Poradnik operatora Koparka jednonaczyniowa - ebook

Projekty Drogowe

Kompleksowe projekty z zakresu infrastruktury drogowej wraz z branżami towarzyszącymi, niezbędne do uzyskania decyzji administracyjnej o pozwoleniu na budowę

Nasze usługi świadczymy dla poniższego zakresu prac:

• budowy, przebudowy i remonty dróg, ulic, parkingów oraz skrzyżowań

• budowy zjazdów publicznych i indywidualnych

• budowy chodników i ciągów pieszo-jezdnych

• budowy ścieżek rowerowych i ciągów pieszo-rowerowych

Analizy i Modelowanie Ruchu Drogowego

Analizy i modele ruchu drogowego ulic, skrzyżowań, parkingów, inwestycji mieszkaniowych i komercyjnych

Doradztwo Techniczne i Konsulting

Na każdym etapie inwestycji dbamy, aby przyjęte rozwiązania były optymalne dla Inwestora

Przeanalizujemy możliwości obsługi komunikacyjnej konkretnej działki przed jej zakupem

Inżynieria Ruchu

Przygotowujemy projekty organizacji ruchu oraz wykonujemy opracowania z zakresu bezpieczeństwa ruchu drogowego

Grafton Projekt, Pracownia Projektowa:

Warszawa, ul. Kasprzaka 29/31,

Budynek „VIS”, V piętro, lok. 510

Tel: 791-806-802, Fax: (39) 100-47-89

e-mail: [email protected]

www.graftonprojekt.comSPIS TABEL

Tabela 1. Podział eksploatacji, według Maszyny Budowlane, Prof. dr inż. Ignacy Brach

Tabela 2. Kody dopuszczalnej prędkości jazdy dla opon, Portal Oponiarski.pl

Tabela 3. Zestawienie norm przewodów stosowanych w instalacjach elektrycznych, Internet-Przewody wysokiego napięcia

Tabela 4. Ogólny podział elementów napędu hydraulicznego na działy i grupy, Mały Poradnik Mechanika Tom I i II

Tabela 5. Podział akumulatorów hydraulicznych, Mały Poradnik Mechanika Tom I i II

Tabela 6. Siły mięśni wywierane na elementy sterujące, PN-ISO 7096, Ciągniki i ładowarki gąsienicowe, elementy sterownicze

Tabela 7. Szczegółowy podział siłowników na grupy, rodzaje i typy, Mały Poradnik Mechanika Tom I i II

Tabela 8. Wymiary przewodów sztywnych

Tabela 9. Przewody giętkie stosowane w napędach hydraulicznych

Tabela 10. Niedomagania silników z zapłonem samoczynnym, Poradnik Mechanika Samochodowego Franciszek Stawiszyński

Tabela 11. Współczynnik wielkości podstawy klina odłamu

Tabela 12. Bezpieczna odległość usytuowania maszyny od linii energetycznych, rozporządzenie ministra infrastruktury z dnia 26 października 2005 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać telekomunikacyjne obiekty budowlane i ich usytuowanie

Tabela 13. Podział gruntów na kategorie wg trudności ich odspajania

Tabela 14. Klasyfikacja gruntów dla osprzętów koparek jednonaczyniowych według norm rosyjskich (prof. N.G. Dąbrowskiego), „Koparki Jednonaczyniowe, maszyny do robót ziemnych” Ignacy Brach i Ryszard Walczewski

Tabela 15. Współczynnik kąta odłamu klina gruntu

Tabela 16. Porównawcze współczynniki oporów urabiania wg Zielenina

Tabela 17. Wartości współczynników M i M1 zależne od kąta skrawania δ, Koparki Jednonaczyniowe, Maszyny do robót ziemnych, Ignacy Brach i Ryszard Walczewski

Tabela 18. Optymalna wysokość ściany kopania, Maszyny do robót ziemnych, Ignacy Brach i Ryszard WalczewskiOd autora

W treści książki autor zawarł wiedzę uzyskaną podczas studiów kierunkowych, a także wiedzę empiryczną zdobytą podczas pracy na budowie i nadzorowania eksploatacji przedmiotowych maszyn. Treść książki jest przydatna dla operatorów klasy III do klasy I koparek jednonaczyniowych oraz dla pracowników działów inwestycyjnych i dyspozytorów maszyn budowlanych.

Treść książki obejmuje także wiedzę określoną programem Instytutu Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego, Centrum Szkolenia Operatorów Maszyn, do nauczania na kursach operatora koparki jednonaczyniowej.

UWAGA: W numeracji rysunków pierwszy numer określa rozdział książki, drugi kolejny to numer rysunku, natomiast ostatni umieszczony w nawiasie pokazuje numer pozycji z wykazu literatury, z której rysunek został zapożyczony, np. 4.23 (15) – taki numer oznacza rozdział czwarty, 23 numer rysunku w tym rozdziale oraz 15 numer pozycji w wykazie literatury.

Opracowano: 29 kwiecień 2015 rokRozdział pierwszy Wstęp

1.1.0. Definicja koparki hydraulicznej

Podziału i zdefiniowania koparki hydraulicznej dokonuje norma PN-ISO-7135-1966, „Maszyny do robót ziemnych, koparki hydrauliczne, nazwy i podstawowe dane do celów handlowych”, która określa koparkę w następujący sposób: ”Maszyna podstawowa – koparka samojezdna bez osprzętu, posiadająca niezbędne urządzenia do jazdy i sterowania napędem hydraulicznym”.

Koparki produkowane obecnie są maszynami czwartej generacji, w których zastosowano pompy hydrauliczne o zmiennej wydajności i rozdzielacze proporcjonalne w systemie „LOAD SENSING”. Pompy w takim system sterowania, powinny zapewnić dostosowanie wydatku do aktualnego zapotrzebowania ilości jak i ciśnienia cieczy roboczej w układzie, poprzez wykorzystania odpowiednich regulatorów i rozdzielaczy hydraulicznych z wyczuciem obciążenia (Load Sensing). W hydraulicznych układach napędowych tych koparek, ciśnienie robocze cieczy waha się od 25 do 45 MPa.

Dzięki napędom hydraulicznym, konstrukcja koparek uległa dużej zmianie – uproszczeniu, wyeliminowano układy linowe i skomplikowane napędy mechaniczne, dzięki czemu masa koparek obniżyła się od 30% do 40% w zależności od wielkości maszyny. Napęd czwartej generacji, pozwala koparkom pracować bardzo wydajnie, ponieważ jego charakterystyka jest zbliżona do charakterystyki napędu idealnego.

Norma rozróżnia koparki na podwoziu samojezdnym gąsienicowym i kołowym. W praktyce spotykane są koparki na podwoziu kroczącym i pontonowym.

Koparki służą do odspajania – oddzielenia urobku od calizny gruntu i usuwania go. Koparkami można nabierać materiał usypany i przenosić go na środki transportu, lub na hałdę, spełnia ona wówczas rolę urządzenia przeładunkowego, lub ładowarki. Koparka służy najczęściej do odspajania zwietrzałych skał, glin i piasków, a także iłów. Koparka jest bardzo często wykorzystywana w robotach ziemnych.

Koparki mogą być zaopatrzone w różnorakie osprzęty robocze:

• osprzęt podsiębierny

• osprzęt przedsiębierny

• osprzęt chwytakowy

• osprzęt kafarowy

• osprzęt dźwigowy.

Osprzęt podsiębierny koparki jest używany do odspajanie (urabianie) materiału poniżej posadowienia maszyny, natomiast przeznaczenie osprzętu przedsiębiernego jest urabianie materiału powyżej posadowienia koparki. Nie oznacza to, że osprzętem podsiębiernym nie można pracować powyżej posadowienia maszyny, a osprzętem przedsiębiernym poniżej posadowienia maszyny.

Osprzęt chwytakowy służy do wykonania wykopów jamistych i głębokich o małej szerokości.

Dokładny opis pracy i charakterystyka osprzętów są opisane w rozdziale siódmym poniższego opracowania.ROZDZIAŁ DRUGI EKSPLOATACJA

2.1.0. PODSTAWOWE POJĘCIA Z ZAKRESU EKSPLOATACJI

Eksploatacja jest innym określeniem użytkowania maszyny. Eksploatacja dzieli się na eksploatację produkcyjną i techniczną, co obrazuje tabela 1.

Tabela 1. Podział eksploatacji

Eksploatacja

Produkcyjna

(użytkowa)

Techniczna

(obsługiwanie)

Bezpośrednia

Wykonywanie zadań produkcyjnych (zatrudnienie i praca maszyny)

Utrzymanie maszyny w stanie sprawności technicznej (wykonywanie obsług i napraw)

Pośrednia

Planowanie i organizowanie procesów produkcyjnych w budownictwie i robotach ziemnych, w których stosowane są maszyny

Planowanie i organizowanie obsług i napraw oraz kierowanie ich wykonaniem

Zaopatrzenie w materiały eksploatacyjne, części i zespoły zamienne

Planowanie i organizowanie pracy maszyny

Kierowanie pracą zaplecza obsługowo-naprawczego

Cechami charakterystycznymi procesu eksploatacji maszyn budowlanych są:

• częste zmiany miejsca pracy maszyny oraz duża częstotliwość przemieszczania

• szeroki zakres zmienności warunków użytkowania, tak pod względem wymogów otoczenia, jak i wykonywania zadań

• częste okresy przemiennie występującego użytkowania i obsługi.

Eksploatacja bezpośrednia (produkcyjna) obejmuje wykonanie zadań produkcyjnych i czynności obsługowych wykonanych na placu budowy, a dotyczących bezpośrednio maszyny. W tym przypadku miejsce wykonania obsługi determinuje jej klasyfikację.

W czasie eksploatacji bezpośredniej, tj. w toku wykonywania produkcji, następuje wyczerpanie zdolności eksploatacyjnych maszyny, czyli zużycie techniczne.

2.1.1. Okres eksploatacji i jego fazy

Okres eksploatacji trwa od przekazania maszyny użytkownikowi, czyli od podpisania protokółu zdawczo-odbiorczego, przekazującego nowo zakupioną maszynę użytkownikowi, aż po jej złomowanie.

Rys. 2.1 Cykle remontowe
a – cykl remontowy okresu użytkowania
b – cykl między naprawami głównymi (cykl międzynaprawczy)

Od długości okresu eksploatacji zależy wielkość odpisu amortyzacyjnego. Okres eksploatacji dzielimy na trzy cykle remontowe. Cykle remontowe, jak i międzyremontowe pokazano na rys. 2.1. Cykl remontowy dzielimy na fazy eksploatacji maszyny. Należy rozróżnić następujące fazy eksploatacji maszyny: docieranie, okres intensywnej pracy, nadmierne zużycie oraz likwidacja (złomowanie maszyny).

2.1.2. Docierane maszyny

Docieranie jest to obsługa techniczna maszyny, zlecona przez przełożonego. Docieraniem nazywamy proces wzajemnego dopasowania się do siebie powierzchni roboczych współpracujących ze sobą części. Każdy ruch w maszynie jest realizowany przez pary ruchowe. Rozróżniamy dwa rodzaje par ruchowych. Są to pary ślizgowe i toczne. Za pomocą par ślizgowych, są realizowane ruchy elementów osprzętu maszyn do robót ziemnych. Parę ślizgową tworzą powierzchnie dwóch części współpracujących, np. sworzeń i łożysko ślizgowe, natomiast parę toczną tworzą elementy łożyska tocznego, czyli kulki i bieżnie łożyska. Proces prawidłowego docierania i utraty sprawności technicznej pary ślizgowej przedstawia wykres pokazany na rys.2.2. Podczas prawidłowego docierania, elementy współpracujące ścierają nierówności na powierzchniach stykających się. Dopasowanie się części współpracujących do siebie, powoduje zmniejszenie tarcia między nimi, a wtedy powierzchnie stykające się, przenoszą większe naciski jednostkowe.

Rys. 2.2. Proces utraty sprawności pary ruchowej przy prawidłowym i przyśpieszonym docieraniu maszyny

Docieranie ma bardzo duży wpływ na jakość pracy maszyny i długość bezawaryjnego czasu pracy w okresie międzynaprawczym, tzn. pomiędzy naprawami głównymi T_(NG.) Przyśpieszenie docierania powoduje skrócenie czasu intensywnej pracy maszyny nawet o 50%. Stwarza to możliwość nadmiernego zużycia maszyny i nieopłacalności naprawy główne. Dlatego docieranie powinno odbywać się zgodnie z instrukcja docierania maszyny, umieszczoną w DTR.

2.1.3. Utrata sprawności technicznej przez maszynę w okresie międzynaprawczym

Zakończenie docierania rozpoczyna okres intensywnej pracy maszyny, który kończy się z chwilą zakwalifikowania maszyny do naprawy głównej lub złomowania. W okresie tym postępuje proces utraty sprawności technicznej przez maszynę. Proces utraty sprawności technicznej pary ślizgowej lub tocznej obrazuje wykres na rys. 2.3. Proces utraty sprawności technicznej (intensywności zużycia części) zależy od następujących czynników:

• prawidłowego dotarcia maszyny

• czasu eksploatacji maszyny

• prawidłowo prowadzonego procesu eksploatacji maszyny

• obciążeń eksploatacyjnych

• warunków zewnętrznych pracy maszyny

• odpowiedniej konstrukcji i technologii wykonania części współpracujących, podlegających zużyciu, co składa się na niezawodność maszyny.

Rys. 2.3. Wykres obrazujący przebieg zużycia w funkcji czasu i intensywności pracy

■ okres I – docieranie maszyny zgodnie z DTR lub instrukcją producenta

■ okres II – intensywna praca maszyny, po prawidłowym jej dotarciu

■ okres III – nadmierne zużycie części współpracujących w mechanizmach maszyny.

Proces zużycia maszyny można podzielić na dwie grupy:

1. proces ciągłego zużycia maszyny, który jest wprost proporcjonalny do czasu pracy i obciążenia oraz warunków pracy maszyny

2. proces zużycia o charakterze skokowym, powodujący występowanie awarii ze względu na nieprawidłową eksploatację i małą niezawodność maszyny.

W rzeczywistości zużycie części maszyn posiada odchylenia od przedstawionego procesu na wykresie. Zużycie części powoduje tarcie ślizgowe lub toczne zewnętrznych powierzchni dwóch współpracujących części maszyny. Zmniejszenie utraty sprawności technicznej (zużycia) powoduje odpowiednie smarowanie współpracujących części w maszynie. Maszyny do robót ziemnych urabiając glebę, pracują w bardzo trudnych warunkach. Urabianie gleby wytwarza kurze, w których nieodłącznym elementem są cząstki kwarcu, a także zmienność obciążeń narzędzia roboczego, więc i elementów osprzętu. Elementy kwarcu działają na elementy współpracujące jak korundy, z których są wykonane materiały ścierne. Dlatego intensywność zużycia maszyn do robót ziemnych jest dość duża.

W celu zmniejszenia intensywności zużycia, należy prawidłowo eksploatować i konserwować maszynę. Nieprawidłowa eksploatacja prowadzi do nadmiernego zużycia części maszyn i występowania awarii. Duże obciążenia prowadzą do występowania tarcia granicznego. Przy tarciu granicznym: grubość warstwy smarującej jest mała w porównaniu z chropowatością powierzchni. Opory tarcia, przy takim typie smarowania, zależą tylko od materiału, rodzaju powierzchni i własności smarnych oleju.

2.1.4. Tarcie i smarowanie

Tarcie jest to grupa zjawisk wywołujących opór w czasie przemieszczania się względem siebie dwóch współpracujących elementów. Takie tarcie nazywa się tarciem kinetycznym. Tarcie kinetyczne ze względu na rodzaj ruchu nazywamy tarciem ślizgowym lub tocznym, a współpracujące części parą ślizgową lub toczną. Tarcie spowodowane przez styk (współpracę) dwóch różnych części, przemieszczających się względem siebie, nosi nazwę tarcia zewnętrznego. Ze względu na smarowanie, rozróżniamy tarcie suche, graniczne i płynne. Tarcie suche jest to tarcie zewnętrzne pary ślizgowej lub tocznej nieposiadającej smarowania, lub posiadającej niedostateczne smarowanie. Tarcie występujące w przypadku ruchu dwóch powierzchni pokrytych tylko cienkimi warstewkami oleju smarowego (warstewka graniczna, film graniczny) nosi nazwę tarcia granicznego. Podczas eksploatacji maszyn występuje równocześnie obok tarcia płynnego i granicznego, także tarcie suche.

Fizyka ustala siłę tarcia wyrażoną wzorem: , gdzie N – obciążenie powierzchni; μ – współczynnik tarcia.

Współczynnik tarcia zależy od rodzaju tarcia. Największy jest przy tarciu suchym, a najmniejszy przy tarciu płynnym. Tarcie płynne występuje wtedy, gdy węzeł pary współpracującej posiada dostateczne smarowanie.

Smarowanie polega na wypełnieniu środkiem smarującym przestrzeni wolnej znajdującej się w węźle pary współpracującej. Przy tarciu granicznym warstwa czynnika smarującego jest zbyt mała w stosunku do chropowatości powierzchni. Opory tarcia przy takim smarowaniu zależą od nierówności (gładkości) powierzchni i własności smarnych czynnika smarującego. W smarowaniu przy tarciu płynnym, grubość warstwy czynnika smarującego przewyższa sumaryczną wielkość chropowatości obydwu powierzchni, co powoduje oddzielenie od siebie powierzchni. Oddzielenie obydwu powierzchni wymaga wytworzenie w obszarze smarnym, ciśnienia równego, lub nieco większego, od obciążenia zewnętrznego współpracujących części. Podczas pracy maszyny należy dążyć, by współpracujące pary pracowały przy tarciu płynnym. Nieprawidłowe smarowanie powierzchni współpracujących części, zalicza się do nieprawidłowej eksploatacji.

2.1.5. Cechy nieprawidłowej eksploatacji maszyny

Pojęcie prawidłowej eksploatacji maszyny do robót ziemnych jest bardzo szerokie i zależy ona od niezawodności maszyny. Prościej jest określić cechy nieprawidłowej eksploatacji, które w okresie użytkowania maszyny są niepożądane.

Pod pojęciem nieprawidłowej eksploatacji maszyny rozumie się;

• nieprawidłowe lub niedbałe wykonanie docierania mechanizmów maszyny

• niedbałe i nieterminowe wykonane obsług

• naruszenie reguł eksploatacji

• nieprzestrzeganie ustalonych reguł pracy maszyny

• błędy w wykonywaniu czynności sterownia

• nieprzestrzeganie warunków technologicznych wykonania robót

• nieprzestrzeganie przepisów BHP.

2.1.6. Niezawodność maszyn budowlanych

Niezawodność maszyn budowlanych jest zależna od jej konstrukcji i zastosowanych materiałów, oraz technologii wykonania współpracujących części. Niezawodność charakteryzuje się następującymi właściwościami:

• dużą trwałością maszyny

• pewnością działania

• bezawaryjnością

• stabilnością działania, czyli zdolnością do długotrwałej pracy bez pogarszania parametrów eksploatacyjnych – wyjściowych maszyny

• wytrzymałością na przeciążenia

• łatwością obsługi i konserwacji oraz małym zakresem ich wykonywania

• żywotnością maszyny, czyli zdolnością do dalszej pracy przy pogorszonych parametrach lub częściowych uszkodzeniach

• łatwością napraw.

Niezawodność maszyn określają także kryteria:

• długie okresy międzyremontowe

• mała pracochłonność remontów.

Awaryjność charakteryzują częste przerwy w pracy maszyny, spowodowane uszkodzeniami. Wielkość awarii jest zależna od zakresu i kosztu ich napraw.

Trwałość maszyny to niezawodność podczas pracy, przez cały okres eksploatacji. Charakteryzuje się małą częstotliwością przerw w pracy maszyny, spowodowanych jej niesprawnością.

Łatwość napraw to zakres trudności w usunięciu awarii. Mała pracochłonność remontów, długotrwałość usunięcia niesprawności czy awarii.

Współczynnik wykorzystania maszyny określa się wzorem:

gdzie h – czas trwałości; H – okres użytkowania; η_(tr) – współczynnik warunków pracy – brak dokładnych danych, ale współczynnik ten można określić z bardzo dużym przybliżeniem, przyjmując wielkości:

w przypadku średnich warunków eksploatacji η_(tr) = 1,0; w przypadku ciężkich warunków eksploatacji η_(tr) = 1,2 do 1,5; w przypadku lekkich warunków pracy η_(tr) = 0,7 do 0,8; natomiast ’ gdzie h_(f) – wielkość faktycznego czasu pracy; h_(prz) – okres, w którym liczymy h_(f).

2.1.7. Odtworzenie zdolności produkcyjnych maszyny

Odtworzenie zdolności produkcyjnych i spowodowanie zmniejszenia intensywności utraty właściwości technicznych maszyny odbywa się w ramach eksploatacji technicznej. Do eksploatacji technicznej należą wszystkie przeglądy i obsługi techniczne, oraz naprawy. Przed wykonywaniem tych obsług, musi być zrobiona diagnostyka, która obejmuje czynności kontrolno pomiarowe, w celu określenia stopnia zużycia poszczególnych podzespołów i zespołów. Znajomość stanu technicznego maszyny pozwala zapobiegać powstawaniu uszkodzeń awaryjnych, a także zaplanować jej zatrudnienie i w optymalnym czasie wykonać naprawę główną. Należy zaznaczyć, że naprawa doraźna czy poawaryjna, wymaga większych nakładów pieniężnych i czasowych, jak naprawa profilaktyczna, wcześniej zaplanowana. Poprawność oceny stanu technicznego części, czy zespołów maszyny, zależy od wieloletniej praktyki, ale także od odpowiedniej diagnostyki. Należy pamiętać, że różne części, podzespoły, czy cale zespoły mają różne trwałości.

Odtworzenie trwałości tych części czy mechanizmów dokonuje się poprzez obsługi techniczne i naprawy. Praktyka pokazuje, że naprawa główna odtwarza zdolności techniczne maszyny w 75% – 80% w stosunku do nowego urządzenia. Obecnie stosuje się maszyny o dużym stopniu komplikacji, dlatego diagnostyka powinna być dostosowana do wymogów konstrukcyjnych maszyny. Takie warunki określa DTR. Dlatego zgodnie z wytycznymi w DTR, należy w określonym czasie, a także zakresie, wykonywać wszystkie obsługi i naprawy, oraz przeglądy techniczne – czynności kontrolno pomiarowe, w celu ustalenia stanu technicznego określonych mechanizmów. Do najważniejszych zadań eksploatacji technicznej należą:

• prace obsługowo-naprawcze

• ustalenia norm zużycia części oraz instrukcji obowiązujących w okresach międzyobsługowych i międzynaprawczych

• dobór maszyn do określonej produkcji

• powiązanie wymagań produkcyjnych z użytkowaniem maszyn – zabezpieczenie gotowości technicznej, celem uzyskania optymalnego efektu

• kierowanie eksploatacją maszyn – odpowiednie dysponowanie maszynami, w celu uzyskania jak największej gotowości technicznej urządzeń

• ustalenie granicznych wartości zużycia poszczególnych elementów i zespołów

• organizowanie i przeprowadzanie transportu oraz przechowywania maszyn

• ustalanie wymagań dotyczących kwalifikacji personelu zajmującego się eksploatacją maszyn.

W eksploatacji bezpośredniej, najważniejszymi wskaźnikami jest wydajność i czas wykorzystania maszyny.

2.2.0. WYDAJNOŚĆ MASZYNY BUDOWLANEJ

Wydajnością każdej maszyny do robót ziemnych, nazywamy efekt jej pracy w ciągu określonej jednostki czasu i mierzymy ją w . Efekt pracy maszyny ustalamy przez przeprowadzenie obmiaru wykonanego wykopu, czy załadowanego materiału na środki transportowe. Chcąc określić wydajność eksploatacyjną maszyny należy dokonać obmiaru wykopu, czy ilości załadowanej ziemi na środki transportu, wyrażonej w m³, podzielonego przez czas wykonania tego zadania, określony w godzinach .

Warunki i czas wykonania zadania określa rodzaj wydajności maszyny. Rozróżnimy następujące rodzaje wydajności maszyn do robót ziemnych:

• wydajność teoretyczna W₀

• wydajność techniczna W_(T)

• wydajność eksploatacyjna W_(E) = W_(P) (wydajność produkcyjna).

2.2.1. Obmiar wykonania robót ziemnych

Obmiar określa, w jakim stopniu zostało wykonane zadania postawione przed operatorem. Jeśli dokonujemy obmiaru wykopu, to obliczamy objętość wykonanego rowu, czy innego wykopu w m³. Przy załadunku ziemi na pojazdy transportowe, lub wysypanej na odkład, obmiarem będzie policzona ilość łyżek z załadowanym urobkiem, pomnożona przez pojemność nominalną łyżki, wyrażoną w m³. Jeśli dokonujemy obmiaru za pomocą objętości ziemi wyrzuconej na odkład, to musimy ten wynik pomniejszyć o współczynnik spulchnienia. Współczynnik spulchnienia jest omówiony w technologii robót ziemnych.

2.2.2. Wydajność teoretyczna W₀

Wydajność teoretyczną oblicza się na podstawie wzorów zawierających konstrukcyjne parametry maszyny. Wzory te są zależne od rodzaju maszyny i sposobu pracy. Dla maszyn pracujących osprzętem jednonaczyniowym, wzór ten będzie miał postać: , gdzie – pojemność nominalna łyżki w m³, T_(C) - czas cyklu w sekundach. Czynności cyklu pracy dla osprzętu koparki są omówione w technologii robót ziemnych.

2.2.3. Wydajność techniczna W_(T)

Jest to wydajność uzyskana przy wykorzystaniu maksymalnych możliwości maszyny, w najkorzystniejszych warunkach, jakie można stworzyć dla wykonania danej pracy, przy określonym procesie produkcyjnym. Określenie powyższej wydajności jest jednocześnie sprawdzenie prawidłowego ustalenia wydajności teoretycznej. Podczas ustalenia wydajności technicznej, maszyna powinna być po pełnym rozruch (dotarciu) i pracować przy pełnym obciążeniu, przynajmniej przez godzinę. Wydajność techniczna jest maksymalną wydajnością praktyczną i może ona być równa wydajności teoretycznej, ale zazwyczaj jest mniejsza.

2.2.4. Wydajność eksploatacyjna W_(E) = W_(P)

Wydajność eksploatacyjna maszyny w procesie produkcyjnym, jest to średnia wydajność z danego okresu pracy i jest mniejsza od wydajności teoretycznej, czy technicznej, z powodu trudności wykorzystania wszystkich możliwości maszyny i braku pełnego wykorzystani czasu pracy. Wydajność eksploatacyjna zależy od okresu pracy i stąd rozróżniamy:

• wydajność dobową, zwaną wydajnością praktyczną, oznaczoną W_(p)

• wydajność okresową, np. tygodniową, miesięczną, oznaczoną W_(t) lub W_(m)

• wydajność roczną, oznaczaną przez W_(p\ roczna).

Wydajność dobowa, czyli wydajność praktyczna W_(p) jest to średnia wydajność uzyskana przez maszynę w czasie jednej doby, przy pracy na jedną, dwie lub trzy zmiany. Wydajność zależy od warunków pracy i ograniczeń technicznych w danym miejscu, takich jak współczynnik napełnienia naczynia roboczego Sn = 0,7 do 1,2 i wykorzystanie czasu pracy Sw = 0,8 do 0,85, spoistością gruntu Ss = 0,8 do 1,3 oraz czasu cyklu pracy t_(c). Przy obliczaniu wydajności praktycznej, powyższe ograniczenia są uwzględnione we wzorach poniżej:

gdzie k = współczynnik warunków pracy na budowie, w miejscu pracy, to wtedy powinno być spełnione równanie: , czyli

2.3.0. WYKORZYSTANIE CZASU PRACY PRZEZ MASZYNY BUDOWLANE

Jeśli wykonamy bilans czasu pracy maszyny budowlanej, to zgodnie z wykresem Sankey’a, podanym w „Maszynach Budowlanych. Charakterystyki i zastosowanie” prof. Ignacego Bracha, stwierdzimy występowanie strat czasu pracy po stronie eksploatacji produkcyjnej, bezpośredniej jak i eksploatacji technicznej bezpośredniej.

Rys. 2.4 (20) Wykres strat czasu pracy podczas eksploatacji maszyn budowlanych

Wykres ten dowodzi, że czas uczestniczenia maszyny w procesie produkcyjnym, wynosi około 33% ogólnego funduszu czasu pracy maszyny. Pozostała część funduszu czasu pracy maszyny są to straty w eksploatacji produkcyjnej bezpośredniej, jak i eksploatacji technicznej bezpośredniej.

2.3.1. Straty czasu pracy w eksploatacji bezpośredniej, produkcyjnej

Poniżej wyszczególniono główne przyczyny strat czasu pracy w eksploatacji produkcyjnej bezpośredniej, wraz z symbolami tych czasów:

• przechowywanie - oczekiwanie na pracę T_(O)

• transport maszyny, z miejsca przechowywania na budowę T_(S)

• demontaż i montaż (zmiana osprzętu)

• postoje związane z organizacją robót ziemnych i warunkami atmosferycznymi w procesie produkcyjnym T_(PO)

• straty spowodowane potrzebami fizjologicznymi operatora T_(PF)

• zmniejszenie wydajności w wyniku niedostosowania maszyny do zadań produkcyjnych

• uruchomienie maszyny i praca maszyny bez obciążenia, oraz zmiana miejsca pracy T_(Pl).

2.3.2. Straty czasu pracy maszyny w eksploatacji technicznej, bezpośredniej

Główne czynniki wpływające na straty czasu pracy w eksploatacji bezpośredniej, produkcyjnej wraz z symbolami tych czasów:

• postoje techniczne poza budową T_(N) – spowodowane obsługą techniczną oraz naprawami bieżącymi i okresowymi, a także głównymi

• postoje techniczne na budowie T_(N) – spowodowane naprawami po awaryjnymi i obsługą, uruchomieniem, biegiem jałowym maszyny i zmiany stanowiska pracy

• zmniejszenie wydajności, w wyniku niepełnego wykorzystania możliwości maszyny przez operatora, czy zużycia zespołów maszyny.

2.4.0. ZASADY EKOLOGII W CZASIE UŻYTKOWANIA MASZYN DO ROBÓT ZIEMNYCH

Podstawową zasadą w użytkowaniu maszyn do robót ziemnych jest jak najmniejsza ingerencja w środowisko naturalne i zmniejszenie obciążeń obsługi. Zmniejszenie negatywnych skutków w środowisko można dokonać poprzez minimalizację prac ziemnych i prawidłową eksploatację maszyn. W nieprawidłowej eksploatacji można wydzielić dwa obszary. Jednym aspektem jest złą eksploatacja maszyny, drugim kierunkiem jest regeneracja części i zespołów. Aspektem wpływającym na zmniejszenie obciążenia i zmęczenia obsługi maszyny do robót ziemnych, jest wytworzenie komfortu pracy i ergonomicznego rozmieszczenia dźwigni sterowników.

2.4.1. Zmniejszenie negatywnych skutków interwencji w środowisko naturalne

Zmniejszenie interwencji w środowisko naturalne można realizować poprzez oddzielenie ziemi urodzajnej – humusu od gleby urabianej, a także wykonanie wykopów, czy przesunięcia mas ziemnych, zgodnie z dokumentacją techniczną.

Po wykonaniu prac ziemnych, należy w możliwych obszarach przywrócić wygląd pierwotny, a szczególnie przy wykonywaniu instalacji podziemnych powinna obowiązywać zasada: „jakie środowisko było przed robotami ziemnymi, takie środowisko powinno być po ich wykonaniu”, jeśli dokumentacja techniczna nie przewiduje zmian przestrzennych.