožnji vozila.

Slika 75. Šematski prikaz transmisija: a - hidromehaničke i b - elektromehaničke

Kod dampera veće nosivosti primenjuje se hidromehanička i elektromehanička transmisija, sl. 75. Hidraulička transmisija primenjuje se kod dampera nosivosti 20 do 60 t, ponegde i do 220 t. Njen glavni deo je hidrotransformator koji automatski i bezste-penasto (postepeno) menja torzioni moment koji se prenosi od motora na pogonske točkove. Ravnomerni režim rada omogućava uštedu goriva 5 - 10% u odnosu na druge načine prenosa, poboljšava manevarske sposobnosti, ublažava dinamičke udare, umanjuje oscilacije torzionog momenta i produžava radni vek motora i transmisije. Hidraulička transmisija obuhvata: specijalni reduktor R, povezan sa motorom M, hidrotransformator HT, menjač brzina MB, kardanski prenos KP i zadnji most ZM koji obrtni moment predaje pogonskim točkovima (sl. 75.).

Slika 76. Delovi prenosa: a) šematski prikaz; b) izgled planetarnog prenosa

Dispozicija glavnih delova prenosa šematski je prikazana na sl. 76,a - dok je detalj planetarnog "Katerpilarovog" prenosa dat na sl. 76,b. Kardanski prenos primenjuje se kod mehaničke i hidrauličke transmisije za predaju torzionog momenta od motora, preko menjača, na pogonske točkove. Kod mehaničke transmisije ugrađuje se prost kardanski prenos, sa jednim vratilom, a kod hidrauličke dvojni kardanski prenos sa dva vratila. Kardanski mehanizmi mogu biti jednostavni ili sinhroni - u zavisnosti da li se brzina obrtanja vratila spojenih kardanom

162

menja ili stalno održava konstantnom. Sinhroni kardan snabdeven je specijalnim uređajem koji obezbeđuje jednake uglove nagiba vratila svakog kardana i sinhrono obrtanje vodećeg i vođenog vratila. Kardanski prenos dampera sa hidrauličkom transmisijom sastoji se od dva kar-danska vratila - kraćeg, posrednog, koje povezuje motor i hidraulički prenos, a dugačko spaja taj prenos sa zadnjim mostom. U zadnjem mostu nalaze se, sl.77, centralni reduktor dva prenosa za točkove planetarnog tipa i karter s poluosovinama pogonskih točkova. Ovi delovi nazivaju se glavnim prenosom.

Sl. 77. Šematski prikaz:

a) zadnjeg mosta s mehaničkom ili hidrauličnom transmisijom; b) diferencijala Centralni reduktor, sl. 77,a. je ustvari jednostepeni prenosnik, koji je povezan sa diferencijalom koji služi za promenu smera torzionog momenta za 90°, uz jednovremeno povećanje i ravnomernu raspodelu momenta između desnog i levog pogonskog točka - pri različitim brojevima njihovog obrtanja pri savlađivanju krivina i sličnim slučajevima. Princip rada je sledeći: vratilo 3, preko kardanskog malog zupčanika 4 (sl. 77,b) velikog 9; konusnog 10, pokreće kućište diferencijala 6. U kućištu 6 učvršćene su poluosovine, na kojima su uglavljena dva satelitska zupčanika 5 i 8 koji su spreg-nuti sa zupčanicima 7 i 10 - učvršćenim za poluosovine, označene sa brojem 2, - na čijim se krajevima nalaze pogonski točkovi 1. Svi delovi diferencijala smešteni su u karteru 8, - Na ovaj način torzioni moment od motora preko prenosa, menjača brzina, kardanskog vratila i glavnog prenosa predaje se diferencijalu i dalje satelitima. Okretanje točkova u mestu, pri okretanju vozila, i njihovo klizanje na nerav-nom putu, pri pravolinijskom kretanju - otklonjeno je, pri normalnoj vožnji, različitim brzinama okretanja desnih i levih točkova. Pri okretanju vozila spoljašnji točkovi prelaze duži put, pa se moraju brže okretati u odnosu na unutrašnje točkove. Ovo se omogućava bržim okretanjem zupčanika spoljašnjih točkova 7 u odnosu na zupčanike unutrašnjih 10. Ova razlika frekvencije obrtanja zupčanika prouzrokuje relativno kretanje satelita (para zupčanika označenih sa 9). Pri pravolinijskom kretanju pogonski točkovi ne prokli-zavaju, jer rotiraju jednakim brzinama, te nema relativnog kretanja satelita. Elektro-mehanička transmisija sastoji se od dizel motora s unu-trašnjim sagorevanjem M, koji pokreće elektrogenerator G, vučnih elektromotora EM,

163

aparature za upravljanje AU, sl. 75.,b. U zavisnosti od mesta postavljanja motora moguće su dve šeme:

• vučni elektromotori postavljeni u točkovima vozila, u takozvanom motorizovanom točku, pa svaki točak pokreće se samostalno, i

• vučni elektromotor smešten u karteru zadnjeg mosta od kojeg se torzioni moment do pogonskih točkova prenosi višestepenim zupčastim prenosom, grupno pokre- tanje, te se kod dampera ređe primenjuje.

Elektropogon može pokretati jednosmerna ili naizmenična struja, kao i njihova kombinacija. Vrsta struje u velikom stepenu određuje kakakteristike elektroopreme i vozila. Glavni element elektro-mehaničke transmisije je motorizovani točak, sl. 78. koji obuhvata: elektromotor, smešten u rukavcu točka, i planetarni reduktor - preko koga se prenosi torzioni moment od elekromotora na točak. Radi bolje dostupnosti unutrašnjim sklopovima motorizovanog točka, sa ciljem jednostavnijeg i bržeg pregleda i remonta kao i bržeg hlađenja - nastoji se izneti van rukavca što više delova elektro-mehaničke transmisije. U motorizovanom točku praktično se nalaze svi radni delovi: vučni elektro-motor, reduktor, točak, kočni uređaji i pomoćni mehanizmi. Elektro transmisja jednosmerne struje, sl. 79. je najjednostavnija jer su motori sa generatorom direktno povezani, pa se regulisanje elektropogona ostvaruje promenom pobudne struje generatora i elektromotora. Pošto snaga pobuđivanja iznosi svega 1 do 2,5% od nominalne snage električne mašine - gubici struje u uređajima za pobuđivan-je su beznačajni. Elektropogon jednosmerne struje ima veliku primenu zbog visokog stepena sigurnosti i proste regulacije vučne sile i brzine promenom intenziteta pobuđivanja gene-ratora i elektromotora. Medutim, relativno velike dimenzije elektro mašina i njihova masa podstiču nova istraživanja za otklanjanje ovih nedostataka kao i radi zamene sa pogodnijim pogonom. Kod transmisija koje koriste naizmenično-jednosmernu struju vučni elektromo-tori jednosmerne struje napajaju se od sinhronog generatora naizmenične struje preko polupovodničkih ispravljača. Elektromotori mogu imati zajednički (sl. 7.9,b) ili pojed-inačne ispravljače (sl. 79,c). Individulani ispravljaci omogućavaju kretanje vozila i u slučaju otkaza jednog od njih. Kod transmisija koje koriste samo naizmeničnu sruju (sl. 79,d) ne ugrađuje se kolektor, pa je jednostavnija kontrola, veća sigurnost u radu, manja masa 15 do 25% pri istoj snazi i broju obrtaja. Generator naizmenične struje raspolaže sa rotorom koji razvija vrlo veliku perifernu brzinu koja omogućava neposredni pogon od gasno-turbin-skih dizel motora. Glavni nedostatak ove transmisije je neophodnost ugradnje tiristorskih menjača frekvencije struje za upravljanje elektromotorima - što transmisiju čini znatno složenijom.

164

Slika 78. Izgled motorizovanog točka u preseku

Sl. 79. Strukturne šeme elektro transmisija:

a) jednosmerna, b) jednosmerno-naizmenična i c) naizmenična struja: D - dizel motor, G - generator, PI - poluprovodnički ispravljač, EM - elektromotor, TTF -

tiristorski transformator frekvencije struje, R - reduktor, T - točak U zavisnosti od uslova eksploatacije vučni elektromotori su izloženi dejstvu spoljašnje sredine (vlage, prašine, blata itd.) i mehaničkim dejstvima (potresima, udari-ma, vibracijama) nastalim pri kretanju vozila. Zbog toga se namotaji elektromotora rade u visoko kvalitetnoj izolaciji i impregniraju specijalnim materijalima. Jačina, snaga, napon i frekvencija obrtaja vučnih elektromotora pri eksploataciji znatno odstupaju od nominalnih vrednosti, pa su zato bitne dozvoljene veličine za koje garantuje proizvođač za pouzdan rad - pri poštovanju pravila eksploatacije i normativa održavanja mašina. Elektro-mehanička transmisija ima veliku primenu kod vozila nosivosti iznad 60 t. Ona omogućava tri moguće izvedbe vozila:

• dizel električna, kod kojih dizel motor pokreće generator, • dizel trolna vozila, vozila na kombinovani pogon koja bi po stalnim putevima

koristila struju iz kontaktne mreže i • električna vozila koja bi pokretali elektromotori napajani samo iz kontaktne

mreže. Elektro-mehanička transmisija bitno uprošćava prenos torzionog momenta jer nisu potrebni menjač brzina, kvačilo, kardansko vratilo i drugi sklopovi iz mehaničke i hidro-

165

mehaničke transmisije. Individualni pogon motornih točkova znatno uprošćava konstrukciju hodnog dela, omogućava izradu velikog broja unificiranih vozila različite namene i nosivosti. U pogledu vučnog režima električna transmisija omogućava bezstepenasto regu-lisanje brzine s potpunim iskorišćenjem snage dizel ili gasno-turbinskog motora, ostvarivanje optimalne vučne sile svakog točka i ravnomernu regulaciju vuče u zavis-nosti od opterećenja i otpora kotrljanju točkova, potpuno isključenje promena brzine -čime se vrlo značajno olakšava rad vozača. Hodni deo dampera HODNI DEO DAMPERA obuhvata noseći ram, uređaje za vešanje, prednji i zadnji most sa točkovima, mehanizam za upravljanje, mehanizam za kočenje, kabinu, sanduk, elektroopremu, uređaje za podmazivanje i komfor (hlađenje, zagrevanje, osvetlenje, radio veze i sl.). NOSEĆI RAM, sl. 80. služi kao osnova i nosi na sebi sve delove dampera. Sastoji se od dva podužna čelična nosača, različitih poprečnih profila i visine u zavis-nosti od veličine opterećenja, međusobno povezanih zavarivanjem sa 2, 4 ili 6 poprečnih nosača - koji mu daju čvrstinu i služe za učvršćivanje cilindara, uređaja za vešanje, mehanizma za izdizanje sanduka i tegljenje. Noseći ram izložen je vrlo promenljivim i velikim udarima pri utovaru sa ekskavatorima, pa se njegovoj konstrukciji, izradi i otpornosti na savijanje i torziju - posvećuje posebna pažnja.

Sika. 80. Noseći ram

UREĐAJI ZA VEŠANJE obuhvataju sistem amortizacionih uređaja koji povezuju poluosovine sa nosećim ramom. Oni ublažavaju dejstva velikih statičkih opterećenja na osovine, naročito pri utovaru, i dinamičkih udara na delove dampera postavljehe na ramu. Pomoću pneumo-hidrauličkog vešanja prednja i zadnja osovina su elastično obešene o ram. Ovaj način vešanja ima veoma dobru amortizacionu karakter-istiku pri različitim stepenima opterećenja dampera. Pneumatski cilindar nalazi se u zajedničkom sklopu sa hidrauličkim cilindrom, koji se naziva pneumo-hidraulički cilindar, u kojem ulogu amortizatora ima komprimirani vazduh, a ulogu radnog

166

elementa ulje. Prednja osovina veša se sa dva cilindra, a zadnja sa dva ili četiri u zavisnosti od nosivosti dampera. Prednji i zadnji cilindri imaju različite dužine. Osovine dampera izložene su velikim i promenljivim opterećenjima. Pri utovaru priraštaj opterećenja na prednje uređaje za vešanje povećava se 1,3, a na zadnje, čak 3 puta. Dinamičko dejstvo od puta uvećava opterećenje 2,5 - 3 puta. Radi ublažavanja udara, obezbeđenja ravnomernosti hoda prigušivanjem oscilacija i stabilnosti pri kretanju, u različitim režimima, uređaji za vešanje treba da imaju promenljivu krutost - manju pri praznom sanduku i veću pri kretanju punog sanduka. PREDNJI MOST, sl. 81. vozila prihvata određeni deo opterećenja i preko elastičnog vešanja prenosi ga na prednje točkove. Točkovi se postavljaju pod izvesnim uglom prema vertikali zbog konveksnog poprečnog profila puta. Imaju i konvergenciju, tj. manje rastojanje između prednjih delova u odnosu na zadnje, jer teže da se kotrljaju po divergentnim lukovima u stranu od kamiona - zbog dejstva momenata sila tangen-cijalne reakcije koji nastoje da zaokrenu vozilo.

Sl. 81. Prednji most

ZADNJI MOST prima najveći deo opterećenja. On predstavlja šuplju gredu u kojoj su smešteni glavni prenos, diferencijal i pogon za pogonske točkove, sl. 77 i sl. 82. Pogonski točkovi služe za pogon vozila. Kod dampera nosivosti preko 25 t u glavčinama pogonskih točkova, postavljeni su planetarni reduktori koji omogućavaju dopunsko povećanje obrtnih momenata.

167

Sl. 82. Zadnji most

MEHANIZAM ZA UPRAVLJANJE (sl. 83.) omogućava usmereno kretan-je vozila, koje se ostvaruje zaokretanjem, najčešće, prednjih (vodećih) točkova. Postoje vozila sa zaokretanjem svih pogonskih točkova - čime je omogućeno znatno smanjenje radijusa okretanja - što je vrlo značajno obzirom na prisustvo oštrih krivina na rudničkim putevima. Mehanizam za upravljanje sastoji se od uređaja za upravljanje, hidropojačivača i prenosnog mehanizma.

Slika 83 Mehanizam za upravljanje

168

Vozilom se upravlja pomoću volana 1, koji je preko dve zglobne veze i osovine 2, povezan sa mehanizmom za prenos 3, a ovaj preko viljuške 4 prenosi svoje dejstvo na hidropojačivač 5. Mehanizam za prenos obuhvata vučne zatege: uzdužnu 6, poprečnu 9 i polugu 7 obrtnih rukavaca 8, 10 i 11. Princip rada mehanizma za upravljanje je sledeći: okretanje volana u željenom smeru prenosi se na viljušku koja zaokreće razdeljivač hidropojačivača usmeravajući ulje, koje dobacuje pumpa iz rezervoara jedinstvenog hidrosistema, u odgovarajuću šupljinu cilindra hidropojačivača - prenoseći mu uzdužno translatorno kretanje. Hidropojačivač deluje na prenosni mehanizam, koji zaokreće obrtne rukavce 8, 10 i 11 prednjih točkova vozila, sl. 83. Hidropojačivači kod velikih i teških dampera omogućavaju lakše i udobnije upravljanje. MEHANIZAM KOČENJA omogućava sigurno kretanje vozila. Sastoji se od radne kočnice, ručne kočnice i pomoćnog usporivača (moderatora). Ručna kočnica (kočnica za stajanje) najčešće trakasta, sastoji se od kočnog cilindra, učvršćenog na obodima vodećeg vratila menjača brzina i transmisije s kardan-skim vratilom. Kočni cilindar obavija čelična traka sa frikacionim pokrivačem. Zatezanje je ručno. Ne preporučuje se njeno korišćenje kao radne kočnice jer se brzo pohaba frik-cioni pokrivač. Radne (manevarske) kočnice ugrađuju se u sve točkove. Na sl. 84. šematski je prikazana trakasta kočnica i njen princip rada. Kočni cilindar 5 je čvrsto učvršćen za točak 6, pa se zajedno s njim okreće. Na osovinici 8, učvršćenoj na obodu zadnjeg mosta, šarnirno su učvršćene kočne papuče 7 i 9. Dejstvo sa nožne kočne pedale 1, pomoću zatege 2, poluge 3 i kočnog brega 4, prenosi se na kočne papuče 7 i 9 da bi se ostvario pritisak na kočni cilindar 5 i silom trenja sprečilo rotiranje točka. Pri prestanku pritiska na pedalu, koja je povezana, pomoću specijalnog polužno-hidrauličkog sistema, sa polugom 3, opruga 10 udaljava kočne papuče od unutrašnjih ivica cilindra za kočenje i kočenje se prekida. Osovinice 8, kočne papuče 7 i 9, kao i opruga 10 su nepo-mični u odnosu na točak.

169

Slika 84 Mehanizam za kočenje Kod novih tipova dampera primenjuju se disk kočnice, hlađene uljem, sa sigur-nim kočenjem do 10000 radnih sati - dužim preko tri puta od klasičnih doboš kočnica. Pri kretanju kamiona naniže radi minimalne upotrebe kočnica i održavanja kon-stantne brzine kretanja upotrebljavaju se hidrodinamički usporivači. Za prenos sile od pedale kočnice do kočnih papuča mogu se koristiti različiti mehanizmi: mehanički, hidraulički, pneumatski, električni ili elektromagnetski. Najčešće se primenjuju pneumatski i električni. Pneumatski kočni mehanizam, sl. 85. je vrlo efikasan i raspro-stranjen zbog niza prednosti u odnosu na ostale navedene. Sastoji se od kompresora 2 koji sabija vazduh i potiskuje ga preko taložnika 3 u rezervoar 6. Pritiskom na pedalu kočnice 4 otvara se ventil 7, pa se komprimirani vazduh iz rezervoara potiskuje u kočne komore 1 i 8 - smeštene u točkovima, od kojih se, preko odgovarajućeg prenosa, sila pritiska prenosi kočnim papučama. Prestankom dejstva na pedalu zatvara se ventil 7 i prekida veza između rezer-voara 6 i komora 1 i 8 koje se jednovremeno otvaraju prema spoljnoj sredini. Pneumatske kočnice (pritisak 0,6 MPa) ne omogućavaju ravnomerno kočenje. Kod dampera velike nosivosti primenjuju se hidrauličke i elektromehaničke kočnice.

Sl. 85. Šematski prikaz pneumatskogkočnog mehanizma

TOČKOVI I GUME. Točkovi dampera (sl. 12.8.) sastoje se od: dva ivična prstena, spoljašnje i unutrašnje gume , dva prstena za podešavanje, prstena za fiksiranje (osiguranje) gume i oboda točka. Prstenovi za podešavanje (postavljanje) gume imaju na spoljašnjem obimu ispuste za podešavanje. Formula točkova označava njihov broj na vozilu - pri čemu prva cifra označava ukupan, a druga broj pogonskih točkova (na primer 4 x 2 , 6x4,4x4- kod dampera i 6 x 2 ili 6 x 4 - kod poluprikolica). Damperi vrlo velike nosivosti imaju formulu točkova 8x4. Veći broj pogonskih osovina komplikuje konstrukciju i poskupljuje vozila, ali poboljšava njihove vučne karakteristike i određuje vrednost graničnog uspona. Formula točkova određuje udeo mase vozila koja određuje njegovu athezionu težinu i vučnu silu.

170

Glavne dimenzije guma (sl. 86.) spoljašnji i unutrašnji prečnik, širina i visina profila. Spoljašnji prečnik je rastojanje izmedu krajnjih spoljašnjih ivica napumpane gume, a unutrašnji je prečnik prstena za postavljanje gume. Oznaka gume sadrži njenu širinu i spoljašnji prečnik (na primer 24.00 - 49) u colovima.

Sl. 86. Osnovne dimenzije guma i opti izgled

Postoje dva tipa spoljašnjih guma, sa i bez unutrašnje gume - "tubeles" gume. Spoljašnje gume izrađuju se od gume armirane tekstilnim sintetičkim ulošcima ili čeličnim žicama. Kod dampera velike nosivosti i bočne strane ojačavaju se radijalnim žicama koje im omogućavaju veću prohodnost. Sa spoljašnje strane gume imaju duboke šare u protektoru - koje omogućavaju dobru atheziju izmedu točkova i puta. Konstrukcija guma znatno utiče na: stabilnost pri kretanju, realizaciju vučne sile, veličinu specifičnog pritiska na podlogu, potrošnju goriva, sigurnost vožnje itd. Pri izboru guma naročito se pazi da budu što otpomije na habanje, probijanje i rezanje, da se što manje zagrevaju i traju što duže. Zbog svega ovoga za površinske kopove rade se specijalne gume sa: povećanom nosivošću, čvrstoćom i jezgra i omotača gume sa posebnim šarama, odnosno protektorom. SANDUK DAMPERA služi da se u njega utovari materijal. Prednja strana, sa nadstrešicom iznad kabine, dno i bočne strane međusobno su povezane zavarivanjem. Dno je od lima debljine 18-25 mm.Pri konstrukciji i izradi sanduka nastoji se da se lako utovaraju i istovaraju, da budu: što lakši, radi smanjenja koeficijenta tare, što čvršći, da bi dobro podnosili dinamičke udare pri utovaru krupnih i teških komada iskopina, i da imaju što duži radni vek. Zato se izrađuju u zavisnosti od namene, odnosno od osobina tereta, načina utovara itd. Radi lakšeg navođenja kašike za istovar dno sanduka ima približno kvadratičnu formu. Sanduk se najčešće prazni nazad - što ima za posledicu složenije manevrisanje hodom nazad radi istovara. Povećanje čvrstoće, smanjenje sopstvene težine i bolja zaštita od korozije postignuti su primenom legura čelika i alminijuma. Radi zaštite od habanja zadnji deo dna sanduka oblaže se specijalnim zaštitnim pločama od legiranih čelika. Troškovi održavanja sanduka od Iegiranog alminijuma osetno su niži od čeličnih. Uz to,

171

podob-niji su za rad pri niskim temperaturama jer alminijum ne postaje krt. Primena almini-jumskih sanduka omogućava povećanje nosivosti dampera za 10 do 15%. Pri izboru sanduka dampera naročita pažnja poklanja se: zapremini, odnosno nosivosti; konturnim dimenzijama; masi; nagibu pri kipanju i obliku sanduka koji odreduje visinu težišta kamiona, delimično amortizuje udare materijala i utiče na njego-vo kretanje. Najprikladnija forma dna sanduka, sl. 87. i slika 88. je u obliku korita sa padom od kabine (3) i zadnjeg dela (1) prema središtu - jer ona omogućava smanjen-je visine vozila i njegovog težišta. Iznad kabine sanduk mora imati nadstrešnicu (4). Bočne strane (5) sanduka ojačane su šupljim rebrima (2) kroz koje izlaze izduvni gaso-vi, zagrevaju sanduk i sprečavaju zamrzavanje vlažnih materijala pri niskim temperatu-rama. Prednji deo sanduka oslanja se na noseći ram preko amortizera, a zadnji deo je šarnirno učvršćen za ram pomoću cilindričnih osovinica i ležaja. Radi pražnjenja sanduka izdiže se njegov prednji deo, komandovanjem iz kabine, pomoću teleskopskih hidrauličkih podizača koji imaju 3 do 5 segmenata sa naj-manjim prečnikom cilindra. Sistem za hidrauličko izdizanje sastoji se, kod dampera veće nosivosti, od: dva hidrocilindra, hidrorazdeljivača, rezervoara za ulje, sistema pumpi, automata za njihovo uključivanje i cevovoda. Klipnjača hidrauličkog podizača šarnirno je povezana sa dnom platforme za izdizanje. Maksimalni pad dna sanduka iznosi 50 do 60o, a može se zadržati u bilo kojem položaju pri izdizanju ili spuštanju.

Slika 87 Sanduk autokipera

KABINA VOZILA služi za smeštaj glavnog i pomoćnog sedišta; uređaja i mehanizama za sigurnu vožnju, kontrolu ispravnosti i rada uređaja na vozilu; uredaja za unutrašnju komforbilnost itd. Čeona i bočna stakla na kabini omogućavaju dobru pre-glednost i unutrašnje osvetljenje, a ventilacioni uređaji omogućavaju rashladivanje, zagrevanje i čišćenje stakala. Vetrobranska stakla imaju sunčane zaštitnike. U kabini se nalaze instrumenti za brzinu, temperaturu, stanje goriva, instrumen-ti za automatsku kontrolu transmisije, kočnica, proklizavanja, elektronski monitoring sistem (EMS) itd.

172

sekundarna kontrolna

kočnica indikator prenosa kontrola kočenja sjgnaina ta5ja EMS

volan indikator prekoračenja sistem za merenje

brzine nosivosti kamiona 89. Interijer kabine "Katerpilara 793"

SISTEM ZA HLAĐENJE je zatvoreni rashladni sistem sa tečnošću koja prin-udno cirkuliše pod dejstvom pumpe. Hlade se: blok, glave cilindara motora, blok i glave cilindara kompresora. UREĐAJI ZA AUTOMATSKU KONTROLU kontrolišu, registruju i informišu o stanju najglavnijih delova vozila i njegovim radnim pokazateljima. Položaj kontrolnih uređaja i senzora prikazan je na sl. 90. Svi podaci od navedenih uređaja prenose se preko kablova i prikazuju na dis-pleju u kabini. Oni se pri automatskom upravljanju kamionima prosleđuju do dispečerskog centra. Tada su kamioni snabdeveni sa terminalima i radio prijemnicima. Preko ekrana na terminalima, ili posebnih signalnih tabli, i radio-veze prenose se sve informacije i naredbe vozilima.

Slika 90 Lokacije uređaja i senzora za automatsku kontrolu

173

TRANSPORT TRAČNIM TRANSPORTERIMA Transportne trake ili trakasti transporteri su našli široku primenu na površinskim kopovima za transport jalovine i korisne supstance , a naročito kod transporta velikih masa na relativno kratka rastojanja. Na površinskim kopovima, trake rade pod otvorenim nebom u uslovima zaprašene i vlažne atmosfere, u neposrednoj blizini otkopnih radilišta i odlagališta. Prateći napredovanje otkopnih i odlagališnih frontova transporteri stalno menjaju svoj položaj, pomeraju se, skraćuju ili produžavaju prema potrebi. Transport materijala trakastim transporterima ima svojih prednosti i nedostataka. Prednost transportera sa gumenom trakom:

• Kontinualan transport • Mogućnost ostvarivanja velikih kapaciteta • Mogućnost savladavanja velikih uspona • Mogućnost postavljanja transportera po izlomljenom terenu bez velikih

priprema trase • Jednostavna montaža, demontaža, produžavanje i skraćivanje, lako

opsluživanje i održavanje • Mali broj zaposlenih • Jednostavna organizacija rada • Znatno povoljniji odnos težine korisnog tereta prema sopstvenoj težini

sredstva transporta • Mala potrošnja energije • Transport se odvija bez mnogo buke • Postoji mogućnost potpune automatizacije proizvodnog procesa

Nedostaci transportera sa gumenom trakom:

• Zavisnost kapaciteta, a često i rada od klimatskih uslova • Relativno brzo habanje skupe gumene trake • Nemogućnost transporta krupnih komada bez prethodnog drobljenja na

određenu granulaciju • Zaustavljanje cele linije transporta zbog kvara na jednom transporteru • Veliki broj pretovarnih mesta pogonskih i povratnih stanica kod većih dužina

transporta Klasifikacija transportera sa gumenom trakom Po nameni:

• Za jamski transport • Za transport na površinskim kopovima • Za industrijski transport

Po vrsti tereta koji transportuju: • Za transport mekih i slabo čvrstih materijala • Za transport srednjih i jako čvrstih materijala

Po mestu postavljanja transportera:

174

• Za transport jalovine i korisne supstance (etažne, odlagališne, zbirne itd.) • Na bagerima odlagačima, samohodnim transporterima transportno-

odlagališnim mostovima Po funkciji u tehnološkom procesu:

• Pomerljive • Stacionarne

Po nagibu transportne trase: • Horizontalni • Blago nagnuti • Strmi

Po vrsti primenjene transportne trake: • Na trake sa ulošcima od pamučnog prediva, celuloznih vlakana, veštačke

svile, sintetičkih prediva • Na trake sa čeličnim užadima

Po obliku noseće trake: • Ravne • Koritasto ugnute

Po broju nosećih valjaka u slogu: • Sa jednim valjkom u slogu • Sa dva valjka u slogu • Sa tri valjka u slogu • Sa više valjaka u slogu

Po broju pogonskih bubnjeva: • Sa jednim pogonskim bubnjem • Sa dva pogonska bubnja • Sa više pogonskih bubnjeva

Po vrsti zateznog uređaja: • Sa mehaničkim zateznim uređajem • Sa automatskim zateznim uređajem

Po mestu u transportnom sistemu: • Etažni transporteri • Vezni transporteri • Zbirni transporteri • Usponski transporteri • Magistralni transporteri • Odlagališni transporteri • Transporteri na bagerima, odlagačima itd.

175

OSNOVNI DELOVI TRANSPORTERA SA GUMENOM TRAKOM Osnovni delovi transportera sa gumenom trakom su:

• Beskonačna gumena traka koja predstavlja noseći i vučni organ • Noseća konstrukcija (traka) transportera koja nosi gornje i donje slogove

valjaka • Pogonska stanica • Povratna odnosno završna stanica • Zatezni uređaj • Uređaj za čišćenje trake i bubnjeva • Utovarni ili istovarni uređaj • Aparatura za kontrolu i automatsko upravljanje

DELOVI DELOVI TRANSPORTERATRANSPORTERA

Slika 4.1. Osnovni delovi transportera sa gumenom trakom 4.2.1 Transportna traka

Transportna traka

Slika 4.2. Transportna traka

176

Podela prema tipu materijala od kog je izrađeno jezgro: trake sa jezgrom od tekstilnih uložaka, trake sa jezgrom od čeličnih užadi, metalne trake.

Slika 4.3. Jezgro gumene trake

Podela prema obliku gumenog omotača:

trake sa glatkim omotačem (do 22o), trake sa reljefnim (oblikovanim) omotačem (preko 22o).

Gumena traka se sastoji od jezgra (tekstilnog ili od čeličnih užadi) i omotača. Jezgro: obavlja sve primarne funkcije trake, prima sve sile koje deluju na traku, apsorbuje dinamičke udare i obezbeđuje potrebnu elastičnost. Omotač: štiti jezgro od mehaničkih oštećenja i habanja, dejstva atmosferilija i biološkog razaranja.

Slika 4.4. Raslojavanje gumene trake

Standardni tipovi omotača (DIN 22 146)

• X – za transport abrazivnih, uglastih i krupnokomadastih materijala; • Y – za transport abrazivnih, uglastih, sitno i srednje komadastih materijala; • W – za transport srednje abrazivnog rastresitog materijala.

Omotači za posebne namene

177

• K – otpotnost na zapaljivost i statički elektricitet; • G – otpornost na ulja imasti; • R – otpornost na visoke temperature; • T – otpornost na niske temperature.

Tekstilno jezgro: Uložak → potka (podužna vlakna) i osnova (poprečna vlakna) Potrebne osobine uložaka:

• visoka uzdužna čvrstoća i elastičnost (savijanje preko valjaka i oko bubnjeva), • poprečna elastičnost (naleganje na bočne valjke i formiranje korita), • malo istezanje, • mala higroskopnost, • velika otpornost na habanje i probijanje, • mala sopstvena težina, • visoka otpornost na truljenje...

Materijali:

• pamuk; • poliester → manje se isteže od poliamida, izuzetno otporan na habanje i

savijanje, mala otpornost prema udarima; • poliamid → otporniji na udare i savijanje, velika izdržljivost na istezanje; • aramid → neutralne magnetne osobine, najveća zatezna čvrstoća (skoro kao

čelična užad), malo istezanje, veliki otpor na rezenje, velika elastičnost, dobro podnosi dinamičke udare.

Često se osnova radi od jednog, a potka od drugog materijala, kako bi se maksimalno iskoristile prednosti svakog. Jezgro od čelične užadi:

• Za savladjivanje velikih zateznih sila. • Pri transportu krupnokomadastih materijala ugrađuju se i ulošci koji štite

karkas. Čelična užad:

• ø žica 4.2 ÷ 14.0 mm; • konstrukcija: 7x7x7, 7x19, 7x7x19, 7x37; • pocinkovana zbog boljeg prianjanja gume i zaštite od korozije; • levo i desno pletena užad se postavljaju jedna pored drugih da bi se

poboljšalo centriranje trake; • prekidna čvrstoća uloška: 15 ÷ 128 kN

Noseća konstrukcija transportera Služi za nošenje gornjih i donjih slogova nosećih valjaka, opterećene i povratne strane, a preko njih i gumene trake, sve vrste bubnjeva, zatezni i sigurnosni uređaji. Sve vrste nosećih konstukcija mogu se svrstati u:

178

- izrađene od čeličnih profila (valjanih), - cevne noseće konstrukcije kod traka većih kapaciteta, - užetne noseće konstukcije. Sa aspekta noseće konstrukcije transporter možemo podeliti na nekoliko sekcija (delova):

a) čeona sekcija (pogonska stanica), b) prelazna sekcija, c) linijska sekcija (trasa), d) završna (povratna) sekcija, e) teleskopska sekcija (kod nekih konstrukcija transportera koji imaju mogućnost promene dužine).

Čeona sekcija Predstavlja rešetkastu ili grednu čvrstu pravougaonu kostrukciju na koju se montira 1 ili 2 pogonska bubnja sa nezavisnim unificiranim pogonskim agregatom; sa 1,2,3, ili 4 elektromotora, reduktora, frakcionih ili hidrauličnih spojnica i kočnica, zatezni uređaj, uređaja za čišćenje bubnjeva i traka, utovarni levak sa štitom za materijal i aparatura za kontrolu i automatsko upravljanje. Čeona sekcija može biti:

• Stacionarna, • Na točkovima ili pontonima (bez sopstvenog pogona za transport), a pomera

se tegljačima ili vučnim dizalicama, • Samohodna na guseničnom, ređe koračajućom transportnom uređaju.

Kod projektovanja čeonih sekcija, pored opštih zahteva (da su konstruktivno jednostavne, da imaju malu masu, na veliku visinu i da su pouzdane u radu) moraju se respektovati i sledeći zahtevi:

• Da je specifični pritisak na tlo usaglašen na nosivošću tla, • Da postoji mogućnost pomeranja stanice po ne baš idealnoj ravnoj podlozi,

što je povezano sa težnjom da se izbegne ili u krajnjoj meri smanji obim radova na planiranju trasa za pomeranje,

• Da postoji mogucnost tačnog postavljanja pogona u odnosu na podužnu osu transportera u cilju eliminisanja nepravilnog hoda trake po bubnjevima i “bežanju” trake iz pravca,

• Da se što je moguće više smanji dužina “mrtvih zona” tj. zona u okviru kojih je nemoguće kretanje utovarnih ili istovarnih kolica, što se donekle može postići sniženjem tačke pričvršćavanja prelazne sekcije (kosog članka) za čeonu sekciju i smanjenjem njene dužine.

Prelazna sekcija Prelazna sekcija se postavlja u zoni prelaska trake sa linijske na čeonu sekciju. Istovarni bubanj na čeonoj sekciji se nalazi na većoj visini od nivelete trake koja se kreće po linijskoj sekciji, zbog ovoga podužne grede prelazne sekcije su u naponu prema čeonoj sekciji, što obezbeđuje miran hod trake(bez izdizanja) sa linijske na

179

čeonu sekciju. Linijska sekcija (trasa) Linijska sekcija služi za nošenje gornjih i donjih slogova nosećih valjaka i vođenje gumene trake, pričvršćivanje naponskih kablova, sigurnosnog užeta i itd. Linijska sekcija se sastoji iz članaka koji se izrađuju od valjanih profila ili cevnih elemenata, a čine ih: podužne grede povezane poprečnim gredama i vertrikalnim stubima tako da čine ravansku konstrukciju. Linijska sekcija kod stacionarnih i pomerljivih transportera se razlikuje. Veza članaka kod stacionarnih transportera je čvrsta, kruta veza koja se ostvaruje pomoću bolcnova, ređe zavarivanjem i zakivanjem, a članci se oslanjaju na drvene pragove ili na betonske fundamente. Kod poprečno pomerljivih transportera veza članova je zglobna, a članak se oslanja na čelične pragove – pontone. Specijalan slučaj kod stacionarnih transportera je užetna konstrukcija, pri čemu podužne grede predstavljaju dva čelična užeta i o njih se vešaju slogovi gornjih nosećih valjaka, a donji slogovi valjaka su postavljeni na konzolama vertikalnih stubova. Užad su dužine od 50-100 m i pričvržćeni su na vertikalnim stubovima ili se ankerišu. Užad se na kraju transportera vezana za pogonsku ili povratnu stanicu ili za ankere nabijene u zemlju. Prednost užetnih konstrukcija je znatno niža cena, jednostavnija je za brzu montažu, omogućava veću efikasnost transportera, manje otpore kretanju i mirniji hod trake, masa mu je za 1/3 manja od klasične ravanske konstrukcije. Uz to se neravnine putanje ne prenose neposredno na korito , već se najvećim delom parališu užadima, zbog nešto više konstrukcije nezahteva stalno čišćenje materijala ispod trake.

Slika 4.5. Članak transportera (sekcija) – različita izvođenja

180

Poprečno pomerljivi transporteri Transporteri koji se postavljaju na otkopnim etažama i etažnim odlagalištima. Dužina članaka je od 6-8 m i mora biti deljiva sa korakom slogova valjaka. Noseći članci se oslanjaju na čelične pragove – pontone. Jedan članak se oslanja na dva pontona u tri tačke (jedan čvrst oslonac, a ostala dva klizna). Ovakvo oslanjanje je izvedeno da bi se izbegla deformacija članaka prilikom pomeranja transportera. Rastojanje između članaka: mora da bude jedan zazor da se prilikom pomeranja ne sudaraju noseće grede da nebi došlo do oštećenja članaka. Masa članaka treba da je što manja, da su lako pomerljivi, da je lako ostraniti materijal ispod trake. Po pravilu članak na opterećenoj strani ima 4-6 slogova, gornjih nosećih valjaka, a na donjoj povratnoj strani 1-2 pod uglom od 10-12º. Povratna sekcija Nosi povratni bubanj koji nekada može biti i zatezni, otklonski bubanj za povećanje obuhvatnog ugla trake oko bubnja i prijemni levak za prihvatanje materijala sa predhodnog transportera sa baterijom amortizujućih slogova valjaka. Povratna sekcija se ankeriše samo pomoću šipki ili betonskih ploča koje se ukopavaju u tlo. Pogon (pogonska stanica) Deo je transportera sa trakom koja obuhvata delove neophodne za ostvarenje vučne sile i kretanje transportne trake. Sastoji se od jednog ili dva pogonska bubnja, noseće konstrukcije, dva ili vise elektromotora, reduktora, spojnica, kočnica, uređaja za centriranje trake i sprečavanje kretanja unazad, kao i uredjaja za čišćenje transportne trake i bubnjeva, usmeravajućih bubnjeva, a kod nekih postrojenja i pritisnih uredjaja za povećanje vučne sile. Prema vrsti radnog organa pogoni se dele na :

- pogoni koji stvaraju vučnu silu na principu trenja, kod kojih je radni organ pogonski bubanj,

- pogone kod kojih se vuča ostvaruje pomoću vučne uzadi, kod kojih kao radni organ služe užetnjače,

- pogone koji prenose vučnu silu pomocu ozupčenja, kod kojih kao radni organ služi zupčasti točak, tj.lančanik.

Prema režimu rada razlikuju se: kočioni pogoni (pri transportu tereta naniže pod velikim nagibom), i vučni pogoni. Prema broju bubnjeva i karakteru njihove veze dele se na: jednobubanjske i višebubanjske pogone.

181

Glavni delovi bubnja su: vratilo, ležišta, dijafragme (paoci), metalni i gumeni omotač.

HidrauliHidrauliccka spojnicaka spojnicaHidrauliHidrauliccka spojnicaka spojnica

ReduktorReduktorReduktorReduktor

Pogonski bubanjPogonski bubanjPogonski bubanjPogonski bubanj

Kruta spojnicaKruta spojnicaKruta spojnicaKruta spojnica

Slika 4.6. Glavni elementi pogonske grupe Pogon transportera Pogon transportera prenosi snagu elektromotora preko reduktora na pogonski bubanj trake. Pogon transportera se sastoji od: elektromotora, reduktora, spojnice i pogonskog bubnja. Pogon transportera se, prema uslovima i kapacitetu transporta, sastoji od jednog, dva ili više elektromotora, reduktora, spojnica i pogonskih bubnjeva.

Dupli Dupli cceonieonipogonpogon

Dupli Dupli cceonieonipogonpogon

Jednostruki Jednostruki cceoni pogoneoni pogonJednostruki Jednostruki cceoni pogoneoni pogon

ViViššestruki estruki pogonpogon

ViViššestruki estruki pogonpogon

Pogon na povr.Pogon na povr.bubnjububnju

Pogon na povr.Pogon na povr.bubnjububnju

Slika 4.7.Tipovi pogona

182

Slika 4.8.Šematski prikaz pogonske grupe

Bubnjevi trakastih transportera Bubnjevi su delovi transportera sa radnom trakom koji predaju vučnu silu i usmeravaju kretanje trake. Dele se na: pogonske, zatezne, usmeravajuće i povratne. Pogonski bubanj je radni organ transportera koji prenosi vučnu silu sa pogonskog motora na traku, najčešće se postavlja na kraju transportera. Po JUS standardima bunjevi na tračnim transporterima dele se na tri tipa:

Tip ’’A’’ – pogonski bubanj, Tip ’’B’’ – bubanj bez pogona i Tip ’’C’’ – bubanj bez pogona, podešen na horizontalno zatezanje.

Bubnjevi bez sopstvenog pogona služe za okretanje trake i obično se postavljaju na početak tračnog transportera, a po svojoj funkciji mogu biti: povratni, zatezni, otklonski (usmeravajući) i odložni.

PovratniPovratniPovratniPovratni PogonskiPogonskiPogonskiPogonski

UsmeravajuciUsmeravajuciUsmeravajuciUsmeravajuci ZatezniZatezniZatezniZatezni OtkloniOtkloniOtkloniOtkloni

Slika 4.9. Dispozicija bubnjeva

183

STANDARDNIRASPOREDBUBNJEVA

- pogonska stanica -

POGONSKI BUBANJ

USMERAVAJUCIBUBANJ

ZATEZNI BUBANJPREVOJNI BUBANJ

STANDARDNIRASPOREDBUBNJEVA

- pogonska stanica -

POGONSKI BUBANJ

USMERAVAJUCIBUBANJ

ZATEZNI BUBANJPREVOJNI BUBANJ

Slika 4.10. Standardni raspored bubnjeva na pogonskoj stanici Pogonski bubanj predstavlja radni organ transportera sa trakom koji prenosi vučnu silu sa pogonskog motora na traku i obično se postavlja na kraju transportera. Najčešće se pored pogonskog bubnja, kod složenijih konfiguracija pogona, postavljaju usmeravajući bubnjevi radi usmeravanja kretanja trake, odnosno povećanja obuhvatnog ugla trake oko pogonskog bubnja iznad 180º. Kod ove vrste bubnjeva ugao skretanja i vreme savijanja su uglavnom vrlo mali. Pogonski bubnjevi ne vrše samo okretanje trake na kraju, već istovremeno prenose i obimnu snagu, pa zato se ovi bubnjevi oblažu, što nije uvek slučaj kod ranije pomenutih, oblogom koja obezbeđuje visok koeficijent trenja između trake i bubnja. U cilju povećanja trenja između trake i bubnja, bubanj oblažemo: - specijalnom gumom, - gumenom trakom, - tekstilom (tkaninom), - drvetom, - keramikom, - metalom i drugim materijalima. Debljina obloge može da bude izuzetno mala kao kod obloge nanete prskanjem, a ide do debljine koja odgovara debljini gumene trake. Uobičajeni načini pričvršćivanja omotača i bubnja su veze: - zavrtnjima, - zakivcima, - lepljenjem, - vulkanizacijom itd. U teškim uslovima najbolja je vulkanizirana obloga , ali topla vulkanizacija je moguća samo u fabričkim uslovima, što nije uvek moguće.

184

Obloga učvršćena zavrtnjima ili navučena na omotač bubnja ima prednost, jer se može zameniti na mestu upotrebe. Danas se najviše koriste obloge od specijalne gumene trake širine 80 mm i debljine 8 mm koje se postavljaju spiralno oko bubnja i lepe se na hladno,zatim se po omotaču urezuju žljebovi. Specijalne gumene reljefne obloge poseduju delimičnu sposobnost samočišćenja od blata i oceđivanja vode kroz urezane žljebove koji mogu biti unakrsnog ili u obliku slova V.

GUMENA OBLOGA SA UREZANIM ŽLEBOVIMA “OBICNA” GUMENA OBLOGA“OBICNA” GUMENA OBLOGA

KERAMICKA OBLOGAKERAMICKA OBLOGA REBRASTA OBLOGA

Slika 4.11. Tipovi obloga bubnjeva Obloge od tekstila namotavaju se na bubanj i lepe na hladno, a nekad se i dodatno zakivaju. Naročito su pogodne kod rada transportera u suvoj sredini. Keramičke obloge se izrađuju od dugačkih, uskih ploča koje se uz ostavljanje malih zazora između njih pričvršćuju zavrtnjima uz bubanj. Gumene obloge se pričvršćuju na bubanj vulkaniziranjem, što zahteva fabričke uslove rada. Danas su uvedene gumene trake širine oko 80 mm i debljine 8 mm koje su u vidu zavojnice namotane na bubanj i lepe se na hladno , a posle ovoga se urezuju kanali kroz koje se oceđuju voda i blato, naročito pri vlažnim vremenskim uslovima. Sve navedene obloge postavljene oko pogonskog bubnja imaju zadatak da, pored poboljšanja koeficijenta trenja između trake i bubnja, deluju i kao čistači, kao i da čuvaju omotač bubnja od habanja. Koeficijent trenja između pogonskog bubnja i trake je dat u tabeli 4.1. Tabela 4.1 Tip obloge bubnja Suv Mokar Vlažan i prljav Glatki čelični bubanj 0,35 – 0,40 0,10 0,10 Gumena oblaka sa strelastim žljebom 0,40 – 0,45 0,35 0,25 – 0,30 Polietilen sa strelastim žljebom 0,35 – 0,40 0,35 0,20 Keramika sa strelastim žljebom 0,40 – 0,45 0,35 – 0,40 0,35

185

Slika 4.12. Delovi i dimenzije bubnja

Poželjno je da svi ostali bubnjevi imaju isti prečnik kao i pogonski da se ne bi više naprezali. Glavni delovi bubnja su: - ležište, - paoci, - metalni i gumeni omotač. Omotač bubnja je cilindričan ili ispupčen (burast) da traka ne bi skretala prema ivicama bubnja. Osnovni parametri bubnja su prečnik i dužina. Prečnik bubnja je veoma bitan i treba ga racionalno birati, a zavisi od niza faktora : - broja bubnjeva na jednom transporteru, - lokacije transportera (površinska ili podzemna), - širine trake, - obuhvatnog ugla trake oko bubnja, - obodne sile na bubnju i vrste trake , - specifičnog pritiska trake na bubanj, - dužine transportera i - frekvencije naprezanja na savijanje trake.

D

LE

d D d L

a

osa

leža

ja

osa

danc

a

Slika 4.13. Osnovne dimenzije bubnja: D – prečnik bubnja, L – dužina plašta bubnja, E – osno

rastojanje ležajeva bubnja, dD – prečnik osovine (vratila) na mestu dijafragme/danca, dL – prečnik osovine (vratila) na mestu ležaja, a – rastojanje između ose dijafragme i ose ležaja

186

Elektromotor Elektromotor je kod savremenih transportera obično kratko spojen, redje sa kliznim prstenovima. Za površinske otkope lignita, primenjuju se pogoni transportera sa pogonima snage 315 kW, 430 kW, 500 kW, 630 kW, 1500 kW i 2000 kW. Na našim površinskim otkopima lignita do sada najveća snaga po jednoj pogonskoj stanici je 4x630 kW (najnoviji 4x1000 kW). Reduktor Reduktori se sastoje od kućišta sa čeonim i konusnim zupčanicima, čiji je zadatak da vrše redukciju broja obrtaja elektromotora na potreban broj obrtaja pogonskog bubnja. Radi što boljeg smeštaja u pogonskoj stanici, ulazna i izlazna osovina nalaze se pod uglom od 90˚.

Slika 4.15. Pogonska grupa transportera B-1800 (4x630 kW) Za transportere u usponu ili padu, kao i za rane transportere sa velikim brzinama, postavlja se automatski dejstvujući uredjaj za kočenje, koji osigurava traku od kretanja natrag, ili napred kada je van pogona.

REDUKTOR ELEKTROMOTOR

SPOJNICA KOČNICA BUBANJ

187

Ovaj uređaj se postavlja u najvećem broju slučajeva na spojnicu, izmedju motora i reduktora. Spojnice Izmedju elektromotora i reduktora nalaze se, po pravilu, spojnice, čiji je zadatak da zaštiti trku, tj. elektromotor od preopterećenja. Glavni značaj spojnice je baš kod pokretanja trake, kada treba da se smanji razlika izmedju obrtnog momenta motora i obodne sile pogonskog bubnja. Turbo spojnica omogućuje kretanje elektromotora bez opterećenja, a osim toga deluje i kao sigurnosna spojnica kao zaštite od preopterećenja ili velikih otpora. Prenošenje snage od pogonskog bubnja na traku zavisi od: - prečnika bubnja, - veličine ugla obavijanja trake oko bubnja, - koeficijenta trenja izmedju trake i pogonskog bubnja, - zategnutosti trake. Spojnice između pogonskog bubnja i reduktora:

• Prirubnica, • Stezni prstenovi, • Stezni sklop (preklop).

Spojnice između elektromotora i reduktora:

• Turbospojnica (hidrodinamička), • Elastična sa i bez kočionog doboša.

Slika 4.16. Elastična spojnica sa kočionim dobošem

Slika 4.17. Turbospojnica

Spojnice, koje se danas skoro isključivo primenjuju kod transportera na površinskim otkopima lignita, su hidraulične turbo spojnice. Pomoću ovih hidrauličnih turbo spojnica obrtni momenat elektro motora pretvara se u energiju strujanja, a zatim opet u mehaničku energiju. Turbo spojnica omogućuje kretanje elektromotora bez

188

opterećenja, a osim toga djeluje i kao sigurnosna spojnica kod zaštite od preopterećenja ili velikih napora. Prema tome prenos snage vrši se bez habanja, jer između prenosa snage ne postoji mehanički dodir. Kočnice Kočnice se postavljaju da spreče samostalno kretanje trake na transporterima koji transportuju korisni teret u padu ili usponu, kao i kod vodoravno položenih tračnih transportera koji imaju velike brzine kretanja trake. Deo spojnice (polovina) koji se nalazi sa strane reduktora, između motora i reduktora, može se opremiti točkom za kočenje na koji se postavlja odnosno montira jednostavna ili dupla kočnica sa papučom koja se može naknadno podešavati.

Slika 4.18. Kočioni mehanizam Uređaji protiv kretanja natrag Uređaj protiv kretanja unazad mora biti ugrađen vec kod uspona od 10%, tj. kod ugla uspona α=6O. Tračni transporteri koji vrše prevoz materijala uz uspon, u opterećenom stanju, kretaće se unazad, ako bi sila materijala koja dejstvuje na dole bila veća od obimne sile kod jedne vodoravno položene trake. Valjci Valjci transportne trake su uređaji koji služe za nošenje trake na čitavoj njenoj dužini sa teretom ili bez njega, kao i za usmeravanje pravca njenog kretanja. Prema nameni dele se na: obične ili noseće i specijalne valjke.

189

Amortizujuci valjci Noseci valjci

Amortizujuci valjci Povratni valjci

Noseci valjci Prelazni valjci

Povratni valjci

Prelazni valjci

Slika 4.19. Dispozicija valjaka na transporteru Prema broju nosećih valjaka u slogu trake se dele na: ravne kod kojih jedan valjak nosi celu širinu trake i oslanja se na dva krajnja ležaja, koriste se dva, tri i pet valjaka za trake širine 2 metra i više. Traka naleže na sve valjke i svi valjci nose traku zajedno sa teretom. Mogu biti izgrađeni od čelika, livenog gvožđa, gume, plastičnih masa itd. Kod sloga sa tri valjka najčešće su sva tri valjka jednake dužine. Radi ravnomernog opterećenja valjaka srednji valjak može biti kraći ili malo pomeren napred u odnosu na bočne valjke. Bočni valjci imaju nagib ili 30°, a kod širokih traka 35° ili 45°.

NOSECI VALJCI-fikisrani-

NOSECI VALJCI-fikisrani-

NOSECI VALJCI-girlande-

NOSECI VALJCI-girlande-

Slika 4.20. Valjci gornji noseći Pri transportu ljepljivih materijala kao što su glina, humus, lignit i slično, na donje valjke postavljaju se gumeni prstenovi radi sprečavanja lepljenja za valjke, čišćenja trake i njenog mirnijeg kretanja.

SLOG SA DVAPOVRATNA

VALJKA

SLOG SA DVAPOVRATNA

VALJKA

Slika 4.21. Valjci donji povratni

190

U zavisnosti od načina učvršćivanja za noseću konstrukciju sve vrste valjaka dele se na fiksirane i elastične. U pogledu konstrukcije kod fiksiranog učvršćivanja preovlađuju dve vrste: konstrukcija sa učvršćenom osovinom oko koje se okreće valjak i konstrukcija sa okretnim cilindričnim rukavcem i učvršćenim ležajem. Prvi tip valjaka ima sledeće prednosti: neznatan otpor pri okretanju, manje je prodiranje prašine i vlage zbog malog prečnika otvora za ležaj, koji se može lakše i bolje zatvoriti specijalnim zaptivačima, dobro rotiraju pri manjim deformacijama i netačnostima nosača, lako se zamenjuju pri oštećenju. Tip valjaka sa trajnim podmazivanjem pokazao se kao najbolji. Drugi tip valjaka je jeftiniji, ali ima sledeće nedostatke: zahteva vrlo često postavljanje ležajeva i vrlo brižljivu izradu, pri oštećenju jednog ležaja ili valjka mora se vršiti kompletna zamena sloga . U pogledu podmazivanja postoje tri tipa valjaka: valjci sa periodičnim podmazivanjem i valjci u kojima mazivo traje koliko i valjak. Prema vrsti ležajeva dele se na valjke sa ležajevima kotrljanja (kuglične, valjkaste i konusne) i ležajevima klizanja. Zaptivanje ležajeva može biti labirintsko za velike brzine kretanja, pomoću zaptivnih prstenova – za teže uslove rada i manje brzine i kombinovano. Glavni cilj zaptivanja je sprečavanje prodiranja prašine vlage i blata u ležajevima. Elastično učvrćivanje valjaka omogućava: pomeranje nosećih valjaka u vertikalnoj i horizontalnoj ravni čime se ublažavaju udari tereta o valjke; omogućava prilagođavanje oblika korita teretu i opterećenju; smanjenje otpora kretanja trake; produžuje radni vek trake i valjka; smanjuje prosipanje tereta i umiruje hod trake. Postoje sledeće konstrukcije:

- Noseći valjci povezani u slog zglobnim spojevima, koji se vešaju o krutu noseću konstrukciju ili o noseću užad,

- Noseći valjci u slogu se nalaze u elastičnoj osovini koja se okreće zajedno sa njima,

- Noseći valjci u slogu se nalaze na elastičnoj osovini koja se ne okreće.

Slika 4.22. Presek valjka; 1. čeoni zatvarač, 2. ležaj, 3. čelična bešavna cev, 4. Osovinica, 5. Spoljašnje zaptivanje

191

Slogovi nosećih valjaka sa elastičnom osovinom zahtevaju samo dva ležaja, jednostavne su konstrukcije i montaže, imaju veliku elastičnost itd. No i pored navedenih pozitivnih osobina nemaju perspektivu zbog velikih otpora kretanja trake. Viseći valjci su pokretljiviji u pravcu kretanja trake usled dejstva horizontalnih sila – naročito pri pokretanju iz mirovanja što ima za posledicu povećanje otpora kretanja trake pa se mora svesti na minimum. Bitna prednost ovih valjaka u odnosu na fiksirane pored navedenih su i sledeće: zamena oštećenih valjaka i girlandi moguća je i za vreme rada transportera, girlande obešene o užad rade sa vrlo malo buke. Pri izradi valjaka nastoji se da budu što jeftiniji, da imaju što manji prečnik i težinu. Specijalni valjci dele se na: usmeravajuće koji usmeravaju kretanje trake, prelazne u blizini bubnjeva na kojima traka postepeno dobija koritasti oblik ili se vrši njeno ispravljanje, amortizacione i valjke za čišćenje transportne trake kod bubnjeva koji su obloženi mekom rebrastom gumom.

Slika 5.64. Amortizujući valjci

Slika 4.23. Povratni spiralni, samočisteći valjci

Slika 4.27. Pozicija valjaka na transporteru

192

Uređaji za usmeravanje trake Uzroci ukošavanja trake i njenog spadanja sa valjaka

• nagnutost članaka (srednji valjak nije horizontalan); • neispravan položaj, odnosno ukošenost noseće konstrukcije valjaka i

bubnjeva; • tehnički nedostaci kod uređaja za vođenje i usmeravanje trake; • izdizanje trake iz korita zbog malih radijusa krivina i/ili nedovoljnog

opterećenja; • nesimetričan utovar i raspored materijala na traci; • zaglavljivanje krupnih komada između slogova valjaka i noseće konstrukcije; • snažni udari vetra; • nesimetrično nalepljen materijal na povratnim valjcima; • nepravilno izvedeno nastavljanje trake; • oštećenost omotača bubnja, njegova različita tvrdoća, itd.

Smer kretanja trake

Traka se krece ka najvišoj tacki

Smer kretanja trake

Traka se krece ka najvišoj tacki

Ravan povratni usmeravajuci valjakRavan povratni usmeravajuci valjak

Slika 4.28. Različite varijante usmeravanja trake

193

Utovarni levak

Slika 4.29. Utovarni levak

Slika 4.30. Ograničavajući faktori pri određivanju funkcije utovarnog levka

Predaja materijala sa trake na odlagače jalovine vrši se posebni istovarnim uređajem u vidu pokretnih kolica. Kolica se kreću duž transportera na odlagalištu. Kolica podižu noseću traku pod blagim nagibom na predajni bubanj, potom se tok materijala usmerava na prijemnu traku odlagača. Od predajnog bubnja traka se u vidu petlje preko usmeravajućeg bubnja vraća na etažni transporter. Ova vrsta istovarnog uređaja kreće se na šinama, ređe na gusenicama. Pretovar materijala sa trake na traku može biti u pravcu kretanja trake i upravo na pravcu kretanja trake. Radi ublažavanja udara materijala na dno korita trake, utovarni levak treba da ima veći nagib za 8 – 10o od ugla trenja materijala, a njegova širina između usmeravajućih štitnika treba da iznosi 2/3 širine trake. Pretovarna mesta opremljena su sa raznim vrstama uređaja koji formiraju tok, usmeravaju i navode materijal, uz jednovremenu zaštitu trake i okoline od štetnih pojava. Pretovarna mesta opremljena su uređajima koji:

- Omogućavaju prevođenje trake iz koritastog u horizontalan položaj na pretovarnom, i obratno na prijemnom transporteru,

- Sprečavaju prosipanje iskopine sa strane transportera i štite od padajućih komada,

194

- Usmeravaju tok materijala tako da pri minimalnim dimenzijama pretovarnog mesta, on ima u mestu nasipanja na prihvatnu traku njenu približnu brzinu i centralni položaj na njoj,

- Štite prijemnu traku od oštećenja padajućih komada amortizujući njihove udare, - Čiste traku, odmah sakupljaju prosuti teret i ponovo ga vraćaju na transporter, - Sprečavaju podizanje prašine kvašenjem i usisavanjem.

Slika 4.31. Pretovarna kolica (klizni voz) na sistemu B-1800 Uređaji za čišćenje Prilikom transporta materijala dolazi do prljanja gumenih traka. Stalno i potpuno čišćenje trake ima bitan uticaj na pravilan rad postrojenja i produžetak radnog veka traka. Štetne posledice od lepljenja materijala:

• Nalepljeni materijal povećava težinu koju treba pokrenuti. • Prljanje trake i bubnjeva smanjuje koeficijent trenja izmedju trake i bubnjeva. • Nesimetrično nalepljen materijal dovodi do pada kapaciteta ali i oštećenja

bočnih ivica trake. • Materijal koji otpada sa trake prlja prostor ispod trake.

Osnovni ciljevi u borbi protiv prljanja sastojali bi se u sledećem:

• Ako je moguće da se spreči ili ublaži prljanje trake. • Da se spreči da nalepljeni materijal otpada na neželjena mesta. • Da se skidanje nalepljenog materijala izvrši pre prelaska trake u povratni hod.

Mesta koja se moraju čistiti:

• Transportna traka sa gornje strane. • Povratni krak trake. • Pogonski bubnjevi.

195

V - PLUŽNI CISTAC

PRIMARNI CISTAC

SEKUNDARNI CISTACV - PLUŽNI CISTAC

PRIMARNI CISTAC

SEKUNDARNI CISTAC

Slika 4.32. Mesta čišćenja na transporteru Na prljanje utiču:

• Krupnoća zrna. • Vrsta materijala. • Vlažnost materijala. • Temperatura okoline.

Uređaji za čišćenje treba da se odlikuju:

• Jednostavnom konstrukcijom. • Sigurnim radom. • Dužim radnim vekom. • Da što manje habaju omotač trake. • Da ne prodiru u trake i ne zadiru na mestima nastavljanja. • Da je laka zamena elemeneta za čišćenje kad se ishabaju. • Da se za njih ne lepi materijal. • Da što potpunije čiste traku.

Prema principu rada uređaji za čišćenje se dele na: • Mehaničke. • Hidrauličke. • Pneumatske.

Prema konstrukciji čistači se dele:

• Čvrste (fiksne). • Pokretne.

PRIMARNICISTAC

PRIMARNICISTAC SEKUNDARNI CISTACSEKUNDARNI CISTAC

V-PLUŽNICISTAC

V-PLUŽNICISTAC

Slika 4.33. Tipovi čistača trake Čvrsti čistači se postavljaju iza predajnog odnosno pogonskog bubnja. Orugom ili tegom se vrši pritisak na čistač trake. Nedostatak je što može oštetiti traku ili je ne očistiti od nalepljenog materijala. Izrađuju se od specijalne gume bez uložaka i mogu biti obični ili dvojni.

196

Pokretni uređaji su mnogo efikasniji. Umesto glatkih donjih valjaka upotrebljavaju se donji valjci sa prstenovima. Ponegde se upotrebljavaju obe vrste čistača: fiksirani za grubo i pokretni za potpuno čišćenje trake.

Slika 4.34. Rotirajući čistač trake Hidraulički i pneumatski način čišćenja ostvaruje se izduvavanjem čestica mlazom vode ili vazduha.

Slika 4.35. Hidraulički i pneumatički čistači trake Plužni čistač se postavlja na donju traku ispred povratnog bubnja i štiti ga od dolazećeg materijala tako što ga zbacuje sa obe strane. Izrađuje se od gume. Prevrtanje transportne trake rešava nedostatke svih navedenih načina čišćenja transportne trake. Svi navedeni uređaji za čišćenje trake moraju biti savesno održavani i brižljivo

197

nadzirani jer samo pogon bez zastoja, koji nisu nužni može da bude visoko produktivan. Uređaji za prevrtanje trake mogu biti:

Nevođeno prevrtanje Max. širina trake: 1200 mm Dužina prevrtanja: 10 x B Samo za textilne trake.

Spiralno prevrtanje Max. širina trake: 1600 mm Duž. prev. tekstilne: 11 x B Duž. prev. užetne: 20 x B

Prevrtanje sa vertikalnim valjcima Max. širina trake: 2600 mm Duž. prev. tekstilne: 9 x B Duž. prev. užetne: 18 x B

Slika 4.36. Uređaji za prevrtanje trake

Pogled odozgo

Pogled sa strane

Izgled u izometriji

Pogled odozgo

Pogled sa strane

Izgled u izometriji

Slika 4.37. Grafički prikaz prevrtanja trake Zatezna stanica Zatezna stanica ostvaruje potrebno zatezanje opterećene i povratne strane transportera sa trakom, sa lancima i užadima. Prema principu stvaranja zatezne sile svi zatezni uređaji mogu se svrstati u tri grupe:

198

sa ručnim zatezanjem, zatezanje sa utegom i sa mehaničkim zatezanjem. Kod ručnog regulisanja ili krutih zateznih stanica zatezanje se ostvaruje pomoću zateznog zavrtnja, zupčaste poluge i ručnog vitla sa pokretnim kolicima ili nepokretnim postoljem. Ručni zatezni uređaji postavljaju se kopd povratnog bubnja (slika 5.80.a). Kod zatezanja sa utegom uteg može biti postavljen kod povratnog bubnja (slika 5.80.b) ili na silaznoj strani pogonskog bubnja (slika 5.80.c).

Slika 4.38. Ručni zatezni uređaji Automatski zatezni uređaji (slika 5.81), sastoje se od dva bubnja, od kojih je jedan fiksiran, a drugi se pomera na zateznim kolicima po šinama i zateže traku i klasifikuju se prema:

- Principu dejstva na periodične i kontinualne, - Broju parametara za upravljanje jednom, dva ili tri u koje spadaju Sn, Ss, vučna

sila, - Brzina trake i dužina luka klizanja na pogonskom bubnju, - Vrste pogona električne, hidrauličke i gravitacijske – s tim što se najčešće

pojačavaju individualnim pogonom, - Zakonitost promjene regulisane veličine Ss, na stabilne, prateće i

kombinovane

Slika 4.39. Automatski zatezni uređaji (AZU) sa hidrauličnim pokazivačem zatezne sile:

M – motor, K – kočnica, S – spojnica, MB – merač brzine (tahometar), SZS – senzor zatezne sile, KB – kontrolor brzine, MT – magnetski tiristor

199

Slika 4.40. Zatezanje vitlom

Uređaji za sprečavanje kretanja trake unazad

Slika 4.41. Uređaji za sprečavanje kretanja trake unazad

200

4. MAŠINE ZA BUŠENJE NA POVRŠINSKIM KOPOVIMA 4.1. BUŠAĆE GARNITURE – podele

Dva najčešća pravca primene: - dubinsko bušenje na površinskim kopovima radi istražnih radova i radova na odvodnjavanju - minske bušotine Glavni parametri koji karakterišu bušaće garniture su: - prečnik bušenja - dubina bušenja - pravac bušenja (pod uglom ili vertikalne) - brzina bušenja.

Slika 4.1. Bušaće garniture: za minske bušotine i za dubinsko istražno bušenje 4.2. NAČINI BUŠENJA STENA Postoje mehanički i fizički način bušenja bušotina. Mehanički način bušenja: - rotaciono - udarno - udarno-rotaciono Fizički način bušenja: - termičko - hidraulično - ultrazvučno - elektrohidraulično - električno

201

• ROTACIONO BUŠENJE Vrši se pomoću rotacionih dleta čija osa obrtanja se poklapa sa osom bušotine. Pri tome se dleto potiskuje znatnom silom na dno po osi bušotine. Proces je neprekidan pa se postižu velike brzine. Postoje 2 vrste: - potpuno bušenje po celom prečniku - bušenje sa jezgrovanjem Bušenje sa jezgrovanjem – površina kontakta je manja, specifični pritisak je veći (primena kod stena veće čvrstoće), manja brzina; primena kod istražnih bušotina.

Slika 4.2. Princip rotacionog bušenja; bušaće glave

• UDARNO BUŠENJE Posledica kratkovremenih udara instrumenta o dno bušotine. Osni pritisak je vrlo mali. Pred svakim sledećim udarom instrument se okreće za neki ugao, a time se obezbedjuje otkopavanje materijala po celom dnu bušotine. Pri udarnom bušenju instrument pada na dno sa neke visine pod dejstvom sopstvene težine. Okretanje instrumenta se vrši pod dejstvom elastičnih sila uvrtanjem užeta. Proces razaranje se vrši periodično, sa prekidima za podizanje i padanje bušaćeg instrumenta – niska brzina udarno-užetnog bušenja.

202

Slika 4.3. Princip udarnog bušenja; bušaće glave

• BUŠENJE KONUSNIM DLETIMA Spada u udarno bušenje. Udare vrše zubi konusa koji se obrću po dnu bušotine uz znatan osni pritisak.

Slika 4.4. Bušenje konusnim dletima; bušaće glave

• UDARNO-ROTACIONO BUŠENJE Mehanizam razaranja je praktično isti kao i kod udarnog bušenja. Razlika je u tome što se instrument neprekidno obrće oko svoje ose, dok se u isto vreme pri udarnom bušenju okretanje vrši samo u intervalu izmedju udara.

203

Najveći deo energije se troši na stvaranje udarnog opterećenja, a manji na obrtanje instrumenta. Veliko udarno opterećenje, mali torzioni moment i mali osni pritisak.

Slika 4.5. Princip udarno-rotacionog bušenja

• TERMIČKI NAČIN BUŠENJA

Najviše rasprostranjen od fizičkih načina. Gasna struja visoke temperature (2500-3000 OC) koja se izbacuje iz mlaznice brenera brzinom 1800-2000 m/s, intenzivno progoreva tanki sloj stene na dnu bušotine, zbog čega se stena rasprskava i pod mehaničkim dejstvom gasne struje razlaže na manje čestice, koje se transportuju iz bušotine paro-gasnom smešom.

Slika 4.6. Uređaj za termičko bušenje

• HIDRAULIČNI NAČIN BUŠENJA Dejstvo tankog mlaza vode pod visokim pritiskom, koji se utiskuje na dno bušotine nadzvučnom brzinom.

• ULTRAZVUČNI NAČIN BUŠENJA Zasniva se na principu istovremenog dejstva na stene dna bušotine, ultrazvučnih oscilacija instrumenta i kavitacionog efekta u tečnosti za ispiranje. Ultrazvučni talasi

204

koji se prenose preko noža (sečiva) na stenu, izazivaju naizmenično naprezanje na istezanje i skupljanje, a time i razaranje stene.

• ELEKTROHIDRAULIČNO BUŠENJE Vrši se dovodjenjem struje visokog napona na kontakte električnog lanca, porinutog u vodu, nalivenu u bušotinu. Pri tome nastaje proboj medjuelektrodnog medjuprostora uz obrazovanje gasnog kanala veoma velikog pritiska na mestu proboja koji razara stenu. 3.3. TEORIJA RADNOG PROCESA Elementarni ciklus razaranja, pri rotacionom bušenju, sastoji se iz:

a) Perioda obrazovanja pritiska bez suštinskog prodiranja sečiva u stenu dna, pri čemu prednja ivica sečiva vrši gnječenje stene; obrazuje se jezgro sabijanja koje se sastoji iz sitno zdrobljene stene i koje zavisno od prodiranja sečiva povećava; sila na oštrici i potrebna snaga za okretanje instrumenta u tom momentu se povećavaju do maksimuma

b) Perioda odsecanja zapremine, pri čemu se otpor stena i potrebna snaga za ovo naglo snižavaju do minimuma; oštrica prolazi neki deo do susreta sa narušenom stenom, nanoseći pri tome udar po steni, otpor na okretanje oštrice ponovo se brzo povećava do maksimuma i ciklus razaranja se ponavlja.

Slika 4.7. Teorija radnog procesa rotacionog bušenja

Pos

F1

N1

x

hα

d

y

N1

Nx

F2

Nx

Nx

ω

205

Za svaki napredak ostrice sa dna bušotine se skida sloj debljine h. Pod dejstvom osnog pritiska Pos, instrument se utiskuje u stenu. Dalje razaranje se vrši pod dejstvom momenta torzije M i osnog pritiska.

Slika 4.8. Teorija radnog procesa udarnog bušenja Udarno bušenje predstavlja u osnovi dinamički proces razaranja stena. Pod dejstvom sile Pos oštrica dleta se utiskuje u stenu na dubinu h. Utiskivanje prestaje kada sile otpora postanu jednake sili Pos. Posle svakog udara dleto se okreće za izvestan ugao, čija veličina treba da bude takva da bi se delići stene izmedju susednih udara lomili. 3.4. UREDJAJ ZA KRETANJE Oslono-noseća baza mašine, namenjena za postavljanje kabine sa mehanizmima i radnim uredjajima i primanje sila opterećenja, koje se javljaju na radnom uredjaju u periodu njegovog dejstva i pri premeštanju bušaće garniture. Treba da primi opterećenje od težine bušaće garniture i reakcija na radnom uredjaju u procesu bušenja, a da pri tome obezbedi punu stabilnost kako u radu tako i u transportu. Uredjaj za kretanje treba da obezbedi:

- Premeštanje mašine u transportnom položaju sa jednog na drugi kraj radnog fronta

- Manevrisanje bušilice u procesu rada na etaži - Savladjivanje uspona na putu pri kretanju - Gabaritnu prohodnost po putevima i radilištima - Gabaritnu prohodnost pri prevozu železnicom ili autotransportom.

Sledeće vrste: - gusenični uredjaj - sa pneumaticima - koračajući uredjaj

dlinija naprslina

Pos

FTFT

N N

h α

θ

206

Slika 4.9. Osnovni tipovi uređaja za kretanje Konstrukcije bušilica za bušenje konusnim dletima, koje se primenjuju na površinskim kopovima, mogu se svrstati u 4 osnovne šeme:

Slika 4.10. Osnovne sheme konstrukcije bušaćih garnitura: a) centralni, b) ivični-prednji (toranj vertikalan), c) ivični-prednji (sa mogućnošću ugla nagiba

tornja do 30O), d) bočni

207

5. MAŠINE I UREĐAJI ZA POMOĆNE I PRIPREMNE RADOVE NA POVRŠINSKIM KOPOVIMA Pored osnovnog tehnološkog procesa koji se obavlja krupnom mehanizacijom (rotornim bagerima i vedričarima, transporterima sa gumenom trakom i odlagačima) na površinskom kopu su prisutni brojni i veoma raznovrsni pomoćni radovi koji se efektivno mogu obavljati samo specijalnim mašinama, u rudarskoj tehnologiji nazvanim pomoćnim mašinama. Naravno, pojam “pomoćne mašine” treba shvatiti uslovno, budući da ima ne mali broj površinskih kopova (doduše manjih kapaciteta) i građevinskih preduzeća, gde osnovnu mehanizaciju predstavljaju isključivo mašine iz ove grupe. Jedan od najvažnijih preduslova za zadovoljavajuće vremensko i kapacitetno iskorišćenje osnovnih tehnoloških sistema na površinskim kopovima, upravo leži u blagovremenom i kvalitetnom izvršenju brojnih pomoćnih radova od kojih treba posebno istaći: radove na planiranju etažnih ravni, radove na čišćenju, radove na oblikovanju kosina, radove na pomeranju, produžavanju, skraćivanju ili prenošenju transportera, radovi na izradi i održavanju pristupnih puteva, platoa, rampi, raznih nasipa i useka, kanala i vodosabirnika za odvodnjavanje kopa, radovi na oblikovanju odlagališnih prostora u fazi tehničke rekultivacije, radove iz domena tekućeg i investicionog održavanja opreme, itd.

Slika 5.1. Proizvodni procesi na površinskom kopu Efikasno izvršenje raznovrsnih pomoćnih radova zahteva primenu specijalizovanih mašina kao što su: dozeri, utovarači, cevopolagači, riperi, hidraulični bageri, grejderi, skreperi, bageri dreglajni, valjci, dizalice, kamioni, cisterne, terenska vozila, itd. Klasifikacija pomoćnih radova na površinskom kopu i pregled pomoćnih mašina za obavljanje ovih radova:

208

Osnovne grupe i podgupe pomoćnih radova Elementarni pomoćni radovi Primenjena pomoćna

mehanizacija Priprema kopa za

otvaranje Izrada useka otvaranja, izrada montažnih placeva, izgradnja naselja, montaža mašina.

Dreglajni, dozeri, valjci, dizalice, derik-kranovi.

Čišćenje površine terena ispred kopa

Rušenje i uklanjanje građevinskih objekata, seča šuma i vađenje panjeva, uklanjanje niskog rastinja.

Hidraulični bageri, utova-rači, dozeri, kamioni.

Priprema odvodnjavanja

Regulacija vodotokova, izrada useka odvodnjavanja, izrada vodonepropusnih ekrana, postavljanje cevi, izrada filterskih bunara.

Dreglajni, dozeri, hidra-ulični bageri, cevopola-gači, mašine za bušenje.

Prethodni radovi

Bušenje i miniranje Bušenje bunara, istaražnih i minskih bušotina i punjenje minskih rupa eksplozivom.

Mašine za bušenje i punjenje eksplozivom.

Putno-kolosečni

Izgradnja i održavanje puteva pomerljivih i prenosivih, stabilizacija tla na etažama, pome-ranje i regulisanje transportera, produžavanje i skraćivanje transportera, premeštanje elektro napajanja, prevlačenje elementa konstrukcije i objekata.

Mašine za polaganje putnog zastora, mašine za stabilizaciju tla (valjci), cevopolagači sa glavom za pomeranje, dozeri.

Zemljani

Nivelisanje terena otkopnih i odlagališnih etaža (izrada planuma), čišćenje krovine uglja, obli-kovanje kosina kopa i odlagališta, rastresanje (ripovanje) terena, kopanje kanala, rupa za ankere, propuste, vodosabirnika, utovar materijala.

Bageri sa jednim radnim elementom (dreglajni), dozeri sa riperom, skreperi, grejderi, hidraulični bageri.

Dizalični Skladištenje, pretovar materijala, demontaža i montaža mašina.

Viljuškari, mosni krano-vi, dizalice, montažni kranovi, cevopolagači.

Transportni Prevoz ljudi, mašina, materijala, goriva i vode, delova konstrukcija.

Terenski automobili, dostavna, vatrogasna vozila, cisterne za vodu i gorivo, traktori, kamioni, plato kola.

Remontno-konzervacijski

Zamena mehaničkih i elektro delova bagera, odlagača i transportera, vulkanizacija traka, podmazivanje i zamena ulja u okviru tekućih remonata, servisa i investicionih popravki.

Uređaji za zamenu kaši-ka, valjaka i lanaca, prese za vulkanizaciju, pokret-ne radionice, aparati za zavarivanje, generatori, kompresori, kontejneri, itd, dizalice, cevopolaga-či, transportna sredstva.

Prateći radovi

Čišćenje i obezbeđenje

Čišćenje presipnih mesta, odstranjivanje otpadaka, zagrevanje (odmrzavanje), postavljanje ograda, uklanjanje snega.

Utovarači, specijalni čistači (wigeri) ili traktori sa teleskopskim uređa-jem, uređaji za odmrza-vanje, grejderi, mašine za čišćenje puteva.

Naknadni radovi

Tehnička rekultivacija

Ravnanje površina odlagališta, oblikovanje kosina, izrada kanala, pristupnih puteva.

Dozeri, dreglajni, hidraulični bageri.

Uslužni radovi

Tehnička infrastruktura

Priprema terena za raseljavanje, izrada puteva, vodovodnih i električnih vodova, preseljenje objekata, snabdevanje vodom i dr.

Dozeri, grejderi, valjci, hidraulični bageri, utova-rači, transportna sredstva.

Mašine pomoćne mehanizacije su zapravo mašine za kopanje i transport otkopanog materijala, koje istovremeno obavljaju obe navedene funkcije, pri čemu se kretanje radnog organa pri kopanju ostvaruje kretanjem cele mašine. Pored pomoćnih radova neke od njih u izvesnim slučajevima mogu da služe i kao osnovne mašine u procesu eksploatacije. Budući da pomoćne mašine na površinskim kopovima rade u veoma teškim uslovima, u veoma različitim materijalima i promenljivim klimatskim uslovima, sa izrazito visokim oscilacijama opterećenja u radnom režimu, sa čestim promenama pravca, smera i brzine kretanja, neophodno je istaći sledeće zahteve:

209

- manevarsku sposobnost tj. mogućnost kretanja i rada mašine u stešnjenim uslovima savlađivanja malih radijusa krivine ili okretanja u mestu; - mobilnost mašine koja je određena brzinom kretanja, radnom i transportnom prohodnošću, stabilnošću pri kretanju i radu, gabaritima i drugim parametrima; - stabilnost mašine u transportu i radu kao sposobnost iste da radi ili se kreće na određenim nagibima (usponima ili padovoma) bez opasnosti od prevrtanja; - prohodnost mašine kao sposobnost savlađivanja raznih neravnina na terenu, kretanja po vlažnim i rastresitim (nasutim) podlogama, savlađivanja plićih vodenih prepreka.

Ove mašine se mogu podeliti u zavisnosti od radnog organa na: mašine sa plugom (dozeri, grejderi, strugovi) i mašine sa kašikom (utovarači, skreperi). Najvažniji parametar, od koga u najvećem stepenu zavisi efektivnost rada pomoćne mašine u uslovima radne sredine na površinskim kopovima lignita je prohodnost, koja je određena vrstom transportnog uređaja (gusenični ili na točkovima), specifičnim pritiskom na tlo, vučnom silom i klirensom, a kod mašina na točkovima (pneumaticima) još i brojem pogonskih osovina, prečnikom, brojem i rasporedom točkova, podužnim i poprečnim radijusom prohodnosti, radijusom okretanja, itd. Pregled potrebne pomoćne mehanizacije i njihova primena na površinskim kopovima lignita:

Pomoćne mašine Primena

Dozeri

Izrada planuma za transport bagera i odlagača, guranje prosutih masa u zonu dejstva rotornog točka, razbijanje “venaca” odloženog materijala, kopanje i guranje i sabijanje mekih stenskih materijala, planiranje trasa za saobraćajnice (puteve, pruge, transportere), izrada rampi i obrada kosina, čišćenje etaža i transportnih puteva, izrada montažnih platoa, planiranje zemljišta za potrebe rekultivacije, vuča pogonskih, povratnih stanica, kliznog voza i utovarnih kolica pri pomeranju transportera, vuča vulkanizerskih kućica, trafo stanica, ripovanje uglja i čvršćih stena, vađenje panjeva, rušenje raznih objekata, itd.

Cevopolagači Pomeranje transportera, montaža i demontaža transportera, nivelacija transportera, dizalični radovi, utovar, istovar, postavljanje cevi, montažni radovi, prenos i vuča različitih konstrukcionih elemenata, itd.

Utovarači

Otkopavanje i utovar različitih materijala u mekom i rasterisitom stanju, čišćenje terena oko pogonskih i povratnih stanica, čišćenje terena podešavanje pontona prilikom pomeranja transportera, čišćenje etaža i utovar otpadnog materijala posle izvršenih servisa i investicionih opravki i dr.

Hidraulični bageri Izrada i održavanje (čišćenje) kanala za odvodnjavanje, otkopavanje i utovar raznog materijala, čišćenje oko pogonskih, povratnih stanica i duž transportera, montaža transportera, izrada rupa za ankere i stubove, rušenje raznih objekata, vađenje panjeva i sl.

Grejderi Izgradnja i održavanje puteva, izrada i čišćenje kanala, planiranje montažnih platoa, fino planiranje trase transportera (kada vremenski uslovi to dozvoljavaju), čišćenje snega u zimskih uslovima i dr.

Valjci Kompaktiranje terena prilikom izrade placeva za montažu i investicione popravke, izgradnja i održavanje puteva i dr.

Čistači traka Čišćenje prosutog materijala duž transportera. Mašine za bušenje Bušenje istražnih bušotina, bunara za odvodnjavanje i minskih bušotina (ako ima potrebe).

Kamioni kiperi Prevoz sipkog građevinskog materijala i rezervnih delova. Kamioni sa

kranom Utovar, prevoz i istovar rezervnih delova i konstrukcionih elemenata i sklopovanja manjih dimenzija i masa do 5 t.

Cisterne Prevoz tečnih materijala (vode, goriva i drugog).

Dizalice Utovar, istovar i montažno-demontažni radovi.

Terenska vozila Prevoz ljudi. Plato kola Transport rezervnih delova većih dimenzija i masa do 40 t, prevoz pomoćnih mašina i dr.

Dostavna vozila Transport elemenata masa do 2 tone.

Viljuškari Utovar i istovar raznih materijala i konstruktivnih elemenata u radionicama i na magacinskim placevima.

210

Мašine za kopanje i transport otkopanog materijala su mašine, koje istovremeno sa otkopavanjem materijala iz stenskog masiva, transportuju isti, pri čemu se kretanje radnog organa pri kopanju ostvaruje kretanjem cele mašine. Opšta konstrukcija pomoćnih mašina: 1. Bazne mašine 2. Pogonski motori 3. Transmisija 4. Uređaji za kretanje 5. Uređaji za upravljanje 6. Uređaji za kočenje U osnovi sve pomoćne mašine se sastoje od: - bazne mašine (traktora, tegljača ili specijalne samohodne šasije) i - ovesnog, polupriključnog ili priključnog radnog uređaja. Kao bazne mašine koriste se traktori, tegljači ili specijalne samohodne šasije na guseničnom transportnom uređaju ili pneumaticima. Traktor je samohodna mašina na guseničnom transportnom uređaju ili na točkovima (pneumaticima) predodređena za duži rad u vučnom režimu. Naime, rad u vučnom režimu iznosi 70 ÷ 80 % od ukupnog vremena rada mašine. Tegljač je samohodna (pretežno na pneumaticima) mašina predodređena za transportni režim. Rad u transportnom režimu kod ovih mašina iznosi 70 ÷ 90 % od ukupnog vremena rada. Specijalne samohodne šasije komponovane su od serijski izrađenih agregata kamiona, traktora ili tegljača i rama specijalne konstrukcije na kojem se mogu ugraditi specijalni radni uređaji, a u zavisnosti od namene mogu biti predodređeni za vučni ili transportni režim rada. Bazna mašina se bira u zavisnosti od od vrste radnog uređaja i uslova radne sredine u kojoj će se obavljati radni proces. Dakle, izbor bazne mašine vrši se pre svega na osnovu opterećenja, koje se sa radnog organa prenose na baznu mašinu. U zavisnosti od od pravca i smera sila opterećenja koja se prenose od radnog organa na baznu mašinu, razlikuju se:

a) Ovesni radni uređaj, koji opterećuje baznu mašinu sopstvenom masom, otporima u radu i drugim vertikalnim i horizontalnim silama i momentima po svim ravnima. Takvi radni uređaji mogu biti montirani na guseničnu, dvoosovinsku, ili višeosovinsku baznu mašinu ili na specijalne za tu svrhu izgrađene šasije na gusenicama ili pneumaticima.

b) Prikolični (priključni) radni uređaj, koji opterećuje osnovnu mašinu samo horizontalnim silama. Za rad sa ovakvim radnim uređajem primenjuju se takođe gusenični i dvoosovinski ili višeosovinski tegljači na pneumaticima.

c) Poluprikolični (priključni) radni uređaj koji prenosi na osnovnu mašinu deo vertikalnih i sve uzdužne sile. Kao bazna mašina za ovu vrstu radnih uređaja koriste se jednoosovinski tegljač na pneumaticima.

Zavisno od režima rada mašine se mogu svrstati u pet sledećih grupa:

211

1. Mašine kod kojih se jasno ističe podela u režimu rada, na radni i transportni deo. U radnom delu režima kod ovih mašina je nužna maksimalna vučna snaga za savlađivanje otpora pri radu, dok se u transportnom delu režima koristi samo deo ukupne snage motora potreban za savlađivanje otpora pri kretanju, a koji u osnovi zavisi od uslova puta, sigurnosti i dr.

2. Mašine koje duže vreme rade u vučnom režimu pri relativno malim oscilacijama u opterećenjima na radnom organu. Ove mašine karakteriše duži period rada u istom stepenu prenosa, koji najbolje odgovara uslovima radilišta, a maksimalna snaga motora se koristi u ovakvom slučaju najpotpunije moguće. U ovu grupu mašina mogu se svrstati grejderi i sl.

3. Mašine koje rade ciklično na površinama ograničenih dimenzija u uslovima čestih promena opterećenja na radnom organu i neophodno, isto tako, čestih promena smera kretanja. Pogonski motor ili motori ovih mašina su izloženi čestim preopterećenjima, a transmisija čestim promenama prenosnog broja. U ovu grupu mašina spadaju dozeri, utovarači i sl.

4. Mašine koje rade sa malim brzinama kretanja, ali sa veoma aktivnim radom radnih organa. Režim rada ovih mašina karakteriše se kontinualnim radnim opterećenjem, koja se veoma malo menjaju po veličini, i visokim stepenom iskorišćenja snage motora. U ovu grupu mašina spadaju kopači kanala i sl.

5. Mašine čiji se režim rada ostvarajue pri stajanju u mestu. Kod ovih mašina opterećenje motora zavisi od opterećenja, kojima su izloženi radni mehanizmi mašine. U ovi grupu spadaju hidraulični bageri, dizalice i sl.

Bazna mašina treba da obezbedi:

- vučnu silu, neophodnu za kretanje pod opterećenjem sa radnom brzinom bez gubitaka stabilnosti i sa dovoljno niskim specifičnim pritiskom na osnonu površinu;

- oduzimanje snage za pogon mehanizma za upravljanje radnim organom; - dosta velike brzine kretanja i prohodnost; - relativno brzu i laku promenu pravca i brzine kretanja pri prelazu sa vučnog na

transportni režim; - lako i istovremeno upravljanje samom baznom mašinom i ovesnim,

polupriključnim ili priključnim radnim organom; - mogućnost lakog i brzog tekućeg održavanja, demontaže, montaže i remonta; - neophodnu sigurnost i komfor za rukovaoca, itd.

Osnovni agregati i sistemi tegljača su pogonski agregat odnosno motor sa pomoćnim agregatima snage 1, transmisija 2, uređaj za pokretanje sa vešanjem i kočnicama 3, kabina i elementi oslanjanja mašine 4, mehanizam upravljanja 5.

212

5.2. Osnovni tegljači mašina za kopanje i transport otkopanog materijala 5.1. Dozeri Dozeri su najzastupljenije pomoćne mašine na površinskim kopovima uglja, kako po vrsti tako i po obimu pomoćnih radova koji se njima mogu uspešno obavljati. Od mnoštva pomoćnih radova koji se po pravilu obavljaju dozerima najvažniji su: izrade trasa za transport bagera i odlagača, izrade planuma za pomeranje transportera, nagurivanje rasutih masa u zonu dejstva rotornog točka, razbijanje i planiranje “venaca” odloženog materijala na odlagalištima, izrade trasa za saobraćajnice, izrade rampi, oblikovanje kosina, čišćenje etaža i transportnih puteva, vuča pogonskih i povratnih stanica, itd. Dozeri se u osnovi sastoje od bazne mašine (traktora na guseničnom transportnom uređaju ili na pneumaticima) i ovesnog radnog organa čiji je osnovni element plug. Dozeri se mogu klasifikovati po brojnim obeležjima: - po nominalnoj vučnoj sili bazne mašine, - po snazi motora bazne mašine, - po tipu transportnog uređaja, - po načinu upravljanja, - po položaju tj. mogućnosti zaokretanja pluga u horizontalnoj i vertikalnoj ravni, - po nameni, itd. Po nominalnoj vučnoj sili dozere možemo klasifikovati na: veoma teške (iznad 300 kN), teške (250 ÷ 300 kN), srednje (135 ÷ 200 kN), lake (25 ÷ 135 kN) i veoma lake ili malogabaritne (do 25 kN). Pri ovome, pod nominalnom vučnom silom dozera se podrazumeva maksimalna vučna sila koju može realizovati bazna mašina sa ovesnim radnim organom na čvrstoj podlozi, pri proklizavanju ne većem od 7% za dozere na gusenicama, odnosno 20 % za dozere na pneumaticima. Po snazi motora dozere možemo podeliti na: veoma snažne (iznad 300 kW),

213

snažne (190 ÷ 300 kW), srednje snage (120 ÷ 190 kW), male snage (45 ÷ 120 kW) i vrlo male snage (ispod 45 kW). Pri ovome treba napomenuti da snaga pogona dozera približno odgovara njihovoj vučnoj sili. Po tipu transportnog uređaja, dozeri mogu biti na guseničnom transportnom uređaju ili na pneumaticima, pri čemu u uslovima radne sredine na površinskim kopovima uglja, gusenični transportni uređaj ima apsolutnu prednost. Po načinu upravljanja radnim organom dozeri mogu biti sa užetnim ili hidrauličnim sistemom upravljanja. Zbog nemogućnosti prinudnog utiskivanja, reznog dela pluga u tlo, užetni sistem upravljanja je skoro u potpunosti istisnut iz upotrebe i zamenjen hidrauličnim sistemom upravljanja radnim organom. Naime, hidraulični sistem upravljanja obezbeđuje intezivnije utiskivanje reznog dela pluga u tlo i to na račun mogućnosti prenošenja dela težine bazne mašine na rezni deo pluga. Po položaju pluga u horizontalnoj i vertikalnoj ravni dozere možemo podeliti na:

- buldozere, kod kojih je plug postavljen upravno na podužnu osu bazne mašine bez mogućnosti zaokretanja u horizontalnoj ravni, - angldozere, kod kojih je plug okretan u odnosu na podužnu osu bazne mašine tj. u horizontalnoj ravni, po pravilu za ugao ϕ = 55 ÷ 600. - tiltdozere, kod kojih je plug okretan u horizontalnoj i vertikalnoj ravni.

U pogonskoj praksi, a i u stručnoj literaturi, vrlo često se koristi podela na: - dozere sa neokretnim plugom (buldozeri) i

- dozere sa okretnim plugom (angldozeri i tildozeri) ili dozeri sa pravim i dozeri sa univerzalnim plugom.

Dozeri opšte namene se koriste za slojno rezanje, formiranje vučne prizme i transport otkopanog materijala, a specijalni dozeri za obavljanje specifičnih tehnoloških operacija ili rada u specijalnim uslovima (gurači skrepera, rad u ekstremnim klimatskim uslovima, itd).

Slika 5.3. Radni organ buldozera (dozera sa neokretnim plugom) ;

1. cilindar za podizanje pluga; 2. dijagonale (kosnici); 3. plug; 4. greda rama (nosača pluga); 5. oslonac grede.

214

Slika 5.4. Radni organ angldozera (dozera sa okretnim plugom); 3- plug; 6- sferični (loptasti) oslonac; 7- bočni oslonac; 8- ram; 9- oslonac rama

Danas se u svetu proizvodi veliki broj modela dozera (snaga do 600 kW i mase do 100 t), a najveći proizvođači su “Caterpillar”, “Dresser”, “Stalowa Wola”, “Komatsu”, “Liebherr” i drugi (“Dressta” kao fuzionisana kompanija).

Dressta TD 25 H Dressta TD 40 C Caterpillar CAT D8R

Shangai PD 320Y-1 Stalowa Wola TD 25 G Liebherr PR 752 lit

Slika 5.5. Dozeri Buldozer je projektovan za obavljanje različitih radnji, na gradilištima prilikom podizanja stambenih zgrada i industrijskih postrojenja, na različitim vrstama zemljišta, sa kabastim materijalima i drugim. Glavni opseg rada i primena buldozera obuhvata:

- transport materijala na kraćim relacijama, - kopanje i gomilanje materijala, - profilisanje i rasčišćavanje terena i - druge radnje sa nožem, riperom, poteznicom i radnom opremom.

Buldozer je projektovan za rad u blagim klimatskim uslovima. Isto tako može da radi i na temperaturama od +40OC do –50OC stepeni. Buldozer ima sledeće glavne sklopove / sisteme:

- hodni stroj - glavni noseći ram

215

- sistem transmisije - hidraulični sistem transmisije - radnu opremu - radnu opremu sa hidrauličnim sistemom - električni sistem

Kapacitet dozera u osnovi zavisi od daljine na koju transportuje materijal, profila terena na kome radi odnosno od načina rada, tegljača i dimenzija pluga. Način rada dozera ima veliki uticaj na njegov kapacitet. Ako dozer radi na padu, vučna sila mu se u torn slučaju znatno povećava, umanjuju se otpori na transport materijala i povećava se u znatnoj meri zapremina materijala koji se transportuje ispred pluga. Ako dozer radi na usponu nastaju obratne pojave od napred nabrojanih. Tako na primer, ako radiliste ima 10% uspona, kapacitet dozera se smanjuje za 40-50%. Zavisno od dubine rezanja i povećanja vučne prizme, rastu i otpori na kretanje buldozera. Da bi se u što većoj meri koristila vučna sila buldozera preporučljivo je da se na početku ciklusa zarezuje veća dubina nego na kraju ciklusa rezanja tj. debljina odnosno dubina reza treba da bude promenljiva

Slika 5.6. Šema rezanja tla plugom dozera i grafikon promena otpora koji nastaju pri radu dozera: a) šema poprečnog profila radilišta pri rezanju; b) otpor na rezanje; c) otpor na kretanje materijala ispred pluga dozera (otpor na premeštanje vučne prizme); d) ukupan otpor na rezanje i premeštanje vučne prizme: I,II,III, putevi pri rezanju odreska različite debljine (b1 b2, b3) i IV put pri transportu. Pri radu na padu, rez buldozera može da bude postojane dubine na celom putu sabiranja materijala, jer se u rezultatu rada na padu pojavljuje rezerva vučne sile obzirom da je otpor na premeštanje - transport materijala ispred pluga (a takođe i samog tegljača) znatno manji nego pri radu na horizontalnom radilištu ili na usponu. Dužina puta na kome dozer sabija materijal ispred pluga iznosi najčešće 5-7 m, i vrši se u I ili II stepenu prenosa odnosno brzini tegljača. Transport materijala se vrši na većim stepenima prenosa. Da bi se smanjilo rasipanje materijala na bočnim stranama pluga, treba nastojati da se

216

transport vrši po useku dubine do 0,6 m, koji se dobija odnosno može da formira iz nekoliko prolaza dozera. Na ovaj način je moguće povećati kapacitet dozera za 1,5 do 2 puta, ako dužina transporta materijala nije veća od 50-70 m (slika 5.7).

Slika 5.7. Rad dozera u useku

a) pri transportu materijala na površini b) pri transportu materijala u useku

Isto tako, pričvršćivanjem na plug dozera dodatnih štitnika na gornjem delu i bočnim stranama pluga, moguće je povećati kapacitet dozera za 20-45%. Kapacitet dozera se može znatno da poveća ukoliko istovremeno rade dva dozera sparenim načinom rada, tj ako su postavljeni jedan uz drugi, a da rastojanje između plugova ne bude veće od 0,25 + 0,50 m kada rade u materijalu I i II grupe i do 0,50 m kada rade u materijalu III grupe.

Slika 5.8. Šematski prikaz sparenog rada dozera:

1) materijal koji bi mogao biti transportovan pojedinačnnim radom dozera 2) materijal koji se transportuje sparenim radom dozera

Pri sparenom radu skoro za dva puta se smanjuju otpori tla i povećava širina zahvata utoliko što se ukupnoj dužini dva pluga, dodaje širina rastojanja između njih. Kapacitet svakog dozera se povećava na ovaj način za 10-15 %. Radi povećanja kapaciteta primenjuje se takođe rad sa etapnim transportom materijala. U prvoj etapi rada materijal se premešta na polovinu ili na jednu trećinu ukupne dužine transportnog puta i tu se sabira u gomilu zapremine 100 do 200 m3, a zatim transportuje dalje. Ovakvim načinom rada rasipa se mnogo manje materijala, a kapacitet dozera može da bude veći za 5÷ 10 %. Znatan deo radnog vremena se troši na prazan odnosno jalov hod dozera. Radi smanjenja ovoga gubitka pri srazmerno malim dužinama transporta (30-50 m) veoma celishodno je prazan hod buldozera vršiti pri maksimalnoj brzini kretanja unazad. Pri transportu ne veće daljine prazni hod se vrši kretanjem unapred. Zavisno od načina rada kapacitet dozera može da se odredi:

217

a) pri otkopavanju i transportu materijala

c

nvp

TKKV

Q⋅

=600.3

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

hm3

gde su:

Vp - zapremina vučne prizme u m3; Kv - koeficijent iskorišenja dozera po vremenu (obično 0,85÷ 0,90, a retko 0,50÷ 0,70); kn - koeficijent kojim se uzima u obzir da li dozer radi na padu ili usponu. Ovaj koeficijent može da se odredi iz tabele 3-5;

Ugao uspona u stepenima kn

Ugao pada u stepenima kn

0-5 1.00-0.67 0-5 1.00-1.33 5-10 0.67-0.50 5-10 1.33-1.94 10-15 0.50-0.40 10-15 1.94-2.25 15-20 2.25-2.68 Tc - vreme trajanja radnog ciklusa u sec.

poco

o

p

p

r

ro ttt

vl

vl

vl

T 2+++++= [ ]sec

gde su:

vr,vp i vo - brzine dozera pri rezanju transportu materijala i obratnom praznom kretanju, m/sec. lr,lp i lo - dužina puta pri rezanju, transportu mate-rijala i obratnom - praznom kretanju dozera u m tc – vreme potrebno za uključivanje u brzinu (oko 5 sec); to – vreme potrbno za spuštanje pluga (1.5÷ 2.5 sec); tp – vreme potrbno za okretanje dozera (oko 10 sec).

b) pri radovima na planiranju – ravnanju terena

( )⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

−⋅=

pr

t

vI

t

tvl

n

kbllQ

ϕsin600.3 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

hm2

gde su:

l t - dužina dela terena koji se planira, odnosno poravnava, m; b - deo širine pređene (isplanirane) trake na terenu koji se ponovo planira pri sledećem graničnom prolazu buldozera (obično 0,3 ÷ 0,5 m); n - broj prolaza dozera po jednom istom mestu (n=1÷ 2 prolaza); vr - radna brzina dozera, m/sec; tp - vreme potrebno za okretanje dozera (oko 10 sec).Pri planiranju odnosno ravnanju površina koje nisu duže od 30-40 m ekonomičnije je raditi bez okretanja traktora.

218

Dozeri obično kao i druge mašine na površinskim otkopima, uz odgovarajući režim rada mogu se koristiti u toku cele godine. Još nekoliko napomena o korišćenju dozera koji mogu biti od koristi. Pre svega, gubici materijala pri transportu dozerom rastu sa povećanjem rastojanja na koje se materijal transportuje. Analogno ovome, sa povećanjem dužine transporta smanjuje se kapacitet dozera. Tako na primer, pri transportu materijjala I-III grupe na rastojanje od 40 m, smenski kapacitet dozera je za 2,2 puta veći, nego pri transportu ovih materijala na rastojanju od 100 m. Prema tome, kao efikasno sredstvo za borbu protiv gubitka materijala prilikom trarisporta, je smanjenje rastojanja transporta. Praksa je pokazala da se najveći kapaciteti odnosno učinci mogu ostvariri pri transportu materijala na rastojanju ne većem od 70 m. Ako je materijal potrebno transportovati na veću udaljenost, onda treba primeniti neku od ranije pomenutih metoda. Iskorišćenje tehničkih mogućnosti dozera zavisi i od proizvodnog iskustva odnosno prakse vozača dozera, njegove umešnosti da održava mašinu u tehnički ispravnom stanju, umešnosti da maksimalno skrati dužinu trajanja radnog ciklusa dozera i umešnosti da racionalno koristi snagu motora pri ispunjenju pojedinih elemenata u radnom ciklusu. Tehničko stanje mašine zavisi od kvalifikovanosti odnosno znanja vozača dozera, konstrukcije i pravilne eksploatacije, a takođe i od redovnog tehničkog održavanja (podmazivanja, regulisanja, pritezanja pojedinih delova i kontrole stanja). Na početku našeg razmatranja smo rekli da se kao bazni tegljač dozera može da upotrebi: tegljač guseničar ili tegljač sa pneumaticima. U poslednje vreme se u svetu sve više primenjuje za ovu svrhu tegljač sa pneumaticima. Tako na primer, savremeni park samohodnih skrepera na točkovima u SAD čini 70 %, a dozera vecć 40 % od ukupnog broja skrepera i dozera. Opaža se tendencija ka sniženju pritiska u pneumaticima do 120-180 kN/m; primenjuje se isto tako regulisanje specifičnog pritiska na tlo putem promene pritiska vazduha u gumama. Pri ovome gume treba da dozvoljavaju duži rad pri pritisku vazduha u njima od 60 ÷ 100 i 300 ÷ 350 kN/m2.

Kao rezultat poboljšanja konstrukcije tegljača sa pneumaticima i poboljšanja eksploatacionih karakteristika, dozer montiran na tegljaču sa pneumaticima u poređenju sa onim na gusenicama ima sledeća preimućstva:

Slika 5.9. Dozer na tegljaču MAZ-528 sa pneumaticima niskog pritiska

1) nižu cenu izrade, eksploatacije i remonta; 2) znatno veću (za 4÷ 5 puta) brzinu kretanja; 3) manju masu (masa transportnog uređaja tegljača sa pneumaticima čini 25 ÷ 30 % od mase ukupne mašine, dok kod guseničnog tegljača ovo iznosi 35÷ 40 %).

219

4) znatno veću produktivnost (produktivnost dozera na tegljaču sa pneumaticima je veća za oko 1,7 puta od onih na tegljaču sa gusenicama) 5) dosta nižu cenu koštanja jedinice produkcije, 6) širu oblast primene. Međutim, dozer na tegljaču sa pneumaticima u poređenju sa onim na gusenicama ima i sledeće nedostatke:

1. znatno manji koeficijent athezije sa tlom; 2. znatno veći koeficijent otpora na kretanje pri kretanju po bespuću, i 3. manju athezionu vučnu silu koja ne dozvoljava da se uvek iskoristi puna

snaga instalisanih motora. Pogrešno bi bilo misliti da dozeri sa pneumaticima na površinskim otkopima istiskuju guseničare. Naprotiv, dozeri guseničari poseduju takva preimućstva u pogledu prohodnosti (kretanje po raskvašenim i mekim terenima) i pri tome takvu manevarsku sposobnost, koju do danas nije u stanju da zameni nijedna druga masina. 4.2. Riperi Riperi su mašine sa ovesnim ili priključnim radnim organom u obliku rama sa zubima za slojevito razaranje tla i njegovo odvaljivanje u komadima iz masiva. Riperi se primenjuju, po pravilu, za razaranje odnosno rastresanje takvih stena koje se ne mogu kopati bagerima, dozerima ili skreperima.

Slika 5.10. Riper Ripovanje je priprema tvrdih stena otkrivke ili mineralne sirovine za otkopavanje. Na površinskim kopovima može poslužiti kao alternativa bušenju i miniranju i svodi se na razaranje stena pomoću posebnog uređaja na buldozeru tzv. ripera. Riper je snabdjeven jednim ili više zuba koji pomoću hidrauličkog pritiska prodiru u stensku masu i razaraju je u toku kretanja buldozera. Povećanje efikasnosti ripovanja se postiže prvenstveno unapređenjem performansi buldozera i modernizacijom ripera. Zato napredno projektovanje uključuje hidraulička poboljšanja povećanja snage motora u cilju postizanja veće vučne sile, kao i kvalitetniju izradu ripera. Osnovna prednost tehnološkog procesa ripovanja nad bušenjem i miniranjem se ogleda u mogućnosti selektivne eksploatacije ležišta. Ripovanjem se može postići

220

izuzetno veliki stepen selektivnosti, za razliku od bušenja i miniranja, što je veoma značajno u daljem procesu pripreme i korišćenja mineralne sirovine. Osnovni faktori koji utiču na opredeljenje za izbor odluke koja će tehnika biti primenjena su:

– količina mineralne sirovine koja je predisponirana za eksploataciju, – fizičko-mehaničke karakteristike radne sredine, – mogućnost korišćenja adekvatne riperske ili bušačko-minerske opreme, – tehnološke šeme rada, – potrebna granulacija otkopanog materijala, – način utovara i transporta otkopane mineralne sirovine, – materijalni troškovi.

Klasifikacija ripera se može vršiti u zavisnosti:

– od snage tegljača, – od načna transporta, – namene ripera, – položaja ugrađene riperske opreme, – broja zuba, – načina pričvršćivanja riperske opreme i – oblika riperske opreme.

Po snazi razlikuju se laki, srednji, riperi velike snage i vrlo velike snage.

– u lake spadaju oni kod kojih motor tegljača ima snagu do 55 kW; – u srednje od 55 do 110 kW; – u velike – od 110 do 220 kW i – vrlo velike sa snagom motora tegljača većom od 220 kW.

Po načinu transporta buldozera, razlikuju se riperi guseničari i točkaši. U zavisnosti od položaja ugrađene riperske opreme razlikuju se riperi sa pričvršćivanjem na telo zadnjeg mosta ili za ram gusjeničnog obrtnog postolja. Najširu primjenu dobilo je pričvršćivanje riperske opreme za telo zadnjeg mosta buldozera. Po nameni riperi se dele na osnovne i pomoćne:

– Osnovni riperi služe za ripovanje smrznutih i stenovitih materijala čiji je otpor kopanju takav da se oni ne mogu otkopavati bez prethodnog ripovanja.

– Pomoćni riperi se montiraju na buldozere male snage, utovarivače, grejdere, skrepere ili se priključuju na buldozerske raonike za izvođenje pomoćnih radova. Ti riperi su namenjeni za ripovanje guste nezamrzle zemlje ili slegnutih materijala, što dozvoljava da se poveća produktivnost, proširi oblast primene i produži rok trajanja radne opreme.

Po broju zuba razlikuju se riperi sa jednim i više zuba.

221

5.11. Zubi ripera

U literaturi najčešće korišćena podela ripera je po obliku riperske opreme i to na zglobne, paralelogram i podesive paralelogram riper. Oni mogu biti kako sa podesivim tako i sa nepodesivim uglom ripovanja i trajektorijom penetracije zuba u masiv.

5.12. Zglobni riper, Paralelogram riper, Podesivi paralelogram riper U praksi se najviše koristi podesivi paralelogram riper, koji se može hidraulički podešavati u toku samog ripovanja, što je veoma bitno za izbor optimalnog ugla ripovanja. Ovaj tip ripera se odlikuje visokom pouzdanošću, a pokretljivost mehanizama u odnosu na buldozer se ostvaruje hidrocilindrima dvostranog dejstva, koji se pokreću hidrosistemom buldozera. Pokretljivost mehanizama omogućava efikasnije ripovanje veoma čvrstih stenskih masa. Takva konstrukcija obezbeđuje istovremeno bolje naleganje buldozera na podlogu i bolje korišćenje njegove vučne sile. Na taj način se znatno širi oblast primene ripera. Tehnologija rada Tehnika ripovanja je drugi faktor koji direktno utiče na povećanje proizvodnje i povećanje radnog veka buldozera i ripera. U procesu ripovanja kritična tačka je prodiranje zuba ripera u tlo (penetracija) i može biti ključni faktor u određivanju ripovnosti materijala. Najbolje prodiranje zuba ripera se postiže kada se riper postavi u zadnji položaj što je posebno značajno kod tvrđih stena. Povećan ugao ripovanja omogućava brže prodiranje zuba u tlo i skraćuje vreme radnog ciklusa. U suprotnom, otpor ripovanju bi rastao uz smanjenje efikasnosti ripovanja. Zbog toga su podesivi paralelogram riperi najpogodniji jer omogućavaju da se postigne najbolji ugao za

222

prodiranje zuba u tlo. Nakon postizanja željene dubine, zubi ripera se pomeraju napred u položaj za ripovanje.

5.13. Položaj ripera pri penetraciji, Položaj ripera u toku ripovanja

a) b)

5.14. Položaj ripera u toku ripovanja: a) pravilno, b) nepravilno 5.3. Cevopolagači Cevopolagači (samohodne dizalice sa bočnim kranom), posle dozera, predstavljaju jednu od najzastupljenijih pomoćnih mašina na površinskim kopovima. Oni obavljaju brojne radove od čijeg kvaliteta i brzine izvođenja direktno zavisi efektivnost rada osnovne mehanizacije. Najčešći poslovi koji se obavljaju cevopolagačima su: - pomeranje transportera, - nivelacija transportera, - uvlačenje i izvlačenje gumene trake, - montaža i demontaža transportera (postavljanje, produžavanje i skraćivanje), - dizalični radovi (utovar i istovar različitih elemenata konstrukcije), - radovi vezani za održavanje (demontaža i montaža elemenata transportera i bagera), - radovi vezani za odvodnjavanje kopa (postavljanje cevovoda i pumpi, itd.), - prevlačenje različitih elemenata konstrukcije unutar kopa, - prenošenje različitih elemenata konstrukcije, itd. Cevopolagači imaju veliku primenu na površinskim kopovima zahvaljujući pre svega dobroj prohodnosti i malom specifičnom pritisku na tlo. Shodno ovome, oni veoma uspešno zamenjuju dizalice pre svega na slabo nosećim terenima, posebno u slučajevima kada teret treba preneti na određeno rastojanje.

223

Cevopolagači su veoma zahvalne mašine za izvođenje brojnih radova vezanih za transportere: - postavljanje, produžavanje ili skraćivanje; - održavanje (zamena pogonskih agregata, bubnjeva, nosećih valjaka, gumene trake, itd.); - nivelacija, vuča pogonskih i povratnih stanica, izmeštanje utovarnih i istovarnih kolica, itd. Ove mašine su, takođe veoma primenljive i u procesu održavanja bagera i to pre svega za utovar i istovar vedrica prilikom njihve zamene, za radove na guseničnom transportnom uređaju bagera, itd. Međutim, najvažnija namena cevopolagača na površinskim kopovima vezana je za radove na pomeranju transportera. Kako je za obavljanje radova pomeranja transportera neophodno zaustaviti rad osnovnih tehnoloških sistema, imperativno se nameće potreba da se radovi pomeranja i naknadne regulacije transportera obave što kvalitetnije i u što je moguće kraćem vremenskom roku. Za radove pomeranja transportera cevopolagači moraju biti opremljeni specijalnom glavom za pomeranje. Upravo radovi na pomeranju transportera naravno, uz puno respektovanje konkretnih uslova radne sredine i primenjene osnovne mehanizacije, meritorni su za optimalni izbor cevopolagača. Naime, cevopolagači nedovoljne snage i mase ne mogu postići zadovoljavajuće učinke pomeranja. a sa druge strane predimenzionisana mašina ne odgovara zbog veće mase, nabavne cene i nemogućnosti iskorišćenja njenog optimalnog kapaciteta. Prilikom izbora cevopolagača prvenstveno se mora voditi računa o sledećim parametrima:

- veličini očekivanih spoljašnjih otpora na dizanje i pomeranje, - jediničnoj masi transportera, - dozvoljenoj nosivosti tla i opštem stanju terena, - potrebnom koraku pomeranja u jednom prolazu, - potrebnoj visini dizanja stezne glave sa šinom.

Cevopolagači se sastoje od bazne mašine i radnog organa u obliku strele sa dizalicom. Dakle bazna mašina je ista kao i kod dozera (traktor guseničar) , stim da se sa jedne strane postavlja strela, a sa druge protiv teg. Glavni delovi bi bili :

– Šasija – Motor – Pretvarač obrtnog momenta – Menjač – Sistem za upravljanje i kočenje osnovne mašine – Bočni reduktor – Gusenični uređaj za kretanje – Dizalica – Strela – Protiv teg – Levi, desni i centralni nosač

224

Slika 5.15. Cevopolagač Danas se u svetu izrađuju cevopolagači koji imaju nosivosti preko 1000 kN sa masom od preko 65 tona. Najveći proizvođači su “Caterpillar” (USA), “Liebherr” (Nemačka), “Stalowa Wola” (Poljska), “Komatsu” (Japan), “Dresser” (USA) i dr.

Slika 5.16. Cevopolagači 5.4. Utovarna lopata – utovarivači Utovarne lopate ili utovarači su otkopno-transportne mašine koje se sve više primenjuju u površinskoj eksploataciji i to prvenstveno za utovar rastresitog materijala, kao i za otkopavanje i utovar slabije vezanih materijala. Sve veća primena utovarača na površinskim kopovima rezultat je niza prednosti koje imaju ove mašine: - relativno veliki kapacitet u odnosu na masu, - male eksploatacione troškove, - veliku brzinu koja im omogućava da obavljaju i transportne radove, - manje troškove nabavke, - mogućnost opsluživanja više radilišta, - malu masu, - mogućnost rada u skučenom prostoru, - nezavisnost produktivnosti od smanjenja visine radilišta, itd.

225

5.17. Utovarivač Na površinskim kopovima utovarači se koriste za izvođenje sledećih poslova: - otkopavanje i utovar različitih materijala u mekom i rastresitom stanju, - čišćenje terena oko pogonskih i povratnih stanica, - izrada trasa za postavljanje transportera, - čišćenje terena, - naguravanje pontona prilikom pomeranja transportera, - prenošenje različitog materijala (valjci, boce i sl.), - čišćenje etaža i utovar otpadnog materijala posle izvršenih servisa i investicionih popravki i dr. Osnovni radni element je kašika koja je zglobno vezana za vrh podizne strele. Punjenje kašike materijalom se vrši pod dejstvom potisne sile transportnog uređaja ili, pri zakočenom transportnom uređaju, na račun saglasnog dejstva strele, polužnog mehanizma i hidrauličnih cilindara. Utovarači se po pravilu klasifikuju po sledećim obeležjima:

- nosivost: laki (6-20kN), srednji (21-40kN), teški (41-100kN) i vrlo teški (iznad 100 kN),

- snazi bazne mašine: male snage (do75Kw), srednje snage (76-150kW), velike snage (151-500kW) i veoma velike snage (iznad 500 kW),

- tipu bazne mašine: specijalne šasije, modifikovani traktori, tegljači, - transportnom uređaju: na guseničnom transportnom uređaju, na

pneumaticima, - načinu pražnjenja kašike: prednje(frontalno), zadnje i bočno, - nameni: opšte namene i specijalne.

Utovarači sa čeonim (frontalnim) načinom istovara kašike su našli najširu primenu na površinskim kopovima. Osnovni parametri utovarača su: - nominalna nosivost (kN), - specifična sila kopanja na reznoj ivici ka{ike (60-120 kN/m), - masa radnog organa (25-35% od mase bazne mašine), - nominalna zapremina kašike (izračunata pri radu u sipkom materijalu čija je nasipna masa 1,6t/m3 i koef. punjenja 1,25m3), - sila utiskivanja kašike u materija (svedena na rezni deo kašike) koju mogu razviti hiraulični cilindri za okretanje kašike (kN), - sila podizanja na reznoj ivici kašike koju mogu razviti hidraulični cilindri za podizanje strele (kN).

226

Manevrisanjje utovarača sa teretom u znatnoj meri se smanjuje kada je radni uredjaj poluokretan tj. kada je strela sa kašikom smeštena na obrtnom postolju na platformi tegljača.

Slika 5.18. Utovarač sa kašikom poluokretni 1. cilindar za okretanje kašike; 2. strela; 3. vuča mehanizma sa polugama;

4. kašika; 5. cilindar za podizanje strele; 6. okretni cilindar; 7. obrtni krug. Još bolji su po konstrukciji utovarači koji su montirani na zglobom spojenoj (šarnirno vezanoj) šasiji.

Slika 5.19. Utovarač sa kašikom i šarnirno spojenim ramom:

1. kašika; 2. klackalica polužnog mehanizma; 3. strela; 4. cilindar za okretanje kašike; 5. portal; 6. zadnji most; 7. i 11. kardanske osovine – zadnja i prednja; 8. razvodna kutija; 9. i 10. veza vertikalnih šarnira šasije;

12. prednji most; 13. vuča polužnog mehanizma U oba pomenuta slučaja broj zaokretanja i vraćanja (napred-nazad) mašine, kada je u radu na utovaru, postaje najmanje moguć, obzirom da je ugao zaokretanja radnog uređaja sa obe strane podužne ose utovarača dovoljno veliki. Opisane konstrukcije mogu se smatrati tipičnim za današnje utovarače. METODE RADA UTOVARAČA Efektivnost rada utovarača sa kašikom u znatnoj meri zavisi od metode izvršenja radnih operacija i razmeštaja sredstava transporta koja utovarač tovari. Zavisno od svojstava materijala koji se utovara primenjuju se u osnovi tri metoda odnosno načina utovara: slobodan, vezan i eskavacioni. Razumljivo je da svaki od pomenutih metoda, zavisno od prilika i uslova na radilištu može biti manje ili više modifikovan u svrhu prilagodjavanja i postizanja veće efektivnosti rada. Posle punjenja kašike materijalom, kašika utovarača sa strelom se podiže iznad tla, a

227

utovarač kreće unazad ka mestu istovara. Dolaskom do mesta istovara, kašika se podiže na neophodnu visinu, utovarač se kretanjem unapred dovodi do mesta istovara i na kraju kašika istovara. Da bi gubici u vremenu potrebnom za okretanja i povratak bili što je moguće manji, neophodno je primeniti odnosno izabrati najracionalniju organizaciju rada. Analizirajući moguće načine tehnologije i organizacije rada utovarača veoma pogodni tj. po korišćenju kapaciteta veoma racionalni pri korišćenju utovarača za utovar u sredstva transporta, izdvajaju se ‘’V’’ način i ‘’čeoni’’ način.

1. 2.

Slika 5.20. Šema rada utovarača: 1. pri ’’V’’ načinu; 2. čeonim načinom;

Zavisno od stepena iskoriscenja utovarača po vremenu razlikujemo tehnički i eksploatacioni kapacitet. Tehnički kapacitet je najbolji mogući učinak za odredjeni model utovarača za jedan sat čistog rada mašine u datim uslovima proizvodnje pri pravilno izabranom radnom procesu od strane kvalifikovanog rukovaoca mašina koji je ovladao radnim procesom. Tehnički kapacitet se odredjuje pomoću obrasca:

[ ]h.m.rmkT

kV3600Q 3

rc

pth ⋅

⋅⋅=

gde je:

V - geometrijska zapremina kašike, m3 Tc - duzina trajanja radnog ciklusa, sec k p - koeficijent punjenja kašike k r - koeficijent rastresitosti materijala u kašici.

Eksploatacioni kapacitet se odredjuje pomoću obrasca:

[ ]god.m.rmkT

TkkV3600Q 3

rc

bpe ⋅

⋅⋅⋅⋅⋅=

η

U svetu se proizvode utovarači sa zapreminom kašike od 0,5 do 33 m3 i snagama motora do 1000 kW. Najveći proizvođači utovarnih lopata na svetu su: Caterpillar, Dresser Marketing Division, O&K, Volvo, Komatsu, Marathon Le Torneau i dr. Na površinskim kopovima u upotrebi su utovarači kako sa guseničnim transportnim uređaju tako i na pneumaticima, s tim što se utovarači na gusenicama koriste za obavljanje poslova na etažama kopa, a na pneumaticima za obavljanje ostalih

228

poslova na čvrstoj i stabilnoj podlozi (utovar zastornog materijala i sekundarnih proizvoda, čišćenje terena ispred kopa i dr.). 5.5. Hidraulični bager (rovokopač) Hidraulični bageri su se na svetskom tržištu pojavili u relativno novije vreme. Poslednjih tridesetak godina paralelno sa usavršavanjem bagera sa mehaničkim i električnim prenosom snage od pogonskog motora do izvršnih organa, usavršili su se i bageri sa hidrauličnim prenosom snage. Prvi hidraulični bageri izrađivani su sa zapreminom kašike do 1.25 m3 i pritiskom u hidrosistemu do 70 bar-a. Savremeni hidraulični bageri izrađuju se sa zapreminom kašike i preko 40 m3 i pritiscima do 450 bar-a, sa daljom tendencijom porasta. Njima je moguće kopati tla do IV kategorije čvrstoće.

5.21. Rovokopač

Hidraulični bageri se klasifikuju po sledećim obeležjima: - vrsti transportnog uređaja (gusenični ili pneumatici), - stepenu okretanja platforme (neokretne, delimično okretne i potpuno okretne 3600), - vrsti pogonskog motora (sa SUS motorom, sa elektromotorom), - zapremina kašike (sa malom, srednjom i velikom zapreminom), - visina pritiska hidrosistema (sa niskim pritiskom do 100 bar-a, sa srednjim pritiskom 100-300 bar-a, i sa visokim pritiskom preko 300 bar-a). Poslednjih godina ovi bageri dobijaju sve veću primenu i to kao pomoćne mašine na velikim površinskim kopovima sa kontinuiranim dejstvom i kao osnovne mašine na manjim površinskim kopovima. Na površinskim kopovima sa kontinuiranim radnim procesom hidraulični bageri se koriste za izradu i održavanje kanala za odvodnjavanje, otkopavanje i utovar materijala, za čišćenje terena, otkopavanje rupa za ankere, stubove i dr., rušenje objekata, vađenje panjeva. Proizvođači hidrauličnih bagera u svetu su: Komatsu, Mann Demag, O&K, Caterpillar, Liebherr i dr. 5.6. Grejderi Grejderi su mašine namenjene za planiranje i profilisanje horizontalnih i blago nagnutih terena. Uglavnom se primenjuju za izgradnju puteva i njihovo održavanje. Grejderi vrše profilisanje zemljane osnove puta, iskop bočnih kanala, transport tj. premeštanje otkopanog materijala ka osi puta stvarajući potreban poprečni profil zemljane osnove puta. Pored izgradnje puteva, grejderi se mogu koristiti za ravnanje bočnih stranica kanala za odvodnjavanje, čišćenje puteva od snega, kao i u saradnji

229

sa drugim pomoćnim mašinama, za planiranje većih površina (montažnih i drugih placeva, itd). Grejderi mogu biti vučeni (priključni) i samohodni tzv. motogrejderi. U poslednje vreme samohodni grejderi su u potpunosti istisli priključne grejdere. Osnovni radni element grejdera je plug, koji je za razliku od dozerskog pluga, postavljen između prednjih i zadnjih osovina točkova, čime se postiže lakše i finije planiranje. Plug kod grejdera ima mogućnost zaokretanja u vertikalnoj i horizontalnoj ravni, mogućnost promene ugla rezanja kao i bočnog isturanja van oslonog rama. Klasifikacija samohodnih grejdera najčešće se vrši po: snazi motora, masi mašine, dužini pluga, osovinskoj formuli, sistemu upravljanja, itd.

1234

5.22. Grejder (isti radni organ za sve tipove, po izgledu i principu dejstva: (1) Uski i krivi plug (u poprečnom preseku, pričvršćen za okretni krug (2) koji je postavljen na vučni ram (3), a

koji je univerzalnim šarnirom (4) pričvršćen za osnovni ram mašine) Uobičajena podela grejdera je na: - lake(snaga motora do 70kW, masa mašine do 9t, dužina pluga do 3000 mm i osovinska formula 1-1-2 i 2-2-2), - srednje(snaga motora od 70 do 110 kW, masa mašine iznad 14 t, dužina pluga do 3700 mm, osoviska formula 2-2-2 i 1-2-3),

- teške (snaga motora iznad 110 kW, masa mašine iznad 14 t, dužina pluga do 4900 mm i osovinska formula 1-2-3, 1-3-3 i 3-3-3),

(Osovinska formula a-b-c označava: a - broj osovina sa točkovima za upravljanje, b - broj pogonskih osovina i c - ukupan broj osovina). Najveći proizvođači grejdera u svetu su:Caterpillar, O&K, Faun, Komatsu. Na površinskim kopovima uglja grejderi se uglavnom koriste za planiranje terena prilikom izgradnje puteva, kanala, planiranje montažnih platoa i dr. Naime, fiksiran na određenoj visini, plug pri kretanju grejdera, reže (otkopava) materijal i njime popunjava udubljenja na površini terena. Svakim narednim prolazom površina terena postaje sve ravnija. Osim ovoga, grejderi se koriste za čišćenje snega, održavanje puteva i kanala i za fino planiranje trasa transportera sa gumenom trakom kada uslovi prohodnosti to dozvoljavaju. Radni proces: Poprečno premeštanje materijala, u odnosu na pravac kretanja. Otkopani materijal se podiže po površini pluga i isipa na površinu vučne prizme pred plugom, a zatim premešta uzduž pluga obrazujući na kraju pluga bočnu gomilu.

230

5.23. Radni proces grejdera

5.24. Opšti izgled:

1. Balansir motora, 2. Osnovni ram, 3. Raonik pri hodu unazad, 4. Plug, 5. Vučni ram, 6. Dozerski plug, 7. Mehanizam za podizanje vučnog rama, 8. Mehanizam za podizanje radnog organa

Na nosaču motora (osnovnom ramu) postavljeni su: motor, agregati transmisije, mehanizmi za upravljanje i kabina za vozača. Prednjim delom osnovni ram se oslanja preko držača na prednji most, a veza izmedju njih je zglobna (šarnirna) – to dozvoljava nagib mosta u vertikalnoj ravni u odnosu na ram. Zadnjim krajem ram se oslanja na zadnje osovine (kao dva posebna mosta), a koje su vezane sa osnovnim ramom balansnim vešanjem ili balansnim obrtnim postoljem – to dozvoljava da točkovi mogu menjati položaj u zavisnosti od neravnina tla. U prednjem delu ispod nosećeg rama, pomoću univerzalnog zgloba, pričvršćen je vučni ram (5), čiji je zadnji deo pokretno vezan za osnovni ram desnim i levim mehanizmom za podizanje radnog organa (8) i mehanizmom za izvlačenje (podizanje) vučnog rama (7). Separatno dejstvo mehanizma za podizanje omogućava okretanje vučnog rama oko podužne ose, a istovremeno i podizanje ili spuštanje njegovog zadnjeg kraja – time se menja i položaj pluga grejdera. Mogu biti: laki, srednji i teški. Dužina pluga: 3000, 3700 i 4200 mm. Snaga motora: do 70kW, 70-110kW i preko 110kW. Uredjaji za kretanje: pogonski (vodeći) točkovi i vodjeni točkovi. Vodjeni se koriste za upravljanje. Pogonskim se predaje odnosno prenosi obrtni moment, koji u dodiru sa tlom razvijaju vučnu silu, koja mora da savlada sve otpore pri radu grejdera. KAPACITET AUTOGREJDERA Postavljen na postojanoj visini, plug pri kretanju grejdera reže (otkopava) materijal i otkopanim materijalom zasipa udubljenje na površini terena. Svakim narednim prolazom površina terena postaje sve ravnija.

231

Ova sposobnost za planiranje se objašnjava time što plug postavljen izmedju prednjih i zadnjih točkova, pri nailasku na neravnine, dobija manje vertikalno pomeranje (podizanje) od točkova. Svakim narednim prolaskom neravnine se automatski likvidiraju, a površina terena postaje sve više poravnata. Autogrejderi sa 3 osovine imaju bolja svojstva za planiranje od onih sa 2 osovine. Za odredjivanje kapaciteta potrebno je znati: - šemu prohoda - broj prohoda - raspodelu materijala Kapacitet na izradi puta za jednu smenu:

Lp – dužina radnog segmenta puta, m kv – koeficijent iskorišćenja autogrejdera po vremenu tsm – dužina trajanja smene, h t – dužina tarajanja radnog ciklusa tj. vreme neophodno za ravnanje segmenta puta dužine L, min

Ukoliko se kapacitet autogrejdera odredjuje po zapremini otkopanog materijala, može se koristiti obrazac kao kod dozera:

Vp – zapremina vučne prizme, m3 kr – koeficijent rastresitosti materijala u vučnoj prizmi tc – vreme trajanja radnog ciklusa, min

t1 – vreme za premeštanje materijala plugom t2 – vreme potrebno za prazan hod (povratak) t3 i t4 – vreme potrebno za podizanje pluga u položaj za transport i za spuštanje pluga t5 i t6 – vreme potrebno za promenu brzina i za okretanje na kraju radnog i praznog hoda

5.7. Skreperi Skreper je mašina za kopanje i transport otkopanog materijala, koja se kreće sopstvenim pogonom ili je vučena tegljačem, namenjena je za slojevito rezanje tla, njegov transport i istovar. Primenjuje se za ravnanje (planiranje) terena, izradu useka i rovova, iskopa i nasipa za puteve, nasipa za kanale, brane i mnoge druge radove u građevinarstvu. Na površinskim otkopima skreperima pored nabrojanih pomoćnih radova može da se vrši otkopavanje rudne supstance, otkopavanje i pomoćni radovi na čišćenju krovine

[ ]smeni/mt

tkL60Q smvp

sm⋅⋅⋅

=

[ ]smeni/mkt

tkV60Q 3

rc

smvpsm ⋅

⋅⋅⋅=

654321c ttttttt +++++=

232

sloja od jalovine, otkopavanje jalovih proslojaka pri selektivnoj tehnologiji rada itd. Skreperi se preporučuju za radove u mekom i srednje čvrstom materijalu koji ne sadrži komade kamena veće od 300 mm odnosno 600 mm, zavisno od zapremine skreperskog sanduka i za transport materijala po bezputnom terenu na rastojanju od 0,15 do 5 km.

Slika 5.25. Skreper Proces svoga rada skreper obavlja na sledeći način: Na mestu utovara, skreperista uključuje tegIjač u prvu brzinu, spušta sanduk i podiže zaslon. Sanduk se nožem urezuje u tlo pod dejstvom sopstvene sile težine i vučne sile tegljača i na taj način se puni materijalom. Za vreme ove operacije skreperista kontroliše punjenje sanduka i reguliše debljinu reza u zavisnosti od opterećenja motora. Obično se sanduk brzo urezuje na maksimalnu dubinu, a zatim se postepeno podiže. Dužina puta za punjenje sanduka obično iznosi od 8 do 35 m.

233

5.26. Radni ciklus skrepera

Pri izlasku reznog dela sanduka iz tla skreperista zatvara zaslon, uključuje mašinu u drugu ili treću brzinu i usmerava je ka mestu istovara materijala. Kod većine skrepera istovar se vrši u kretanju, pri čemu se materijal istresa napred između zadnjih točkova skrepera. Zavisno od zapremine skrepera debljina sloja koji se istresa iznosi 0,20 – 0,60 m, a reguliše se podizanjem ili spuštanjem sanduka. Dužina puta za istovar iznosi obično od 15 - 40m. Za vreme istovara otpor na kretanje se povećava, a deo snage motora se troši na upravljanje sandukom, te stoga skreperista uključuje tegljač u prvu ili drugu brzinu. Po završenom praznjenju, sanduk skrepera se podiže u položaj za transport, zaslon se spušta i skreper se upućuje ka mestu utovara. Na opisani način rad skrepera teče neprekidno. Skreperi sa zadnjim istovarom u nekim slučajevima se pri istovaru zaustavljaju. ŠEME RADA SKREPERA Da bi skreper mogao uspešno da radi moraju se najpre odstraniti: korenje, veći komadi kamenja (stene-blokovi), zatim treba urediti put za odlagalište, isušiti radilište ukoliko ima vode itd. Kod građeviniskih i rudarskih radova primenjuju se uglavnom sledeće šeme rada skreperom:

a) prstenasto kretanje bez i sa ukrštanjem b) spiralno kretanje c) kretanje po valovitoj krivoj - sinusoidi (cik-cak).

234

Na površinskim otkopima (naročito uglja) skreperi se, kao što smo ranije rekli, primenjuju za manju otkrivku slojeva, skidanje gornjih neravnina kod staza i slično.

a b c d

5.27. Šeme rada skreperom: a – pri spiralnom kretanju, b – pri sinusoidnom kretanju, c –

prstenasto kretanje bez ukrštanja, d – prstenasto kretanje sa ukrštanjem Skreperi mogu uspešno da se primene na otkrivanju mekih stena, koje se transportuju na udaljenosti ne veće od 150 - 800 m, kao i za otkrivanje ne tako velikih količina (godišnje 500-600.000m3), pri moćnosti - debljini otkrivke 8 - 10m.

Slika 5.28. Šema radnog procesa skrepera na otkrivanju (skidanju) jalovine na površinskom otkopu

PODELA SKREPERA Skreperi koji se danas proizvode, mogu biti svrstani u tri osnovne grupe: priključni, polupriključni i samohodni. Priključni dvoosovinski skreperi sa geometrijskom zapreminom sanduka od 0,75 – 45 m3 i većom, obično su vučeni traktorima gusaničarima snage od 11 – 290 kW, a primenjuju se za radove na terenu sa promenljivim reljefom pri transportu materijala po besputnom terenu na rastojanja od 0,3 – 0,7 km, koja mogu biti u nekim slučajevima veća i za 50%. Ako su uslovi reljefa dobri i ako je moguće kretanje skrepera po putu, onda ovi priključni skreperi mogu biti vučeni dvoosovinskim brzohodnim tegljačima na pneumaticima snage 50 do 600 kW. Na ovaj način je moguće povećati rastojanje prevoza za skoro 7 puta u odnosu na prethodno spomenuto. Polupriključni skreperi se takođe izrađuju sa geometrijskom zapreminom sanduka od 0,75 do 45 m3 i većom. Kod zapremine sanduka od 0,75-6 m3 najčešće su vučeni traktorima guseničarima snage od 11 – 60 kW, a upotrebljavaju se za eksploatacione radove manjeg obima pri kojima uslovi transporta zahtevaju veće manevarske radove i pri složenim reljiefnim uslovima. Kod dobrih uslova reljefa i puteva,

235

upotrebljavaju se polupriključni skreperi sa zapreminom sanduka od 4,5 do 45 m3 , a vučeni su tegljačima na pneumaticima. Samohodni skreper je u stvari skreper sa ugrađenim motorom, koji je obično postavljen na zadnjem delu mašine. Ponekad se umesto prednje pogonske osovine skrepera primenjuje jednoosovinski tegljač. Ovi skreperi pri istoj ukupnoj sili težine imaju veću athezionu težinu od priključnih i polupriključnih skrepera i veću snagu, manevarsku sposobnost i brzinu kretanja. U proseku najveća brzina traktora odnosno tegIjača sa gusenicama iznosi 9-11 km/h, dvoosovinskih tegljača sa pneumaticima 35 – 45 km/h, dvoosovinskih tegljača sa sedlom 70 – 80 km/h, a jednoosovinskih tegljača 45 – 60 km/h. Maksimalni uspon koji može da savlada natovaren polupriključni skreper vučen tegljačem točkašem u prvoj brzini iznosi od 30 – 35%. Polupriključni skreperi sa jednoosovinskim tegljačem su danas mašine sa najvećim manevarskim sposobnostima, a ujedno i najbrže. Najveći im je nedostatak što se samo 52 – 55% od ukupne sile težine natovarene mašine predaje na pogonsku osovinu tegljača. Ovo u znatnoj meri snižava vučnu mogućnost mašine te uslovljava (obično pri punjenju skrepera) primenu mašine gurača, u koje svrhe se može upotrebiti dvoosovinski tegljač ili traktor guseničar sa specijalnim odbojnikom ili buldozerskim plugom. Još manje se iskorišćava vučna sila dvoosovinskih tegljača točkaša, kod kojih se na pogonsku osovinu predate samo 37 – 38% od sile težine napunjene mašine. SASTAVNI ELEMENTI SKREPERA Skreper se sastoji iz radnog organa – sanduka, transportnog uređaja (jedno ili dvoosovinskog), mehanizma za upravljanje sandukom skrepera i zaslona. Kod priključnih i polupriključnih skrepera dodaje se uređaj za vuču, a kod samohodnih pored ovoga i pogonski uređaj.

Slika 5.29. Šema samohodnog skrepera: 1-tegljač; 2-pogonski točak; 3-priključni uređaj; 4-hidraulični cilindar za okretanje; 5-hidraulični cilindar za podizanje sanduka; 6-uljni provodnik;

7-vučni ramj 8-zaslon; 9-sanduk i zadnji ram; 10-zadnji zid sanduka; 11-zadnji točak; 12-odbojnik.

236

Slika 5.30. Šema priključnog dvoosovinskog skrepera sa hidrauličnim upravljačem: 1-priključak; 2-prednji točak; 3-vučni ram; 4-hidraulični cilindar za podizanje i spustanje

sanduka; 5-zaslon; 6-sanduk; 7-hidraulični cilindar za upravljanje zaslonom; 8-pokretni zadnji zid; 9-hidraulični cilindar za upravljanje zadnjim zidom; 10-zadnji točak; 11-bufer; 12-dno

sanduka; 13-nož; 14-univerzalni šarnir DIMENZIJE SKREPERSKOG SANDUKA Skreperski sanduk je vrlo složen radni organ u odnosu na njegovu funkciju, jer je vrlo teško odrediti najpogodnije i najefikasnije uslove za istovremeno rezanje odnosno odvaljivanje od masiva i punjenje sanduka. Širina sanduka se bira takva da odgovara razmaku između zadnjih točkova gde se ovaj sanduk postavlja. Stoga je:

B2BKB TT Δ−−= gde su:

TK - širina između točkova skrepera odnosno tegljača;

TB - širina pneumatika skrepera; BΔ - zazor između unutrašnje strane gume i bočne strane sanduka skrepera.

Pored ovoga, širina sanduka po pravilu treba da bude takva da gabariti skrepera odgovaraju železničkim uslovima radi mogućnosti prevoza bez prethodne demontaže mašine. Pri zadanoj zapremini sanduka treba birati maksimalno moguću širinu sanduka, jer što je veća širina sanduka, tim je veća širina i reznog noža, a time je manji specifični otpor tla na rezanje (Kr) i visina sanduka H. Pri minimalnoj visini H, znatno se smanjuju gubici u radnom procesu pri punjenju sanduka, odnosno moguće je smanjiti ukupni utrošak energije u radnom procesu. Zavisno od zapremine sanduka skrepera q, neki autori preporučuju sledeći obrazac za određivanje širine sanduka:

38.0q43.1B ⋅= ako je 3m115.1q −= q01.041.3B += ako je 3m2511q −=

Visina sanduka skrepera treba da je minimalno moguća, jer otpori na punjenje po visini sanduka rastu po stepenovanoj zavisnosti čiji je pokazatelj veći od jedinice.

237

Visina sanduka može da se odredi i relacijom:

( )B6.04.0H −= Kako se sanduk skrepera bira prema određenoj vučnoj sili mašine, to treba njegovu visinu odrediti tako da ukupan otpor pri radu sanduka ne prelazi određenu vučnu silu koja dovodi sanduk u kretanje. Dužina sanduka se bira na bazi već poznate širine i visine sanduka, kao i na bazi zadane zapremine. Pri izboru dubine treba imati u vidu da se sa njenim povećanjem povećavaju i otpori na punjenje sanduka kao i kolska osnova skrepera, što uzrokuje povećanje mase mašine. Analizom savremenih konstrukcija skrepera utvrđeno je da odnos dužine sanduka L i visine H se kreće od 0,8 do 1,0 i da je pri tome odnos blizi jedinici što je zapremina sanduka veća. Sanduk skrepera u poprečnom preseku po pravilu ima pravougaoni oblik, a sastoji se iz dna, bočnih i zadnje strane. Dno sanduka je izloženo brzom habanju i dinamičkim naprezanjima osobito u momentu spuštanja. Radi toga se njegov donji deo specijalno ojačava. Rezni deo sanduka treba da poseduje minimalno dozvoljeni ugao rezanja. Zadnji ugao ne treba da bude manji od 10°, a ugao rezanja - ne veći od 30°. Rezna ivica treba da je oštra, jer jer je uticaj ravni habanja i tupljenja noža na rad skrepera veoma veliki. Glatki nož sa pravolinijskom ivicom je neracionalan sa gledišta utroška energije i stepena punjenja sanduka skrepera; primenjuje se samo za radove na planiranju. Noževi sa ispupčenim srednjim delom u poređenju sa glatkim, smanjuju utrošak enerje se pri rezanju, omogućuju veću debljinu rezanja u srednjem delu sanduka, što poboljšava uslove za prolaz reza kroz materijal u sanduku i pozitivno utiče na njegovo punjenje. Ugrađivanje zuba otežava promicanje odreska u sanduk, mada snižava utrošak energije pri rezanju. Ipak, preporučljiva je primena zuba kod skrepera sa elevatorskim utovarom, kada se ne pokazuje negativni uticaj usitnjavanja tla zubima, jer se istovremeno povećava brzina utovara sanduka i smanjuje utrošak energije pri rezanju. Zaslon. Zaslon za sanduk skrepera se izrađuje kao samootvarajući i sa dirigovanim otvaranjem pomoću sistema za upravljanje. Pri radu skreperskog sanduka sa samootvarajućim zaslonom, ispred sanduka se obrazuje vučna prizma od materijala koja se gura zaslonom. Usled ovoga nastaje sila otpora P.

Slika 5.31. Šeme zaslona kod sanduka skrepera: a) samootvarajući;

b) sa dirigovanim otvaranjem

238

Profil zaslona i tačka pričvršćivanja šarnirne veze zaslona se biraju takvi da se zaslon može podizati pod dejstvom sile P. Veličina sile P zavisi od profila zaslona, veličine vučne prizme i fizičko-mehaničkih svojstava materijala. U poslednje vreme se izrađuju samo skreperi sa zaslonima čije otvaranje se diriguje pomoću sistema za upravljanje. Profil i tačka učvršćenja ove vrste zaslona se biraju tako, da zaslon za sve vreme teži da se spusti-zatvori pod dejstvom sopstvene sile težine i pod dejstvom momenta sile P. Kretanje ove vrste zaslona se vrši pomoću sistema za upravljanje. Kod najviše u praksi primenjivanih skreperskih sanduka, tzv. sanduka grabilica (Greiferkubel SchHrfwagen), zazor između kraja zaslona i rezne ivice sanduka iznosi 0,5 - 0,7m. Kod ovakvih skreperskih sanduka zasloni obično mogu da prime 25 - 30% od ukupne zapremine sanduka i imaju različite oblike. Najviše su u primeni zasloni sa prednjim vertikalnim zidom i kosim donjim zidom (obično pod uglom od 30°). Pražnjenje skreperskog sanduka. Primenjuju se uglavnom tri osnovna načina za istovar skreperskog sanduka: slobodni, poluprinudni i prinudni.

Slika 5.32. Šeme osnovnih tipova skreperskih sanduka: a) grabilica; b) sa prinudnim istovarom podizanjem zadnjeg zida; c) sa poluprinudnim

istovarom preko noža - okretanjem dna; d) sa prinudnim istovarom kroz dno; e) teleskopski sa prinudnim istovarom podizanjem zadnjeg zida; f) sa istresanjem unazad

Pri slobodnom načinu praznjenja materijal se može prazniti napred ili nazad (a i f). Zbog toga se sanduk skrepera okreće oko tačke, koja leži blizu težišta sanduka napunjenog materijalom. Ovaj sistem je vrlo prost i ne zahteva dopunske uređaje. Pogodan je samo za rad u slabo vezanom i materigalu koji nije lepljiv. Ovaj sistem ne obezbeđuje dovoljno tačno regulisane debljine sloja istovarnog materijala iz sanduka skrepera. Zbog navedenog, sanduk sa slobodnim istovarom primenjuje se za skrepere male zapremine, koji se upotrebljavaju za pomoćne radove. Pri poluprinudnom načinu, materijal se prazni okretanjem dna ili zadnje strane zajedno sa dnom u odnosu na bočne strane i delimično izgurava. Nedostatak ovog načina istovara skreperskog sanduka je nepotpuno pražnjenje naročito ako su u putanju lepljivi i vlažni materijali. Pri prinudnom načinu pražnjenja, materijal se izbacuje ispred zadnjeg zida koji se izdize, i horizontalno pomiče na točkićima koji se kreću po vođicama. Ovo je

239

najpouzdaniji način i jedan od najrasprostranjenijih, koji obezbeđuje potpuni istovar bilo kakvih materijala iz sanduka. SKREPERI SA GRABULJARIMA Ispitivanja su pokazala da otpor na punjenje skreperskog sanduka materijalom čini skoro 40% od ukupnih otpora koji se javljaju pri radu skrepera. U svrhu da se skreper učini efikasnijim, mobilnijim i racionalnijim uvedeno je punjenje skreperskog sanduka pomoću tračnog transportera odnosno bolje rečeno grabuljara. Skreper opremljen grabuljarom je veće dužine od običnog. Pri proračunu ovakvog skrepera važno je poznavati pored parametara koji se određuju za obične skrepere, veličinu ugla pod kojim treba postaviti grabuljar, snagu za njegov pogon i njegov kapacitet.

Slika 5.33. Šema skrepera sa elevatorskim utovarom: a) proces kopanja;

b) proces pražnjenja a) Kapacitet grabuljara može da se odredi pomoću sledećeg obrasca:

ggggr VlB3600Q ⋅⋅⋅= , ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

hm3

gde je: gB - širina grabuljara gh - visina grabulje na lancu grabuljara gV - brzina kretanja lanca grabuljara gl - dužina grabuljara Ovako računat kapacitet grabuljara treba da obezbedi utovar u sanduk skrepera svog materijala koji se otkopava nožem skrepera tj.:

240

skrggg vFvlB ⋅=⋅⋅ i odavde:

r

gggsk F

vlBV

⋅⋅=

gde je: skv - brzina kretanja skrepera pri rezanju tla rF - površina preseka reza Kada su poznati gB i gl bira se vrednost za gV . Snaga za pogon grabuljara može biti izračunata uzimajući u obzir:

Slika 5.34. Šema za proraču skrepera sa elevatorskim utovarom

- snagu potrebnu za podizanje materijala grabuljarem:

lg

pmgrpg 3600

HQN

η⋅

⋅γ⋅= [ ]W

gde je: mγ - zapreminska težina materijala koji se tovari u sanduk skrepera, N/m3; pH - visina punjenja sanduka skrepera; lgη - k.k.d. radnog lanca grabuljara, (obično 50.045.0lg −=η ) - snagu koja se troši na trenje materijala, koji se nalazi između grabuljara i materijala u sanduku skrepera:

lg

g1pmgrtm 3600

ctgfHQN

η⋅

α⋅⋅⋅γ⋅= [ ]W

gde je: 1f - koeficijent trenja materijala o materijal; gα - ugao nagiba grabuljara prema horizontu. Prema tome, ukupno potrebna radna snaga za pogon grabuljara će biti:

241

( )lg

1pmgrtmpggr 3600

ctgf1HQNNN

η⋅

β+⋅γ⋅=+= [ ]W

Ako se izračuna po iznetom principu snaga neophodna za rad grabuljara za utovar materijala u sanduk skrepera, ona će iznositi više od 20% snage koja se troši za savlađivanje otpora pri punjenju sanduka kod običnog skrepera. KAPACITET SKREPERA Kapacitet skrepera može da se odredi pomoću sledećeg obrasca:

cr

vpss Tk

kkV3600Q

⋅

⋅⋅⋅= ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡

hm3

gde je: sV - geometrijska zapremina sanduka skrepera; pk - koeficijent punjanja sanduka skrepera materijalom (obično u relacijama 25.16.0kp ÷= , zavisno od fizičko-mehaničkih svojstava i sastava tla i kvalifikovanosti vozača skrepera). Vrednost za ovaj koeficijent se može uzeti iz tabele na sledećoj stranici; vk - koefic. iskorišćenja skrepera po vremenu (obično 90.085.0kv ÷= );

rk - koefic. rastresitosti materijaia u sanduku skrepera (obično 40.110.1kr ÷= ); cT - vreme trajanja radnog ciklusa u sec.

povpr4

4

3

3

2

2

1

1c t2tn

vl

vl

vl

vlT ⋅+⋅++++= [ ]sec

gde su: l1,l2,l3,l4 – dužine puta: za punjenje sanduka skrepra, transport materijala, istovara skrepra i povratak preznog skrepera na početni položaj, v1,v2,v3,v4 - brzine kretanja skrepera, koje odgovaraju punjengu sanduka, transportu, istovaru i povratku praznog skrepera; tpr- vreme potrebno za promenu brzina (tpr=3s); n - broj promena brzina; tpov- vreme potrebno za okretanje skrepera (obično sec3015tpov ÷= ). Dužina puta za punjenje sanduka skrepera može da se odredi pomoću:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

⋅

⋅⋅⋅≈ 5.0

FkkkV4.1

l0r

trps1 [ ]m

gde je: 1,4 - koeficijent kojim se uzima u obzir neravnomernost debljine reza; ktr - koeficijent kojim se uzimaju u obzir gubici materijala pri njegovom ulasku u

242

sanduk skrepera; F0 - projekcija ravni reza tla na ravan vertikalnu na pravac kretanja skrepera:

sr0 BhF ⋅= gde je: hr - dubina reza; Bs - širina noža skrepera, jednaka je po pravilu širini sanduka skrepera. Dužina puta pražnjenja sanduka skrepera približno može da se odredi po obrascu:

spr

ps3 Bh

kVl

⋅

⋅= [ ]m

gde je: prh - debljina odnosno visina sloja materijala pri pražnjenju iz sanduka skrepera Vrednost za prm k,k,γ :

VRSTA MATERIJALA ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛γ 3M m

kN rk pk

PESAK 16-17 1.0-1.2 0.7-0.9 GLINOVITA ZEMLJA 16-18 1.2-1.4 1.1-1.2 GLINA 17-18 1.2-1.3 1.0-1.1

Da bi se tzv. instalisani kapacitet skrepera što bolje koristio, odnosno da bi bio što veći, neophodno je povećati koeficijent punjenja sanduka i smanjiti vreme trajanja radnog ciklusa. Primenom traktora gurača (traktor koji guranjem pomaže utovar skrepera) moguće je povećati punjenje sanduka za 10 – 15% i skratiti za 20 - 40% put pri punjenju i punjenje sanduka. Polupriključni skreperi, vučeni jednoosovinskim tegljačima pune se najefikasnije samo uz pomoć traktora gurača. Zavisno od debljine na koju se transportuje materijal jedan traktor gurač može da opslužuje 3-7 skrepera. U cilju postizanja što većeg kapaciteta i prohodnosti polupriključnih skrepera koje vuku jednoosovinski tegljači, razrađena su nova konstruktivna rešenja. Pored povećanja zapremine sanduka skrepera, koja dostiže već danas u praksi 46m3, sve veću primenu imaju skreperi sa dva motora. Kod takvih skrepera, pored motora na dvoosovinskom tegljaču, postavljen je još i specijalni motor na zadnjoj osovini sa transmisijom za pogon točkova, koji se stavlja u pogon pri punjenju skrepera materijalom. Na taj način se u znatnoj meri povećava vučna sila skrepera, jer zadnji točkovi postaju pogonski. Skrepere sa dva motora serijski izrađuju firme "Caterpillar Tractor Co", "Allis-Chalmers", "Enchid" i dr. Daljnji razvoj polupriključnih skrepera je i pojava skrepera sa dva sanduka kod kojih su svi točkovi po pravilu pogonski. Udvojeni skreperi sa šest i osam pogonskih točkova imaju hidraulični ili električni sistem upravljanja i prinudni način praznjenja skreperskog sanduka.

243

Primena mehaničkog prenosa za pogon zadnjih točkova znatno utiče na složenost konstrukcije skrepera. Zbog toga se u sve većoj meri primenjuje dizel-električni pogon ili dizel-hidraulični pogon sa visokomomentnim hidromotorima na svakom točku. Pogon točkova po sistemu "motor-točak" ili "hidromotor-točak" omogućuje da se učini, bez izmene konstrukcije osnovne mašine - tegljača, svaki točak priključne mašine pogonskim i da se iskoristi u punoj meri težina mašine za povećanje vučne sile pri rezanju materijala i pri teškim putnim uslovima. Firma "Le Tourneau" (llionis - SAD) je pustila u eksploataciju seriju udvojenih skrepera nosivosti do 240 t i ukupne zapremine sanduka 109 m3. Interesantni su takođe samohodni skreperi sa tri točka sa dizel-električnim pogonom i zapreminom skreperskog sanduka do 42m3. Tendencije za smanjenje utroška energije potrebne za utovar sanduka skrepera, dovela je do novih konstruktivnih rešenja, tj. do konstrukcije skrepera sa elevatorskim utovarom sanduka. Prototipovi ovakvih skrepera su izrađeni u fabrikama u Rusiji i SAD sa zapreminom sanduka od 14 - 20m3. Prvi rezultati u eksploataciji su ohrabrujuci. Vredan pažnje je i samohodni skreper-buldozer firme "Menck" (Nemačka) na gusenicama, sa dva naizmenično dejstvujuća radna organa. Pomoću ovakvih mašina moguće je ostvariti kompleksno otkopavanje i uklanjanje humusa, čišćenje kosina, a takođe i izvođenje nasipa sa donošenja materijala iz pozajmišta. 5.8. Hidromonitori Vodeni mlaz hidromonitora ruši stenu delovanjem na kosinu etaže i korišćenjem sledećih pojava (slika 5.8.1):

- ispiranjem toka vode kod mekih stena se već kod brzina od oko 0.5 m/s može zapaziti transport zrna materijala,

- povećanje pornog pritiska u području vodenog mlaza izaziva promenu fizičko-mehaničkih osobina tla, pa u zavisnosti od granulometrijskog sastava, poroznosti, plastičnosti i petrografskog sastava dolazi do smanjenja čvrstoće na smicanje (ugla unutrašnjeg trenja),

- sila mehaničkog pritiska vodenog mlaza na kosinu izaziva rušenje stene u zavisnosti od površine i ugla pod kojim mlaz pada na površinu kosine,

- usled sile zemljine teže ruše se nakvašeni delovi stene, čemu doprinosi i znatnoj meri podsecanje vodenim mlazom hidromonitora; na taj način stene postaju rastresite i pogodnije za hidrodobijanje.

244

Slika 5.8.1. Šema dobijanja vodenim mlazom hidromonitora:

1 – mlaznica hidromonitora, 2 – vodeni mlaz hidromonitora, 3 – područje delovanja vodenog mlaza, 4 – kosine etaža površinskog otkopa, 5 – ispiranjem tečenjem vode, 6 – mehanički pritisak vodenog mlaza,

7 – povećanje pornog pritiska, 8 – sila teže, 9 – linija loma raskvašene kosine etaže Otkopavanje stene hidrodobijanjem vrši se po različitim tehnološkim šemama u zavisnosti od vrste materijala stene, visine etaže, položaja hidromonitora i pravca oticanja mešavine materijala i vode. Najčešće se primenjuju sledeće šeme dobijanja:

- kod mekih stena, krupnozrnastog tla i etaža sa visinom od 2 do 3 m, primenuje se otkopavanje odozgo, i

- kod srednje čvrstih stena i etaža sa visinom preko 4 m, primenjuje se otkopavanje sa podsecanjem odozdo.

Slika 5.8.2. Izgled hidromonitora

Konstrukcija hidromonitora sastoji se od sledećih osnovnih delova, prikazanih na slici 2, i to: 1 – donja krivina, pričvršćena na postolje i vezana potisnim vodom, 2 – godnja krivina, zglobno vezana sa donjom krivinom posredstvom zgloba (5), koji omogućava obrtanje u horizontalnoj ravni za 360O, 3 – čelična cev, pričvršćena preko gornjeg zgloba (6) na gornju krivinu; gornji zglob pmogućuje okretanje čelične cevi u vertikalnoj ravni između 30O i 90O u zavisnosti od

245

konstrukcije, te usmeravaju u željenu tačku otkopa; čelična cev se prema izlazu smanjuje i na unutrašnjoj strani ima rebra radi smirivanja strujanja vode (presek A-A na slici 5.8.2), 4 – mlaznica se nalazi na kraju čelične cevi i konstruisana je sa konusnim presekom i cilindričnim izlazom; u mlaznici se potencijalna energija pretvara u kinetičku energiju, pa je zbog toga unutrašnja površina vrlo fino obrađena; dužina mlaznice kreće se između 2.5 do 3.0 m, a prečnik izlaznog otvora između 0.3 do 30.0 cm. 5.9. Kombajni (Surface Miner) Jedna od specifičnih mašina za kontinualno otkopavanje stenskog materijala na površinskim kopovima je Surface Miner (takozvana površinska glodalica). U rudarskoj praksi se još naziva i kombajnom. Ima širok dijapazon primene ne samo u oblasti površinske eksploatacije, nego i u tunelogradnji i putogradnji. Zbog svojih konstruktivnih karakteristika, Surface Miner je mašina kojom se složeni rudarski sistemi (bušenje, miniranje, utovar, drobljenje) zamenjeni radom samo jedne mašine. Mogu da otkopavaju stenski materijal različite čvrstoće, sve do 160 MPa, a posebnost je mogućnost selektivnog otkopavanja izuzetno tankih slojeva. Na slici 1 dat je prikaz Surface Miner-a.

Slika 1. Surface Miner u radu Osnovna karakteristika mašine je radni valjak na kome su montirani zubi specijalne konstrukcije kojima se vrši otkopavanje, odnosno razaranje stenskog materijala. Otkopani materijal se putem unutrašnjeg tračnog transportera dalje odvozi do predajne katarke odakle se materijal istovaruje u transportno sredstvo. Najčešće radi u kombinaciji sa kamionom, mada se primenjuju i druga transportna sredstva. Primenom Surface Miner-a mogu se izrađivati useci, etaže, silazne rampe i drugi rudarski objekti. Performanse mašine omogućuju rad u nagibu, precizno otkopavanje tankih slojeva i izradu strmih radnih ili završnih kosina. Mašina ima mali uticaj na radnu i životnu sredinu pa se može primenjivati na površinskim kopovima koji su locirani u blizini urbanih sredina ili javnih transportnih komunikacija. Proizvodi se niz modela različitog kapaciteta koji prvenstveno zavise od dimenzija radnog organa kojim se vrši otkopavanje stenskog materijala.

246

Istorijat Surface Miner je dizajniran na osnovu kombajna koji radi na istom principu, a koji se primenjuje u podzemnoj eksploataciji mineralnih sirovina. Primena Surface Miner-a u površinskoj eksploataciji prvenstveno je nastala kao rezultat potrebe za eliminacijom bušenja i miniranja u radnim sredinama gde su dominirila čvrste stene. Tako su se 1980. godine na tržištu pojavili modeli proizvođača koji i danas igraju važnu ulogu u primeni Surface Miner-a u površinskoj eksploataciji mineralnih sirovina: Krupp, Wirtgen GmbH / Windhagen Germany, Huron, Bitteli, Takraf, Voest Alpine (Sandvik). Primena Surface Miner-a je generisala nove tehnike eksploatacije i značajno smanjila investiciona ulaganja. poseban značaj je naglašen u selektivnom otkopavanju korisne mineralne sirovine ili nekorisnih proslojaka, čime su gubici pri otkopavanju svedeni na minimum. Surface Miner zauzima specifičnu poziciju u procesu eksploatacije, jer se primenjuje u sredinama gde rotorni bageri ne mogu kopati zbog nedovoljne sile kopanja, a izbacuju upotrebu drobilica zbog mogućnosti dobijanja različitih granulacija otkopanog materijala. prvi dizajn datira iz 60-tih godina prošlog veka, kada su primenjene na površinskim kopovima u SAD, kao neka vrsta balansa prema rotornim bagerima. Prvi dizajn je u stvari bio baziran na nepomičnom radnom točku koji svojim vedricama vrši kopanje, čime je premošten problem koji se ponekad javlja kod rotornih bagera čiji je radni točak pomerljiv i kopa vedricama i po vertikali i po horizontali. Osnovne pozitivne karakteristike i prednosti koje Surface Miner ima u odnosu na drugu opremu koja se koristi u procesu površinske eksploatacije mineralnih sirovina su:

- otkopavanje čvrstih stena se obavlja bez primene bušenja, miniranja i drobljenja,

- kontinulano otkopava i utovaruje od 100 do 2500 t/h, - mogućnost izbora granulacije otkopavanog materijala, - unapređena ukupna pouzdanost sistema eksploatacije, - niska proizvodna cena po toni otkopanog materijala, - tehnologija otkopavanja je znatno pojednostavljena, - mogućnost utovara otkopanog materijala u kamione i tračne transportere, - visok kvalitet otkopanog materijala, posebno u procesu selektivnog

otkopavanja, - moguća primena u eksploataciji različitih čvrstoća stena i mineralnih sirovina, - stabilne kosine, čiste i ravne površine etaža, useka i drugih radnih i neradnih

ravni, - jednostavna koordinacija i planiranje procesa, dispečing i održavanje, - poluautomatizovan rad kojim rukovodi jedan rukovaoc, - mogućnost daljinskog upravljanja i primene GPS-a.

Jedan od modaliteta Surface Miner-a nastao je kao rezultat metode otkopavanja uglja u delovima površinskog kopa koji nisu ekonomski isplativi, koji se nalaze u oblastima niskog koeficijenta otkrivke, u područjima gde je ležište uglja postalo nedostupno zbog prisustva infrastrukturnih objekata, prisustva vode ili drugih uticajnih faktora.

247

Primena Surface Miner-a Surface Miner je zahvaljujući svojim dobrim tehničkim mogućnostima našla široku primenu u oblasti eksploataciji mineralnih sirovina (otkrivke i mineralne supstance), ali i u drugim oblastima gde se javlja potreba za otkopavanjem ili skidanjem tankih slojeva stenskih ili drugih čvrstih materijala. Tako se ističe primena Surface Miner-a u izradi tunela, urbanih transportnih puteva, u skidanju slojeva asfalta, izradi zemljanih objekata, poravnavanju velikih ravni kao što su podloge za terminale, aerodromske piste itd. Selektivno otkopavanje

Jedna od osnovnih prednosti Surface Miner-a je mogućnost selektivnog otkopavanja tankih ili nepravilnih slojeva na ekonomičan i precizan način. Posebno do izražaja dolazi efikasnost rada u selektivnom dobijanju uglja, što u proizvodnom rezultatu daje ugalj izuzetno velike čistoće. Pored uglja, česta je potreba za selektivnim otkopavanjem na površinskim kopovima fosfata i gipsa gde su Surface Miner-i našli široku primenu. Prednosti selektivnog otkopavanja su:

- povoljan i kontrolisan kvalitet materijala koji se otkopava, - jednostavno odvajanje korisnog i nekorisnog materijala u ležištu, - povećana eksploatabilnost ležišta, - smanjen koeficijent otkrivke, - smanjena potreba za dodatnim procesiranjem otkopavanog materijala.

Eksploatacija i drobljenje materijala bez primene miniranja

Surface Miner-i mogu biti korišćeni u eksploataciji korisne mineralne sirovine ili otkrivke u geološki čvrstim sredinama, a da se ne primenjuje miniranje. To omogućava otkopavanje u blizini saobraćajnica, stambenih ili poslovnih objekata, dalekovoda i drugih objekata infrastrukture, a da iste ne budu ugrožene na bilo koji način. Ekonomski i sigurnosni efekti su posebno izraženi ako se eksploatacija materijala vrši bez primene miniranja. U procesu otkopavanja čvrstih stena, nezaobilazan je proces usitnjavanja tj. drobljenja materijala. Primenom Surface Miner-a, proces drobljenja materijala je eliminisan, a granulacija otkopanog materijala može da se reguliše promenom tehnologije rada mašine. Otkopani materijal je dovoljno usitnjen da može biti transportovan svim vidovima transportnih sredstava, a ujedno utovar materijala u transportno sredstvo se obavlja bez udara i oštećenja sanduka kamiona ili transportne trake. Prednosti eksploatacije i drobljenja materijala bez primene miniranja su:

- niska investiciona ulaganja u odnosu na drugu konvencionalnu rudarsku opremu,

- niski troškovi eksploatacije zbog manjeg broja jedinica opreme i ljudstva koje radi na opremi,

- nekoliko faza u procesu eksploatacije obavljaju se putem samo jedne mašine, što omogućava jednostavniju koordinaciju radova, upravljanje poslovima, planiranje, dispečing i održavanje,

- unapređenje iskorišćenja i eksploatabilnosti ležišta i - unapređena sigurnost osoblja i radnog okruženja.

248

Izrada useka, rampi, etaža, ravni i kosina Upotreba Surface Miner-a omogućava preciznu izradu rudarskih objekata kao što su useci, etaže, rampe, platoi, kosine etaža i slično, u materijalima različitog kvaliteta. Posebno dobre rezultate mašine ostvaruju u krečnjacima, eksploataciji šljunka, soli i srednje čvrstim i čvrstim stenama. Prednosti kod primene Surface Miner-a, u izradi useka, rampi, etaža, ravni i kosina su:

- miniranje nije potrebno, - moguće otkopavanje strmih i stabilnih ravni, - povećano iskorišćenje ležišta, - precizna izrada projektovanih profila – kosina ili ravni, - proizvodnja sitnih frakcija u toku samog procesa otkopavanja, - sitne frakcije mogu biti korišćene kao zamenski materijal za, naprimer, šljunak.

Izrada i održavanje transportnih komunikacija unutar površinskog kopa

Jedna od mogućnosti primene Surface Miner-a se ogleda u izradi i održavanju postojećih kamionskih transportnih komunikacija na površinskom kopu ili u jamskim prostorijama podzemne eksploatacije. Kamionski putevi koji su oštećeni stavaranjem ulegnuća usled stalnog prolaza kamiona, jednostavno mogu biti održavani Surface Miner-ima. Prednosti kod izrade ili održavanja transportnih komunikacija su:

- povećana brzina transportnih sredstava – kamiona zbog kvalitetnije površine puta,

- smanjeno trošenje i oštećenje pneumatika, mehaničkih ili strukturnih elemenata transportne opreme,

- manja potrošnja goriva i maziva, - povećana sigurnost u transportu.

Generalna primena Surface Miner-a

Slika 2. Mogućnosti primene Surface Miner-a

249

Konstruktivno-tehnološke karakteristike Surface Miner-a Surface Miner je karakterističan po tome što se otkopavanje vrši u jednoj ravni prednjim kopanjem, za razliku od rotornih bagera ili bagera vedričara koji kopaju u dve ravni. Kod rotornih bagera otkopavanje se vrši pomeranjem radnog elementa po vertikali i horizontali, a otkopavanje Surface Miner-om je samo po vertikali. Razlog je u tehnološkoj izvedbi rotirajućeg radnog elementa (fiksnog valjka ili točka), koji razaranje stene tj. kopanje vrši zubima montiranim na radnom valjku (kod modela koji vrše kopanje zubima), ili vedricama (kod modela koji imaju vedrice na radnom valjku). Svaka izvedba ima svoje specifičnosti, ali je zajedničko da sve mašine rade u kontinualnom modu i mogu otkopavati čvrste materijale. Izvedbe Surface Miner-a

Surface Miner se proizvodi u dve izvedbe (slika 3):

1. otkopavanje materijala se vrši glodanjem zubima – grupa mašina sa valjkom, 2. grupa mašina sa vedricama koje su na radnom valjku.

Ređe izvedbe su sa radnim valjkom na katarci.

a) b)

Slika 3. Izvedbe Surface Miner-a: a) sa valjkom i zubima, b) sa vedricama na valjku Standardne izvedbe su predviđene za otkopavanje stenskog materijala u rudarstvu čvrstoće do 120 MPa, dok u građevinarstvu mašine mogu raditi u stenama čvrstoće do 160 MPa. Specijalne izvedbe mogu otkopavati materijal čvrstoće do 260 MPa. Rad Surface Miner-a je moguć u uzdužnom nagibu do 20O, a u poprečnom nagibu do 8O. Osnovni konstruktivni delovi Surface Miner-a su dati na slici 4.

250

Slika 4. Delovi Surface Miner-a

U tabeli 1 date su bazne performanse tipova Surface Miner-a. Tabela 1. Bazne performanse

Karakteristika Valjak u sredini Valjak ispod mašine

Vedrični valjak na prednjoj

strani

Vedrični valjak na bočnoj strani.

Širina rezanja [mm] 250-4200 5250 7100 2850 Dubina/visina rezanja [mm] 0-800 1000-5500 0-2900 150-3600 Kapacitet [m3/h] Zavisi od vrste materijala koji se otkopava 760-2200 Masa [t] 40-190 135 540 105 Instalisana snaga [kW] 450-1200 750 3340 150-1200

Proizvođač Wirtgen GmbH /

Windhagen Germany, Bitelli, Huron

Voest Alpine (Sandvik), Takraf Krupp Barber Greene,

Huron Man. Co.

Dizajn Surface Miner-a

Surface Miner je robusna mašina koja se sastoji iz niza osnovnih, pomoćnih i opcionih delova. Koristi mehanički pogon radnog valjka koji može biti montiran između prednjih i zadnjih gusenica ili ispred mašine. Hidraulični sistemi se koriste za pomeranje gusenica i istovarne katarke. Sistem kretanja je isključivo na gusenicama i to dve napred i jedna ili dve nazad. Gusenice se mogu zakretati u pravcu kretanja Surface Miner-a. Otkopani materijal sa prijemnog gumenog tračnog transportera se prebacuje na gumeni tračni transporter na istovarnoj katarci koja može imati ugao zaokretanja do 90O, levo i desno. Osnovni delovi Surface Miner-a su:

- šasija, - gusenice, - radni valjak, - pogon i performanse radnog valjka (mehanički dizel motor), - zubi, - snaga pogona,

251

- sistem kočenja, - sistem utovara, - kabina rukovaoca.

Pomoćni delovi Surface Miner-a su:

- otprašivači, - hidraulični sistemi, - elektro sistemi (sa regulatorom protoka materijala), - štitinici buke, - informacioni sistem (sa automatskom kontrolom dubine kopanja), - konektori, - sigurnosni uređaji.

Opcioni delovi Surface Miner-a su:

- satelitska navigacija, - video nadzor, - analiza kvaliteta mineralne sirovine, - uređaj za daljinsko upravljanje, - kompresor zraka, - hidraulično podizanje bočnih stranica, - pneumatski čekić, - dodatni rezervoar za gorivo, - mogućnost prevoženja (transporta).

Tehnologija otkopavanja Surface Miner-a Uobičajena tehnika rada Surface Miner-a je rad u pojasevima ili rad u bloku. Rad u pojasevima se odvija na celoj radnoj površini etaže horizontalnim rezovima male debljine (slika 5). Celokupno otkopan prostor, nastao radom mašine u pojasevima, može se smatrati blokom. Blok čini skup svih rezova, što na slici 5 predstavlja zbir rezova od 1 do 7, od 8 do 14, itd. Pravac otkopavanja pojaseva tj. bloka je normalan u odnosu na pravac napredovanja fronta radova.

KORISNA MINERALNA

SIROVINA

OTKRIVKA

PRAVAC NAPREDOVANJA FRONTA RADOVA

PRAVAC OTKOPAVANJA BLOKA

PRAVAC NAPREDOVANJA SURFACE MINER-a

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10 9 8

15 16 17 18 19 20 21

22232425262728

Slika 5. Šema otkopavanja u pojasevima Surface Miner-om

252

Tehnika otkopavanja u blokovima se sastoji u kopanju rezova čija ukupna širina definiše širinu bloka (obično 3 reza), pa se po završetku kopanja gornjeg reda rezova prelazi na niži nivo i ponovo otkopavaju rezovi u ravni. Slika 6 prikazuje redosled otkopavanja rezova 1 do 18, što čini jedan blok (tj. širinu jednog bloka). Otkopavanje narednog bloka počinje rezom 19 i nastavlja do reza 36. Zadnji blok se počinje otkopavati rezom 37 i završava rezom 54.

Slika 6. Šema otkopavanja u blokovima Surface Miner-om