BULDOZERI (DOZERI)

1. BULDOZERI (DOZERI)

2. BULDOZERI (DOZERI) • Primjena buldozera (dozera) • Dozeri su strojevi kojima se obavlja iskop i premještanje zemljanog materijala guranjem. • Primjenjuju se: • kao osnovni pomoćni strojevi na površinskim kopovima (npr. skidanje otkrivke, niveliranje terena, razrahljivanje materijala prije iskopa primjenom rijača, eksploatacija mineralne sirovine - mekši i nevezani materijali, npr. kvarcni pijesak) • ponekad kao glavni strojevi za skidanje otkrivke i/ili dobivanje - na malim površinskim kopovima. • kod izrade prometnica, za izradu nasipa, usjeka, zasjeka, za razastiranje iskopanog materijala, za nabijanje materijala na odlagalištima, • rasčišćavanje terena - rušenje i uklanjanje drveća, uklanjanje većih komada kamenja, panjeva, raslinja, korijenja i dr.

3. BULDOZERI (DOZERI)

4. BULDOZERI (DOZERI)

5. BULDOZERI (DOZERI)

6. 3 2 6 4 1 5 Glavni dijelovi buldozera • 1 - vozni uređaj (na gusjenicama, rijeđe na kotačima s gumama) • 2 - pogonski motor (diesel motor velike snage) i do 850 kW, ovisno o veličini stroja) • 3 - upravljačka kabina (s amortizacijom sjedišta strojara) • 4 - radni element - dozerski nož (raonik, plug); na donjem rubu oštrica od legiranog čelika • 5 - noseći okvir noža s hidrauličkim cilindrima za manipuliranje nožem • 6 - rijački (ripperski) uređaj - 1 ili više zubi; namjena: raskopavanje (razrahljivanje) tvrđeg tla

7. Rijanje (ripanje) - raskopavanje (razrahljivanje) tvrđeg tla ili stijene mehaničkim putem Kod dozera uvijek radi ili samo rijač ili dozerski nož. Zubi rijača se u materijal potiskuju pod djelovanjem vlastite težine, težine dozera i sile potiska hidrauličkih cilindara Rijanje se obično obavlja dva puta u jednom smjeru ili jedanput uzdužno i drugi put poprečno. Za manje trošenje samog stroja i rijača, bolje je rijati s većom dubinom i manjom brzinom, a ne obrnuto.

8. Dubine rijanja su, ovisno o snazi dozera i tvrdoći rijanog materijala, od 0,2 do 2 m, a obično se kreću od 0,5 do 1 m. Pri tome najmanja dubina rijanja treba biti za 20 do 30% veća od debljine sloja koji se skida dozerom ili drugim strojem. Kod stožernog je kut prodiranja zuba u materijal promjenljiv i takav tip se koristi za manje dubine rijanja i tvrdog materijala. (a) stožerni Kod paralelogramskog (četverokutnog) kut prodiranja je nepromjenljiv, tj. zubi se spuštaju i dižu vertikalno i taj tip se primjenjuje za duboko rijanje jer lakše zadržava zube u materijalu. (b) paralelogramski

9. Broj i dimenzije zubi ovise o tvrdoći materijala koji se razrahljuje (rije), dubini rijanja, snazi i vučnoj sili dozera. Broj zubi može biti od 1 do 7, a najčešće je 1 do 3. Kod rijanja tvrđih stijena i zaleđenog tla koristi se samo jedan zub Kod rijanja nevezanih stijena i tla koriste se rijači sa više zubi

10. 3. Princip rada dozera • Radni ciklus dozera: • kretanje naprijed (radni hod):iskop (rezanje) sloja materijala - formiranje vučne prizme (do visine noža); iskop se obično završava na dužini do oko 10 m, • transport (guranje) iskopanog materijala i istovar (nasipanje); • brzine kretanja: 2-4 km/h (rezanje) i 6-12 km/h (guranje) • optimalne transportne udaljenosti: 30-60 m (maks. 100 m); 40-150 m za dozere na kotačima s gumama • kretanje nazad (povratni hod) – podignuti radni element Slika 3. Princip rada dozera: iskop, transport, nasipanje (istovar)

11. Slika 4. Metode smanjenja gubitaka materijala: rad u jarku (a i b), "tandem" način rada (c)

12. Metoda iskopa duž cijelog pojasa • Iskop više tanjih slojeva jednakih debljina u cijeloj dužini pojasa • Učinkovitost dozera je smanjena s obzirom na to da dozer prilikom radnog i povratnog hoda prijelazi cijelu dužinu pojasa

13. Metoda iskopa od početaka pojasa prema kraju pojasa • Iskop cijelog sloja u više ciklusa od početka pojasa prema kraju pojasa. • Svakim novim ciklusom transportna udaljenost se smanjuje. • Učinkovitost dozera je smanjena s obzirom na to da se iskop materijala vrši uz kosinu. • Transport se vrši izvan zaštitnih bermi pojasa pri čemu dolazi do rasipavanja materijala prilikom transporta.

14. Metoda iskopa od kraja pojasa prema početku pojasa • Iskop cijelog sloja u više ciklusa od kraja pojasa prema početku pojasa. • Najučinkovitija metoda iskopa. • Svakim novim ciklusom transportna udaljenost se povećava. • Učinkovitost je povećana s obzirom na to da se iskop materijala vrši niz kosinu. • Transport se vrši unutar bermi zaštitnog pojasa čime je spriječeno rasipavanje materijala.

15. Slika 5. Formiranje zemljane prizme ispred dozerskog noža

16. Glavne prednosti dozera: • snažna, robusna konstrukcija koja omogućava rad u vrlo teškim uvjetima (rad u blatu, prašini, savladavanje terenskih prepreki i velikih nagiba, itd.) • pokretljivost i velike manevarske sposobnosti • energetska neovisnost • relativno mala nabavna cijena • Podijela dozera prema masi i snazi pogonskog motora: • mali dozeri: mase do 10 t, snage do 75 kW • srednji dozeri: mase 10 do 20 t, snage 75 do 150 kW • veliki dozeri: mase preko 20 t, snage veće od 150 kW

17. Podijela dozera prema položaju radnog elementa Buldozer (bulldozer) • nož okomit na uzdužnu os stroja, kruto vezan na noseći okvir – mogući pomaci samo u vertikalnom smjeru (podizanje i spuštanje) (skidanje humusa, iskop, guranje i premještanje iskopanog materijala, planiranje (ravnanje), raščišćavanje terena, itd.)

18. za odbacivanje zemlje ustranu, za izradu usjeka i zasjeka zatrpavanje kanala, temelja, rupa Podijela dozera prema položaju radnog elementa Angldozer (angledozer) • nož se može zakretati za određeni kut oko svoje poprečne osi (moguć položaj: okomit ili zakošen u odnosu na smjer kretanja stroja )

19. Podijela dozera prema položaju radnog elementa Tiltdozer (tiltdozer) • nož se može zakretati za određeni kut i oko svoje poprečne osi i u vertikalnoj ravnini za iskop, profiliranje npr. kanala, posteljice ceste

20. 1. faza: probijanje pristupa 2. faza: produbljivanje 3. faza: guranje materijala u stranu dio profila koji dovršava grejder 4. faza: produbljivanje, guranje u stranu, planiranje Slika 7. Primjena angldozera na iskopu zasjeka (faze rada)

21. Dozeri za posebne namjene: • pushdozeri – za guranje drugih strojeva pri radu (npr. skrepera; na dozerski nož se postavlja ravna ploča koja upire u odbojnik na stražnjem dijelu skrepera), • amfibij-dozeri – za rad pod vodom, daljinski upravljani, npr. za čišćenje i produbljivanje dna vodotoka, i dr.

22. Fizičko-mehanička svojstava materijala koja utječu na učinkovitost buldozera: • vlažnost materijala (odstupanja od optimalne vrijednosti - teži iskop i smanjenje učinka) • granulometrijskom sastavu i obliku zrna materijala • (većazrna nepravilnog oblika s oštrim rubovima - veća snaga za utiskivanje buldozerskog noža a time i veći utrošak energije za iskop, nego u slučajučestica zaobljenih bridova i manjih dimenzija). • 3. poroznost odnosno zbijenost materijala • (zbijeniji materijal, male poroznosti - potrebna veća sila za kopanje, odnosno snažniji stroj za iskop i transport)

23. Tipovi dozerskih noževa i njihov odabir • Određeni oblik i dimenzije noža odabiru se ovisno o namjeni dozera. • Pored fizičko-mehanička svojstava materijala, bitan pokazatelj kod odabira i odnos između raspoložive snage stroja i volumena materijala koji je moguće iskopati i transportirati nožem – izražava se u kW/m3 rastresitog materijala. • Mogućnost prodiranja pojedinog tipa noža u materijal – izražava se odnosom između raspoložive snage stroja i dužine noža tj. u kW/m'

24. Dužina noža ovisi o primjeni dozera i obično se kreće od 1,2 do 4,7 m (visina obično od 0,5 do 1,4 m, a mogu biti: dužina i do 7,4 m; visina do 3,6 m). (b) (a) Slika 8. Dozeri s različitim dužinama noževa: duži nož za rad u mekšim nevezanim materijalima (a) i nož nešto veće od širine samog stroja za rad u vezanim i tvrdim trošnim materijalima (b)

25. Osnovni tipovi noževa “U” nož “U” nož za specijalne primjene nož za raščišćavanje terena u 6 pravaca “V” nož “ravni” nož nož za zapunjavanje “kutni” nož nož u obliku grablji

26. 1 2 2 1 – pogonski zupčanik 2 – vođeni zupčanici Slika 10. Buldozer na gusjenicama s uzdignutim pogonskim zupčanikom

27. vozni uređaj u dva dijela međusobno zglobno povezana. • okretni lomljivi zglob omogućuje zglobno zakretanje na svaku stranu u odnosu na uzdužnu os stroja za oko 45º • zakretanje se ostvaruje pomoću hidrauličkih cilindara smještenih s obje strane zglobnog spoja. • Glavna prednost ovog tipa dozera je velika pokretljivost i mogućnost manevriranja. Slika 11. Buldozer na kotačima s gumama

28. Slika 12. KOMATSU D-575 – snaga motora: 858 kW, kapacitet noža: 69 m3, visina noža: 3.64 m, dužina: 7.4 m, ukupna visina stroja: 4.88 m, uk. dužina stroja: 11.72 m, uk. masa: 152,6 t, primjena: u rudnicima ugljena u SAD

29. Kapacitet (učinak) dozera • Ovisi o: • dužini transporta (duži transportni put, veći gubici (rasipanje) materijala • nagibu terena na kojem radi dozer (pad ili uspon) • stanju podloge (transportnog puta) po kojoj se kreće dozer (koef. trenja između podloge i dozera) • fizičko-mehaničkim svojstvima materijala koji se kopa i transportira (vlažnosti, grano-sastavu i obliku zrna materijala, poroznosti odnosno zbijenosti materijala) • zadatku za koji se primjenjuje dozer • tehničkim karakteristikama (tipu) dozera (snaga pogonskog motora, masa stroja, tip noža, na gusjenicama ili kotačima s gumama, itd.)

30. (a) Slika 13. Ovisnost kapaciteta buldozera o dužini transporta: buldozeri na gusjenicama (a) i buldozeri na kotačima (b) (b)

31. Otpori prilikom kopanja dozerom Ukupna sila otpora koja se javlja prilikom kopanja dozerom sastoji se od više komponenti, a može se prikazati slijedećim izrazom: W = W1 + W2 + W3 ± W4 , (N) – ukupna sila otpora prilikom kopanja dozerom W1– otpor kretanju dozera W2– otpor materijala na rezanje W3– otpor guranju prizme materijala ispred noža (otpor vučne prizme) W4– dodatni otpor kretanju dozera uslijed nagiba terena pri kretanju uz kosinu

32. W1– otpor kretanju dozera W1 = G  wk , (N) Gdje je: G – ukupna težina stroja s nožem (kN) wk = specifični otpor kretanja (kotr.) u N/kN težine stroja (15 do 400 N/kN) (ovisi o vrsti materijala i stanju podloge po kojoj se kreće stroj, te da li se stroj kreće na gusjenicama ili kotačima; najveće vrijednosti su za blatnjave neravne podloge)

33. W1– otpor kretanju dozera

34. W2– otpor materijala na rezanje W2 = k  A , (kN) k – specifični otpor na rezanje poprečnog presjeka rezanog sloja u kN/m2 (ovisi o vrsti, grano-sastavu i vlažnosti materijala koji se reže, tipu dozerskog noža, brzini rezanja i dr. utjecajnim parametrima) (100 do 200 kN/m2) A = l  d , (m2) – površina poprečnog presjeka rezanog sloja materijala l – širina reza (dužina noža), d – debljina reza

35. W3– otpor guranju prizme materijala ispred noža (otpor vučne prizme) W3 = f1 Gr + f2  Gr  cos2 , (kN) • Gr (kN) – težina mase materijala ispred noža (težina vučne prizme) • f1 = 0,6 do 1,2 – koeficijent trenja prizme materijala po podlozi (ovisi o vrsti kopanog materijala odnosno podloge) • f2 = 0, 4 do 0,6 – koeficijent trenja između prizme materijala i noža • =  g – volumna težina materijala (kN/m3); H – visina noža (m) l – širina reza odnosno dužina noža (m) •  – kut pod kojim nož reže materijal u odnosu na podlogu •  – kut zahvata noža •  – kut nagiba prizme prema podlozi (površini terena) – kut unutrašnjeg trenja

36. W4– dodatni otpor kretanju dozera uslijed nagiba terena pri kretanju uz kosinu W4 = (G + Gr)  wn , (N) wn – specifični otpor kretanja dozera uslijed nagiba terena; iskazuje se u N/kN ukupne težine dozera i prizme materijala ispred noža, wn = 20 do 242 N/kN za nagibe od 1˚ do 14˚ Zato kod terena pod nagibom, iskop (rezanje) materijala buldozerom treba uvijek nastojati obavljati niz kosinu (po padu), kako bi se smanjili otpori pri radu odnosno povećao učinak dozera.

37. Najveća brzina kretanja dozera pod punim opterećenjem (m/s) W – ukupni otpor (N) No – nominalna snaga motora u (W) ηi – koeficijent istrošenosti motora (ηu = 0,85 do 0,9) - ovisno o stupnju istrošenosti (uzima u obzir da motor u istrošenom stanju ostvaruje manju snagu od nominalne (maksimalne) koju daje novi motor, u neistrošenom stanju) ηu – koeficijent unutrašnjeg otpora (ηt = 0,8 do 0,85) (unutrašnji otpori nastaju uslijed redukcije broja okretaja radilice motora na broj okretaja pogonskih kotača, a odnose se na trenje koje pri tome nastaje u mjenjačkoj kutiji i diferencijalu) ηt – koeficijent korisnog učinka s obzirom na temperaturu i nadmorsku visinu (ηt = 0,71 do 1,06 ovisno o temperaturi i nadmorskoj visini; nominalna snaga se obično uzima u obzir pri temperaturi zraka od +15 ˚C i nadmorsku visinu 0 m, a ako su uvjeti drugačiji motor može trošiti više ili manje energije – npr. kod nižih temp. povoljnija situacija jer je zrak gušći)

38. Pri povratnom hodu dozera, nema otpora materijala na rezanje i otpora guranju prizme materijala (W2 i W3), pa se ukupni otpor i najveća brzina pri povratnom hodu određuju iz izraza: Wp = G  (wk ± wn) , (N) – ukupni otpor pri povratnom hodu (tj. kretanju dozera bez tereta) wk = specifični otpor kretanja wn – specifični otpor kretanja dozera uslijed nagiba terena , (m/s) – najveća brzina kretanja dozera pri povratnom hodu

39. UČINKOVITOST V - Volumen vučne prizme [m3] kv - koeficijent iskorištenja radnog vremena (0,8 i manje) kr - koeficijent rastresitosti Tc = tp + tnp - trajanje ciklusa [s] tnp = broj promjena brzina · vrijeme potrebno za promjenu brzine - nepromjenljivo vrijeme tp - promjenljivo vrijeme, ovisno o dužini dionice, brzini i o broju dionica (kopanje, transportiranje, vraćanje unatrag)