MAŠINE I UREĐAJI ZA TRANSPORT NA

POVRŠINSKIM KOPOVIMA

Skripta

Prof dr Dragan Ignjatović

Beograd 2010

1. TRANSPORT NA POVRŠINSKIM KOPOVIMA

Transport otkrivke i korisne supstance na površinskim kopovima predstavlja najvaţniji i

najsloţeniji 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 ĉela bagera do mesta istovara.

Transport na površinskim otkopima ima svoje specifiĉnosti, koje su uglavnom sledeće:

– relativno kratka rastojanja transporta koja po pravilu ne prelaze 10 km,

– radilišta na otkopavanju i odlaganju menjaju svoj poloţaj u prostoru i po vremenu

te je nuţno popreĉno 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 ĉija duţina 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 naĉinu dejstva transport na površinskim otkopima moţemo podeliti

na:

– transport sa prekidnim dejstvom u koje spada: ţelezniĉki transport sa

lokomotivskom vuĉom, automobilski i traktorski, skreperski itd.

– transport bez prekida (kontinualni transport) u koje spada: transport traĉnim

transporterima, hidrauliĉni, ţeleţniĉki sa beskrajnim uţetom i sl. I

– kombinovani transport koji predstavlja kombinaciju nekih vidova transporta iz

prve dve grupe, kao npr.: automobilski i traĉni, ţelezniĉki i automobilski i sl.

Izbor vrste transporta za konkretne uslove površinskog otkopa utvrĊuje se na osnovu

elemenata zaleganja rudne supstance, karaktera, oblika i veliĉine leţišta, roka

eksploatacije, koliĉine materijala odnosno tereta koji treba prevoziti u odreĊenom periodu

vremena, duţine nagiba transportnih puteva, naĉina otkopavanja i deponovanja jalovine,

naĉina prijema rudne supstance, klimatskih i drugih uslova i sl.

U vezi sa ovim kod izbora transportnog sredstva treba poznavati izmeĊu ostalog i sledeće

elemente:

– vrstu i fiziĉko-hemijske kao i mehaniĉke osobine materijala koji treba

transportovati (leţina materijala u rastresitom stanju, krtost, veliĉina komada,

temperatura i dr.),

– naĉin utovara i istovara,

– radnu sredinu u kojoj će transportna stedstva raditi (zaprašenost, temperaturne

promene, vlaţnost, klimu itd.),

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

prolaz transportnih sredstava,

– kapacitet i naĉin 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

Izabrana vrsta i sredstava transporta na površinskom kopu treba da osiguraju siguran

prevoz zadatih koliĉina materijala, neprekidan rad, što manje teškoća u pogonu, sigurnost,

bezbednost zaposlenih i nesmetani rad osnovne i pomoćne mehanizacije kao i najveću

moguću ekonomiĉnost.

Na savremenim površinskim otkopima preteţno se primenjuju tri vrste transporta:

– ţelezniĉki (šinski),

– automobilski i

– traĉni.

Pored nabrojanih reĊe se primenjuju traktorski, transport ţiĉarama, hidrauliĉni, a vrlo retko

i neke druge vrste transporta.

Slika 1 Osnovni vidovi transporta na površinskim kopovima

U Tabeli 2 prikazani su uslovi za racionalan izbor osnovnih vrsta transporta na

površinskim kopovima, a u tabeli 3 klasifikacija uticajnih faktora na izbor.

U cilju intenzivnosti radova na otvaranju i eksploataciji otkopa, postizanja najboljih

proizvodnih i ekonomskih efekata u zavisnosti od specifiĉnih geoloških i montan-tehniĉkih

uslova, u većini sluĉajeva je ustanovljena opravdanost primene nekoliko razliĉitih vrsta

transporta. U Takvom sluĉaju se u istom površinskom otkopu uvodi na svakom radilištu, ili

na grupi radilišta, ona vrsta transporta, koja obezbeĊuje najbolje ekonomsko-tehniĉke

efekte.

Pravci daljeg tehniĉkog razvoja šinskog transporta su uglavnom u povećanju vuĉne 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 izdrţljivosti pojedinih

elemenata.

Tabela 2. Uslovi za racionalnu primenu osnovnih vrsta transporta

2. ŢELEZNIČKI TRANSPORT

2.1. Sredstva ţelezničkog transporta na površinskim otkopima

Ţeleznički transport na površinskim kopovima (slika 2) najĉešće se primenjuje pri

eksploataciji plitkih i velikih leţišta horizontalnog ili blagog zaleganja, dubine do 200 m,

sa kojih treba prevoziti velike koliĉine iskopine tokom duţeg radnog veka. Transport

vozovima je jedan od najrasprostranjenijih naĉina transporta pri prevozu velikih koliĉina

tereta po vrlo dugaĉkim transportnim duţinama.

Slika 2 Primena ţelezniĉkog transporta u sprezi sa rotornim bagerom

Na ovakvu rasprostranjenost odluĉujuću ulogu su imali sledeći elementi:

– mogućnost da se za pogon koriste razliĉiti vidovi energije i da je pri ovome

utrošak energije relativno nizak zahvaljujući ĉinjenici da su otpori, koji nastaju

pri kretanju voza po šinama, mali;

– velika izdrţljivost i relativno velika trajnost sredstava ţelezniĉţog transporta, radi

ĉega su troškovi odrţavanja 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 duţih trasa u odnosu na druge naĉine

transporta;

– mali nagibi trasa i veliki radijusi krivina pruga (što uslovljava njihove veće

duţine, veći obim zemljanih radova) komplikuju ulaske i izlaske iz kopova;

– veliki obim radova pri pomeranju nestacionarnih koloseka po etaţama;

– oteţana primena pri selektivnoj eksploataciji mineralnih sirovina;

– manja produktivnost i

– sloţenija organizacija rada.

Ţelezniĉki transport se odvija po unutrašnjim prugama, unutar kontura kopa, i po

spoljašnjim van kontura kopa. Pruge mogu biti:

– stacionarne, za duţi radni vek i

– nestacionarne, pomerljive, na otkopnim i odlagališnim etaţama, za

kraćivremenski period u zavisnosti od intenziteta otkopavanja, odnosno

odlaganja. Nestacionarne pruge se periodiĉno pomeraju prateći napredovanje

otkopavanja ili odlaganja.

Šeme ţelezniĉkih pruga na površinskim kopovima uglavnom zavise od primenjene šeme

otkopavanja iskopine na kopu. Trasiranje i izrada pruga zavisi od reljefa terena, dimenzija i naĉina

zaleganja leţišta, dimenzija i tehnologije formiranja odlagališta. Pri projektovanju transporta, radi

nezavisnog otkopavanja, veće sigurnosti i efikasnosti, treba nastojati da se posebnim prugama

prevozi otkrivka, a posebnim korisna mineralna sirovina.

Najrasprostranjenije transportne šeme pri eksploataciji horizontalnih i blago nagnutih leţišta je

prikazana je na slici 3.a, a za eksploataciju strmih i dubljih leţišta na slici 3.b.

Slika 3.1. Transportna trasa pruge pri eksploataciji horizontalnih blago nagnutih leţišta (a) i

transportna trasa pruge pri eksploataciji strmih leţišta (b)

Otkrivka se obiĉno transportuje vozovima na unutrašnje ili spoljašnje odlagalište i odlaţe lepezasto

ili paralelno, dok se ruda posle procesa drobljenja transportuje do objekata za dalju preradu ili ugalj

direktno do deponija termoelektrana.

Radi postizanja visoke produktivnosti transporta na bazi propuštanja velikog broja vozova uz

bezbedno kretanje kompozicija na pruzi je potrebno izgraditi odgovarajuće komplekse pruţnih

objekata, slika 4. Pruţni objekti obuhvataju: utovarne stanice (1); odlagališne stanice (2), istovarno-

utovarne stanice (3); manevarsko-ranţirne stanice (4); stajališta (5); mimoilaznice (6); rudniĉke

pomerljive koloseke (7); rudniĉke stacionarne koloseke (8); prugu javnog saobraćaja (9);

površinski kop (10); odlagalište (11) i flotacija (12).

Slika 4. Šematski prikaz kompleksa pruţnih objekata na kopu

2.2. Ţelezničke pruge Na površinskim otkopima se primenjuju pruge širokog, normalnog i uskog koloseka. Pruge širokog

koloseka, kod kojih je razmak izmeĊu boĉnih unutrašnjih strana glava šina 1524 mm, su u

upotrebi samo na površinskim otkopima Rusije, Španije, Indije i Juţne 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 izmeĊu boĉnih unutrašnjih

strana glava šina je kod ovih pruga manji od 1435 mm, najĉešće 1000, 900 ili 760 mm) su isto

tako rasprostranjene, a naroĉito na površinskim otkopima malog kapaciteta.

Izbor širine koloseka se odreĊuje na osnovu koliĉine tereta koji treba da se prevozi, duţine

transportnih puteva, dimenzija površinskog otkopa, karakteristika primenjene opreme itd.

Prema uslovima eksploatacije pruge na površinskim otkopima mogu biti stalne (stacionarne) i

pomerljive. Stacionarne se izraĊuju na stabilnom nasipu i za duţe vreme upotrebe. Pomerljive

pruge se periodiĉno popreĉno pomeraju prateći napredovanje radnog fronta na otkopavanju ili

odlaganju. U pomerljive pruge se ubrajaju: utovarne pruge na etaţama, istovarne na

odlagalištima, bagerske ili pruge za odlagaĉe ako ovi imaju šinski ureĊaj za kretanje kao i pruge

mostova za transport i odlaganje jalovine. Osnova, na koju se polaţu pomerljive pruge, je po pravilu

prirodni materijal etaţa u ĉvrstom stanju, rastresiti materijal odlagališta, a takoĊe i krovina sloja

korisne supstance ili podinske stene. Ako osnova nije dovoljno ĉvrsta i stabilna pomerljive pruge

mogu biti poloţene i na ugraĊenom nasipu.

Razliĉitosti u uslovima eksploatacije stacionarnih i pomerljivih pruga su uslovljene

razliĉitim ograniĉenjima brzine kretanja voza po njima. Tako je kod pomerljivih koloseka

maksimalna brzina kretanja kompozicije ograniĉena na 15-25 km/h. Na pojedinim

deonicama po odlagalištu i otkopnoj etaţi ograniĉenja su još manja ≈ 5 km/h. Na

stacionarnim kolosecima duţine 3 km i više, brzina se ograniĉava na 40÷65 km/h, u

suprotnom 25÷40 km/h. U zavisnosti od godišnjeg obrta tereta stacionarne pruge se dele u

3 kategorije:

I kategorija 22 miliona tona bruto mase (V 65 km/h)

II kategorija = 10÷22 miliona tona bruto mase (V 40 km/h)

III kategorija < 10 miliona tona bruto mase (V 25 km/h).

U planovima ţelezniĉke pruge se crtaju pravim linijama, spojnim i prelaznim krivinama, a uzduţni

profil pruge se crta izlomljenim pravim linijama koje obe-leţavaju uspone, horizontalnost i padove.

Trasa-plan pruge zavisi od reljefa te-rena; dubine, obJika i dimenzija površinskog otkopa kao i od

usvojene metode otkopavanja. Kada su velike razlike u nivoima u granicama otkopnog polja

trasa pruga se razvija u obliku petlje (sl. 5a) izvlaĉnjaka (sl. 5b), spirale (sl. 5c) ili

njihovom kombinacijom (sl. 5d).

Na površinskim otkopima najmanji polupreĉnik krivine, ako nije drugaĉije pro -pisano, ne

treba da bude manji od 100 m, za pruge ĉija je širina koloseka 900 mm i 180 m, za

pruge ĉija je širina koloseka 1435 mm. U nekim zemljama pomenute minimalne vrednosti se

mogu umanjiti samo uz dozvolu nadleţnih drţavnih inspekcijskih organa i to opet samo

za najviše do 20%. U osnovi najmanji radijus krivine se odreĊuje prema vrsti kompozicije

odnosno uglavnom lokomotive.

Sl. 5. Razvoj trasa pruge na površinskom otkopu

(a . u obliku petlje, b. sa izvlaĉnjacima, c. u obliku spirale, i d. kombinovani razvoj)

Veliĉina nagiba pruge meri se u promilima (%o) i odreĊuje se kao odnos raz like nivoa

kraja i poĉetka pruge prema horizontalnoj projekciji.

Merodavni uspon je najveći uspon na pruzi po kome se utvrĊuje teţinska veliĉina vozova

sa minimalnom proraĉunom utvrĊenom brzinom. Našim propisima za površinske otkope

veliĉina merodavnog uspona na pomerljivim prugama je odreĊena da ne sme da bude veća

od 50 %0 kod vuĉe elektriĉnim lokomotivama i 40 %0 kod vuĉe parnim ili ostalim vrstama

lokomotiva. Na odlagalištima pruge treba da budu vodoravne ili sa usponom do 5% 0 u

pravcu voţnje punih vozila, a na etaţama duţ otkopnih radilišta ne veći od 2,5% 0

Da bi se obezbedio siguran transport po celoj duţini pruge utvrĊuju se propisani

gabariti.

Ţelezniĉka pruga predstavlja kontinualnu konstrukciju, koja omogućava neprekidnu i

sigurnu voţnju vozova potrebnom brzinom. Pruga se sastoji od donjeg i gornjeg stroja,

objekata na pruzi, signalnih ureĊaja, kontaktne mreţe, zemljišnog pruţnog pojasa i

vazdušnog prostora visine 12 metara iznad gornje ivice šine. U graĊevinskom smislu dva

osnovna elementa pruge su donji i gornji stroj, a tip konstrukcije i dimenzije ovih delova se

odreĊuju u zavisnosti od obima tereta za transport, tipa vuĉnog vozila i vagona, i brzine

voţnje kompozicije.

2.2 1. Donji stroj pruge

Donjim strojem ili osnovom pruge se naziva tlo na koje se polaţu pragovi i šine.

Najĉešće je to nasip, usek, polunasip, poluusek i sl.

Osnova pruge treba da bude stabilna, ĉvrsta i da ima odgovarajuće objekte za odvod vode,

jer veliko natapanje materijala vodom dovodi do naglog smanjenja njegove noseće

sposobnosti. Ako teren na kome se gradi pruga poseduje normalne hidrogeološke i druge

uslove, zemljana trasa pruge se izraĊuje po tipskim profilima. Širina trase (planuma ili

donjeg stroja) zavisi od širine koloseka, vrste i broja koloseka kao i od vrste materijala u

kome se trasa izraĊuje. Širina planuma za prugu sa jednim kolosekom moţe se odrediti

pomoću obrasca:

B = b + 2 - m - h z , m (1)

gde je:

b≥ 2e— širina osnove pruge na visini preseka sa horizontalnom ravni gornje strane

praga. OdreĊuje se na taj naĉin što se pro -duţi linija kosina donjeg stroja do

preseka sa horizontalnom ravni gornje strane praga (sl. 4)

m — projekcija kosine za h= 1 m, odnosno nagib donjeg stroja (obiĉno 1,5, a

kod većih visina 1,75 odnosno 2,0)

e — širina koloseka, m

hz — visina zastora merena u osi pruge, m.

Sl. 6. Popreĉni profil pruge u useku

U praksi se obiĉno za normalne uslove izgradnje, usvaja širina osnove jednaka trostrukoj ili

ĉetvorostrukoj širini koloseka tj. 5 = (3÷4) e, a za sloţenije uslove i do B = 5 e. Ako

uslovi gradnje dozvoljavaju osnova se proširuje sa obe strane ose pruge za 0,25 —

0,30 m da bi se spreĉilo rasipanje materijala iz zastora.

Donji stroj pruge nuţno mora da ima, potrebne objekte za odvodnjavanje. Obiĉno su to

kanali sa širinom pri dnu od 0,3 do 0,5 m, u padu sa 3 —5%0 .

Kod prelaza pruga preko raznih prepreka (reke, potoci, put evi i sl.) izgraĊuju se razni

graĊevinski objekti: nadvoţnjaci, cevi i propusti i sl.

2.2 2. Gornji stroj pruge

Gornji stroj pruge ĉine zastor, pragovi i šine sa šinskim priborom.

Slika 7. Elementi gornjeg stroja

a) Zastor

Stalne pruge na površinskim otkopima ugraĊuju se na zastornom sloju, ĉija je namena da

ravnomerno i elastiĉno rasporedi pritisak i smanji udare na zemljinu podlogu, zatim da

odvodi (propušta) površinske vode i zaštiti zemljanu podlogu od zamrzavanja.

Na pomerljivim prugama zastor se ugraĊuje kada materijal podloge (terena) ne odgovara

uslovima opterećenja od kompozicija. Praksa je pokazala da je izgradnja zastora na etaţnim i

odlagališnim prugama celishodna, ako se pruge popreĉno pomeraju svakih 1,5 do 2

meseca ili reĊe. Dopunski troškovi za zastor se u ovakvim sluĉajevima kompenzuju

povećanom brzinom kretanja kompozicija i manjim kvarovima.

Pomiĉne pruge poloţene na tlu iz materijala koji se lako drenira ne zastiru se. Takvi

materijali su: peskovi, delimiĉno glinoviti peskovi sa dovoljnom vodopropustljivošću (ĉiji je

koeficijent filtracije do 0,003 cm/sec), šljunak i kristalaste stene.

Kao zastorni materijal za pruge na površinskim otkopima upotrebljavaju se tucanik od

ĉvrstih eruptivnih stena (granita, bazalta, trahita) ili od ĉvršćeg kreĉ-njaka krupnoće od

20—70 mm, zatim šljunak, krupnozrni pesak i šljaka. U svim sluĉajevima materijal za

zastor ne treba da sadrţi glinaste i zemljaste sastojke.

Debljina zastora od površine osnove (planuma) do donje površine praga zavisi od

osovinskog pritiska kompozicije i dimenzija pragova

Debljina zastora na stalnim prugama površinskog otkopa se kreće izmedu 25 i 40

cm, a na pomiĉnim od 10 do 20 cm. Zavisno od nosivosti tla i širine koloseka.

Zastiranje pruga spada u najteţe i najsloţenije procese kod opravke i izgradnje

pruga, a sastoji se iz niza operacija: istovara, ubacivanja zastora pod prugu i

njegovog ravnanja, podbijanja zastora pod pragove i ispravke pruge. Najteţa ope racija

je ugraĊivanje zastora pod prugu koja izmeĊu ostalog zahteva i veliko angaţovanje

radne snage.

Visoki troškovi rada na ugradivanju zastora mogu se bitno smanjtii ako se za prevoz,

istovar i doziranje zastora po pruzi primeni vagon dozator. Posle istovara zastora

pruga se podiţe, zastor se poravnava, pruga ispravlja i na kraju se pragovi

podbijaju.

b) Pragovi

Pragovi sluţe kao oslonci šinama od kojih prenose osovinski pritisak kompozicije na

zastorni materijal, odnosno, ako ovog nema, onda na donji stroj (planum) pruge.

Na površinskim otkopima se upotrebljavaju drveni, ĉeliĉno-betonski i ĉeliĉni

pragovi.

Pragovi se postavljaju na jednakim rastojanjima po zastoru, a broj pragova po kilometru

pruge zavisi od osovinskog pritiska kompozicije, nosivosti podloge, brzine kretanja

kompozicije, vrste šina i kvaliteta zastornog materijala. Na površinskim kopovima, gde se

osovinski pritisci kompozicija kreću preko 250 kN broj pragova po duţnom kilometru se

kreće od 1800 do 2000 komada.

Drveni pragovi, slika 6, se najviše nalaze u upotrebi na površinskim kopovima zbog

njihove elastiĉnosti, ĉvrstoće, dobrog naleganja u zastoru i lakog izvoĊenja priĉvršćenja.

Ovi pragovi nisu osetljivi na udarce, manje se oštećuju i stvaraju znatno manju buku pri

kretanju vozova. Zbog dobre elastiĉnosti podjednako se koriste za stacionarne i pomerljive

koloseke.

IzraĊuju od bukovine i hrastovine. Radi duţeg veka trajanja vrši se njihova impregnacija -

premazivanje pragova zaštitnim sredstvima radi spreĉavanja truljenja (kreozotno ulje ili

cink hlorid). Trajnost ovako impregnisanih pragova kod stacionarnih pruga na površinskim

kopovima proseĉno se kreće od 15÷20 godina, a na pomerljivim kolosecima 5÷8 godina.

Na industrijskim kolosecima trajnost drvenih pragova se kreće 30-40 godina.

Dimenzije pragova zavise od širine koloseka, nosivosti podloge i osovinskog opterećenja,

a odreĊene su standardom JUS D.D1.020. MeĊutim, potrebne dimenzije pragova na

površinskim kopovima, zbog specifiĉnosti uslova rada i obima tereta koji se transportuje, u

znatnoj meri odstupaju tako da iznose za:

pruge normalnog koloseka: (160 ÷ 220) (260 ÷ 280) (2500 ÷ 3200) mm,

pruge uskog koloseka: (140 ÷ 160) (220 ÷ 260) (1800 ÷ 2200) mm.

Slika 8. Standardni oblici drvenih pragova

Betonski pragovi, slika 7, se izraĊuju od od armiranog ili prethodno napregnutog betona.

Ovi pragovi se danas masovno koriste za stacionarne koloseke od granice površinskih

kopova do potrošaĉa. Njihova glavna osobina je što beton moţe da izdrţi mnogo veća

naprezanja na pritisak nego na istezanje. Pored toga, ovi pragovi ne trunu i ne korodiraju,

pa je njihova trajnost praktiĉno neograniĉena. Dosta su teţi od drvenih pragova, pa su

znatno manje podloţni boĉnom pomeranju. Za pruge na kopovima izraĊuju se u dve

dimenzije sa masom od 230÷235 kg, armirani su sa oko 2÷4 kg visokovrednog ĉelika

ĉvrstoće 200 kg/mm2, i imaju silu prednaprezanja 270÷280 kN.

Slika 9. Standardni oblici betonskih pragova

Čelični pragovi, slika 10, se izraĊuju presovanjem od valjanog ĉelika profilisanom u

obliku korita sa zatvorenim krajevima radi povećanja boĉnog otpora. U uzduţnom preseku

je pod nagibom 1:20 ka osi koloseka. Na pragove se zavaruju podloţne ploĉice za

priĉvršćivanje šina. Radni vek ovih pragova je 15÷20 godina. Još uvek nemaju široku

primenu zbog visoke cene i dosta oteţanog podbijanja prilikom postavljanja. Na

površinskim kopovima se uglavnom koriste za pomerljive koloseke i na skretnicama.

Duţina ovih pragova za pruge normalnog koloseka iznosi 2500÷3000 mm, a za pruge

uskog koloseka 2000÷2200 mm.

Slika 11. Ĉeliĉni prag

c) Šine

Šina je u osnovi kontinuirani nosaĉ koji se oslanja na mnogo oslonaca (pra -

gova). U popreĉnom preseku šine razlikujemo: glavu šine, vrat i noţicu. Donja

strana glave šine i gornja strana noţice imaju nagibe na koje naleţuvezice kod sastava

šina (sl. 12).Šine se izraĊuju valjanjem iz ĉelika velike ĉvrstoće, koji treba da ima

malo habanje, aistovremeno i dobru elastiĉnost.

Slika 12 Popreĉni presek šine

Na površinskim otkopima kod nas i u većini evropskih zemalja primenjuje se

Vinjolova šina sa širokom noţicom, kod koje je odnos širine noţice prema visini 0,8

do 0,9 (stabilnost šine). Izbor profila šine se vrši na osnovu namene pruge,

osovinskog opterećenja transportnih sredstava, frekvencije i brzine saobraćaja,

razmaka pragova i iskustva. Veliĉina profila odnosno jaĉina šine moţe pribliţno

taĉno da se odredi ako pretpostavimo da je šina slobodna greda oslonjena na dva

ĉvrsta oslonca i da je opterećena koncentrisanim statiĉkim teretom u sredini (sl.

13). Maksimalni momenat savi-janja u ovakvom sluĉaju je:

Sl. 13. Šema za odreĊivanje momenta savijanja šine

4max

lGM

(Ncm)

a potrebni momenat otpora:

s

MW

max ( c m

3)

gde je:

G — najveća sila pritiska toĉka, N

l — razmak pragova, cm

W— otporni momenat šine, cm3

S — dopušteno naprezanje na savijanje, N/cm2.

Kod ovoga nismo uzeli u obzir da se pragovi pod dejstvom opterećenja uleţu i

ponovo vraćaju u prvobitan poloţaj tj. da oslonci nisu ĉvrsti, zatim nisu uzeta u

obzir dinamiĉka opterećenja itd. MeĊutim, i pored toga pomenuti obrazac

obezbeĊuje dovoljnu taĉnost za praksu.

Svi potrebni podaci o šinama su danas u većini zemalja normirani, tako da je broj

mogućih razliĉitih profila smanjen na odgovarajući, koji moţe,da zadovolji uglavnom

sve zahteve. Profili šina se kratko oznaĉavaju prema visini u mm i teţini po

duţnom metru u obliku razlomka. Tako npr. oznaka 148/49 oznaĉava šinu ĉija je

visina 148 mm, a teţina 49 kg/m' odnosno taĉno 49,07 kg/m'. U primeni je ĉesto i

kraća oznaka npr. S 49 koja oznaĉava samo teţinu po duţnom metru. U tabeli 3

prikazani su podatci za nekoliko profila šina koje se primenjuju na površinskim

otkopima po standardu DIN 5902.

Tabela 3. Standardni tipovi šina za površinske kopove prema DIN-u Tip

šine

g

kg/m'

h

mm

b1

mm

b2

mm

d

mm

A

cm2

Ix

cm4

Iy

cm4

Wx

cm3

Wy

cm3

S 45 45,44 142 125 67 14 57,84 1552 290 215 46 S 49 49,43 149 125 67 14 62,97 1819 320 240 51

UIC54E 53,81 161 125 67 14 68,55 2308 341,3 276 55 UIC 54 54,43 159 140 70 16 69,34 2346 417,5 279 60 UIC 60 60,34 172 150 72 16,5 76,86 3055 513 335 68

Duţine šina su razliĉite i kreću se od 15 do 25 odnosno 30 m

d) Pričvršćivanje i spajanje koloseka

Uĉvršćivanje šina vrši se na odreĊenim razmacima za pragove preko

Naĉin priĉvršćivanja šina za pragove zavisi od: osovinskog pritiska, intenziteta saobraćaja,

tipa koloseka i vrste pragova. Na površinskim kopovima zbog teških uslova rada na

stacionarnim kolosecima priĉvršćivanje šina za drvene pragove se iskljuĉivo vrši

priĉvrsnim sistemom tipa K. Pribor je vrlo robustan i povećava krutost koloseka protiv

izvijanja u ĉvoru koloseĉne rešetke. PrilagoĊen je za upotrebu i na drevenim i na

betonskim pragovima.

Naĉin priĉvršćivanja šina za pragove zavisi od: osovinskog pritiska, intenziteta saobraćaja,

tipa koloseka i vrste pragova. Na površinskim kopovima zbog teških uslova rada na

stacionarnim kolosecima priĉvršćivanje šina za drvene pragove se iskljuĉivo vrši

priĉvrsnim sistemom tipa K. Pribor je vrlo robustan i povećava krutost koloseka protiv

izvijanja u ĉvoru koloseĉne rešetke. PrilagoĊen je za upotrebu i na drevenim i na

betonskim pragovima. Na slici 14 je prikazano vezivanje šina priĉvrsnim priborom tipa K

za drveni prag.

Sistem tipa K predstavlja indirektan naĉin vezivanja šine za prag, to jest preko rebraste

podloţne ploĉice, koja je sa ĉetiri tirfona priĉvršćena za drveni prag. Šina se priĉvršćuje za

podloţnu ploĉicu pomoću dve krute priĉvrsne ploĉice, koje se jednom stranom oslanjaju na

podloţnu ploĉicu, a drugom na noţicu šine i dva priĉvrsna zavrtnja. Glave priĉvrsnih

vijaka ulaze u zareze na rebrima podloţne ploĉice, a radi zaštite priĉvrsnih vijaka od

odvrtanja navrtki na priĉvrsne zavrtnje se ispod navrtki postavljaju dvostruke prstenaste

elastiĉne podloške (Graveovi prstenovi).

Ovaj sistem omogućava visinsku regulaciju do 10 mm postavljanjem umetka ispod šinske

noţice razliĉite debljine. Umetak se izraĊuje od presovane topolovine ili gume sa

ţlebovima minimalne debljine 4,5 mm, i njegova funkcija je da raspodeljuje pritisak šine

na podloţnu ploĉicu.

Slika 14. Pričvrsni sistem tipa K

Priĉvršćenje šina za betonske pragove sistemom tipa K je prikazano na slici 3.16b. Ravna

rebrasta podloţna ploĉica se priĉvršćuje za betonski prag sa dva tirfona, koji se ugraĊuju u

zaglavke od kuvane bukovine ili u ĉepove od sintetike, ispod ĉijih glava se stavljaju

dvostruke prstenaste elastiĉne podloške. Ispod podloţne ploĉice se postavlja izolujuća

ploĉa od polimera dimenzija 1203455 mm. Gumeni umetak se izraĊuje debljine od 5 do

10 mm. Ostali elementi su isti kao kod priĉvršćenja za drvene pragove. Kod betonskih

pragova priĉvršćivanje šina se vrši bez podloţnih ploĉica.

Na pomerljivim kolosecima priĉvršćivanje šina se vrši pomoću Rudert ili Nebelung

sistema. Ovakvi spojevi omogućavaju pokretljivost šina u spoju pri popreĉnom pomeranju

koloseka, ĉime se izbegavaju oštećenja pragova, šina i spojeva.

Podloţna ploĉica je sa uskom dijagonalnom ploĉicom na donjem delu praga spojena sa dva

zavrtnja. Podloţna ploĉa ima dve specijalne uške u koje se ubacuju specijalni klinovi u

obliku slova T, koji pridrţavaju šinu i omogućuju dobru pokretljivost prilikom pomeranja

koloseka. Sama podloţna ploĉica je pomoću zavrtnjeva, koji prolaze kroz prag, spojena za

podmetaĉ sa donje strane praga.

Ovakav spoj obezbeduje pokretljivost šina u spoju pri popreĉnom pomeranju koloseka, a time

se eli-minišu mnoga oštećenja pragova, šina i spojevs. Na sl. 15 su prikazana dva

najrasprostranjenija naĉina ovakvog spajanja po sistemu „Rudert" i „Nebelung". Kod sistema

Rudert se šina, koja je postavljena na podloţnu ploĉu, pomoću dva stezaĉa i specijalnih

klinova uĉvršćuje za podloţnu ploĉu, koja je opet sa dva zavrtnja koji prolaze kroz prag

spojena za podmetaĉ sa donje strane praga. Kod Nebelung sistemašina sr priĉvršćuje za

uške specijalne podloţne ploĉe pomoću dva ĉeliĉna klina sa svake strane. Sama podloţna

ploĉa je pomoću zavrtnjeva, koji prolaze kroz prag spojena za podmetaĉ sa donje strane

praga.

Mnogi površinski otkopi daju prednost Nebelung sistemu, jer kod ovakvog spoja nastaje neznatno

iskošenje koloseka, s obzirom da su šine u poduţnom pravcu uklještene izmeĊu ušica na podloţnim

ploĉama, koje su opet priĉvršćene za pragove. Pored ovoga, demontaţa koloseka je znatno lakša i

brţa nego kod sistema Rudert.

Sl. 15 Oprema za spajanje šina za pragove po sistemu „Rudert" i „Nebelung"

Krajevi šina se spajaju pomoću vezica (spojnica) koje su stegnute zavrtnjima ĉije matice su

osigurane protiv odvijanja ĉeliĉnim elastiĉnim (Grover) prstenovima. Kod pruga uzanog

koloseka primenjuju se ravne i ugaone vezice, a za pruge normalnog koloseka specijalno

obraĊene, velike elastiĉnosti (sl. 16).

Sl. 16. Šinski spoj i popreĉni presek jednog šinskog spoja

Kod pomerljivih pruga, ĉije se pomeranje vrši pomeraĉicama neprekidnog dejstva, primenjuju se

vezice specijalnih profila koje dozvoljavaju obuhvatanje glave šine i prolaz steznih koturova

pomeraĉice.

U sluĉaju primene autoblokade spojevi su popunjeni drvenim ili plastiĉnim izolacionim

ploĉicama. Na elektrificiranim prugama, gde šine sluţe i kao povratni provodnici primenjuju se

ĉlektrosprovodni dodirni spojevi.

Kod spajanja mogu se krajevi šina da poloţe na zajedniĉki ili na posebne pragove postavljene

jedan uz drugi (ĉvrsti spoj) ili izmedu dva razmaknuta praga (elastiĉni spoj). Elastiĉni spoj je

bolji. MeĊutim i kod ovakvog spoja pri prolazu voza nije otklonjeno uleganje jednog praga dok

drugi ostaje na svojoj visini, što dovodi ne tako ĉesto do pucanja spojnica. Elastiĉni spojevi se

postavljaju jedan nasuprot drugom, da bi se smanjio broj udarnih naprezanja vozila.

Nijedan do danas primenjenih spojeva za pruge na površinskim otkopima ne zadovoljava. Pokazalo

se kao najbolje meĊusobno zavarivanje šina, u kom sluĉaju se šina proteţe kao kontinuirani nosaĉ

na većoj duţini.

IzmeĊu šina se ostavlja izvestan razmak (dilatacioni razmak) zbog istezanja usled toplote. Veliĉina

potrebnog razmaka se moţe odrediti pomoću obrazca:

tl , mm

gde je:

α — koeficijent linearnog istezanja ĉelika (0,012 mm/m °C), /

l — duţina šine, m

Δt — tefnpereturna razlika najtoplijeg dana u godini i dana kada se ugraĊuje šina.

2.2 3. Skretnice

Skretnice su uredaji koji se ugraduju u kolosek sa zadatkom da omoguće prelaz kompozicije sa

jedne na drugu prugu (sl. 17). Danas je u upotrebi na površinskim otkopima

najrasprostranjenija tzv. prosta odnosno jednostavna skretnica sa dva pokretna jezika kod koje

novi kolosek poĉinje skretanje, od osnovnog koloseka u pravcu, pod odreĊenim uglom. Prosta

skretnica moţe biti desna ili leva zavisno od toga u kome pravcu se odvaja novi koklose gledan od

poĉetka skretnice tj. ulaza u skretnicu.

Sl. 17. Izgled i detalji jedne proste desne skretnice 1:9

2.2 4. Izgradnja pruga

Izgradnja pruga se karakteriše širinom, nagibom koloseka, uzajamnim rastojanjem šina po nivou i

nadvišenjem spoljne šine u krivinama i krivinom u planu.

a) Širina pruge je rastojanje izmeĊu unutrašnjih strana glava šina mereno normalno na osu

pruge na visini od 14 mm ispod gornje površine glave šine. Ako je kolosek u pravcu, šine se

postavljaju na istoj visini i imaju isti standardni razmak izmedu unutrašnjih ivica glava šine

(1435 mm, 900 mm ili koji drugi) uz dozvoljena odstupanja od standardnih širina. I u pravcu i u

krivinama šine su na pragovima za 20:1 nagnute prema osi koloseka (zbog koniĉnosti toĉkova na

šinskim vozilima), što se postiţe ili useca-njem pragova (ako šina leţi neposredno na pragu) ili

podloţnom ploĉom ĉija je ravan na koju se šina postavlja izvedena pod pomenutim nagibom.

b) Nagibi koloseka imaju veliki uticaj na teţinu kompozicije, izbor vuĉe, trajanje voţnje,

koĉenje i sl., a time i na investicione i troškove transporta uopšte. Zbog toga se pri projektovanju

trase buduće pruge utvrĊuje varijanta sa maksimalnim nagibom u oba smera voţnje kao i

maksimalnim radijusom krivine, koja obezbeĊuje najmanja investiciona ulaganja i u najmanjoj

meri utiĉe na troškove transporta. Nagib pruge moţe biti pozitivan — uspon ili negativan pad.

Ako je jednak nuli — kolosek je horizontalan.

Razlikujemo više nagiba od kojih su najznaĉajniji: merodavni, ekvivalentni i fiktivni.

Merodavni nagib je uspon koji moţe da savlada neko vuĉno sredstvo vozeći natovarenu

kompoziciju odreĊenom ravnomernom brzinom. Ako u pravcu transporta tereta nema

uspona, onda se kao merodavni uspon uzima vrednost specifiĉnog otpora pri kretanju voza iz

mesta izraţena u %0.

Ekvivalentni uspon je onajj ĉija vrednost u %o odgovara specifiĉnom otporu horizontalne

krivine.

Fiktivni uspon predstavlja zbir stvarnog i ekvivalentnog uspona i ne sme ni na jednom

delu uzduţnog profila pruge da ima veću vrednost od merodavnog uspona.

Za površinske otkope u našoj zemlji je propisana utvrdena dozvoljena veliĉina merodavnog uspona.

c) Proširenje koloseka u krivini je nuţno da bi se olakšao prolaz vozilu, smanjio otpor od

krivine, trošenje šina i venaca na toĉkovima šinskog vozila itd. Veliĉina potrebnog proširenja

zavisi od radijusa krivine, razmaka kolskih slogova i konstrukcije vozila.

L

Minimalna veliĉina proširenja moţe se odrediti iz sledećeg obrazca:

DtR

le v mm (10)

Gde je:

Δe — proširenje koloseka u krivini, mm

lv — razmak osovina na vozilu, m

R — polupreĉnik krivine, m

t — visina venca na toĉku, m

D — preĉnik venca toĉka, m

Proširenje stacionarnih koloseka na površinskim otkopima je nuţno kada je polupreĉnik

krivine manji od 200 m kod koloseka širine 900 mm, odnosno ako je ispod 300 m kod

koloseka širine 1435 mm. Proširenje se vrši pomeranjem unutrašnje šine prema centru

krivine za vrednosti date u tablici 4.

Kolosek, mm Polupreĉnik krivine, m Proširenej koloseka, mm

900

Preko 200 0

160 - 200 5

100 – 160 10

Ispod 100 15

1435

Preko 300 0

250 - 300 5

200 -250 10

180 - 200 15

160 - 180 20

Ispod 160 25

Dozvoljeno odstupanje od propisanih vrednosti za širinu koloseka 1435 ili 900 mm

ne sme biti veće od 35 mm kod proširenja i 3 mm kod suţavanja, jer u protivnom pri

eksploataciji nastaje vrlo veliko habanje glave šina i druge pogonske nezgode

d) Nadvišenje spoljne šine u krivinama je nuţno da bi uravnoteţilo delovanje

centrifugalne sile. Naime, kod vozila se delovanje centrifugalne sile prenosi na toĉkove

koji pritiskuju na spoljnu šinu ako je ova na istoj visini sa unutrašnjom. te se na taj naĉin

povećava trenje izmedu venca toĉka i šine što dovodi do prekomernog habanja. Ako su

brzine velike dolazi i do iskliznuća ili prevrtanja vozila. Nadvišavanjem spoljne šine na

visinu koja obezbeĊuje da rezultanta teţine vozila i centrifugalne sile bude upravna na

kosu ravan koloseka postiţe se da opterećenje obe šine bude podjednako.

Šema dejstva sila na vozilo pri prolazu kroz kolosek u krivini data je na slici 18.

Slika 18. Šema dejstva sila u krivini

U teţištu vozila deluju sila teţine vozila (G) i centrifugalna sila (Fc) - koja ima smer

dejstva ka spoljnoj strani koloseka, i kod većih brzina ona prouzrokuje prevrtanje vozila.

Rezultanta ove dve sile (Fr) će delovati upravno na kolosek kada ugao izmeĊu G i Fr bude

jednak uglu nagiba koloseka prema horizontali (). Iz uslova jednakosti komponenata sila

koje deluju u ravni paralelnoj sa ravni koloseka imamo:

Fc = G tg = G sin G h/s1

pri ĉemu se vrednost tg zamenjuje sa sin=h/s1, pošto je vrednost ugla vrlo mala. Ovde

h predstavlja izdizanje spoljne šine, a s1 rastojanje izmeĊu osa šina, koje kod pruga

normalnog koloseka iznosi 1500 mm.

Ako sada u prethodniobrazac uvedemo izraz za centrifugalnu silu dobićemo:

Fc= m v2/R = (G v

2)/g R

gde je:

m-masa vozne jedinice, kg;

v-brzina kretanja voza, m/s;

R-radijus krivine, m.

Sada rešavanjem jednaĉine sledi vrednost za izdizanje spoljne šine u krivini radijusa R

h = s1 v2/g R (m)

Ovde brzina kretanja vozova predstavlja proseĉnu brzinu voţnje kroz krivinu, pošto ova

brzina nije ista za sve vrste transportnih sredstava. Ako sada brzinu uvrstimo u km/h tada

će izdizanje spoljne šine u krivini za pruge normalnog i uskog koloseka iznositi :

h = 11,8 v2/R, mm

h = 6,3 v2/R, mm

Izdizanje spoljašnje šine, kao i njeno spuštanje na poĉetnu kotu, ostvaruje se postepeno na

celoj duţini prelaznog luka krivine. Minimalno nadvišenje se uzima 20 mm, a najveće

dozvoljeno 60 mm - za pruge uskog koloseka i 120 mm - za pruge normalnog koloseka.

e) Prelazne krivine (prelaznice) se postavljaju kod prelaza pruge iz pravca u krivinu

sa ciljem da se ublaţi ili eliminiše udar usled boĉnog pritiska na spoljnu šinu kod

naglog prelaza iz pravca u krivinu. Prelazna krivina se obiĉno izvodi u vidu kubne

parabole, mada postoje i druge krive koje se mogu pri -meniti za ovu svrhu (klotoida,

luĉna radioida i sl.).

Prelaznu krivinu karakteriše oblik i duţina. Ob lik prelazne krivine treba da obezbedi:

postepen i neprekidan prelaz od polupreĉnika ρ = ∞ (pravac) do polupreĉnika ρ = R

(polupreĉnik krivine); u svojoj krajnjoj taĉki prelaznica treba da dodiruje kruţni luk

krivine i povećanje ili smanjene zakrivljenosti treba da usledi po odreĊenom zakonu.

Duţina prelazne krivine jednaka je duţini prelazne rampe (sl. 19), tj .:

1000

10 hvll rpk

m

Minimalna duţina prelazne krivine treba da iznosi 10 m, ako je polupreĉnik krivine:

ispod 550 m kod koloseka širine 1435 mm, odnosno

ispod 350 m kod koloseka širine 900 mm.

Sl. 19. Šema prelazne krivine i rampe

2.2 5. Nosivost kolosečne rešetke

Dozvoljeno opterećenje od toĉka vozila za stacionarne koloseke na površinskim otkopima

moţe se izraĉunati pomoću obrasca:

ka

WP s

dst N

gde je:

Pdst - dozvoljeno opterećenje od toĉka na stacionarni kolosek, N,

αs- dozvoljeno naprezanje na savijanje, N/cm2

a- razmak pragova, cm

k - koeficijent poloţaja osovina.

α – koeficijent brzine

Kod manjeg zastornog broja na bagerskim i odlagališnim etaţama, dozvoljeno opterećenje od

toĉka treba smanjiti za 15% :

2.2 6. Pomeranje koloseka

Popreĉno pomeranje pruge na novu trasu ostvaruje se na dva naĉina: neprekidnim pomeranjem i

prebacivanjem (povremenim pomeranjem). Izbor naĉina pomeranja uslovljen je metodom izvodenja

rudarskih radova i vrstom upotrebljene rudarske opreme na otkopavanju i odlaganju.

Neprekidno pomeranje pruga se primenjuje na pluţnim odlagalištima i na pru-gama sa više

koloseka kod bagera vedriĉar kada širina pomeranja (korak pome-ranja) nije veći od 2—3 m'.

Drugim reĉima ovaj naĉin se primenjuje kada mašine na otkopavanju i odlaganju rade u frontu.

Prebacivanje ili povremeno pomeranje koloseka se vrši kada se otkopavanje i odlaganje vrše u

blokovskom radu. Tada se kolosek pomera u novi poloţaj za širinu otkopanog bloka. Korak

pomeranja u ovom sluĉaju zavisi od širine bloka, odnosno od radnih dimenzija primenjenih bagera

na otkopavanju ili odlaganju i iznosi od 12 do 38 m'.

Površina pomeranja koloseka (m2) se izraĉunava mnoţenjem duţine koloseka koji se pomera (m)

sa srednjim putetm popreĉnog pomeranja (m). Uĉinak na pomeranju se izraţava u m2/radnik-dan

ili u m2/h, m

2/smenu ili m

2/dan. Ako je korak pomeranja poznat onda se uĉinak moţe prikazati

i u m'.

Razlikuje se ruĉno pomeranje koloseka, pomoću vitla — dizalica i mašinsko.

Ruĉno pomeranje koloseka se danas skoro više i ne vrši, jer nije ekonomski opravdano. Uĉinak

kod ovakvog pomeranja je iznosio 2,5 do 5 m2/ĉoveku i satu.

Pomeranje koloseka pomoću ruĉne dizalice je uvedeno u praksu kao posledica teţnje da se

pomeranje mehanizuje i da se poveća uĉinak na pomeranju. Danas se ovaj naĉin pomeranja

koloseka koristi samo onda kada je mašinsko pomeranje nemoguće primeniti.

Po uĉinku, produktivnosti rada i troškovima, mašinsko pomeranje koloseka na površinskim otkopima

je znatno povoljnije od ranije pomenutih.

Mašinsko pomeranje koloseka se vrši mašinama za popreĉno pomeranje koloseka - pomeraĉicama.

Tokom razvoja ovih mašina uvedeno je u praksu više upotrebljivih konstrukcija.

Po konstrukciji pomeraĉice se mogu podeliti na tri tipa: konzolne, mostovske i kombinovane.

Po naĉinu na koji se kreću mogu biti samohodne (sa sopstvenim pogonom za kretanje) i prikljuĉne.

Pomeraĉice bez sopstvenog pogona - prikljuĉne upotrebljavaju se za pomeranje koloseka, koji se

popreĉno pomeraju u duţim vremenskim razmacima ili za kontinualno pomeranje koloseka ako su

prikljuĉene uz bagere velikog kapaciteta koji vrše otkopavanje radom u frontu.

Samohodne pomeraĉice se primenjuju samo u takvim sluĉajevima kada opsluţuju više radnih etaţa

na otkopu i odlagalištima.

a) Pomeračica konzolnog tipa (sl. 20) - kod ovog tipa pomeraĉice glava za pomeranje

koloseka — sastavljena iz valjkastih steznih hvataĉa (drţaĉa) - se nalazi na kraju rešetkaste

konzole, koja se svojom prednjim delom oslanja na dva obrtna postolja. Glava za pomeranje je

pokretna u vertikalnoj i horizontalnoj ravni. Pomeranje koloseka se ostvaruju na sledeći naĉin: glava

za pomeranje se spušta i pomoću tri para valjkastih hvataĉa, koji imaju ţlebove, stegnu glave na šinama

oba koloseka (sl. 21), zatim se do odredene visine (obiĉno naj-više do 400 mm) podiţe glava zajedno

sa šinama i pragovima, a potom honzontalno pomen u stranu gde se kolosek premešta i

pomeraĉica stavi u kretanje sopstvenim pogonom ili vuĉom. Širina odnosno korak

pomeranja u jednom prolazu zavisi od toga kako je mašina podešena. Pri pode -šavanju

širine pomeranja vodi se raĉuna o vrsti podloge i teţini koloseka koji se pomera

(koloseĉne rešetke). Širina pomeranja za jednu voţnju ne sme da preĊe 40 cm, jer

opterećenja konzole na pomeraĉici i koloseĉne rešetke postaju vrlo velika i mogu da

dovedu do havarija.

Ovaj tip pomeraĉice moţe da pomera i krajeve koloseka, što nije sluĉaj kod pomeraĉica

drugih tipova.

Slika 20 Pomeraĉica konzolnog tipa

Slika 21 Glava za pomeranje

b) Pomeračica mostovskog tipa (sl. 22) - osnovna razlika ovog tipa pomeraĉice od

prethodno opisanog je u poloţaju glave za pomeranje koloseka. Naime, kod ove

pomeraĉice glava za pomeranje koloseka je postavljena u sredini noseće rešetkaste

konstrukcije, koja se na krajevima oslanja na dva obrtna postolja. Tehnologija pomeranja

koloseka je identiĉna ranije opisanoj, sa razlikom što u ovom sluĉaju se p rednje obrtno

postolje kreće po pruzi koja se nalazi u starom poloţaju, a zadnje po pome -renoj pruzi.

Glavni nedostatak ove pomeraĉice je nemogućnost pomeranja pruge na kraje -vima (na

rastojanju oko 10 m).

Sl. 23. Pomeraĉica konzolnog tipa

Pored pomeraĉica danas se na mnogim površinskim otkopima, sa mnogo uspeha, za

popreĉno pomeranje koloseka primenjuju specijalno opremljeni cevopolagaĉi (slika 20).

Ova oprema se sastoji iz glave za pomeranje na koju su montirana ĉetiri valjkasta hvataĉa sa

ţlebovima, koji u ovom sluĉaju obuhvataju glavu samo jedne šine, zatim iz dizalice, koja je

montirana sa strane buldozera i koja nosi glavu za pomeranje. Pomeranje koloseka se iz-

vodi na sledeći naĉin: glavom za pomeranje se stegne jedna šina koloseka (ona na koju

stranu se vrši pomeranje), zatim se dizalicom podigne zajedno sa ko losekom na visini od

1 5 - 35 cm tako da se koloseĉna rešetka oslanja na drugu stranu pragova i buldozer poĉne

lagano da se kreće povlaĉeći kolosek do odreĊenog razmaka (koraka) za jedan prol az.

Valjkasti hvataĉi na glavi za pomeranje se pri tome kreću po glavi šine povlaĉeći ceo

kolosek na stranu pomeranja. Optimalna brzina kojom treba da se kreće cevopolagaĉ pri

pomeranju iznosi oko 15 km/h, a mogu se postići sledeći optimalni koraci pomeran ja za

jedan prolaz turnodozera pri pomeranju jednog koloseka:

na ravnom i suvom planumu 1,5 do 2 m

na ravnom vlaţnom planumu 1,2 do 1,6 m

na nedovoljno poravnanom suvom planumu 1,0 do 1,2 m

na nedovoljno poravnanom vlaţnom planumu 0,8 do 1,0 m

Prednosti primene cevopolagaĉa na pomeranju koloseka su sledeće:

mogu se istim ureĊajem pomerati koloseci svih širina kao i traĉni transpotreri i to

do kraja koloseka;

kolosek za vreme pomeranja nije stalno zatvoren za saobraćaj;

šine se manje habaju;

pri istom naprezanju koloseka mogu se ostvariti veći koraci u pomeranju pri jednom

prolazu ureĊaja;

turnodozer ili buldoţer mogu se pored ovoga primetiti i za mnoge druge pomoćne

poslove na površinskom otkopu tako da im iskorišćenje bude što veće.

Sa cevopolagaĉem snage 220 kW mogu se postići uĉinci na pomeranju koloseka od 6

500m2/h.

Slika 24 Pomeranje koloseka cevipolagaĉem

2.2 7. Radovi na prugama

Za nesmetan i siguran ţelezniĉki transport na površinskim otkopima nuţan je dobar i

ispravan kolosek. Kontrola stanja koloseka vrši se povremeno razliĉitim instrumentima

konstruisanim za tu svrhu. Najĉešće su u upotrebi jednostavni pomoćni instrumemi za

kontrolu širine koloseka, nagiba, temperatura i sl.

Na osnovu ovih merenja i uvida u stanje preduzimaju se nuţne opr avke.

a) Odrţavanje i opravka stacionarnih pruga na površinskim otkopima

Kod stalnih pruga na površinskim otkopima razlikuju se investiciono, srednje i tekuće odrţavanje.

Investiciono odrţavanje obuhvata zamenu šina i vezica, delimiĉnu zamenu pragova, obnovu

zastora i popravku zemljanog nasipa.

Investiciono odrţavanje pruge se obavlja tako da normalni saobraćaj ima što manje prekida, a

ovo se postiţe organizacijom radova uz prethodnu pripremu i primenu mehanizacije i

povećanog broja radnika,

Pri planiranju investicionog odrţavanja pruga najbolje je predvidene radove podeliti po grupama

na prethodne, pripremne, osnovne i pojedinaĉne i prema tome saĉiniti vremenske dijagrame

izvršenja poštujući pri tome ekonomsko-teh-nološku nuţnost što manjih zastoja u saobraćaju.

Srednja opravka obuhvata zamenu pojedinih šina, vezica i pragova kao i delimiĉnu zamenu

zastora.

Ovi radovi se obavljaju u odreĊeno vreme kada je pruga slobodna.

Tekuće odrţavanje obuhvata radove neophodne za odrţavanje pruga u stalnoj ispravnosti, kao i

radove kojima se spreĉavaju eventualne štete ili neispravnosti. U radove na tekućem odrţavanju

spada popravka neravnina, zapunjavanje praznina zastornim materijalom ispod pragova, podbijanje

koloseka, regulisanje pruge itd.

b) Odrţavanje i opravka pomerljivih pruga na površinskim otkopima

Pomerljive pruge na površinskim otkopima su izloţene relativno ĉestom pome-ranju u popreĉnom

pravcu radi praćenja radnih frontova na otkopavanju i od-laganju, te radi toga i slabijeg donjeg

stroja nego kod stalnih pruga zahtevaju veći obim radova na odrţavanju.

Radovi na pomerljivim prugama dele se na tekuće odrţavanje i radove na po-meranju pruga na

novu trasu.

Tekuće odrţavanje predviĊa spreĉavanje i otklanjanje primećenih neispravnosti na pruzi. Naĉini i

sredstva kontrole stanja pomerljivih pruga su isti kao i kod stacionarnih pruga. Osnovni oblici

neispravnosti su: ulegnuća, usukivanje i pro-širenje pruge itd.

Poprečno pomeranje pruge na novu trasu opisali smo u prethodnom poglavlju.

2.2 8. Sredstva mehanizacije za radove na prugama

Za izgradnju, remont i odrţavanje pruga koriste se instrumenti ruĉnog i mehanizovanog delovanja.

Ruĉni pruţni instrumenti su: ĉekić za eksere, poluga za vaĊenje eksera, pruţna dizalica, kljuĉ za

navrtke, kljuĉ za tirfone, podbijaĉ zastora, pruţni ugaonik za kontrolu poloţaja spojeva i sl.

Pruţni instrumenti mehanizovanog delovanja se pogone, elektriĉnim ili motorima sa unutrašnjim

sagorevanjem. U sluĉaju da je zastupljen elektriĉni pogon, napajanje pogonskih motora

elektriĉnom energijom se vrši iz pokretnog agregata za proizvodnju elektriĉne energije, koji se

sastoji iz dizel ili benzinskog motora, trofaznog asinhronog generatora i razvodne table. Agregat

je montiran na pokretni pokriveni vagon, a instalisana snaga agregata moţe da iznosi 20—100 kW.

Osnovna sredstva mehanizacije za pruţne radove su:

Testera za seĉenje šina.

Bušilica za pragove..

Bušilica za šine..

Mašina za zavrtnjeve.

Mašine za podbijanje koloseka (slika 21).

Mašine za ĉišćenje zastornog materijala.

UreĊaj za izmenu pragova..

Dizalice za prugu.

Sl. 25. Vibracioni podbijaĉ šinskih pragova i mašina za podbijanje šinskih pragova

2.4. VAGONI

Za prevoz otkopanih masa i korisne supstance na površinskim otkopima se primenjuju specijalne

konstrukcije vagona, koje omogućuju brzo i lako praţnjenje i utovar vagona mehanizacijom

(utovaraĉima, 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 vaţnije:

- jednostavna konstrukcija dovoljno otporna na udare, habanje i koroziju;

- potpuna stabilnost za vreme voţnje u uzduţnom i popreĉnom pravcu i to u situaciji

nejednakomernog utovara u oba pravca;

- siguran i dobar prolaz kroz krivine malog polupreĉnika

- što veća zapremina i nosivost, a da pri tome budu gabariti u granicama

dozvoljenih i sopstvena teţina vagona što manja;

- pritisak toĉkova odnosno osovine da ne prelazi dozvoljeni i da kretanje bude sigurno.

Sve vagone koji se primenjuju na površinskim otkopima moţemo 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, ĉetvoro, i više osovinske vagone.

Nezavisno od namene vagoni imaju sledeće osnovne delove: vozni deo, odbojnike i spojni pribor,

sistem za koĉenje, ram i sanduk.

U vozni deo, kojim se obezbeĊuje kretanje vagona sa najmanjim otporom po šinama, spadaju

kolski slogovi, tulci sa leţištima, gibnjevi za dvoosovinske vagone i obrtna postolja za ĉetiri — i

više osovinske vagone

Obrtno postolje vagona. Vozni deo, kolski slogovi, tulac i gibnjevi zajedno ĉine obrtno postolje

(si. 26), koje poseduje potpunu slobodu u horizontalnoj ravni u odnosu na ram vagona, a što

dozvoljava prolaţenje 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 cilindriĉnih

gipkih opruga 3, na ĉije krajeve se oslanja nadgibanjski nosaĉ 4, koji se pomera pri deformaciji

opruge u vertikalnoj ravni u pravcu bokova. Opterećenje od rama vagona prima nadgibanjski nosaĉ

preko oslonca 5.

Za sluĉaj da nastanu veće oscilacije u vagonskom obrtnom postolju sa gipkim oprugama predviĊen

je frikcioni klin-amortizer 6 koji izvršava ulogu amortizera oscilacija.

Sl. 26. Obrtno postolje

U novije vreme umesto gibnjeva u nekim sluĉajevima se primenjuju gumeni elementi. Oni

obezbeĊuju 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 meĊusobno 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 toĉka, prenosi na šine opterećenje od vagona i

usmerava njegovo kretanje po šinama.

Na rukavcima osovine kolskog sloga postavljaju se kotrljajuća ili klizna leţišta, koja su smeštena u

tulce. Opterećenje od vagona preko nadgibanjskih nosaĉa, ogibljenja i boĉnog nosaĉa obrtnog

postolja se prenosi na tulce, a preko njih na toĉkove i šine.

Sl. 27. Kolski slog

Rukavac 1 se smešta u leţište preko kojeg se prenosi opterećenje od vagona na osovinu. Srednji

otvori 2 u centru toĉkova su napresovani na ojaĉani deo osovine 3 koja u ovom delu ima najveći

preĉnik. List 6 povezuje oslonac 7 sa obodom toĉka 5.

Po konstrukciji toĉkovi mogu biti sa bandaţima ili bez bandaţa. Pri eksploataciji bandaţi 4 se

troše, te radi toga danas u sve većoj primeni su ĉeliĉni ćelo valjani toĉkovi. Takvi toĉkovi poseduju

visoku otpornost, a pri istrošenosti površine kotrljanja se obraĊuju. Kod ovoga maksimalno

dozvoljena obrada — skidanje iznosi do 9 mm debljine ruba, a obod toĉka ne sme biti manji od 22

mm. Kontaktna površina toĉka izraĊuje se koniĉna (nagib 1: 20) radi samocentriranja vagona.

Preĉnik toĉka se odreĊuje (meri) na rastojanju od 70 mm od unutrašnje granice ivice (kruga

kotrljanja).

Sl. 28. Tulac

Tulci obezbeĊuju predaju opterećenja od rama vagona na toĉkove i normalan rad obrtnog postolja

pri kretanju. Konstrukciju tulca odreĊuje izabrani tip leţišta.

Tulci sa dva cilindriĉna valjkasta leţaja (si. 28) sastoje se iz tela 1, dva leţaja 2, steznog prstena 3,

ĉeonog poklopca 4 i labirintnog zaptivaĉa 5. Preimućstvo ovakvog tulca je u tome što se zapunjava

gustim konsistentnim mazivom za duţi 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 poreĊenju sa kliznim leţištima.

Sferiĉna leţišta u eksploataciji imaju niz nedostataka, te ih zbog toga danas zamenjuju leţištima sa

cilindriĉnim valjcima.

Udarno-spojni pribor je neophodan za povezivanje vagona i lokomotive u jedinstvenu celinu-voz, a

takode i zbog toga da izmeĊu vagona uvek obezbedi odreĊen razmak. Ovi ureĊaji predaju i

ublaţavaju vuĉne ili sile koĉenja za vreme kretanja voza.

Automatsko kvaĉilo prikazano na si. 29 predstavlja univerzalan udarno-spojni pribor koji

omogućuje da se postigne automatsko kvaĉenje. Glava na telu iz ĉeliĉnog liva 1 ima izgled ţdrela

koje je opremljeno malim 3 i većim 2 zubima, unutar kojih je smeštena brava. Kada se vagoni

susreću (sudaraju), mali zubi, ulaze u ţdrelo, uvlaĉeći istureni deo brave. Kada se mali zubi

pribliţavaju uz velike zube suprotno kvaĉenju oni oslobaĊaju mesto i uvuĉeni jezik brave se vraća

u poĉetni poloţaj, stvarajući prepreku obratnom izlasku maloga zuba. Rastavljanje se vrši pomoću

poluge kojom se vraća unutra jeziĉak jedne od brava za kvaĉenje.

Sl. 29. Automatsko kvaĉilo

S1.30 Šema dejstva pneumatske automatske koĉnice

a) punjenje i otpuštanje

b) koĉenje

koĉioni cilindar sa atmosferom. Koĉiona papuĉa pod dejstvom opruge udaljava se od toĉka. U isto

vreme vazduhom pod pritiskom se puni rezervni rezervoar, tako da pritisak vazduha u njemu

dostiţe maksimalnu vrednost.

Pri koĉenju mašinist dovodi slavinu u poloţaj III, otvara cevovod koĉione magistrale u

atmosferu. Kako u takvom sluĉaju pritisak u magistrali postaje niţi nego u rezervnom rezervoaru,

zatvaraĉ raspodelnika vazduha se pomiĉe spajajući rezervni rezervoar sa koĉionim cilindrom. Pod

pritiskom komprimiranog vazduha koji dolazi iz rezervnog rezervoara, klip cilindra priteţe papuĉu

ka obodu toĉka. Pri prekinuću kompozicije, oštećenju magistrale i tsl. ili pri aktiviranju stop-

slavine vazduh u cevovodu koĉione magistrale dobija izlaz u atmosferu i koĉnice stupaju u dejstvo.

Ovo unosi skoro potpunu sigurnost u voţnju specijalno velikih tereta na površinskim otkopima.

Kod savremenih koĉionih sistema pritisak vazduha dostiţe 7 bara.

Opisana konstrukcija koĉionog ureĊaja po principu rada ne spada u one sa direktnim dejstvom,

jer pri koĉenju vazduh u cilindre ne dolazi iz glavnog rezervoara već iz rezervnog rezervoara.

Pri duţem koĉenju mogući su gubici vazduha iz rezervnih rezervoara radi ĉega opada sila

pritezanja papuĉa. Zbog toga perspektivno imaju verovatno više izgleda za primenu na vagonima

površinskih otkopa konstrukcije pneumatskih koĉnica sa direktnim dejstvom, kod kojih su

rezervoari postojano sjedinjeni sa sistemom koĉenja, tako da je u njima pritisak vazduha uvek

stalan.

Jedan od puteva za usavršavanje sistema eksternog koĉenja voza je i primena elektro-pneumatskih

koĉnica. U ovakvom sluĉaju razvodnici vazduha vagona opremaju se elektriĉnim releima, te na

taj naĉin komanda na koĉenje ostvaruje se jednovremeno na svim vagonima. Kao rezultat

ovoga moguće je u velikoj meri smanjiti vreme pripreme koĉnica za dejstvo.

Ram vagona prima teţinu korisnog tereta i karoserije (sanduka). On nosi na sebi udarno-vuĉne

i koĉione ureĊaje. Ram prima i prenosi vuĉnu silu voza.

Sl. 31. Ram vagona

Ram obrazuju obiĉno tri poduţne i nekoliko popreĉnih nosećih greda (si. 31). Srednja poduţna

greda je osnovna. IzmeĊu nje i boĉnih greda postavlja se nekoliko popreĉnih, kojima se

ravnomerno rasporeĊuje koristan teret. Krajnje popreĉne grede, koje nose kvaĉilo, nazivaju se

odbojne 3. Popreĉne grede kojima se ram oslanja na obrtno postolje nazivaju se oslone grede 4.

Konstrukcija sanduka vagona zavisi od namene.

3.1 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 (istresaĉi).

Poluvagoni se uglavnom primenjuju za transport korisne supstance do mesta pripreme, prerade ili

upotrebe. Poluvagon ĉine vertikalne boĉne stranice i dno koje moţe biti horizontalno, sedlasto ili

ugnuto izvedeno zavisno od toga koja tehnologija praţnjenja 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

kvaĉila (spojki) da se vagoni pri praţnjenju ne otkopĉavaju. Vagon sa sedlastim dnom se obiĉno

izraĊuje sa dnom koje je do 55° nagnuto u oba pravca praţnjenja, koje se vrši sa obe strane

koloseka kroz dva para vrata na boĉnim zidovima vagona. Otvaranje i zatvaranje vrata se vrši

mehaniĉki ili pomoću ureĊaja sa komprimiranim vazduhom. Vagoni sa levkastim dnom se prazne

mehaniĉkim ili pneumatskim otvaranjem dna koje je u ovakom sluĉaju izvedeno u vidu dvo'krilnih

vrata sa odgovarajućim zatvaranjem.

Slika 32. Poluvagon

Vagoni sa sedlastim dnom (slika 33) za praţnjenje i boĉnim otvaranjem stranica, prazne se

tako što materijal pod dejstvom teţine klizi preko sedlastog dna i pada sa obe strane koloseka u

bunker. Radi efikasnog praţnjenja sedlasto dno je uraĊeno pod nagibom od 550 u pravcu

praţnjenja, a boĉni otvori - vrata moraju biti dovoljno velika da ne doĊe do zaglavljivanja

materijala. Boĉne stranice se izraĊuju sa dvoja ili ĉetvora 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 obezbeĊuju od eventualnog otvaranja u

toku voţnje

Slika 33. Vagon sa sedlastim dnom

Poluvagoni - hoperi imaju sanduk u obliku bunkera, koji se izraĊuje sa ĉeonim stranama

pod nagibom, niz koje klizi materijal prilikom istovara kroz istovarne sipke posle

mehaniĉkog ili pneumatskog otvaranja zatvaraĉa, slika 34. IzraĊuju se kao dvo i

ĉetvoroosovinski 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 ureĊaja primenjuju se specijalni plato-vagoni sa više

osovina, kod kojih je ram sa patosom izveden u ugnutom obliku u delu izmeĊu obrtnih postolja. Na

ovaj naĉin moguće je, ne menjajući gabarite prolaza, transportovati i one delove opreme koji bi

normalno zahtevali promenu gabarita.

Slika 35. Platforma

Najrasprostranjeniji na površinskim otkopima su vagoni kiperi odnosno vagoni istresaĉi (nakretni

vagoni) (si. 37).

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

Po naĉinu priĉvršćenja i izvrtanja sanduka vagone kipere moţemo podeliti na dva osnovna tipa:

a) vagone kipere sa boĉnom stranicom koja se podiţe (si. 38 b) i

b) vagone kipere sa boĉnom stranicom koja se obara (si. 38a).

SI. 38. Šema istovara vagona istresaĉa

a)sa prevrtanjem boĉne stranice

b)sa podizanjem boĉne stranice

Vagoni kiperi sa bočnom stranicom koja se podiţe imaju slobodno postavljen sanduk koji se

oslanja na nosaĉe u vidu šarki koji su rasporeĊeni naizmeniĉno sa svake strane osnovnog poduţnog

nosaĉa. Nosaĉi - šarke su po duţini rama pomaknuti za 12 do 20 cm ekscentriĉno od vertikalne

ravni teţišta i to na stranu suprotno od one na koju se vagon prazni. Mehanizam za zatvaranje

obezbeĊuje da vagon za vreme voţnje i punjenja bude zatvoren. Kod praţnjenja poluga mehanizma

za zatvaranje, koja je smeštena po strani sanduka, se povlaĉi na stranu ĉime se mehanizam otvara i

sanduk se, usled ekscentriĉnosti tereta u njemu nakreće na stranu praţnjenja pod odreĊenim uglom

(obiĉno 35°—40°). Usled naginjanja sanduka, podiţe se boĉna stranica (ova stranica je napravljena

kao zatvaraĉ preko poluga, a okreće se oko osovina koje su uĉvršćene na ojaĉanom srednjem delu

prednje i zadnje strane sanduka) tako da sanduk posle izvršenog praţnjenja dobij a od podignute

stranice prevagu na dole, što ga prisiljava da se automatski vrati u horizontalni poloţaj. Istog

momenta mehanizam za zatvaranje spaja boĉnu stranicu sa dnom ĉime je postignut poloţaj za

voţnju.

Kinetiĉka energija koja nastaje pri naginjanju sanduka smanjuje se za raĉun podizanja boĉne

stranice u toj meri da ne dolazi do jakih i štetnih udara sanduka o noseći ram kipera. Prema tome,

za praţnjenje materijala iz sanduka ovakvog kipera, potrebna je samo sila za osloboĊenje sanduka

iz horizontalnog poloţaja, dok se njegovo naginjanje odnosno praţnjenje vrši pod uticajem sop-

stvene teţine i teţine tereta.

Mehanizam ureĊaja za zatvaranje omogućuje, ako je to nuţno, da se sanduk i duţe vreme zadrţi u

poloţaju za praţnjenje (npr. radi ĉišćenja 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 priĉvršćeno za noseći ram pomoću 8 do 12 šarki, koje su

rasporeĊene po poduţnoj osi bliţe strani na koju se prazni, a koja je paralelna sa poduţnom osom

vagona. Naginjanje vagona radi praţnjenja se vrši oko pomenutih šarki, pa je radi toga za podizanje

sanduka iz vodoravnog u kosi poloţaj za praţnjenje potrebna velika sila. Zbog toga je ova vrsta

vagona opremljena posebnim ureĊajem za iskretanje tj. cilindrima na komprimirani vazduh.

Prilikom praţnjenja boĉna stranica sanduka se obara, pomoću sistema poluga, u poloţaj ravni dna

sanduka, te na taj naĉin zauzima poloţaj kao produţeno dno sanduka.

Vagoni kiperi sa podizanjem boĉne stranice su relativno jednostavne konstrukcije, ali su od drugih

vagona, manje stabilni u voţnji i pri praţnjenju. Ovo dolazi usled veće visine teţišta iznad glava

šina na koloseku. Nasuprot ovima, vagoni kiperi sa prevrtanjem boĉne stranice su manje visine (pri

istoj zapremini), te su stoga stabilniji za vreme voţnje i za vreme praţnjenja. Naginjanje sanduka

pri praţnjenju je kod ovih vagona jednakomerno i mirno — bez udara, te je za potpuno praţnjenje

potreban veći nagibni ugao (48—52°) nego kod kipera sa podizanjem boĉne stranice.

Pneumatski ureĊaj za naginjanje sanduka sastoji se od cilindra sa klipom i klipnjaĉom, rezervnog

rezervoara za komprimirani vazduh, cevovoda za komprimirani vazduh, koji se na kraju vagona

završava slavinom sa navojem za prikljuĉak, i ventila za upravljanje. Kod kipera sa podizanjem

boĉne stranice konstrukcija cilindra je prosta, dok kiperi sa obaranjem boĉne stranice imaju

teleskopske cilindre sa koţnim manţetama. UreĊaj radi sa komprimiranim vazduhom pod

pritiskom od 5 do 7 bara. koji dobija iz kompresora u lokomotivi.

Praţnjenje vagona kipera moţe se vršiti pojedinaĉno ili iz lokomotive skupno. Ovo poslednje je

rede, jer je veća opasnost od eventualnog oštećenja. Kiperi su snabdeveni i mehanizmom za ruĉno

praţnjenje u sluĉaju da zakaţe pneumatske Ovakav ureĊaj ima obiĉno mehanizam za zatvaranje sa

izboĉenom polugom.

Praţnjenje jednog kipera sa pneumatskim ureĊajem za naginjanje traje 1—2 minuta uz prisustvo

jednog radnika. Nasuprot ovome za praţnjenje jednog kipera sa ruĉnim ureĊajem za naginjanje

potrebno je proseĉno 3—5 minuta uz prisustvo 2—4 radnika.

Vagoni kiperi treba da imaju jaĉu i ĉvršću konstrukciju nego drugi tipovi teretnih vagona obzirom

da su izloţeni udarima materijala pri utovaru bagerima. Sa druge strane danas se zahteva i sve veća

zapremina vagona i nosivost u odnosu na sopstvenu teţinu vagona. Sa treće strane nosivost vagona

je ograniĉena do -zvoljenim opterećenjem na osovinama. Zbog toga se danas vagoni kiperi grade

kao ĉetvoro, šesto pa ĉak i osmo- osovinski sa obrtnim postoljima.

Ako je u pitanju prevoz ĉvrstih stena koje se prethodno miniraju i utovaruju bagerima kašikarima,

primenjuju se vagoni kiperi sa ojaĉanom konstrukcijom, koja je sposobna da izdrţi 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 ĉeliĉnog lima sa normalno potrebnim

ojaĉanjima. Odnos sopstvene teţine ovakvog kipera prema njegovoj nosivosti obiĉno se nalazi u

granicama izmeĊu 0,25—0,4 što se smatra veoma povoljnim odnosom.

2.4.2 OSNOVNI PARAMETRI VAGONA

Glavni parametri, koji karakterišu eksploataciona i tehniĉka svojstva vagona su: nosivost,

koeficijent tare, opterećenje po osovini i koeficijent otpora na kretanje i dimenzije vagona.

Nosivost vagona odreĊuje racionalne parametre voza: broj vagona, duţinu, masu i si. Sa

povećanjem nosivosti vagona smanjuju se troškovi prevoza, povećava produktivnost bagera i si.

Za optimalno korišćenje kapaciteta bagera sa jednim radnim elementom zapremina transportnog

sredstva treba da bude za 4—7 puta veća od geometrijske zapremine bagerske kašike.

Sopstvena teţina vagona u kN naziva se tara vagona q0.

Osnovni parametar, koji karakteriše tehniĉku savršenost vagona, je tehnički koeficijent tare - odnos

tare vagona i njegove nosivosti:

q

qkt

0

gde je: .

q0 -tara vagona

q- nosivost vagona.

Sa smanjenjem vrednosti pomenutog koeficijenta povećava se ekonomiĉnost prevoza, jer se

smanjuje nekorisna (sa gledišta prevoza tereta) masa voza.

Ipak, tehniĉki koeficijent tare ne odraţava uvek eksploatacione osobine vagona, jer ne uzima u

obzir stvarno korišćenje nosivosti vagona. Zbog toga ponekad se primenjuje stvarni koeficijent tare

kts kojim se uzima u obzir zapremina korisnog tereta u vagonu i zapreminska teţina materijala koji

se transportuje:

V

qkt

0

gde je:

V — zapremina korisnog tereta u vagonu u m3

γ - zapreminska teţina materijala koji se transportuje, kN/m3.

Kako se zapreminska teţina materijala koji se otkopavaju veoma razlikuje i kreće se u

širokim granicama od 1—2,5 kN/m3, to bi bilo nuţno za bolje korišćenje za razliĉite materijale

primeniti i razliĉite vagone.

Najbolji efekat pokazuje primena vagona sa tehniĉkim koeficijentima tare koji je blizak

vrednosti stvarnog koeficijenta tare, tj:

kt = kts,

Upotrebljava se takoĊe i pojam eksploatacionog koeficijenta tare:

kte=kt + β

gde je:

- β - koeficijent iskorišćenja preĊenog puta, koji se moţe odredit i iz obrasca:

prp

p

LL

L

gde je:

Lp — duţina transportnog puta punog voza, km

Lpr — duţina transportnog puta praznog voza, km

Osovinsko opterećenje, po – je odreĊeno brojem osovina na vagonu, koje zavisi od nosivosti

gornjeg stroja pruge, i odreĊuje mogućnost primene vagona na odreĊenoj pruzi. Na površinskim

kopovima kolosek se postavlja po zastoru ili po tlu, gde podlogu ĉine stenski masivi razliĉite

ĉvrstoće koji mogu da podnesu pritisak od 0,15 ÷ 0,30 MPa. Ovaj pritisak dozvoljava opterećenje

od 250 ÷ 320 kN po osovini vagona.

n

gqqp t

o

Konstrukcione dimenzije vagona (duţina, širina, visina) – gabaritne dimenzije vagona su

uslovljene širinom pruge, stabilnošĉu pri istovaru i radijusom krivine. Širina je u funkciji širine

koloseka, visina u funkciji stabilosti vagona, odnosno obrtnih momenata pri istresanju i vraćanju

sanduka vagona u horizontalan poloţaj, a duţina u funkciji nosivosti i mogućnosti savlaĊivanja

krivina.

2.4.3. REMONT VAGONA

Tehniĉki pregled vagona po pravilu se vrši na mestu gde se sastavljaju kompozicije, a takoĊe i

manji remonti koji mogu da se obave za relativno kratko vreme.

Veći remont se vrši u specijalizovanoj radionici površinskog otkopa. Za vagone kipere obiĉno se

predviĊaju sledeće vrste remonata:

- preventivni remont — jedanput meseĉno u trajanju ne duţem od 2 dana pokompoziciji;

- godišnji remont — u trajanju ne duţem od 4 dana po 1 vagonu;

- srednji remont — posle 2 godine rada u trajanju ne duţem od 6 dana povagonu;

- generalni remont — posle 4 godine rada u trajanju ne duţem od 9 dana po vagonu.

2.5. LOKOMOTIVE

Na površinskim otkopima se primenjuju parne, motorne i elektro-lokomotive. Parne lokomotive su

u nedavnoj prošlosti bile najrasprostranjenije (naroĉito 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 elektriĉne lokomotive, koje su pokazale mnoge prednosti u

eksploataciji kako u tehniĉkom tako i u ekonomskom pogledu. Mada su investicije u stabilna

postrojenja kod elektriĉne vuĉe znatno veća nego kod parne (kontaktna mreţa, dalekovodi

visokog napon, ispravljaĉke stanice i dr.), one najvećim delom ne zavise od gustine prometa tj. od

broja vozova koji saobraćaju. Sa velikom taĉnošću moţe se uzeti da je broj elektriĉnih lokomotiva

direktno proporcionalan prometu. U poreĊenju sa parnom vuĉom kod elektriĉne vuĉe javljaju se

znatne uštede u troškovima energije, odrţavanja, potrebne radne snage itd. Moţe se reći da

su i one proporcionalne veliĉini prometa. Prema tome, ako poredimo investiciona ulaganja i

troškove eksploatacije kod parne i elektriĉne vuĉe, ustanovićemo da je elektriĉna vuĉa u svim

sluĉajevima rentabilnija od parne poĉev 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

odrţavanju.

Specifiĉni uslovi rada na površinskoj eksploataciji postavljaju u konstrukciji i osnovnim parametrima

lokomotiva niz zahteva od kojih su svakako najvaţniji sledeći:

- sposobnost savladavanja većih uspona (35 — 40%0) bez znatnog smanjenja brzine

kretanja;

- sposobnost voţnje kroz krivin malog polupreĉnika (80—100 m);

- povećanu sigurnost za kretanje pomerljivim prugama i

- stalnu spremnost u radu.

2.5.1. ELEKTRIČNE LOKOMOTIVE

Danas se skoro na svim novim površinskim otkopima ili na onima koji se re-konstruišu a imaju

veći kapacitet, predviĊa elektriĉna vuĉa. Razumljivo je da se ovo odnosi na površinske otkope za

koje je kao najpogodniji izabran ţelez-niĉki transport.

Ekonomske prednosti elektriĉne vuĉe smo izneli u uvodnom delu ovog poglavlja, meĊutim i mnoge

odluĉujuće tehniĉke prednosti su na strani elektriĉnih lokomotiva. One su uglavnom sledeće:

- mogućnost rada na usponima od 40—45%O (u sluĉaju 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 polupreĉnika;

- povećanje vuĉne teţine se moţe lako da ostvari radom po sistemu „mnogo

jedinica" tj. upravljanje sa nekoliko elektrolokomotiva u istoj kompoziciji moţe se

centralizovati na jednoj;

- uslovi rada motorovoĊe su veoma dobri i higijenski na odgovarajućoj visini;

- odrţavanje i nadzor lokomotive su prosti i iziskuju relativno mali broj

zaposlenih;

- za vreme zastoja ne troše energiju, što je veoma vaţan uslov za površinsku

eksploataciju obzirom da su pruge kratke, a zastoji pri utovaru i istovaru

kompozicija veliki i ĉine nerazdvojni deo tehnološkog procesa.

Nedostaci elektriĉne vuĉe na površinskim otkopima mogu se smatrati da su sledeći:

- postojanje kontaktne mreţe (u sluĉaju kada su u primeni kontaktne elektriĉne

lokomotive, što je najĉešći sluĉaj), koja komplikuje tehnologiju rudarskih radova

(miniranje, utovar i si.) i poskupljuje troškove transporta u delu koji se odnosi na

troškove kapitala;

- pruţni ureĊaji su sloţeniji zbog korišćenja šina kao povratnog provodnika;

- investiciona ulaganja u transport su veća za deo koji se odnosi na ispravljaĉke

stanice i kontaktnu mreţu.

Na površinskim otkopima se primenjuju elektriĉne lokomotive jednosmerne i veoma retko

naizmeniĉne struje. Sistem jednosmerne struje dobio je osnovnu odnosno skoro iskljuĉivu primenu

na površinskim otkopima u SSSR-u i SAD kao i u mnogim evropskim zemljama.

Elektriĉne lokomotive za površinske otkope razlikuju se po naĉinu napajanja elektriĉnom

energijom, lokomotivskoj formuli i gibaritu.

Po gabaritu elektriĉne lokomotive na površinskim otkopima se mogu podeliti na lokomotive sa

normalnim ili smanjenim gabaritom. Elektriĉne lokomotive sa normalnim gabaritima se primenjuju

u uslovima gde nema ograniĉenja po visini i izraĊene su po jednom od standardnih gabarita.

Elektriĉne lokomotive sa smanjenim gabaritima koriste se za odvoz otkopanog materijala od

portalnih bagera vedriĉar i izraĊene su prema unutrašnjem gabaritu portala bagera. Smanjenje

visine kod ovih lokomotiva se postiţe spuštanjem poda na kabini za vozaĉa. Ovakve lokomotive su

primenjene na mnogim površinskim otkopima uglja u zemljama bivšeg SSSR-u, i Nemaĉkoj gde su

primenjeni bageri vedriĉari ĉiji portali imaju iz odreĊenih, razloga uslovljene manje profile.

U lokomotivskoj formuli se oznaĉava većom cifrom broj osovina u postolju, a indeksom ,,O"

pored cifre da je svaka osovina individualno pogonjena posebnim elektromotorom. Znak „ +"

(plus) izmeĊu cifara oznaĉava da su postolja meĊusobno spojena. Tako na primer

lokomotivska formula 20 + 20, oznaĉava elektriĉnu lokomotivu koja ima 4 osovine, pri ĉemu su po

dve u svakom postolju "individualno pogon) ene posebnim elektriĉnim motorima postolja su

meĊusobno spojena (znak „ + ").

U nemaĉkim standardima obrtno postolje sa dve osovine se oznaĉava sa ,,B". Druge oznake su iste.

Industrijske elektriĉne 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 sluĉajevima

teţina elektriĉne lokomotive jednaka njenoj vuĉnoj teţini. Zbog toga je u lokomotivskoj formuli

prvi i zadnji ĉlan izostavljen odnosno oznaĉen nulom. Naime puna lokomotivska formula za

pomenuti sluĉaj 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.

Kontaktne elektricne lokomotive

Kod svake elektricne lokomotive razlikujemo mehanicku i elektricnu opremu. Mehaniĉki 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

prekidaĉem, reverzionim ureĊajem i pomoćnim aparatima; zatim obiĉno 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 sferiĉnih

oslonaca, a za obezbedenje stabilnosti kućišta primenjuju se boĉni elastiĉni oslonci.

Sl. 39. Elektricna lokomotiva

Šasija lokomotive (slika 40), se sastoji od: rama šasije (1) - koji povezuje sve delove, nosi

teţinu karoserije, prenosi vuĉnu i koĉnu silu; vuĉnog (obrtnog) postolja (2) sa leţajevima (3)

- koji prenose opterećenje od karoserije na osovinske slogove; visećih amortizera (lisnatih i

opruţnih) (4) – koji amortizuju dinamiĉke udare od kolskih slogova i ravnomerno ih

rasporeĊuju izmeĊu osovina; mehanizma za pogon (5) - koji preko zupĉastog prenosa

predaje obrtni moment na pogonske osovine, i svojim prenosnim odnosom odreĊuje vuĉnu

karakteristiku lokomotive jer omogućava regulaciju brzine i vuĉne sile i sistema za koĉenje

(6).

Slika 40. Šasija lokomotive

Boĉni nosaĉi mogu biti liveni iz ĉeliĉnog liva zajedno sa leţajnim zdelama osovina ili sastavljeni

od štapova plosnatog ĉelika. U drugom sluĉaju leţajne zdele osovina iz ĉeliĉnog liva se montiraju

na krajevima štapova. Obrtna postolja su kod nekih konstrukcija ĉetvoro-osovinskih lokomotiva

meĊusobno zglobno spojena.

Novije konstrukcije elektriĉnih lokomotiva za površinske otkope opremljene su elastiĉnim

odbojnicima i automatskim kvaĉilima koji su izraĊeni kao jedan komad. Kvaĉila se montiraju na

ĉeonoj spoljnoj popreĉnoj gredi obrtnog postolja.

Za ravnomernu raspodelu opterećenja na kolske slogove kao i za ublaţavanje udaraca prilikom

voţnje upotrebljavaju se listaste i zavojne opruge meĊusobno povezane ili sa popreĉnim odnosno

uzduţnim balansirom. Viseći gibnjevi (slika 41), sluţe za smanjivanje dinamiĉkih sila koje

stvara osovinski sklop i za ravnomernu raspodelu opterećenja izmeĊu 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) rasporeĊuju opterećenja, spajajući gibnjeve pojedinaĉnih osovina. Balanseri

se prave u obliku lisnatih gibnjeva ili raspornih greda.

Slika 41. Viseći gibnjevi

Današnje elektriĉne lokomotive imaju tzv. individualni prenos tj. motorna osovina ima

odgovarajući vuĉni motor koji je pokreće preko sistema jednostepenih zupĉanika sa kosim

zupcima. Najĉešći je sluĉaj da vuĉni motor nosi mali zupĉanik, koji pokreće veliki zupĉanik, a ovaj

osovinu.

Osovinski slog, slika 42, se sastoji od osovine (1), dva toĉka (2) sa vencom (3) i sa jednim

ili dva (kad je snaga vuĉnog motora veća od 250 kW primenjuje se dvostrani zupĉasti

prenos) zupĉasta toĉka (4). Zupĉasti toĉkovi (4) su uzubljeni sa zupĉanicima (5),

postavljeni na oba kraja pogonske osovine (6) elektromotora (7). Elektromotor je uĉvršćen

ušicama (8) na osovinu (1) i mehanizmom (9) na ram šasije (10). Na svakoj osovini

elektrolokomotive se nalaze komore za pesak radi posipanja ispod toĉkova lokomotive na

velikim usponima ili nepovoljnim uslovima rada, a u cilju povećanja adhezije.

Slika 42. Osovinski slog

Kod lokomotive razlikujemo vešani i nevešani deo. Vešani deo lokomotive ĉine šasija kućišta

lokomotive i šasija — obrtnih postolja koje su oslonjene na leţišta osovina. Nevešani deo

lokomotive ĉine osovine sa toĉkovima koji stoje direktno na šinama.

Vuĉni motori i zupĉanici se ne postavljaju u nevešanom delu lokomotive jer bi dolazilo do sledećih

neugodnosti:

- motori bi bili izloţeni udarcima i vibracijama kada se lokomotiva kreće preko

neravnina na pruzi, šinskih sastava, skretnica i sl.;

- motori bi u takvom sluĉaju povećali teţinu nevešanog dela lokomotive što bi pri

većim brzinama imalo štetan uticaj na kolosek.

Uglavnom iz razloga koje smo naveli vuĉni motori kod elektriĉnih lokomotiva se vešaju na jedan

od sledećih naĉina:

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

- potpuno (motor potpuno vešan).

Naĉin vešanja motora „za nos" se primenjuje kod tramvaja i jednostavniji je od drugo

pomenutog. Dugi niz godina ovo je bio jedini naĉin postavljanja motora. Na sl.43 je šematski

prikazan ovaj naĉin vešanja. Motor se oslanja na tri oslonca. Dva od njih su direktna — na osovini

preko šapastih leţišta a, a treći oslonac je elastiĉno vezan za kućište (šasiju) lokomotive preko

obrtnog postolja b. Nos se moţe pomeriti u odnosu na osovinu, ali razdaljina izmeĊu osovine

toĉkova i vratila motora ostaje nepromenjena. Prenos momenta odnosno vuĉne sile se obavlja

preko malog vodećeg zupĉanika na vratilu motora, koji pokreće veliki voĊeni zupĉanik

priĉvršćen za osovinu toĉkova

SI. 43. Šema motora vešanog za nos

Zupĉanici se nalaze u karteru koji je priĉvršćen za motor i oslonjen na osovinu toĉkova. Radi što

mekšeg polaska elastiĉnost pri prenosu momenta se postiţe umetanjem opruga (sl. 37), tako da

voĊeni zupĉanik pre nego što pokrene osovinu, savlaĊuje otpor opruga što stvara dovoljnu

elastiĉnost u prenosu.

Sl. 44. Šema postavljenih opruga kod vodenog zupĉanika

Potpuno vešanje motora upotrebljava se kod lokomotiva za veoma velike brzine (iznad 100

km/h) što nije sluĉaj kod lokomotiva za površinske otkope, odnosno što ne dolazi u obzir za prevoz

masa na površinskim otkopima. Ovaj naĉin vešanja motora je mnogo savršeniji od prethodnog.

Na svakom kolskom slogu lokomotive postavljaju se posude sa peskom, koji sluţi za poboljšanje

koeficijenta athezije izmeĊu šina i toĉkova lokomotive kada to potreba iziskuje. Skoro sve novije

lokomotive su opremljene pneumatskim ureĊajem za prisilno posipanje šina peskom. Kod ovih

ureĊaja pri dnu svake posude za pesak se nalazi injektor koji siše pesak iz posude i tera ga kroz cev

na šinu ispod toĉka. Koliĉina peska koja se dodaje reguliše se prigušnicom koja je postavljena na

cevi za prolaz peska.

Svaka lokomotiva poseduje ruĉnu, reostatnu i automatski indirektnu pneumatsku koĉnicu. Najĉešće

su u upotrebi pneumatske koĉnice sistema Westinghouse, ĉiji rad se zasniva na sledećem principu:

koĉenje se vrši pri opadanju pritiska u cevovodu komprimiranog vazduha, a popuštanje koĉnica pri

povećanju pritiska. Koĉnica poĉinje da deluje u momentu kada nastane ma kakav kvar u cevovodu

koji dovodi do opadanja pritiska.

Elektriĉnu opremu lokomotive saĉinjavaju pogonski elektro-motori, elektriĉni aparati i pomoćni

ureĊaji.

Pogonski elektriĉni motori za elektriĉne lokomotive na površinskim otkopima treba da odgovore

posebno teškim i sloţenim uslovima rada kao što su: ĉesta promena opterećenja; stalni udari

izazvani usled neravnina na pruzi ili usled loših karakteristika pruge i tla; zaprašenost sredine;

oteţani 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 koĉnog (rekuperativnog) opterećenja pri kretanju

po strmim padovima.

Pored toga elektriĉni 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 razliĉitim uslovima kretanja lokomotive, a da pri svemu ovome potrošnja elektriĉne

energije bude najmanja moguća.

Nabrojanim uslovima od svih motora najviše odgovara redni motor jednosmerne struje, te se radi

toga skoro iskljuĉivo primenjuje za pogon elektriĉnih lokomotiva za površinske otkope. Redni

motor jednosmerne struje pri preopterećen)u ne izaziva vrhove u mreţi jer se broj obrtaja kod toga

automatski smanjuje, dok se snaga motora pri tome malo menja.

Odnos izmeĊu brzine i momenta rednog motora jednosmerne struje, tj. njegova sposobnost da

razvije veliki momenat pri malim brzinama, ĉini ga posebno pogodnim za upotrebu u vuĉi, koja

zahteva maksimalne momente pri polasku i automatsku promenu brzine sa promenom opterećenja.

U elektriĉne aparate lokomotive ubrajaju se: kontroleri; otpornici za pokretanje i koĉenje

lokomotive; automatski prekidaĉi koji imaju zadatak zaštite elektro-opreme od struja kratkog spoja;

releji za zaštitu pogonskih i pomoćnih elektromotora od preopterećen)a; regulator napona; centralni

i boĉni pantografi; razdelna ploĉa; akumulatori i dr.

Vozna sklopka ili kontroler sluţi za upravljanje elektriĉnom lokomotivom: za pokretanje,

regulaciju brzine, promenu smera voţnje i elektriĉno koĉenje lokomotive.

Na lokomotivama za površinske otkope po pravilu primenjen je distancioni sistem upravljanja kod

ĉega se potrebna prespajanja u glavnom strujnom krugu obavljaju posredstvom 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

zajedniĉko metalno kućište. Na glavnom valjku su priĉvršćeni izolacioni diskovi, a nasuprot ovima

na stubu koji je paralelan valjku priĉvršćeni su kontaktni elementi. Ovaj valjak sluţi za pokretanje,

voţnju lokomotive i koĉenje, a reverzioni valjak za promenu smera voţnje.

Reostat ili otpornik na lokomotivi sluţi za njeno pokretanje, a ponekad i za koĉenje, ukoliko je

elektriĉnom šemom predviĊeno reostatno koĉenje. Naime, ukljuĉivanje 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 iskljuĉuju i to po sekcijama.

Pantograf sluţi za oduzimanje struje iz kontaktnog voda, a sastoji se iz uĉvršćenog postolja za koje

je zglobno priĉvršćen pomiĉni ĉetvorougaoni okvir, koji se pomoću opruga potiskuje ka

kontaktnom vodu Štapovi okvira se najĉešće izraĊuju iz cevi, a retko od impregniranog tvrĊeg

drveta. Na vrhu ĉetvorougaonog okvira se priĉvršćuje klizna papuĉa ili specijalna lira iz

aluminijuma ili njihovih legura, koja neprekidno klizi po kontaktnom vodu potiskivana silom

opruge.

Pomoćne ureĊaje na elaktriĉnoj lokomotivi ĉine: motorni kompresori, ventilator za hlaĊenje

pogonskih motora i otpornika, generator za napajanje strujnog kruga za upravljanje, osvetljenje i

punjenje akumulatora.

Akumulatorske električne lokomotive

Vuĉni motori kod ove lokomotive se napajaju elektriĉnom energijom iz akumulatorske baterije

smeštene na samoj lokomotivi. Zbog toga je velika, a moţda i jedina prednost ove vrste lokomotiva

u tome što ne zahtevaju kontaktnu mreţu. MeĊutim, limitirani kapacitet akumulatorske baterije

pomenutu prednost svodi na odreĊeni odnosno ograniĉeni radijus dejstva, tako da se upotrebljivost

ove vrste lokomotiva na površinskim otkopima ograniĉava samo na izvršenje manevarskih radova

na prugama bez kontaktne mreţe. Takve lokomotive imaju malu vuĉnu teţinu (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 ureĊaje kao kontaktne lokomotive i dodatni ureĊaj za namotavanje

odnosno odmotavanje elektriĉnog kabla preko koga se vrši napajanje vuĉnih motora elektriĉnom

energijom kada se lokomotiva kreće po odlagališnim ili etaţnim prugama bez kontaktne mreţe.

Ova vrsta lokomotiva nije dobila širu primenu uglavnom zbog brzog habanja elektriĉnih kablova i

veoma malih brzina kretanja pri namotavanju odnosno odmotavanju napojnog kabla. Velike duţine

kablova su isto tako bile razlog za odbacivanje ove lokomotive iz pogona.

Kontaktno-akumulatorske električne lokomotive

Elektro-lokomotive ovoga tipa imaju parametre sliĉne kontaktnim lokomotivama, a kao dodatni

ureĊaj akumulatorsku bateriju iz koje se napajaju motori kada se lokomotiva kreće po pomiĉnim

prugama etaţa ili odlagališta gde je zbog tehnologije radova nemoguće ili vrlo teško postaviti

kontaktni vod. Pri kretanju po stacionarnim kolosecima lokomotiva se napaja eliktriĉnom

energijom iz kontaktne mreţe i istovremeno puni akumulator.

Konstrukcija ovih lokomotiva je dosta komplikovana pa analogno ovome i eksploatacija i remont.

Znaĉajnija 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 uraĊajem i

generatorom. Instalisana snaga generatora ne prelazi 40—50% nominalne, snage elektriĉne

locomotive.

Na pomiĉnim prugama koje nisu elektrificirane ove lokomotive rade dobij aj ući elektriĉnu

energiju od generatora koji pokreće dizel motor, a na stalnim prugama rade kao kontaktne

elektriĉne lokomotive u reţimu kontaktne mreţe.

Primenom ovakvih lokomotiva mogu se izreći potrebna investiciona ulaganja u kontaktnu mreţu na

pomiĉnim prugam etaţa i odlagališta, što dobij a u znaĉaju ako su duţine ovih pruga velike.

Elektriĉna lokomotiva ovoga tipa je skuplja od kontaktne za oko 30%, a remont i eksploatacija su

komplikovani.

U poreĊenju sa kontaktno-akumulatorskim lokomotivama ovaj tip lokomotiva ima mnoge

prednosti u pogledu ekonomiĉnosti i sigurnosti.

Kontaktno — dizel elektriĉne lokomotive vuĉne teţine 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

Vuĉni agregati se sastoje od elektriĉnih i/ili dizel-elektriĉnih lokomotiva i motornih

vagona,. Sa vuĉnim agregatima uspešno se savlaĊuju veći nagibi pruga do 5-6%, zbog toga

što motorni vagoni poseduju vuĉne karakteristike lokomotive, odnosno sopstvene motore

na pogonskim osovinama. U sastavu vuĉnih 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 vuĉni agregat tipa PE2M, koji se sastoji od

upravljaĉke elektro jedinice – elektro lokomotive (EL), dizel lokomotive (DL) i motornog

vagona (MV), dok je na slici 44.b prikazan kontaktni vuĉni agregat tipa OPE1, koji se

sastoji od upravljaĉke elektriĉne jedinice (EL) i dva motorna vagona (MV).

Slika 44 Vuĉni agregati

Na stacionarnim prugama vuĉni agregati koriste elektriĉnu energiju iz kontaktne mreţe, 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 vuĉnih agregata dostiţe do 6500 kW, dok

instalisana snaga generatora ne prelazi 25-35% nominalne snage elektriĉne lokomotive. Sa

dizel-generatorskim pogonom ostvaruje se znatno manja pogonska snaga, do 1000÷1500

kW. Atheziona masa vuĉnih agregata je dostigla 360÷370 tona.

Odrţavanje i remont električnih lokomotiva na površinskim otkopima

Plansko odrţavanje i remont elektriĉnih lokomotiva obuhvata ju nekoliko vidova tehniĉkih

pregleda i remonta.

Svakodnevni tehnički pregled obuhvata: pregled postrojenja, aparature i mehaniĉkog dela

elektriĉne lokomotive, a takode i dopunjavanje ulja na mestima za podmazivanje. Sve ove radnje

obavlja mašinista — elektrovoĊa lokomotive uz kontrolu ili bez kontrole nadzornog lica za

odrţavanje.

Periodični pregled (remont) se vrši jedanput u toku meseca posle preĊenih 5000 do 6000 km. Pri

ovome se vrši savesna provera funkcionalnosti opreme, aparata i pribora mehaniĉkog i elektriĉnog

dela lokomotive.

Pored ovoga vrše se i neophodne popravke utvrĊenih defekata. Remont obavlja struĉno osoblje za

odrţavanje u depou ili radionici, a trajanje nije veće od 8—12 ĉasova.

Veći periodiĉni remont se vrši jedanput u 6 do 9 meseci posle preĊenih 30 000 do 45 000 km.

Pored ranije nabrojanih radova pri ovom remontu se vrši centriranje kolskih slogova, provera

ishabanosti zupĉastih prenosa i koĉionog ureĊaja. Remont vrši osoblje radionice odnosno grupa za

odrţavanje uz pomoć mašinista lokomotive. Vreme trajanja ovog remonta obiĉno iznosi ne više od

3—4 dana.

Remont sa podizanjem se vrši posle 1—1,5 godine rada odnosno posle preĊenih 60 000 do 90 000

km. Kod ovog remonta vrši se zamena bandaţa i obrada toĉ-kova, pregled vuĉnih motora i

pomoćnih ureĊaja i kontrola svih osnovnih detalja. Trajanje remonta iznosi 6—8 dana. Kada je

dobro uraĊen veći periodiĉni remont ova vrsta remonta se moţe vršiti i posle 1,5 do 2 godine rada

odnosno posle preĊenih 90 000 do 100 000 km.

Srednji remont se vrši posle 3 do 4 godine rada odnosno posle pojedinih 180 000 do 240 000 km.

Kod ovog remonta se vrši pregled i remont vuĉnih motora i pomoćnih mašina, delimiĉna zamena

elektriĉnih ureĊaja, potpuno prove-ravanje svih ureĊaja, zamena ili opravka svih dotrajalih ili

havarisanih delova, bojadisanje ćele lokomotive itd.

Srednji remont se vrši u specijalizovanim radionicama, a trajanje remonta iznosi od 12 do 15 dana.

Generalni (kapitalni) remont se vrši posle 10—12 godina rada i posle pre-Ċenih 600 000 do 900

000 km. Kod ovog remonta se vrši potpun pregled lokomotive, remont svih ureĊaja, aparata i

pribora mehaniĉkog i elektro dela lokomotive tako da stanje lokomotive odgovara sposobnosti za

rad nove lokomotive.

Ovaj remont se vrši, kao i srednji, u speci jalizovanim radionicama. Trajanje remonta obiĉno iznosi

20—25 dana.

2.5.2 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 poreĊenju 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 moţe kratkotrajno

preopteretiti za najviše 5 do 15%, a benzinski nešto više tj. 20—35%.

Dizel motori u odnosu na benzinske imaju manju specifiĉnu potrošnju enegije i pri punom i pri

delimiĉnom opterećenju, a kod malog broja obrtaja razvijaju relativno veliki momenat koji

benzinski motor moţe 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 razliĉiti naĉini

za pokretanje. Najĉešće je u primeni elektriĉno pokretanje u kom sluĉaju akumulatorska baterija

pogoni mali zagonski elektromotor, a ovaj pokreće dizel motor. Ovaj naĉin pokretanja je brz i

pouzdan. Ĉesto se sreću i lokomotive na površinskim otkopima ĉiji zagonski motor, za pokretanje

dizel motora, se pogoni pomoću komprimiranog vazduha ili akumuliranog ulja pod pritiskom.

Od velikog znaĉaja za ekonomiju utroška goriva i pouzdan rad dizel motora je naĉin 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 niţom kompresijom vazduha za

sagorevanje, jer kod njih nije potrebno rashlaĊivanje 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.

Mehaniĉka oprema dizel lokomotive je analogna ranije opisanoj opremi elektriĉne lokomotive.

Glavna razlika je kod pogonskog motora i naĉina 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.

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 naĉinu prenosa obrtnog momenta na pogonske osovine razlikuju se motorne lokomotive sa

mehaniĉkim, hidromehaniĉkim i elektriĉnim prenosom .

Mehanički prenos se sastoji od menjaĉke kutije koja se ugraĊuje izmeĊu vratila motora i

pogonskih osovina lokomotive. Vratilo dizel motora se spaja sa menjaĉkom kutijom preko glavne

frikcione ili hidrauliĉke spojnice, tako da se motor moţe, odvojen od menjaĉke kutije tj.

neopterećen da stavi u pogon. Zupĉanici u menjaĉkoj kutiji mogu biti u stalnom zahvatu pri

ĉemu svaki par ima svoju spojnicu, ili se mogu po potrebi aksijalno da pomiĉu ĉime se postiţe

ţeljeni stepen prenosa odnosno brzina. Ukljuĉivanje spojnica se vrši ruĉno, pneumatski, hidrauliĉki

ili pomoću servo-motora.

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

Menjaĉke kutije sa pomiĉnim zupĉanicima se primenjuju kod lokomotiva male snage, a u stalnom

zahvatu kod lokomotiva veće snage.

Promena smera voţnje se postiţe preko reverzibilnog ureĊaja iz tri konusna zupĉanika koji se

ukljuĉuju ili iskljuĉuju pomoću kandţastih ili zupĉastih spojnica.

Mehaniĉki prenos ima mnoge nedostatke od kojih je najvaţniji da se vuĉna sila lokomotive

stepenasto menja i prekida pri prelasku sa jednog na drugi stepen ĉime se smanjuje brzina, a vreme

ubzanja produţava.

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; uzbudivaĉ pobudnih namotaja glavnog generatora i pomoćni generator takoĊe

se pokreću vratilom dizel motora.

Glavni genererator napaja elektriĉnom energijom vuĉne motore koji su postavljeni neposredno na

poluosovine motorne lokomotive. Kao vuĉni 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.

Odrţavanje i remont motornih lokomotiva

Za motorne lokomotive koje se primenjuju na površinskim otkopima ustanovljeni su u najvećem

broju sluĉajeva sledeće vrste remonata: mali periodiĉni, veći periodiĉni, remont sa podizanjem,

srednji i generalni remont.

Mali periodični remont se vrši posle predenih 18 000 km kod lokomotiva koje rade na prevozu

tereta, a posle 2 meseca rada ako je u pitanju lokomotiva koja radi na manevri. Kod ovoga remonta

se preventivno pregledaju, ispituju i remontuju odgovarajući sklopovi i delovi motorne lokomotive

koji su predviĊeni u uputstvu proizvoĊaĉa. Pored ovoga se odstranjuju nedostaci koji nisu mogli

biti likvidirani od strane vozne posade.

Veći periodični remont se obavlja posle predenih oko 55 000 km kod lokomotiva koje rade na

prevozu ili posle 8 meseci rada ako lokomotiva radi na manevri. Pored radova koji su predviĊeni

malim periodiĉnim remontom, kod ove vrste remonta se vrši poseban pregled i remont klipne grupe

motora sa unutrašnjim sagorevanjem, glavnih leţišta kolenastog vratila motora, a takoĊe i drugih

pomoćnih agregata motorne lokomotive.

Remont sa podizanjem se vrši posle predenih 160 000 km kod lokomotiva koje vrše prevez tereta

ili posle 2 godine rada kod manevarki; pri remontu poslednjih vrši se tokarenje toĉkova na kolskom

slogu, remont ureĊaja za kretanje, pregled, remont i ispitivanje vuĉnih motora, remont motora

S.U.S. i drugih sklopova lokomotive.

Srednji remont motorne lokomotive koja vrši prevoz masa se vrši posle predjenih 320 000—450

000 km ili posle 5 godina rada ako je u pitanju manevarka. Kod ovoga se remontuju svi delovi

lokomotive.

Generalni remont se vrši posle predenih 800 000—900 000 km kod lokomotiva koje vrše prevoz

osnovnog tereta na površinskom otkopu, a posle 10 god. rada kod manevarki. Kod ovog remonta se

regenerišu osnovni delovi i pojedinaĉni sklopovi lokomotive: dizel motori, glavni generatori,

kompresori, vuĉni motori, karoserija itd. ,

2.6. PRORAČUN ŢELEZNIČKOG TRANSPORTA

2.6.1 Otpori pri kretanju voza

Pri kretanju vozila pojavljuju se otpori, koji nastaju usled stanja i konstrukcije samog

vozila kao i usled stanja i uslova pruge.

Uzroci nastajanja otpora, njihove veliĉine itd. su mnogobrojni, sloţeni i medusobno zavisni

i do danas nisu svi teoretski potpuno obraĊeni.

Uobiĉajeno je da se svi otpori izraţavaju silom koja treba da ih savlada te se stoga

izraţavaju u njutnima (N), ili svedeni u specifiĉnom obliku na 1 N tereta odnosno u

njutnima po kilonjutnu tereta (N/kN).

Razlikujemo:

- osnovni otpor pri kretanju, koji se javlja pri kretanju vozila po pravom

horizontalnom delu pruge i

- dopunske otpore, koji se javljaju pri kretanju vozila po usponu, krivinama ili pri

pokretanju vozila iz mesta itd.

Osnovni otpor

Osnovni otpor se sastoji iz:

– otpora trenja u leţajevima;

– otpora trenja kotrljanja toĉkova po šinama;

– otpora trenja klizanja izmedu toĉkova i šina;

– gubitaka kinetiĉke energije radi udara toĉkova na spojevima šina;

– otpora vazduha.

Otpor trenja u ležajevima

Ako se pod dejstvom momenta M1 toĉak obrće u pravcu kazaljke na satu to izmedu

rukavca osovine i leţaja nastaje sila trenja P (slika 48).

Slika 48

gde je:

P - opterećenje na rukavcu osovine,

- koeficijent trenja klizanja izmedu rukavca i leţaja ako je u pitanju klizni leţaj ili

koeficijent trenja kotrljanja ako je u pitanju valjkasto leţište.

2

dP

2

DWM 2

D

dPW

Kako je opterećenje na rukavcu osovine P=G—Go, (kN) gde je: G ukupna teţina vozila

(kN), a Go teţina osovina na leţajevima (kN), to će specifiĉni otpor trenja u leţajevima

biti:

kN

N

G

GG

d

D1000W 0

Otpor trenja kotrljanja točka po šini

Trenje nastaje kao rezultat elastiĉne deformacije toĉka i šine na mestu njihovog dodira.

..

2ktrW

D

OCOK

D – preĉnik toĉka,

OK - sila trenja kotrljanja

- krak trenja kotrljanja,.

Wtr.k. - otpor trenja kotrljanja.

a) b)

Slika 49. a) toĉak u mirovanju; b) toĉak u pokretu

Kako je:

)kotrljanja trenja nt(koeficije D

.k.tr i OC opterećenje od točka na šinu

Proizilazi:

kNPW .k.tr.k.tr

ili

NP1000W .k.tr.k.tr

Specifiĉan oblik koeficijenta trenja:

kN

N 1000w .k.tr.k.tr

Otpor trenja klizanja između točkova i šina

Pri kretanju vozila nastaje u izvesnoj meri i klizanje toĉkova po šinama.

Uzroci ovome su:

- koniĉnost profila površine kotrljanja (oboda) toĉkova,

- gibanje vozila,

- nepravilan poloţaj (kos u izvesnoj meri) kolskih slogova prema središnoj

uzduţnoj vertikalnoj ravni vozila,

- nejednakost preĉnika toĉkova u istom koloskom slogu i sl.

Koniĉnost oboda toĉka izaziva dopunsko klizanje po šinama, ali u isto vreme olakšava

prelaz vozila kroz krivine i umanjuje štetan uticaj usled nejednakosti preĉnika toĉkova.

Gibanje, usled koga se kolski slogovi pomiĉu u boĉnom smeru tamo-ovamo, nastaje kao

posledica:

- razmaka izmedu venaca toĉkova i šinskih glava,

- zazora u kućištu leţajeva,

- neravnina pruge itd.

Otpor od udara na spojevima šina

Ovaj otpor nastaje od:

- udara toĉkova o spojeve šina (opterećeni kraj šine se savija na niţe, a neopterećeni

u ovom sluĉaju je viši, te o njega udara toĉak pri svome obrtanju),

- zatim od ovalnosti toĉkova itd.

Kod svakog udara troši se jedan deo kinetiĉke energije vozila i njegova brzina kretanja se

smanjuje. Veliĉina ovoga otpora u znatnom stepenu zavisi od veliĉine zazora izmedu šina i

stepena istrošenosti njihovih krajeva.

Otpor od vazduha

Na voz u kretanju, kao i na svako drugo telo koje se kreće, dejstvuje otpor vazduha, koji je

izazvan sledećim uzrocima:

- pritiskom vazduha za ĉeonu površinu voza,

- trenjem boĉnih površina vagona,

- pojavom tzv. usisnog dejstva na zaĉelju voza.

Pri većem zazoru izmeĊu krajeva šina ili pri veoma istrošenim njihovim krajevima, toĉak

propadanjem u zazor, a zatim podizanjem na kolosek u znatnoj meri povećava otpor na

kretanje celoga voza.

Otpor od udara se moţe smanjiti povećanjem duţine šine, smanjenjem zazora izmedu

šinskih sastava, dobrim stanjem koloseka i površina bandaţa

Otpor pri kretanju kroz miran vazduh (bez vetra):

N ,vFaW 2v

gde je:

a – koeficijent ĉija vrednost zavisi od oblika vozila i gustine vazduha; za

lokomotive se moţe uzeti da je pribliţno jednak 0,065;

F – površina popreĉnog preseka vozila, odnosno voza, m2;

v - brzina kretanja voza, m/s.

Osnovni otpor električne lokomotive

Kod elektriĉnih lokomotiva razlikujemo specifiĉan osnovni otpor lokomotive pri kretanju

pod strujom ’os i specifiĉan osnovni otpor lokomotive pri kretanju bez struje ’obs.

Pri kretanju bez struje osnovni otpor lokomotive se povećava za veliĉinu gubitaka na trenje

u pokretnim delovima i zupĉastom prenosu, te je:

kN

N ,wwwW dosobso

gde je:

w’d - dopunski gubici u pokretnim delovima i zupĉastom prenosu, N/kN.

- Pri kretanju pod strujom po stacionarnim prugama otkopa:

za ĉetvoroosovinsku: ’o = ’os = 1,6 + 0,0015 v2

za šestoosovinsku: ’o = ’os = 1,5 + 0,001 v2

- Pri kretanju bez struje po stacionarnim prugama otkopa:

za ĉetvoroosovinsku: ’o = ’os = 4,35 + 0,0015 v2

za šestoosovinsku: ’o = ’os = 4,18 + 0,001 v2

- Pri kretanju pod strujom na pomiĉnim nasutim prugama površinskog otkopa:

za ĉetvoroosovinsku: ’o = ’os = 2,40 + 0,003 v2

- Pri kretanju bez struje na pomiĉnim nasutim prugama površinskog kopa:

za ĉetvoroosovinsku: ’o = ’os = 5,15 + 0,003 v2

- Pri kretanju pod strujom po pomiĉnim nasutim prugama površinskog kopa:

za ĉetvoroosovinsku: ’o = ’os = 3,60 + 0,004 v2

za šestoosovinsku: ’o = ’os = 3,50 + 0,0027 v2

- Pri kretanju bez struje po pomiĉnim nasutim prugama površinskog kopa:

za ĉetvoroosovinsku: ’o = ’os = 6,35 + 0,004 v2

za šestoosovinsku: ’o = ’os = 6,18 + 0,0027 v2

Osnovni otpor motorne lokomotive

Specifiĉni osnovni otpor motornih lokomotiva sa elektriĉnim prenosom snage moţe se

odrediti pomoću obrazaca koji se koriste za odreĊivanje ovog otpora kod elektriĉnih

lokomotiva.

Za motorne lokomotive sa mehaniĉkim ili hidrauliĉnim prenosom snage specifiĉni osnovni

otpor moţe se odrediti pomoću obrasca:

L

vF0084.0v019.0

L

n15.1365.0W

2p

o

n - broj osovina

Fp - ĉeona površina lokomotive, m2

L - teţina lokomotive, kN

ili pomoću sledećih obrazaca:

za dvoosovinsku lokomotivu: wo = 10 + 0,004 v2

za ĉetvoroosovinsku lokomotivu: wo = 10 + 0,004 v2

Osnovni otpor vagona

Osnovni otpor vagona na prugama površinskog otkopa odreĊuje se pomoću empiriĉkih

obrazaca dobijenih na osnovu mnogobrojnih opita, a koji uzimaju u obzir vrstu vagona,

njegovu ukupnu bruto teţinu (q) , brzinu kretanja (v) u km/h, kao i vrstu koloseka

(stacionarne ili pomiĉne pruge).

Osnovni specifiĉni otpor teretnih vagoha na površinskom otkopu moţe se odrediti pomoću

obrazaca:

za dvoosovinske vagone: q

v5.0v2.04.1W

2

o

za ĉetvoroosovinske vagone: o

2

oq

v0025.0v1.00.87.0W

q – bruto teţina vagona

qo – srednji pritisak vagona na kolosek

Za odredivanje specifiĉnog osnovnog otpora kod vagona istresaĉa (kipera) obiĉno se

upotrebljavaju obrasci koje preporuĉuje Sverdlovski Rudarski Institut (Rusija) za

ĉetvoroosovinske vagone kipere i to:

pri kretanju po stacionarnim kolosecima: 2o v0002.0

q25.0

v3.0127.0w

pri kretanju po pomiĉnim nasutim prugama: 2o v00025.0

q25.0

v4.0159.0w

pri kretanju po pomiĉnim nenasutim prugama:

2o v0003.0

q25.0

v4.0171.1w

gde je:

q – bruto teţina vagona

v – brzina kretanja

Osnovni otpor voza

Ukupni osnovni otpor celog voza (lokomotive i vagona) će biti:

ooo wQwLW

gde je:

L w’o - osnovni otpor lokomotive,

Q w’’o - osnovni otpor vagona.

Osnovni specifiĉni otpor voza odreĊuje se zbirom specifiĉnih otpora lokomotive i vagona:

QL

wQwLW oo

o

gde je:

L - teţina lokomotive,

Q - ukupna teţina vagona.

Srednja vrednost specifiĉnog osnovnog otpora vagona u vozu, ako je isti sastavljen iz

ĉetvoro i dvoosovinskih vagona, moţe se odrediti pomoću obrasca:

42

4)4(o2)2(oo

QQ

QwQww

gde je:

w’’o(2) - specifiĉan osnovni otpor dvoosovinskog vagona

Q2 - teţina dvoosovinskih vagona u vozu,

w’’o(4) - specifiĉan osnovni otpor ĉetvoroosovinskog vagona,

Q4 - teţina ĉetvoroosovinskih vagona u vozu, Mp

Naknadni otpori

Naknadni otpori pri kretanju vozila odnosno pri vuĉi javljaju se kao posledica uspona

odnosno padova na pruzi, prolaska vozila kroz krivine i usled otpora inercije masa.

Ovi otpori povećavaju ili smanjuju osnovni – stalni otpor vozila, obzirom da otpor na

nagibu moţe biti pozitivan (kada se vozilo kreće po usponu) ili negativan (kada se vozilo

kreće po padu).

Otpor u krivinama je uvek pozitivan.

U grupu naknadnih otpora spada i otpor kod pokretanja vozila.

Otpor od nagiba koloseka

Ako se nekp vozilo ĉija je ukupna teţina q kreće po kosom koloseku, koji sa

horizontalnom ravni gradi ugao , onda je otpor od uspona Wi jednak komponenti Fi sile

q, koja je paralelna sa strmom ravni.

Slika 50. Otpor od nagiba koloseka

Specifiĉni otpor od nagiba koloseka iznosi:

iq

iq

q

Ww i

i

Ovaj izraz nam pokazuje da je specifiĉni otpor od nagiba koloseka wi izraţen u N/kN

brojĉano jednak veliĉini nagiba koloseka (i) izraţenog u 0/00.

Naknadni otpor celog voza na usponu i (0/00) nalazi se kada se teţina celog voza

(lokomotive i vagona) izraţena u kN, pomnoţi sa iznosom uspona u 0/00, tj.:

i)QL(Wi

Ovaj otpor ima pozitivnu vrednost kada se voz kreće po usponu, odnosno negativnu

vrednost kada se voz kreće po padu.

Otpor od krivine

Prilikom kretanja vozila kroz krivinu pojavljuje se naknadni dopunski otpor, koji

prouzrokuju uglavnom ĉvrsta veza izmeĊu toĉkova i osovina, paralelnost osovina i

centrifugalna sila.

Slika 51. Otpor od krivine

Otpor inercije masa

Pri svakoj promeni brzine voza, pa prema tome i pri pokretanju iz stanja mirovanja ili

zaustavljanja, pojavjuje se dopunski dinamiĉki otpor radi inercije masa. Ovaj otpor se

suprotstavlja promeni brzine, te stoga se radi njegovog savlaĊivanja pri povećanju brzine

voza troši jedan dopunski deo vuĉne sile lokomotive, ĉiji se rad pretvara u kinetiĉku

energiju voza.

Ova energija se opet vraća, kod smanjenja brzine u vidu dinamiĉkog otpora, koji se

suprotstavlja smanjenju brzine, te radi toga ima negativnu vrednost.

Specifiĉan otpor inercije masa:

a110wa

gde je:

a – ubrzanje (usporenje) voza

Ukupan otpor inercije masa za ceo voz:

aa w)QL(W

gde je:

L – teţina lokomotive

Q – ukupna teţina svih vagona u vozu

Otpor kod pokretanja vozila iz mesta

Pri pokretanju vozila ili voza iz mesta pojavljuje se kratkotrajan naknadni otpor, koji je

uglavnom izazvan povećanjem koeficijenta trenja u leţištima. Za vreme stajanja mazivo se

sliva sa rukavaca osovina, tako da se sloj maziva izmedu rukavca i leţišta umanji, ĉime se

znatnije povećava koeficijent trenja. Pored toga mazivo se zgušnjava i njegov viskozitet

povećava naroĉito zimi pri niskim temperaturama. Izvestan uticaj na povećanje otpora kod

pokretanja voza ima i deformacija (uleganje) toĉkova i šina, koja nastaje usled duţeg

pritiskivanja toĉkova na šine.

Otpor pri pokretanju vozila obiĉno se uzima za 1,3 do 1,5 puta veći nego što je osnovni

otpor pri kretanju kod brzine od 10 km/h ako su u pitanju vozila sa valjkastim leţištima,

odnosno za 1,8 do 2,0 puta veći kod vozila sa kliznim leţištima.

Prema podacima ispitivanja i rezultatima prakse, za proseĉne uslove pokretanja voza s

obzirom na neistovremenost pokretanja vozila, moţe se specifiĉni naknadni otpor pri

kretanju iz mesta raĉunati prema obrascu:

kk i3.02w

gde je:

ik – uspon na kome se voz pokreće iz mesta.

Ukupan otpor kretanja voza

Ukupna jednaĉina za odreĊivanje ukupnog otpora kretanju voza ima oblik:

W = L (w’o ± i + wr +wa) + Q (w’’o ± i + wr +wa)

Odnosno:

W = L w’o + Q w’’o + (L + Q) (± i + wr +wa)

gde je:

L - teţina lokomotive, kN

Q - ukupna teţina vagona u vozu, kN.

2.6.2. Vučna sila lokomotive

Pri pokretanju voza iz mesta ili ako je već voz pokrenut radi odrţavanja kretanja voza,

potrebno je da lokomotiva razvije VUČNU SILU. Izvor snage su VUČNI MOTORI, a

snaga se preko prenosnika prenosi na pogonsku osovinu – tako osovine dobijaju OBRTNI

MOMENT ĉime se izaziva rotacija pogonskih toĉkova. Da bi se ostvarilo

TRANSLATORNO KRETANJE, potrebna je sila na toĉkovima (teţina same

lokomotive) da bi se obezbedila potrebna veliĉina SILE TRENJA izmeĊu toĉkova i šina –

dolazi do ATHEZIJE izmeĊu njih (ona spreĉava klizanje toĉkova po šinama).

M

T

q

c

v

r

F1F FmaxTT1Tmax A

Slika 52. Određivanje vučne sile lokomotive

U taĉki A zbog athezije, a zbog obrtnog momenta M (koji moţe da se predstavi spregom

Tr), toĉak teţi da odgurne šinu.

Pošto se šina ne moţe odgurnuti, javlja se sila reakcije, istog pravca i intenziteta ali

suprotnog smera – sila F (u pravcu kretanja voza).

Postojanje reakcije F uslovljeno je postojanje sile T, a samim tim i kretanje – bez sile F

nema kretanja. Moţe se zakljuĉiti da je sila reakcije F – vuĉna sila.

Postojanje athezije omogućeno je ĉinjenicom što se pod dejstvom pritiska izmeĊu toĉka i

šine stvaraju elastiĉne deformacije, a kontakt izmeĊu toĉkova i šine odvija se po Hercovoj

(eliptiĉnoj) površini. Za istu silu pritiska athezija se smanjuje sa povećanjem preĉnika

toĉka.

Athezija poĉiva na dva fenomena:

- da se hrapave površine meĊusobno uzubljuju i

- da kod glatkih površina meĊuatomske sile deluju u smislu spajanja površina.

Moţe se postaviti pitanje – do koje vrednosti raste sila F (vuĉna sila), a da ne doĊe do

proklizavanja? Ta vrednost je:

kNfLF maxaamaxa

La – atheziona teţina lokomotive (teţina koja otpada na pogonske toĉkove)

pa nn

LL

L – ukupna teţina lokomotive, kN

n – broj osovina

np – broj pogonskih osovina

Kod elektro lokomotiva, sve su osovine pogonske: La = L

fa max – maksimalni koeficijent athezije (0.1 – 0.33)

Graniĉni sluĉaj:

NfL1000F maxaamaxa

U proraĉunima se koristi druga formula sa niţim raĉunskim koeficijentom:

NfL1000F aaef

Fef – efektivna tangencijalna vuĉna sila lokomotive

fa – raĉunski koeficijent athezije

Ako je NfL1000F aaef , dolazi do proklizavanja.

Koeficijent athezije zavisi od dosta ĉinilaca:

1. od stanja šina odnosno od stanja koloseka,

2. od ishabanosti šina i toĉkova i

3. od brzine kretanja voza.

Ovaj koeficijent se odreĊuje eksperimentalnim putem, i on je maksimalan pri polasku voza

iz mesta, a naglo opada sa povećanjem brzine voza. Najveći uticaj ima stanje koloseka.

Preporuĉene su sledeće vrednosti ovog koeficijenta:

- ako su šine suve i ĉiste: 0.33

- ako su šine suve: 0.22

- ako su šine vlaţne: 0.125

- ako su šine vlaţne i prljave: 0.11

- ako su šine masne: 0.10

Za površinske kopove pri korišćenju elektriĉnih i motornih lokomotiva, preporuĉuje se:

a) kod kretanja voza: 0.20 – 0.22

b) kod pokretanja voza iz mesta: 0.26 – 0.28

Razlikujemo tri pojma o vuĉnoj sili (razlikuju se prema naĉinu delovanja iste):

1. tangencijalna ili efektivna vuĉna sila Fef na obodu pogonskih toĉkova,

2. vuĉna sila na kuki tegljanika (dinamometarska), gde se kaĉi prvi vagon;

Fkt = Fe – m, gde su m otpori lokomotive (zavise od terena),

3. indikatorska vuĉna sila, koja se razvija u cilindrima, a zavisi od preĉnika

cilindra (klipa), hoda klipa, stepena kompresije (daje se kod parnih lokomotiva,

a reĊe kod motornih).

Vučna sila parne lokomotive

Kod pretvaranja toplotne energije goriva u mehaniĉki rad kod parne lokomotive treba

razlikovati tri faze tog rada:

1. preko kotla lokomotive pretvara se toplotna energija goriva u toplotnu energiju

pare,

2. zatim parna mašina lokomotive pretvara ovu energiju pare u mehaniĉki rad

tangencijalne sile na obodu pogonskih toĉkova,

3. istovremeno pritisak athezione teţine lokomotive (tj. teţine koja pada na

pogonske osovine lokomotive) na šine stvara atheziju izmeĊu toĉkova i šina.

Time se pod dejstvom tangencijalne sile omogućuje mehaniĉki rad kretanja lokomotive.

Pretvaranje toplotne energije u mehaniĉki rad se vrši posredstvom kotla, parne mašine i

athezione teţine lokomotive.

Dalje se neće apsolvirati ova tema jer više ne postoji prisustvo ovog naĉina vuĉe na

površinskim kopovima.

Vučna sila električne lokomotive

Tip i konstrukcija elektromotora koji se primenjuju na elektriĉnim lokomotivama na

površinskim kopovima odnosno u sloţenim uslovima, sa ĉestim usponima, padovima,

krivinama sa malim radijusom, zaprljanosti, zaprašenosti, moraju da zadovolje opšte

zahteve:

- ĉeste promene opterećenja,

- zaprašenost sredine i

- uticaj kolebanja napona (oscilacija) u kontaktnoj mreţi.

Ovakvim zahtevima odgovaraju redni elektromotori jednosmerne struje, a oni imaju

sledeće prednosti:

1. kolebanje napona u kontaktnoj mreţi ne utiĉe mnogo na rad motora, jer se pri

padu napona smanjuje brzina, a struja i vuĉna sila lokomotive ostaju bez

promene,

2. sposobnost preopterećenja je bolja nego kod drugih, a i raspodela preopterećenja

je ravnomernija

3. preopterećenje motora ne izaziva udare u mreţi jer se pri preopterećenju

smanjuje

broj obrtaja pri ĉemu se snaga motora neznatno menja

4. pri istim uslovima kretanja i jednakim opterećenjem strujom, jednosmerni motori

razvijaju veći obrtni moment

Dijagram neposredne zavisnosti vuĉne sile od brzine ĉini vuĉnu karakteristiku elektro-

lokomotive, a koja se dobija preko elektromotorne sile:

v

Fe

I

v

Fe

Slika 53. Dijagram vuĉne sile elektro lokomotive; Presek 1: ograniĉenje po maksimalnoj brzini,

Presek 2: ograniĉenje po maksimalnoj struji, Presek 3: ograniĉenje po atheziji

meel kFF

Fel – vuĉna sila elektrolokomotive

Fe – vuĉna sila elektromotora

km – broj vuĉnih elektromotora na lokomotivi

Vuĉna karakteristika kod koje se sa porastom brzine dolazi do naglog opadanja vuĉne

sile, nazivamo krutom vuĉnom karakteristikom

MeĊutim, za relativno malo opadanje vuĉne sile pri povećanju brzine (redni motor

jednosmerne struje) imamo meku karakteristiku odnosno blaţe opadanje.

Vuĉna karakteristika se moţe koristiti samo na odreĊenom opsegu jer je u predelu velikih

brzina ograniĉena maksimalnom brzinom, a u predelu velikih vuĉnih sila ograniĉena je

athezijom i jaĉinom struje elektromotora po komutaciji i jaĉinom struje zbog zagrevanja

motora.

Kod velikih brzina i velikih vuĉnih sila osetno se povećavaju mehaniĉka naprezanja pri

ĉemu se razvijaju u obrtnim delovima centrifugalne sile. Zato imamo dva ograniĉenja:

1. po maksimalnoj vuĉnoj sili i

2. po maksimalnoj brzini.

Minimalna struja po komutaciji pri nominalnom naponu predstavlja najveću struju koja

prilikom ispitivanja na radnom stolu ne dovodi do varniĉenja.

Radi odreĊivanja motora treba poznavati trajnu snagu odnosno motor koji moţe da radi

duţe vreme, a da se ne zagreje, i u kratkom periodu (za satni reţim) da se ne predgrejava.

Nominalna – maksimalna snaga je ona snaga koju motor moţe razviti na radnom stolu, a

da se motor ne zagreje u radnom reţimu, za razliku od nominalne satne snage.

Vučna sila motorne lokomotive

Pri sagorevanju goriva u cilindru motora sa unutrašnjim sagorevanjem, hemijska energija

se pretvara u mehaniĉki rad na kolenastom vratilu, a preko prenosnog mehanizma se

prenosi na pogonske toĉkove gde se pretvara u vuĉnu silu lokomotive.

Na taj naĉin, vuĉna sila motorne lokomotive nastaje kao rezultat rada tri transformatora

energije:

1. diesel motora,

2. prenosnog mehanizma i

3. toĉkova u sadejstvu sa šinama.

Slika 54. Dijagram vuĉne sile motorne lokomotive

Motorna lokomotiva treba da poseduje vuĉnu karakteristiku, gde se sa porastom brzine

dolazi opadanja vuĉne sile.

Motor sa unutrašnjim sagorevanjem koji ima najbolje karakteristike je diesel motor, koji

ima sledeće karakteristike:

- diesel motor se pušta u rad samo ako mu vratilo nije opterećeno i ako ima spoljni

izvor energije (akumulator); ako je kolenasto vratilo neposredno spojeno sa

toĉkovima, rad diesel motora nije moguć (ako lokomotiva stoji u mestu),

- pouzdan rad je pri minimalnom broju obrtaja kolenastog vratila,

- odnos maksimalnog i minimalnog broja obrtaja – kod diesel motora on je 2 – 2.5

(kod savremenih lokomotiva on je 5 – 6).

Vuĉna sila motorne lokomotive zavisi, odnosno ograniĉena je:

1. od diesel motora:

- od zapremine cilindra,

- od broja taktova motora i brzohodnosti i

- od srednjeg indikatorskog pritiska (dodavanje vazduha uz dodavanje goriva)

2. od prenosnog mehanizma:

- mehaniĉki: vuĉna sila se oštro menja sa svakim stepenom prenosa odnosno

zavisi od koeficijenta korisnog dejstva prenosa, koeficijenta korisnog dejstva

diesel motora i indikatorskog pritiska u jednom stepenu;

- hidrauliĉni: ograniĉenja vuĉne sile ne postoje, ukoliko se ne radi o prevelikom

zagrevanju ulja u turbogeneratoru, a to se neutrališe ureĊajem za hlaĊenje ulja,

- elektriĉni: snaga diesel motora se prenosi na glavni generator koji daje struju,

pa vuĉna sila zavisi od napona i struje generatora, koeficijenta korisnog dejstva

prenosa i brzine kretanja;

3. od athezije.

Slika 55. Vučna karakteristika električnog prenosnog mehanizma; a – b: ograničenje vučne sile je po

naponu odnosno po pobudi glavnog generatora; b – c: u potpunosti se koristi snaga diesel motora; c –

d: ograničenje vučne sile je po struji glavnog generatora

2.6.3. Kočna sila voza

Koĉna sila voza se javlja kao retultet dejstva sile pritiska koĉionih papuĉa na bandaţ toĉka

i koeficijenta trenja izmeĊu koĉionih papuĉa i bandaţa – mehaniĉko koĉenje.

Kod elektro lokomotiva koĉiuona sila se javlja i kao rezultat rada vuĉnih motora u reţimu

generatora kada se potencijalna i kinetiĉka energija pretvara u elektriĉnu energiju.

Slika 56. Određivanje kočne sile voza

Karakteristike mehaničkog kočenja

Usled pritiska papuĉa na bandaţ toĉka javlja se sila trenja B1:

k1 fkB

k – pritisak papuĉa

fk – koeficijent trenja izmeĊu papuĉe i bandaţa

Sila trenja B1 stvara koĉioni moment Mk koji se moţe predstaviti spregom sila B1 i B2, a

koje po zakonu mehanike moţemo zameniti ekvivalentnim parom sila B3 i B4, sa krakom

jednakim polupreĉniku toĉka.

Sila B4 je uravnoteţena silom reakcije šine na toĉak Bk. Sila B3 ostaje neuravnoteţena te se

njeno dejstvo prenosi preko kućišta na ram izazivajući koĉenje.

Koĉna sila voza Bk zavisi od dejstvujućeg pritiska papuĉa na bandaţ i koeficijenta trenja

izmeĊu istih. Koeficijent trenja zavisi od

- brzine kretanja voza,

- specifiĉnog pritiska koĉne papuĉe na bandaţ toĉka i

- vrste materijala od koje su izraĊeni papuĉa i bandaţ toĉka.

Koĉenje moţe biti jednostrano i dvostrano. UvoĊenjem dvostranog koĉenja, smanjuje se

potrebna dejstvujuća sila pritiska.

Koeficijent trenja izmeĊu papuĉe i toĉka se odreĊuje eksperimentalnim putem. Najĉešće

korišćeni:

- za standardne ĉeliĉne koĉione papuĉe:

100v5

100v

100k0.8

100k6.16.0fk

k – dejstvujući pritisak jedne koĉione papuĉe na bandaţ toĉka, kN

Jedan od nedostataka ĉeliĉnih papuĉa je sledeći: sa velikim brzinama opada trenje izmeĊu

papuĉa i toĉka. Zbog toga se ĉešće koriste ĉeliĉne papuĉe sa povišenim frikcionim

svojstvima (sa dodavanjem fosfora odnosno sumpora: 1-1.4% za P i 1.5-2% za S). Njihov

koeficijent trenja je sada:

100v5

100v

100k2.5

100k6.15.0fk

Ograničenje kočne sile voza

Veliĉinu koĉne sile ograniĉava sila athezije toĉkova sa šinama. Ako je koĉna sila veća od

athezije, toĉkovi poĉinju da klizaju po šinama.

aakk fLfkB

Deo formule akk fkB je za ceo voz, koĉna sila za jedan toĉak je kk fkB .

La – atheziona teţina voza,

Fa – koeficijent athezije,

Σk – zbirna dejstvujuća sila pritiska,

fk – koeficijent trenja.

Da bi došlo do translatornog kretanja voza neophodan uslov je:

aak fLfk

Graniĉno stanje odnosno maksimalna sila voza pri koĉenju je:

aak fLfk

Odavde dobijamo:

k

a

a f

f

L

k

δ – koeficijent pritiska koĉnih papuĉa na bandaţe

Maksimalna vrednost δ je kada je fa=max, a fk=min (fa je maksimalno kada su šine suve i

ĉiste, a fk je minimalno kada su koĉnice i toĉkovi vlaţni i prljavi – teško ostvarljivi uslovi –

imamo neku srednju veliĉinu, a ovaj odnos se vrlo malo menja. Od ovog koeficijenta za

razliĉite brzine kretanja voza zavisi efektivnost koĉenja, pa nastojima da odredimo

maksimalnu koĉnu silu, ali da ne narušimo atheziju (da ne bi došlo do proklizavanja). Na

osnovu ovoga pišemo:

kNLf

fLk a

k

aa

Usvaja se da je fa=0.2, a vrednost fk=0.4-0.5.

Prema ovome dobijamo sledeće vrednosti δ:

- koeficijent pritiska koĉnih papuĉa δ=0.4-0.5

- kod teretnih vozova δ=0.6-0.7

- kod putniĉkih vozova δ=0.7-0.9

Kod savremenih koĉnica za teretne vagone postoje dva reţima koĉenja:

Za prazan voz

Za puni voz.

Veliĉina pritiska koĉnih papuĉa na bandaţ:

kNip4

dk pm

2

d – preĉnik koĉionog cilindra

p – pritisak vazduha u koĉnim cilindrima

i – prenosni odnos poluţnog prenosnika

ηpm – kkd poluţnog prenosnika:

za 4-osovinske lokomotive i vagone: 0.95

za 6-osovinske: 0.8-0.9

OdreĎivanje kočne sile voza

Vuĉna sila voza: kNfkB kk ili Nfk1000B kk (u prospektima).

Specifiĉna koĉna sila (za istu vrstu vagona u vozu):

kNNf1000QL

kf1000bQLfk1000B kkkkk

L – teţina lokomotive

Q – teţina vagona

θ – koĉioni koeficijent:

QL

k

Po pravilu se usvaja kao polovina od te vrednosti: ½ θ.

4. Jednačina kretanja voza

Pri kretanju voza po razliĉitim deonicama, pored osnovnog, translatornog kretanja,

pojavljuju se i štetna kretanja kao posledica:

- sudaranja valjaka preko spojnog pribora,

- gibanja voza zbog neravnina koloseka,

- dejstva vazduha itd.

(postojanje vertikalnog, poprečnog, rotacionog i translatornog kretanja).

Voz pri kretanju ima izuzetno sloţeno kretanje. U razmatranje se uzima samo translatorno

kretanje i rotaciono kretanje obrtnih delova, pri ĉemu se ostala kretanja ne uzimaju u obzir

(sile koje se troše na ostala kretanja uzete su u obzir u otporima na kretanje).

Kod kretanja voza razlikuju se tri radna reţima:

1. reţim vuĉe,

2. reţim praznog hoda i

3. koĉni reţim.

Za vreme vuĉe na voz deluje rezultanta vuĉne sile i ukupan otpor voza, a na prazan hod

samo ukupan otpor, dok za koĉioni reţim deluje na voz rezultanta ukupnog otpora i koĉne

sile voza.

Raĉunska vrednost koeficijenta trenja:

100v5

100v27.0fk

Elektriĉno koĉenje

Vrši se:

- vraćanjem struje u mreţu

- višak struje se uništava u otpornicima – reostatsko koĉenje

Prednost reostatskog koĉenja:

1. eliminiše se zagrevanje bandaţa

2. postiţu se ujednaĉene sile koĉenja

3. ne zavisi od athezije

Nedostaci reostatskog koĉenja:

1. veća teţina elektroopreme

2. veće dimenzionisanje motora

Osnovna jednaĉina kretanja voza:

dt

dvMWF 1e

M1 – prividna masa voza,

1g

1000QLM1

ε – koeficijent inercije rotirajućih masa

W – ukupni otpori

Fe – efektivna vuĉna sila

0dt

dv0WFe – ubrzano kretanje

0dt

dv0WFe – ravnomerno kretanje ili stajanje

0dt

dv0WFe – usporeno kretanje

Jednaĉina vuĉe za sva tri reţima:

a) za reţim vuĉe: dt

dvMWF 1e

b) za period praznog hoda: dt

dvMW 1

c) za koĉni reţim voza: dt

dvMBW 1k

Oblik rezultante svih izgleda:

Ndt

dv1

g

1000QLBWF ke

3. KAMIONSKI TRANSPORT NA POVRŠINSKIM KOPOVIMA Kamionski transport na površinskim otkopima, naroĉito u poslednjih dvadesetak godina, dobio je

znatnu rasprostranjenost, kako u svojstvu osnovnog vida transporta, takoĊe i u kombinaciji sa

drugim vrstama transporta. Preko 75% po-vršinskih otkopa u zemljama Severne i Juţne Amerike

primenjuje kao osnovni vid transportnih sredstava automobile kipere velike nosivosti, a na

mnogim površinskim otkopima u zamljama Istoĉne Evrope ova vrsta transporta se uţurbano 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 tehniĉkim postavkama, a to omogućuje

da se mogu veoma uspešno i tehniĉki i ekonmski da rešavaju zadaci eksploatacije leţišta

mineralnih sirovina sa razliĉitim prirodnim i montan-geološkim uslovima.

Sredstvima kamionskog transporta moguće je transportovati sve vrste materijala bez obzira na

njihove fiziĉko-mehaniĉke osobine (krupni komadi, glinasti materijali sa razliĉitim 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 izraţaja

i obećavaiu najbolju ekonomiku u eksploataciji leţišta 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 sluĉajevima i

200%o);

potrebni radijusi za okretanje transportnih sredstava su manji za 10 - 12 puta nego kod

ţelezniĉkog tj. kreću se udijapazonu iz-meĊu 6 do 20 m;

specifiĉna 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 ţelezniĉkog transporta i to za raĉun

smanjenja zastoja u radu bagera pri ĉekanju 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 suţavaju oblast primene. Kao vaţniji 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 ţelezniĉkog

transporta, a isto tako i troškovi odrţavanja 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 zakljuĉke i mišljenja

izreĉena u studijama i struĉnoj literaturi, automobilski transport se moţe uspešnije primeniti nego

druge vrste transporta u sledećim uslovima:

na investicionim radovima u fazi otvaranja površinskog otkopa ĉime se moţe uspešno da

smanji potreban vremenski period otvaranja otkopa;

pri selektivnoj eksploataciji jedne ili više razliĉitih ruda na istoj etaţi ili istom površinskom

otkopu;

pri površinskoj eksploataciji leţišta koja imaju sloţenu ili nepravilnu kon-figuraciju,

ograniĉene 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 ţelezniĉkog

transporta neekonomiĉna usled potrebe za većim ulaganjima u transportne puteve.

3.1 Putevi na površinskim kopovima

Klasifikacija puteva i kriterijumi za njihovo projektovanje

Svi putevi na površinsim kopovima svrstavaju se u dve grupe:

puteve javnog saobaćaja za prevoz rudniĉkih tereta do potrošaĉa i svih

proizvoĊaĉa do objekta rudnika i

rudničke puteve za transport otkrivke i korisne sirovine od mesta otkopavanja do

istovarnih mesta.

Putevi na površinskim kopovima odlikuju se nizom specifiĉnosti:

nosivošću prema maksimalnom osovinskom pritisku vozila i velikim dinamiĉkim

opterećenjima koja daleko nadmašuje tu vrednost u odnosu na javne puteve;

vrlo sloţenom konfiguracijom (veliki usponi, oštre krivine);

različitim kolovoznim konstrukcijama na pojedinim deonicama puta;

intenzivnim tranportom itd.

Pristupni putevi, putevi u usecima otvaranja, višim i srednjim delovima dubo-kih

kopova, odnosno magistralni putevi, najĉešće imaju dve saobraćajne trake, kvaliteni

kolovoz proraĉunat i izgraĊen za duţi radni vek.

Putevi na dubljm delovima kopova mogu biti jednosmerni, radi voţnje punih ili praznih

kamiona, bez kolovoza, kao i privremeni putevi na silaznim i pristupnim rampama i

otkopnim etaţama.

Privremeni putevi izraĊuju se u zavsnosti od razvoja radova i imaju ograni-ĉenu

trajnost. Zbog znatno manje frekvencije kamiona ovi putevi imaju jednostavniju

konstrukciju, manju širinu - u odnosu na stalne puteve. Najĉešće nemaju kolovoznu

konstrukciju. Poboljšavaju se presipanjem tankog sloja tucanika, šljunka, šljake ili sitnim

frakcijama stena otkrivke. Njihova površina planira se, profilira i valja, a u posebnim

sluĉajevima i impregnira vezivnim materijalom.

Prema svom poloţaju u odnosu na kop rudnički putevi mogu biti: pristupni do kopa, u

usecima otvaranja, po kosinama kopa, na otkopnim etaţama, pristupni do odlagališta, na

etaţama odlagališta itd. Prema uslovima eksploatacije i vremenu kori-šćenja putevi se

razvrstavaju na: stalne, koji sluţe za duţi vremenski period, i privremene, za kraći

vremenski period, koji se izgraĊuju u zavisnosti od razvoja kopa i odlagališ ta.

U zavisnosti od broja saobraćajnih traka putevi mogu biti: s jednom, kod kruţnog

kretaja, dve ili više traka. Prema smeru kretanja vozila putevi mogu biti jedno-smerni i

dvosmerni.

S aspekta konstrukcionih osobina postoje putevi sa i bez kolovozne konstruk-cije,

odnosno gornjeg stroja puta.

Osnovne karakteristike puteva i kriterijumi za njihovo projektovanje i izgradnju su:

proraĉunska brzina kretanja;

brzina prema kojoj su proraĉunati elementi trase i objekti u trupu puta;

proraĉunska masa i gabariti vozila, odnosno nosivosti puta prema kojma su

dimenzionirani kolovozna konstrukcija i objekti puta;

prohodnost, koja odreĊuje mogućnost kretanja vozila sa proraĉunskom brzinom u

razliĉitim godišnjim periodima;

efikasnost;

koliĉina tereta (najĉešće u t) koja se moţe transportovati u jedinici vremena;

intenzivnost kretanja;

broj transportnih jedinica koje mogu proći kroz karakteristiĉne deonice puta u

jedinici vremepa.

U zavisnosti od navedenih karakteristika putevi se svrstavaju u tri kategorije.

Popreĉni profil i proraĉun širine puta

Na popreĉnom preseku puta, 57. uoĉljiva su njegova dva najvaţnija dela: trap puta

(zemljani planum) koji obuhvata sve graĊevinske objekte za odvodnjavanje i zaštitu puta i

kolovozna konstrukcija (vozni deo puta). S obe strane kolovozne konstru-kcije nalaze se

bankine i kanali ili rigole za odvodnjavanje.

Sl. 57. Elementi poprečnog proflla puta

1. trup puta, 2. kolovozna konstrukcija, 3. bankina, 4. odvodni kanal, 5. - potporni zid

Trup puta treba da je stabilan nezavisno od reţima voda i temperaturnih pro-mena. To se

postiţe njegovom izradom od stena dobre nosivosti i sigurnim odvoĊenjem površinskih i

podzemnih voda. Trup puta radi se u nasipima, usecima i po terenu sa karakteristiĉnim

popreĉnim profilima. Nagib kosina nasipa, visine do lm, iznosi 1:1,5 do 1:3, a preko lm

- 1 : 1,5. Poţeljno je da su nasipi od jednorodnog materijala u više slojeva. Ako se rade

od razliĉitih stena slabije propustljivosti sa padom prema drenira-jućim objektima. Za

izradu nasipa najĉešće se koristi materijal otkopan pri izradi useka ili materijal sa

površinskog kopa, a u izuzetnim sluĉajevima koristi se tucanik ili šljunak.

Bankine sluţe: kao uporišta kolovoznoj konstrukciji, kao zaštita od zarušavan-ja kosina,

za prinudna zaustavljanja vozila, za prolaz širih mašina, za uskladištenje materijala pri

opravkama puta itd. Njihova širina iznosi 2 - 3 m.

Odovodni kanali, razliĉitih popreĉnih preseka, rade se u tlu - kod nepropu-stljivih

materijala, a kod propustljivih u betonu.

Boĉne strane puta u useku moraju imati završni nagib kosina koji ne omogućava nji-

hovo obrušavanje i u najnepvoljnijim uslovima. Na delovima trase gde se oĉekuje

klizanje terena izraĊuju se potporni zidovi koji mogu biti betonski, armiranobetonski i

zidani od kamena ili betonskih blokova.

Ukupna širina trupa zavisi od širine kolovoza, širine bankina, širine kanala za odvodn-

javanje, veliĉina završnih nagiba kosina useka i nasipa.

Širina kolovoza zavisi od najveće širine vozila koje se kreće tim putem; broja voznih

traka; brzine voţnje i sigurnosnih rastojanja: iztneĊu vozila (x) pri mimoilaţenju vozila i

unutrašnje ivice bankine (bš) sl. 58

Sl. 58. Šema za određivanje sirine kolovoza i trupa puta u zasek

Širina kolovoza, za put s jednom kolovoznom trakom, odreĊuje se po obrascu:

Š,t = a + 2 bš = a + 1,0 + 0,01 v, m a s dve trake:

Š2t = 2 (a + x + bš) = 2a + 2,0 + 0,02 v, m

Navedena sigurnosna rastojanja raĉunaju se po eksperimentalnom obrascu:

x = bs = 0,5 + 0,005 v,

gde je v - brzina voţnje u km/h.

Kod stalnih puteva usvaja se najĉešće da je b5 = 1 - 1,5 m i da širina kolovozne

konstrukcije sa dve vozne trake nije manja od Škk = 3a, m.

Širina kolovoza u zavisnosti od brzine i nosivosti dampera, za stalne puteve, data je u

tablicama 2.1 i 2.2. U usecima otvaranja minimalna širina puta s dve vozne trake, za

dampere nosivosti preko 180 t, iznosi 30 m.

Tablica 5 Širina kolovoza s dve vozne trake

Nosivost

dampera, t

Širina kolovoza za brzine,

km/h

Dozvoljeni

minimalni radi.jus,

m

Prelazna duţina,

m 20 40 50

12 10,5 11,5 12,0 15 20 27 12,0 13,0 14,0 20 25 40 13,5 14,5 15.5 25 30 75 18,0 19,0 20,0 30 35

110 21,0 22,0 23,0 35 40 180 25,0 26,0 27,0 40 45

Da se ne bi smanjivala brzina voţnje, da se ne bi intenzivnije habala kolovoz-na

konstrukcija i gume, a da bi se odrţala frekvencija vozila - proširuje se kolovoz u

krivinama. Za savremene kratkobazne dampere to proširenje, za dve vozne trake, moţe

da iznosi 0,3 - 3,5 m kao što je navedeno u tablici 6.

Kolovoz se proširuje postepeno na duţini većoj od 20 m - smanjenjem širine bankina - s

tim da ona ne sme ostati manja od 1 m.

Tablica 6Proširenje puta u krivini

Radijus, m 15 20 30 50 100

Proširenje puta u krivini m )uta u krivini, m 27 2,0 1,6 0,0 0,6 0,3

Nosivost 40 2,6 2,0 1,2 0,7 0,4 dampera, t 75 3,5 2,7 1,7 1,0 0,5

110 2,8 1,6 0,8

180 4,4 2,1 1,0

Radi slivanja vode, kolovozna konstrukcija ima dvosmerni nagib, - na pravolinijskim

delovima trase i jednosmerni - najĉešće, u krivinama, poluusecima, putevima pored

konture kopa, etaţnim putevima i sl.

Veliĉina poprečnog nagiba kreće se od 2% za asfaltnu i betonsku kolovoznu konstrukciju

do 6% za kolovozne konstrukcije izgraĊene od tucanika ili šljunka. Boĉni pad bankina

manji je za oko 2% od popreĉnog nagiba puta.

Kolovozne konstrukcije

Po stalnim putevima na površinskim kopovima obavezno se izraĊuju kolovozne

konstrukcije zato što: omogućavaju brţe kretanje vozila, štite put od razaranja usled

dejstva: velikih opterećenja, temperaturnih promena, atmosferskih padavina, omoguća-

vaju duţi radni vek vozilima i znatno smanjuju potrošnju goriva i guma.

Tip kolovozne konstrukcije zavisi od: obima prevoza tereta, radnog veka, geomehaniĉkih

karakteristika podloge puta, raspoloţivih graĊevinskih materijala, kli-matskih faktora,

finansijskih mogućnosti itd. Pri njenom izboru najviše se vodi raĉuna o nosivosti i

trajnosti.

U zavisnosti od najbitnijih svojstava kolovozne konstrukcije putevi mogu biti: vrlo

kvalitetni (od asfaltnog betona, betona i armiranog betona); srednje kvalitetni

(impregnisani šljunĉano-tucaniĉni); kvaiitetni uvaljani šljunĉano-tucaniĉni i nekvalitetni

(neuvaljani šljunĉano-tucaniĉni, kaldrmisani, poploĉani i sl.).

Vrsta i stanje kolovozne konstrukcije bitno utiĉu na osnovne tehniĉko -ekonomske

pokazatelje transporta (tablica 7). Jednovremeno s poboljšanjem kvaliteta rastu troškovi

njenog odrţavanja koji iznose 60 - 90% od cene izrade puta. Zato se izbor kolovozne

konstrukcije vrši na osnovu komparativne tehniĉko-ekonomske analize uz obuhvatanje

svih uticajnih faktora: visine ulaganja, radnog veka, tipa vozila, efika-snosti transporta,

troškova transporta i odrţavanja itd.

Tablica 7. Zavisnost tehničko-ekonomskih pokazatelja dampera od vrste kolovoznog zastora

Kvalitet zastora Pokazatelji za horizontalan put

Tehniĉka brzina Potrošnja Troškovi pri

gorivo guma odrţavanju eksploataciji Vrlo kvalitetan 1,3 0,85 0,75 0,8 0,65-0,75 Srednje kvalitetan 1 1 1 1 1 Nekvalitetan 0,8 1,3 1,5 1,2 1,8-2,2

Kolovozna konstrukcija, ili gornji stroj puta, sastoji se od jednog ili više slo-jeva. Gornji

ili habajući sloj, debljine najmanje 5 cm treba da omogući potre-bnu brzinu kretanja i

neophodnu hrapavost - što se postiţe ugradnjom sitnih frakcija šljunka ili peska

granulacije do 20 mm. Donji noseći sloj prima opterećenje od gornjeg i prenosi ga na

posteljicu ili osnovu puta rasplaniranu po zemljanom planumu. Posteljica se radi po

podlozi od gline, glinenih škriljaca, odnosno stena koje menjaju svoje osobine kad u njih

dospe voda. Posteljica se radi od kreĉnjaka, pešĉara i drugih stena otkopanih, najĉešće, na

površinskom kopu. Njena debljina iznosi najmanje 15 do 20 cm.

Sve vrste kolovoznih konstrukcija mogu se svrstati u tri osnovna tipa:

fleksibilne, asfaltne, kod kojih su materijali povezani bitumenom;

krute, betonske, kod kojih su materijali povezani cementom i

kolovozne konstrukcije od priručnih materijala.

Kolovoz se sastoji od nosećih i vezivnih materijala koji mogu biti hidrauliĉki (cement,

beton) i ugljovodoniĉni (bitumen, katran) i sl. Ova sredstva spreĉavaju izdiza-nje prašine

i prodiranje vode u kolovoz.

Vezivim sredstvima oblikuje se kolovoz, zapunjavaju šupljine, ravna put, smanjuje

vodopropustljivost, povećava unutrašnja athezija, smanjuje potrošnja goriva i guma itd.

Za obradu tucaniĉkih pokrivaĉa koristi se i sulfidni lignim, smola iz škriljaca, katran iz

kamenog uglja itd.

Glavni slojevi kolovoza su: zastor i podloga. Kod fleksibilnih kolovoza zastor se sastoji

od habajućeg i veznog sloja a podloga (tanpon) od gornje i donje podloge, . Kod krutih

kolovoza zastor ĉini betonska ploĉa. Ispod podloge je posteljica.

Betonske kolovozne konstrukcije vrlo su krute, pa opterećenje prenose na zna-tno veću

površinu posteljice. Fleksibilne su, elastiĉnije i deformabilnije. Ĉesto se kod njih

izostavlja vezni sloj, pa habajući sloj leţi direktno na nešto debljem bitumeniziranom

nosećem sloju.

Posteljica je od samorodnog tla ili od nasutog materijala iz useka ili pozajmišta. Ako ima

zadovoljavajuću nosivost, preko nje se direktno postavljaju slojevi od vezanog materijala

bitumenom ili cementom.

Donja podloga, ili donji noseći sloj, sastoji se od jednog ili više prirodno, mehaniĉki ili

hemijski stabilizovanog drobljenog agregata, šljunkovitopeskovitog agre-gata ili šljake.

Ona povećava i ujednaĉuje nosivost kolovoza, povećava njegovu debljinu na najjevtiniji

naĉin i štiti kolovoz od dejstva mraza i vode. Debljina donje podloge kreće se od 15 -

50 cm.

Gornja podloga, ili gornji noseći sloj, izraĊuje se od makadama ili drugih cementom ili

bitumenom vezanih materijala. Suvo vezani makadam gradi se od drobljenog agregata,

najĉešće kreĉnjaka, krupnoće 4 - 7 cm i sitnozrnije granulacije do 0,5 cm. Kod vodom

vezanog makadama dodavanjem vode u sitnozrni agregat (2,5% od teţine) postiţe se bolje

njegovo utiskivanje u osnovu.

Ako se u osnovni sloj, posle sabijanja, penetriše bitumensko vezivo - dobija se

penetrisani makadam.

Podloge od cementom vezanih materijala sliĉne su materijalima u zastoru - s tim što se

troši znatno manje cementa. Debljina gornjeg nosećeg sloja iznosi 1 0 - 6 0 cm.

Vezni sloj povezuje habajući sa podlogom, povećava nosivost i otpornost na trajne

deformacije. Ima debljinu 5 - 1 0 cm.

Zastor podnosi direktni uticaj saobraćajnog opterećenja i spoljnih faktora. Izloţen je

habanju usled dejstva guma, vode i ostalih klimatskih faktora.

Bitna osobina habajućeg sloja je ravnost i hrapavost vozne površine koja utiĉe na

sigurnost i udobnost voţnje.

Vrsta kolovoza zavisi od koliĉine tereta koji treba da se prevozi kao što sledi:

Tablica 8 Zavisnost vrste kolovoza od obima prevoza

Obim prevoza

mil. t/goĎ

Vrsta kolovoza

preko 10 Asfaltnobetonski i betonski

2 - 1 0 Penetrisani (impregnisani) od šljunka, tucanika,

šljake

0,5 - 2 Od šljunka i tucanika

manje 0,5 Zemljani, poboljšani s tucanikom ili šljunkom ili

presuti sitnozrnastim materijalima stena otkrivke ili

šljake

Asfaltnobetonski putevi na površinskim kopovima primenjuju se za dampere nosivosti do

100 t, jer teţi damperi vrlo brzo deformišu put i pohabaju habajući sloj. Zato se znatno

ĉešće prave putevi od tucanika ili šljunka impregnirani bitumenskim emulzijama. Sa

crnim vezivnim sredstvima na bitumenskoj osnovi, katranu i sl. putevi se bolje

izravnjavaju, smanjuje se otpor kotrljanju toĉkova i znatno smanjuje stvaranje i dizanje

prašine. Debljina bitumeniziranog sloja iznosi 1 5 - 2 5 cm.

Primena dampera veće nosivosti od 100 t uslovila je izradu monolitne betonske

konstrukcije, a za najteţe tipove vozila armirano - betonske, koje se odlikuju vrlo

velikom nosivošću i trajnošću. Donji sloj, posteljica, kod ovakvih puteva izraĊen je od

peska, šljunka, šljake a, takodje, i od mešavine usitnjenih ĉvrstih materijala otkopanih

na kopu. U poslednje vreme sve više se koriste armirano-betonske ploče, u kojima je

ugraĊen prednapregnut beton, koje se lako meĊusobno povezuju i mogu da se prevoze i

koriste više puta na novim trasama. IzgraĊuju se dva tipa puteva: cela širina prekriva se

ploĉama ili se ploĉe postavljaju samo po kolotragu u paralelnim trakama po kojima se

kreću toĉkovi. Prvi tip je kod dvosmernog inte-nzivnog kretanja vozila, a drugi kod

jednosmernog ili dvosmernog za malu frekvenciju vozila - sa izradom mimoilaznica za

njihovo ukrštanje. Prekrivanje cele širine puta armi-rano-betonskim ploĉama najĉešće se

primenjuje samo kod stalnih puteva, a kod privre-menih one se postavljaju po paralelnim

trakama - na primer na otkopnim i odlagališnim etaţama.

Stalni rudniĉki putevi, za dampere male nosivosti, imaju najĉešće sledeće kolovozne

zastore: šose, makadamski i šljunaĉni.

Noseći sloj kod šose zastora je lomljeni kamen, dok je gornji, takoz-vani habajući sloj

od uvaljanog tucanika. Kod makadamskog kolovoza i noseći i haba-jući sloj su od

tucanika.

Šljunčani zastor sastoji se od dva sloja uvaljanog šljunka debljine 20 - 35 cm.

Kolovozni zastor šose primenjuje se po terenu male nosivosti. Makadam se po-stavlja po

tvrdoj zemljanoj podlozi, a šljunĉani zastor tamo gde nema dovoljno kamena. Glavna

prednost ovih kolovoza je znatno niţa cena od savremenih kolovoza, a nedostatak -

znatno kraći radni vek - te nisu pogodni za intenzivan saobraćaj.

Debljina kolovoza zavisi od koliĉine tereta, intenziteta saobraćaja, ukupne teţine

vozila, odnosno osovinskog pritiska i geomehaniĉkih karakteristika, odnosno nosivosti

podloge. Orijentacione vrednosti debljine kreĉnjaĉkog kolovoza navedene su u tablici 9.

Tablica 9.Debljina krečnjačkog kolovoza

Obim prevoza miliona

t/god Debljina kolovoza od krečnjaka u cm prema ukupnoj masi vozila u t

50 75 145 5 20 40 25 50 30 60

10 20 45 25 55 30 65 15 20 50 25 60 30 70

Vertikalne kolone, za istu masu vozila, s većim vrednostima odnose se na meke stene, koje

se ne miniraju, a manje vrednosti na ĉvrste stene - koje se miniraju.

Po terenima slabe nosivosti postavljaju se sintetiĉke trake - preko kojih se postavlja

kreĉnjaĉki kolovoz. One spreĉavaju prodiranje glinenih frakcija u kolovoz, onemo-

gućavaju bujanje podloge i odlikuju se visokim filtracionim svojstvima.

OdreĎivanje elemenata rudničkih puteva

Poduţni nagib puta jedan je od najvaţnijih njegovih parametara koji bitno utiĉe na

brzinu i sigurnost voţnje, na potrošnju goriva i uĉinak, obim zemljanih rado -va, cenu

izgradnje i odrţavanja puta, na cenu prevoza.

Uzduţni profll puta prikazuje sve njegove elemente i delove: horizontalne, pod nagibom, u

krivinama horizontalnim i vertikalnim - meĊusobno povezanim razliĉitim nagibima. Radi

se prema elementima ucrtane trase na situaciji sa razliĉitom razmerom za duţinu i

visinu. Na njemu su realno prikazani poloţaji useka, nasipa i ostalih graĊevinskih

objekata kao i svi bitni elementi za izradu trase puta.

Nagib puta zavisi od konfiguracije terena, dubine kopa, intenzivnosti kretanja, vuĉnih

sposobnosti vozila, klime podruĉja itd. Veći nagibi znatno smanjuju obim zemlja-nih

radova, ali znatno umanjuju sigurnost voţnje, brzinu i propusnu sposobnost puta. Zato

se optimalni nagib puta odreĊuje u zavisnosti od svih uticajnih faktora na osnovu detaljne

tehniĉko-ekonomske analize.

Uzduţni nagib puta, stalnog ili privremenog, ograniĉen je sigurnom brzinom voţnje i

zaustavljanjem kamiona, pa se dozvoljava da iznosi 8 - 10% - za puna vozila i do 15%

- za prazna vozila. Stalni zemljani putevi imaju uspon 7 - 9% pri voţnji po ĉvrstim

stenama, a pri prevozu po klizavom i materijalu male nosivosti do 6%.

Uzduţni profil puta ima promenljiv nagib. Za kretanje punih dampera uspon ne treba

da bude veći od 10% jer se znatno umanjuje brzina voţnje, brzo stradaju pokretni

delovi vozila, intenzivno se haba kolovoz, naglo raste potrošnja goriva i guma. U

krivinama, naroĉito malog radijusa, nagib se smanjuje za 1 - 2%. Kod dugaĉkih trasa s

velikim usponom, na svakih 500 - 600 m treba predvideti deonice puta duţine 50 -60

m, sa usponom najviše do 2% radi kratkotrajnog rasterećenja motora. Za prevoz uglja s

tegljaĉima velike nosivosti uspon iznosi 4 - 6%, da bi ostvarili potrebnu brzinu i ostale

pokazatelje transporta.

Na prelaznoj duţini puta,., put se postepeno izdiţe za relativnu visinsku razliku izmeĊu

unutrašnje i spoljašnje ivice krivine, jer je put u krivini jednoslivan prema centru krivine, a

spoljašnja ivica konstantno je izdignuta celom duţinom radi poništavanja dejstva

centrifugalne sile na vozilo.

Maksimalna veličina uzduţnih nagiba puteva na površinskom kopu zavisi od pravca

kretanja punih i praznih vozila, odnosno šeme njihovog kretanja, kruţna ili susre-

tna, vrste kolovoza, modela vozila, oĉekivane brzine kretanja itd.

Pri kruţnom kretanju vozila prazna vozila kreću se naniţe jednom stranom

kopa, a puna naviše drugom stranom, pa nagib puta moţe biti razliĉit. Za vuĉu naviše

maksimalni uspon odreĊuje se u zavisnosti od athezione i vuĉne sile na obodu pogon-

skih toĉkova, a pri kretanju naniţe graniĉni nagib raĉuna se prema kriterijumu sigurnog

zaustavljanja vozila.

Pri susretnom kretanju vozila se kreću istim putem u suprotnim smerovima, pa se

graniĉni nagib puta mora raĉunati - prema oba kriterijuma za maksimalni dozvoljeni

uspon i pad.

Maksimalni pad puta ograniĉen je sigurnošću koĉenja pri odreĊenoj brzin i voţnje. Kad

se u formulu (5-24) uvrsti duţina puta koĉenja u razvijenom obliku - dobi-ja se, posle

transformacije formula za proraĉun maksimalnog pada puta - prema kri-teriju-mu

sigurnog zaustavljanja vozila:

gde je:

f - koeficijent otpora kotrljanju tĉkova tablica,

K - koeficijent athezije izmeĊu toţkova i puta tablica 4.1 (usvaja se vrednost za

najnepovoljniji sluĉaj).

Prema praktiĉnim podacima duţina vidljivosti Lv iznosi danju 40 do 50 m, a noću, pri

svetlosti od farova, oko 20 m.

Svi simboli u ovom poglavlju, kao i njihove veliĉine, detaljno su razjašnjene u 4.0.0.

poglavlju.

Na sigurnost voţnje i frekvenciju vozila vrlo bitno utiĉu veliĉine radijusa kriv-ina. Na

putevima postoje horizontalne i vertikalne krivine koje mogu biti konveksne, sa

minimalnim radijusom 200 m, i konkavne sa Rmin = 100 m.

Radi efikasnijeg transporta u zavisnosti od najbitnijih uticajnih faktora radijusi

horizontalnih krivina mogu imati veliĉine navedene u tablici 9.

Tablica 9.Veličine radijusa krivina

Vrsta puta R u m za nosivost dampera u t

25-30 40-45 70-80 110-120 170-180 Pristupni putevi 30-35 35-40 40-45 45-50 55-60 Serpentina i krivina 20-30 30-35 35-40 40-45 45-50 Privremeni putevi 12-15 12-15 15-20 17-20 20-25 Petlje i okretanje za utovar 10-11 12-13 12-14 14-15 18-20

U krivinama, da bi se spreĉilo popreĉno proklizavanje kamiona i neutralisalo dejstvo

centrifugalne sile, put ima popreĉni nagib 2 - 6% prema centru krivne (ik). Radi

neutralizacije dejstva centrifugalne sile, zanošenja, pa i prevrtanja vozila, radijus kriv-

ine ne sme imati manju veliĉinu od ove dobijene po obrascu:

3.2 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 istresaĉi (auto-kiperi);

tegljaĉi sa poluprikolicama;

tegljaĉi sa prikolicama.

Sl. 57, Damper

Sl. 58. Autovoz

Sl. 59. Tegljai sa poluprikolicama:

Najširu rasprostranjenost imaju auto-kiperi i tegljaĉi sa poluprikolicama sa zad-njim, boĉnim ili

donjim naĉinom istovara. Tegljaĉi sa prikolićama upotrebljavaju se veoma retko.

Svi tipovi transportnih sredstava na gumenim toĉkovima mogu teret istresati nazad, najĉešće praţnjenje dampera, boĉno 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 savlaĊivanja veće nosivosti sve se više primenjuju kamioni tegljaĉi sa poluprikolicama na dizel-elektriĉni pogon. Osnovni kriterijumi pri izboru transportnog sredstva za prevoz putevima su:

nosivost tla, ograniĉenje širine za transportne puteve, tehniĉko-tehnološki uslovi manevrisanja transportnih sredstava, veliĉina nagiba puta naroĉito za voţnju punih transportnih sredstava, odnos zapremina sanduka i kašike utovaraĉa, stepen iskorišćenja opreme u konkretnim uslovima eksploatacije.

Navedena transportna sredstva koriste se za unutrašnji rudniĉki transport. Za prevoz lakih i

srednje teških korisnih mineralnih sirovina ĉesto se, za duţine preko 5 km, koriste kamioni za

njihov transport putevima javnog saobraćaja. Vrlo ĉesto kamioni opšte namene vuku za sobom i

prikolice, ili poluprikolice, pa se nazivaju vuĉnim vozovima. Nije retkost da tegljaĉi sa

prikolicama ili poluprikolicama prevoze sve vrste rastresitih tereta.

Za transport rastresitih, ĉvrstih i vrlo ĉvrstih materijala neki tipovi kamiona imaju ojaĉane

(robustne) karoserije. To su, ustvari, prelazni tipovi kamiona prema damperima - poludamperi.

Na površinskim kopovima najrasprostranjeiji su damperi i tegljaĉi sa poluprikolicama - dok sc

tegljaĉi sa prikolicama retko upotrebljavaju.

Osnovni kriterijumi pri izboru transportnog sredstva za prevoz putevima su:

nosivost tla,

ograniĉenje širine za transportne puteve,

tehniĉko-tehnološki uslovi manevrisanja transportnih sredstava,

veliĉina nagiba puta naroĉito za voţnju punih transportnih sredstava,

odnos zapremina sanduka i kašike utovaraĉa,

stepen iskorišćenja opreme u konkretnim uslovima eksploatacije.

Tipovi dampera

Damperi su glavno transportno sredstvo za prevoz tereta putevima na povr-šinskim kopovima.

Specifiĉni 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 etaţama,

veliku stabilnost i dobru prohodnost pri kretanju po lošim putevima i sloţenim

konfiguracijama terena,

razvijanje potrebne brzine kretanja radi što kraćeg trajanja voţnje po svim deonicama

puteva, a naroĉito po velikim usponima i padovima,

vrlo efikasno i sigurno koĉenje,

podnošenje vrlo velikih dinamiĉkih udara pri utovaru iskopine,

potpuno utovaranje i istovar materijala iz sanduka dampera, uz minimalno trajanje tih

operacija itd.

Navedeni kriterijumi odreĊuju 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 vuĉno-dinamiĉke

karakteristike, koĉne karakteristike i manevarske sposobnosti. Zato se sve manje primenjuju

damperi sa jednom pogonskom osovinom.

Konstrukcija šasije kamiona u velikom stepenu odreĊuje njegovu masu i omogućava njegove

manevarske karakteristike. Upravljački (vodeći) točkovi su prvi to-ĉkovi 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 toĉkova omogućila je veliko povećanje

nosivosti kamiona.

Šasija kod nekih tipova dampera ima ram od dva dela, zglobno povezana, ĉime je poboljšano

njihovo manevrisanje, sl. 60,b.

Upravljanje damperom sa dve pogonske osovine ostvaruje se jednovremenim okretanjem toĉkova

obeju osovina pomoĉu sistema hidrocilindara, sl. 60,c.

Ugradnja treće osovine, sl. 60,d omogućava povećanje nosivosti i prolaznosti, ali povećava masu

vozila, komplikuje konstrukciju i oteţava manevrisanje. Kod upotrebe poluprikolica tegljaĉ ima 10

toĉkova, sl. 60,e. Pored navedenog znatno se povećava nje-gova duţina.

Sl. 60. Konstrukcione šeme đampera

Damperi preteţno imaju kabinu pored motora radi manjih dimenzija mašine -iako je oteţan

pristup do pojedinih delova motora i ispunjavanja uslova komforbilnos-ti za vozaĉa.

Spoljašnje dimenzije vrlo bitno utiĉu na stabilnost kamiona. Visoka a kratka vozila, zbog

visokog teţišta, nisu stabilna. Zato se nastoji da budu što duţa, a niţa. Povećanje stabilnosti

dampera omogućava koritasti oblik sanduka sa nagibom prednjeg i zadnjeg dela prema sredini -

da bi se teţište spustilo bliţe putu.

Kod dampera nosivosti preko 80 t poboljšanje manevarskih sposobnosti i sta-bilnosti pri kretanju

postiţe se nezavisnim radom svakog od 4 kompleta toĉkova.

Pri izradi vozila nastoji se da se maksimalno unificiraju njihovi delovi, sklopovi i ureĊaji radi

jevtinije proizvodnje više njihovih modela, lakšeg snabdevanja rezervnim delovima, jevtinijeg

remonta i opsluţivanja.

Dampere pokreću brzohodni motori sa unutrašnjim sagorevanjem. Kao gori-vo najĉešće se

koristi nafta. Izuĉava se upotreba zemnog gasa i korišćenje dampera na nuklearni pogon.

Damperi mogu imati klasiĉne dizel motore, dizel-elektriĉne 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

savlaĊjivanje većih kapaciteta i uspona u primeni su motori snage 1000 do 1700 kW. Njihova

specifiĉna snaga iznosi 6 - 7 kW/t i rade na usponima 8 do 10%. Najnoviji modeli imaju

specifiĉnu 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 sluĉajevima i do 20%.

Jedna od najznaĉajnijih konstrukciono-eksploatacionih karakteristika dampera je njihova nosivost,

koja zavisi od vrste pogona, odnosno snage motora i zapremine sandu-ka. Radi povećanja

nosivosti klasiĉni pogon zamenjen je sa dizel-elektriĉnim, a nastoji se da se ovaj zameni dizel-

trolnim pogonom.

Stalno povećanje nosivosti diktiralo je izradu sve snaţnijih 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, teţine, lakše montaţe i remonta.

Glavne prednosti kombinacije elektriĉne vuĉe i individualnog pogona toĉkova su sledeće:

bezstepenasto regulisanje brzine u širokim granicama uz oĉuvanje stalnosti

snage motora i njegove vuĉne 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 razliĉite i velike krupnoće,

oĉekivanju velikih udara,

potrebi brzog postavljanja za utovar,

selektivnoj eksploataciji leţišta,

transportu razliĉitih matcrijala u promenljivim uslovima eksploatacije itd.

Tegljači s poluprikolicama i prikolicama Primena, usavršavanje i izrada tegljaĉa s poluprikolicama i prikolicama odvija se jednovremeno

sa tim procesima kod dampera. Kao tegljaĉi koriste se bazni modeli dampera odgovarajuće snage

ili vrlo snaţni 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 sluţi zadnji deo tegljaĉa.

Tegljaĉi se izraĊuju kao jednoosovinski i dvoosovinski. Jednoosovinski tegljaĉ ima najpovoljnije

manevarske sposobnosti - zbog ĉega je izuzetno pogodan za rad u vrlo stešnjenom prostoru.

Dvoosovinski tegljaĉ sa poluprikolicom ima nepovoljnije manevarske karakteristike od

jednoosovinskog, ali je vrlo podoban za veće transportne duţine.

Sl. 61. Tegljači sa poluprikolicama:

a - pražnjenje nazad, b - prafnjenje kroz dno

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

manju sopstvenu masu, a veću nosivost u odnosu na bazni model dampera,

mogućnost korišćenja tegljaĉa za vuĉu skrepera i drugih prikljuĉnih vozila,

jednostavniju konstrukciju, lakši i jevtiniji remont,

mogućnost zamene poluprikolice ili prikolice ĉime se iskljuĉuje zastoj tegljaĉa,

manju površinu garaţa, jer se garaţiraju samo tegljaĉi.

U nedostatke ovih transportnih sredstava spadaju:

manje manevarske sposobnosti od dampera, naroĉito pri vuĉi prikolica,

zahtevaju puteve manjih uspona i većih radijusa,

-manja vuĉna sposobnost, jer je teţina tegljaĉa srazmerno mala, a teţina poluprikolice

uĉestvuje u athezionoj sili vozila samo delom teţine koju nose toĉkovi tegljaĉa.

Praţnjenje poluprikolica, sl. 61. i prikolica moţe biti boĉno, kroz dno ili nazad. Najveća

nosivost i stabilnost postiţe se kod poluprikolica koje se prazne kroz dno zbog mogućnosti

primene većih sanduka i spuštanja teţišta, 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 tegljaĉi koji vuku poluprikolice ili

prikolice sa bočnim istresanjem, koje se vrši sopstvenim, ili spoljašnjim ureĊajima postavljenim na

bunkerima ili drugim istovarnim mestima.

Tegljaĉi sa poluprikolicom kroz otvore sa sektorskim ili šiberskim zatvaraĉima preporuĉuju se za:

transport sipkih materijala;

male nagibe puteva kad se mogu razviti relativno velike brzine voţnje;

istovar u bunker ili na depo;

teţe uslove prohodnosti i manju nosivost tla kad su potrebne velike gume niskog pritiska.

Tegljaĉi koji vuku poluprikolice s donjim praţnjenjem, ili dvostrukim boĉnim, imaju nosivost

preko 100 t i vrlo uspešno se primenjuju za prevoz uglja.

Tablica 9. Tehničke karakteristike nekih tipova tegljača sa poluprikolicama

Firma i Model Snaga Nosivost Način Zapremina Brzina zemlja tegljača poluprikol. praţnj. sanduka voţnje kW poluprikol. poluprikol. m3 km/h

Le Tourneau - LW-80 330 80 zadnji 31,0 65 Westinghouse LW-90 400 90 donji 76,0 75

-o„, Peoria, SAD "Canwort- 803-B 295 64 zadnji 30,5 50 Dat" SAD 70S-WDT 330 70 donji - 56 D 6540 515 100 zadnji 44,3 48 D 6650 515 110 donji 42,0 65 D 4650 515 120 donji 106,9 48 "Euklid" WD-5DF 2X73 86 boĉni 38,0 50 SAD 8D-5DF 368 100 boĉni 38,0 30 "Belaz" 540 V 330 45 zadnji 23,4 60 (SSSR) 382 65 kroz dno 34,0 50 735-809 120 kroz dno 112 50

Najĉešće su u primeni prikolice i poluprikolice sa praţnjenjem nazad. Imaju prednost u sledećim

uslovima:

na uskim radnim površinama ili u tunelima kad su neophodne velike mane-

varske sposobnosti;

kad vuĉna sila ne predstavlja ograniĉenje za vuĉu na usponu;

kad je potrebna mala specifiĉna snaga za transport;

kad se vrši zamena poluprikolice skreperom.

Pri praţnjenju prikolica nazad njihovi zadnji toĉkovi potiskuju se prema pred-njim.

Koeficijent, ili stepen, popunjenosti geometrijske zapremine sanduka prikolice kreće se od 1,15 -

1,25 u zavisnosti od njene veliĉine.

Elektromehaniĉka transmisija omogućila je izradu poluprikolica velike nosivosti sa dve i tri

pogonske osovine - ĉime je omogućeno povećanje specifiĉne snage i savla-Ċivanje uspona od 7 -

8%.

Prednji deo sanduka, kod prikolica sa donjim praţnjenjem, izraĊen je u obliku piramide i sluţi za

smeštaj oslonih, koĉionih i drugih ureĊaja, a zadnji za smeštaj reg-ulacionih ureĊaja.

Vozila na kombinovani pogon

Na rudniĉkim kamionima stalno se istraţuju konstrukcione izmene koje imaju cilj: smanjenje

potrošnje goriva, povećanje trajnosti vozila, povećanje brzine kretanja, savlaĊivanje većih uspona,

povećanje nosivosti u odnosu na sopstvenu teţinu, pojedno-stavljenje konstrukcije, smanjenje

troškova odrţavanja, povećanje stepena pouzdanosti, korišćenje jevtinije energije itd. - jednom

reĉju: što niţu cenu transporta.

Jedna od najpozitivnijih izmena je izrada motorizovanih zadnjih točkova, odnosno primena

elektro vuĉe 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 brţeje rasla

od elektriĉne energije preko 30 puta. Zato se intenzivno istraţuju motori za manju potrošnju nafte,

elektriĉni 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 voţnji po nestacionarnim (na otkopnim i odla-gališnim etaţama)

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 elektriĉnih motora, koji su neposredno mehaniĉki spojeni sa pogonskim

motornim toĉkovima 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 moţe biti od uţadi i profilisanih

nosaĉa.

Sl. 62. Damper na kombinovani pogon

Dodatna elektriĉna oprema na damperu sprovodi struju od trolnog voda do motorizovanih toĉkova

preko stepenastog otpornika. Pantografi ili trolni oduzimaĉi. montirani su na nosećoj

konstrukciji, koja je instalirana na glavnoj šasiji ili nad-strešnici kabine. Upravljaĉka kutija

trolnog pogona smeštena je neposredno iza kabine i sadrţi elektronske upravljaĉe, logiĉne

releje i kontaktore snage. Komplet za trolni pogon moţe se ugraditi na nova vozila ili vozila u

eksploataciji.

Energija koju stvara dizel pogon iskljuĉena je pri trolnoj vuĉi iz glavnog pogonskog kola i sluţi

samo da obezbedi rad svih motorom pogonjenih dodatnih siste-ma kao i dovoljne koliĉine

vazduha za hlaĊenje motorizovanih toĉkova.

Transformatorsko-ispravljaĉke stanice zavise od frekvencije kamionskog saobraćaja, duţine

trolnog voda i planirane uĉestalosti njegovog premeštanja.

Za rad dampera na kombinovani pogon koristi se jednosmerna struja jer zahte-va manje prostora,

manje metala, lakše odrţavanje postrojenja, koja su jednostavnije konstrukcije i sa većim stepenom

pouzdanosti u odnosu na postrojenja za naizmeniĉnu struju.

Najbitnije razlike dampera na kombinovani pogon, u odnosu na ostale tipove, su u konstrukciji

motora i njegovoj dinamiĉkoj karakteristici. Elektriĉni pogon omogućio je: povećanje snage

motora, bolje koĉenje, veći stepen mehaniĉke 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-koĉnica s uljnim hlaĊenjem postignuto je efikasnije i sigurnije koĉenje i

na padovima 15 do 20%. Za voţnju po velikim padovima ugraĊuju se koĉioni usporivaĉi

hidrauliĉkog ili elektrodinamiĉkog dejstva, koji omogućavaju voţnju brzinom 40 km/h - umesto

20 do 25 km/h. Primenom koĉnih usporivaĉa postiţe se ušteda u potrošnji koĉnih papuĉa i guma

- zbog manjeg klizanja toĉkova pri koĉenju.

Elektro pogon omogućava racionalno korišćenje snage motora, ravnomerniju promenu opterećenja

i olakšano upravljanje vozilom. Elektro transmisija ima veći k.k.d., omogućava realizaciju optimalne

dinamiĉke karakteristike pri vuĉnom i koĉnom reţimu, omogućava da mehaniĉka spremnost vozila

iznosi 80 do 93% - u odnosu na 70 do 75% kod kamiona na dizel pogon. Uz to, odrţavanje

elektro transmisije manje košta za 20 - 30% od mehaniĉke transmisije.

Jedna od najbitnijih prednosti dampera na kombinovani pogon, dizel-trolna vuĉa, je mogućnost

savlaĊivanja velikih duţina sa najvećim usponom i do 20% - kad je trolna vuĉa.

Istaknute prednosti elektro vuĉe utiĉu 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 elektrodinamiĉko koĉenje, pantograf i ostale elektroureĊaje koji se ugraĊuju

na kamion, trolni vod sa ostalim ureĊajima i priborom, stubove, stubne prekidaĉe, glavne i

linijske podstanice i sl.

Da bi se oĉuvala fleksibilnost transporta katnionima, zadrţala njegova proho-dnost, i manevarska

svojstva, da bi se produţio radni vek, iskoristile dinamiĉke i ekonomske prednosti - primenjuje

se kombinacija pogona:

na stacionarnom, odnosno putu sa kvalitetnom kolovoznom konstrukcijom, primenjuje

se trolna vuĉa, a

na nestacionarnom putu, gde bi se saobraćaj odvijao pod znatno teţim uslovima,

ukljuĉuje se dizel pogon.

Najbitnije prednosti vuĉe sa trolnim vodom su:

ušteda skupog dizel goriva,

brţe savlaĊivanje velikih duţina sa usponom 15 do 20%,

veća efektivnost transporta zbog brţe voţnje za 15 do 20%,

duţi radni vek motora i ureĊaja za prenos vuĉne sile,

niţi troškovi odrţavanja motora, zbog znatno manjeg rada (jer ga na stacionarnim

putevima zamenuju elektromotori) znatno niţi troškvi odrţavanja ureĊaja za prenos,

jer nema delove za mehaniĉku transmisiju, pa je remont jednostavniji i sl.

Najbitniji nedostaci vuĉe sa trolnim vodom su:

odrţavanje dodatne elektro opreme na damperu,

odrţavanje trolnog voda i ispravljaĉkih stanica,

dodatna ulaganja za elektro opremu i trolni vod,

ograniĉenost kretanja u krivini, jer dozvoljeno boĉno skretanje sa pantografom iznosi ± 90

sm.

Treba istaći ĉinjenicu da su damperi na kombinovani pogon i potrebna elek-trooprema skuplji za

pribliţno 30% od klasiĉnih - ali se ta ralika kompenzira duţim radnim vekom motora, pratećih

ureĊaja i delova za oko 20%, manjim izdacima za tehniĉko odrţavanje i opsluţavanje

mašinskih sklopova i agregata za prenos obrtnog momenta za 15-20% i posebno većom

efektivošću transporta koja je najvaţniji para-metar za smanjenje cene transporta.

Konstrukcione i tehnčko-eksploatacione karakterisike vozila

Konstrukcione karakteristke

Za izbor i rad vozila vrlo je bitno i znaĉajno poznavati njihove konstrukcione i tehniĉko-

eksploatacione osobine. MeĊu najznaĉajnije konstrukcione podatke spadaju: snaga i tip motora,

vrsta transmisije, broj osovina, naĉin praţnjenja, formula toĉkova, konstrukciono-eksploatacione

karakterisike svih delova, sklopova, ureĊaja itd.

Najbitniji konstrukcioni elementi dampera

Osim konturnih dimenzija vozila: duţine, širine i visine - karakteristiĉne su i sledeće dimenzije:

rastojanje prednjih, odnosno zanjih toĉkova, duţina prednjeg i zad-njeg prepusta, uglovi prepusta,

visina najniţe taĉke vozila ili prikolice od ravni gaţenja, unutrašnje dimenzije sanduka (duţina,

širina i visina), utovana i istovarna visina. Najbitniji dimenzioni elementi vozila za njegov

izbor oznaĉeni su na sl. 1.8.

Teţinski podaci koje daje proizvoĊaĉ o vozilima su: nominalna nosivost, sop-stvena masa (s

uraĉunatom masom opreme i posade), ukupna teţina vozila, koeficijent tare (odnos sopstvne

teţine i teţine tereta), atheziona masa punog, odnosno praznog vozila (tj. masa koju nose

pogonski toĉkovi). Koeficijent tare odreĊuje stepen savršenst-va dampera. Njegova veliĉina

opada s porastom nosivosti. Kod dampera nosivosi 25 -80 t iznosi 0,75 - 0,70, a za nosivost

110 - 150 t ima vrednost 0,65 - 0,60. U zavis-nosti od ĉvrstoće stena njegove vrednosti iznose

za rastresite i poluĉvrste 0,5 - 0,8, a za ĉvrste 0,65 -1,1.

Veoma znaĉajan podatak je zapremina sanduka dampera i specifična nosivost - nosivost m3

zapremine sanduka - koja karakteriše sposobnost vozila za prevoz iskopine razliĉite nasipne

zapreminske mase. Specifiĉna nosivost definiše stepen isko-rišćenja nosivosti i zapremine sanduka

dampera. Zapremina sanduka daje se za: ravno napunjen sanduk, napunjen sa kupom 2:1 i 3:1.

Zapremina kupe najĉešće iznosi 0,20 - 0,25 zapremine sanduka. Najbitnije konstrukcione

karakteristike za par dampera razliĉitih firmi navedene su u tablci 10.

Slika63 Najbitniji konstrukcioni elementi dampera

Tablica 10. Podaci o damperima

Drţa- Model Oznaka Zaprem. Sops. Nosi- Ukup. Snaga Brzina va sanduka masa vost masa kW max. m3 t t t km/h SAD Holpak 200B 84 118 182 300 974 59 150B 60 83 136 219 974 56 120B 47 76 115 191 735 56 120A 48 71 108 179 735 64 100A 43 74 90 164 735 64 Dart D-271 - 66 100 166 735 64 SRN Faun M-60 - 58 75 133 735 64

Fran. Berlije T-60 - 52 60 112 467 64

SAD Lectra Haul M-100 50 91 141 809 75

Kalerpilei 779B - 54 77 131 706 65 789B 105 80 177 257 1343 56 793B 129 102 218 320 1600 54 SAD Euklid R-130 72 79 118 197 1007 60 R-170 97 104 154 258 1194 53 R-180 106 114 172 286 1342 55 SAD Terex R-65 32 43 59 102 480 45 R-35S 18 24 31 55 294 45 SSSR Belaz 7425 65 42 65 107 382 55 7525 33 26 40 66 382 55 Franc. Berlije T-45 _ 39 45 84 467 64 T-40 _ 27 40 67 294 64 Italija Perlini S-30 14,3 22 30 52 257 52

Kuriozitetno dostignuće u proizvodnji dampera - najveći damper sveta nosivosti 320 t sa

dizelektriĉnim pogonom snage oko 2460 kW, sopstvene mase 155 t, duţine 20 m, širine 8 m i

visine 7 m - proizvod firme "TEREX 32-19" (SAD).

Svi veliki proizvoĊaĉi proizvode modele kamiona odreĊene nosivosti u t oznaĉene sa

brojevima. Na primer, kod "EUKLIDA": R 25, R 35, R 50, R 85 B, R 100, R 130, R 170, R

190 ili kod "TEREX-a" serije R: R/17, R/22, R/25, R/35B, R/50, R/70 itd.

Radijus okretanja vozila je rastojanje od centra obrtanja do odreĊene taĉke vozila pri najvećem

zaokretanju upravljaĉkih toĉkova. Razlikuje se spoljašnji i unutrašnji radijus koji se odnosi na:

najistureniju spoljašnju taĉku vozila tj. prednji spoljašnji ugao vozila, prednji spoljašnji toĉak,

odnosno tiajistureniju taĉku unutrašnjeg luka na vozilu, tj. taĉku na linji zadnjih toĉkova, sl. 64.

Slika 64 Radijusi okretanja kamiona

Maksimalna brzina kretanja vozila je brzina koju moţe ostvariti vozilo po horizontalnom putu sa

glatkim, ravnim i tvrdim pokrivaĉem.

Tehnička brzina je srednja brzina kretanja vozila izraĉunata delenjem prednje duţine puta sa

efektivnim vremenom voţnje bez zastoja.

Kritična brzina je brzina koja odgovara maksimalnoj vrednosti dinamiĉkog faktora u direktnom

prenosu.

Ekonomična brzina (po utrošku goriva) je brzina pri kojoj se postiţe najmanja cena prevoza.

Specifična potrošnja goriva odreĊuje koliĉinu goriva po jedinici izvršenog rada ili po toni

preveţenog tereta na odreĊeno rastojanje i daje se u 1/tkm ili 1/t.

Specifična snaga je odnos instalisane snage motora i ukupne mase vozila, te se daje u kW/t.

Tehničko-eksploatacione osobine Tehničko-eksploatacione osobine kamiona karakterišu njegovu sposobnost da radi u odreĊenim,

eksploatacionim uslovima sa najvećom efikasnošću. U te osobine spadaju: dinamiĉnost, trajnost,

vozna prolaznost, stabilnost, sposobnost manevrisanja, lakoća upravljanja i ekonomiĉnost.

Dinamičke osobine vozila odreĊuju njegovu sposobnost prevoţenja tereta sa maksimalnom brznom

voţnje i karakterišu se sposobnošću razvijanja velike brzine pri okretanju, brzim pokretanjem,

savlaĊivanjem velikih uspona, brzim i sigurnim koĉenjem. Dinamiĉke osobine se mogu uslovno

ocenjivati specifiĉnom snagom.

Trajnost ili radni vek (izdrţljivost) vozila odreĊuje se preĊenom kilometraţom u

eksploatacionom ciklusu - od poĉetka rada do generalne opravke ili preĊenom kilo-metraţom

izmeĊu dve generalne opravke, a i punim radnim vekom i uĉestanošću opravki.

Vozna prolaznost vozila odreĊuje sposobnost rada po lošim putevima. ObezbeĊuje se velikom

dinamiĉkom karakteristikom koja omogućava savlaĊivanje velik-ih otpora, manevarskom

sposobnošću, sposobnošću prilagoĊavanja pogonskih toĉkova neravninama puta, savlaĊivanju

prepreka znatnom visinom najniţe taĉke vozila i većih uglova prepusta, kao i malim radijusom

okretanja.

Manevarska sposobnost vozila odreĊena je brzom promenom pravca kretanja na maloj površini

manevrisanja, a koja zavisi od radijusa okretanja, spoljašnjih dimen-zija vozila i brzine voţnje

pri okretanju. Manevarska sposobnost poluprikolica je manja od dampera zbog manjeg

unutrašnjeg radijusa okretanja i teţeg manevrisanja pri voţnji unazad.

Stabilnost vozila definiše sposobnost kretanja bez gubljenja pravca, bez zanošenja i

prevrtanja. OdreĊuje se brzinom kretanja po maksimalnom nagibu, radiju-som okretanja i

brzinom voţnje bez zanošenja i prevrtanja.

Lakoća upravljanja vozilom, koja utiĉe na brzinu i sigurnost, karakteriše se stepenom komoditeta

vozaĉa i potrebnim naporom za upravljanje vozilom.

Ekonomske osobine ocenjuju se troškovima po jednoj toni preveţenog tereta i tonakilometru

izvršenog rada. Ekonomiĉnost vozila prema utrošku goriva ocenjuje se utroškom goriva na jedan

tonkilometar (gr/tkm) ili u litrima na 100 km (17100 km).

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 vaţan deo kamiona koji odreĊuje oblast njegove primene,

efektivnost i ekonomiĉnost. Motor je izvor mehaniĉke energije koja pokreće vozilo. Motori

s unutrašnjim sagorevanjem pretvaraju toplotnu energiju sagorelog goriva u mehaniĉki rad.

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, specifiĉna masa, odnos hoda klipa i preĉnika cilindra (0,75 - 1,4) i

odnos duţine klipa i klipnjaĉe (0,33 - 0,26).

Tablica 11 Parametri kamionskih motora

Parametar Jedinica Tip motora 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 Specifiĉna 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 montaţu, da dobro odvodi toplotu, da omogućava jednostavnu

regulaciju i kontrolu mehanizama koji se nalaze na motoru. Cilindarska glava zatvara

motor s gornje strane. Njena konstrukcija zavisi od oblika komore sagorevanja, broja i

rasporeda: ventila, svećica, ili brizgaĉa, i sistema hlaĊenja. Karter zatvara motor s donje

strane, sluţi kao rezervoar za ulje i štiti motor od prašine 'i nešistoća.

Pokretni delovi motora (motorni mehanizam) sl. 12.3. sastoje se od: kolena 1, klipnjaĉe 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 ĉije prepuste se postavljaju pro-tivtegovi 7.

Sl. 67. Poprečni presek dizel motora

Klip motora (slika 68) obuhvata tri dela, : ĉelo 1; zaptivni deo 2 i vodeći deo 3, koji je

najniţi. Na gornjem delu se nalaze kanali za kompresione prstenove 5 i kanali za uljne

prstenove 6. Ĉelo 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 klipnjaĉe 3. Ona je

preko velike pesnice zglobno vezana za kolenasto vratilo, a preko male za cilindar klipa

pomoću osovinice.

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 uravnoteţenja. Na njemu se najĉešće

nalaze: zamajac, zupĉanici ili lanĉanici za pokretanje bregastog vratila, prigušivaĉ

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 ĉetvorotaktnih motora najĉešće se koristi razvodni

mehanizam sa ventilskim razvoĊenjem, koji se sastoji od: bregastog vratila 1; bregova 2;

podizaĉa 3; klackalice 4; opruge 5; usisnog i izduvnog ventila i usisne i izduvne cevi.

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, podiţu

podizaĉku 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 podizaĉ

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 najteţim 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 ureĊaja za:

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

za podmazivanje motora (rezervoarom za ulje, filtrom za ulje, pumpom za ulje);

hlaĊenje (rezervoarom rashladne teĉnosti, pumpom, hladnjakom, ventilato-rom);

paljenje motora i osvetljenje (razni elektro ureĊaji 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 taĉke te nastaje njegov radni hod (treći takt - sagorevanje i

detonacija). Zatim se otvara izduvni ventil 4 kroz koji klip 6 istiskuje izduvne gasove

(ĉetvrti takt - izduvavanje). Radni hod obavlja jedan ili više klipova, dok, u isto vreme,

ostali klipovi izvršavaju ostale taktove.

Dampere pokreću brzohodni ĉetvorotaktni 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 naĉinu obrazovanja zapaljive smeše postoje dva tipa motora:

motori s unutrašnjim obrazovanjem smeše u cilindru kad se koriste teţe 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 1 6 - 2 0 puta. Zbog toga se intenzivno zagreva. Pri dostizanju visoke

temperature u cilindar se kroz brizgaĉ ubacuje gorivo pod visokim pritiskom koje se

rasprašuje i meša sa vazduhom u cilindru. U dodiru sa zagrejanim vazduhom ĉestice 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 elektriĉnom varnicom. Otud se ovi motori, prema naĉinu paljenja smeše, svrstavaju u

motore s elektriĉnim paljenjem. Kod ovih motora obrazuje se vrlo kvalitetna smeša i dobro

koristi zapremina cilindra. Koeficijent viška vazduha (odnos stvarno potrebne i teorijske

koliĉine) 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 ekonomiĉnije mašine.

Snaga dizel motora ne zavisi samo od koliĉine vazduha utisnute u cilindar, već i od

viskoziteta goriva i ulja za podmazivanje kao i od temperature rashladne teĉnosti. Pri

porastu temperature i smanjenju pritiska vazduha - smanjuje se snaga koju razvija dizel

motor.

Ostvareni rad motora zavisi od dimenzija cilindara i koliĉina jednovremeno ubrizgane nafte

i usisanog vazduha. Radi povećanja snage motora u cilindre novijih tipova dampera dovodi se

komprimirani vazduh od centrifugalnih kompresora koji u poĉetku 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 vuĉna - pokreće vuĉni agregat, pa

se broj obrtaja vuĉne turbine moţe menjati od nule do maksimuma - pri nepromen-jenom

reţimu rada kompresora.

Izrada snaţnijih motora radi savlaĊivanja veće nosivosti dampera ostvariće se, uglavnom,

brţim okretanjem vratila motora - ĉime se postiţe 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 duţi radni vek (skoro ĉetiri

puta); manje dimenzije; 50% manju masu; mogućnost sagorevanja bilo kojeg teĉnog

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 vuĉnog agregata 5,

vuĉni generator 6

Transmisija i njeni delovi

Transmisija obuhvata sve delove i mehanizme koji prenose obrtni moment od kolenastog

vratila na pogonske toĉkove. Transmisija treba da omogući:

brzo kretanje punih dampera po velikim usponima;

postepeno pokretanje kamiona iz mesta;

što duţi vek motora i delova prenosa snage ublaţavajući udare i oscilacije;

olakšano upravljanje vozilom.

Veoma je bitno ispunjavanje navedenih kriterijuma jer su damperi izloţeni velikim

promenama opterećenja, pa se najpotpunije iskorišćenje snage postiţe transmisi-jom koja

omogućava širok dijapazon regulacije.

U zavisnosti od nosivosti dampera u primeni su tri transmisije: mehaniĉka, hidrauliĉka i

elektromehaniĉka.

Mehanička transmisija, sl. 74 primenjuje se kod dampera male nosivosti do 20 t.

Obuhvata sledeće delove: kvaĉilo 1, koje prenosi torzioni moment u menjaĉ 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 toĉkova i, preko diferencijala 5, na

poluosovine pogonskih toĉkova 6.

Kvaĉenjem se postiţe ravnomerno, i bez udara, povezivanje vratila motora s elementima

transmisije radi obezbeĊenja ravnomernog polaska iz mesta, ubrzanja i menjanja brzine

voţnje.

Menjač brzina omogućava promenu broja obrtaja kolenastog vratila i pogon-skih toĉkova,

ĉime se menja veliĉina torzionog momenta, a tim i vuĉne sile, u funkci-ji brzine voţnje.

Potrošnja goriva i efikasnost iskorišćenja snage motora veoma zavise od brzine priraštaja

ubrzanja pri pokretanju i voţnji.

Da bi se bolje koristila snaga, povećao dijapazon regulacije i motor zaštitio od preopterećenja,

kod mehaniĉke transmisije, izmeĊu motora i menjaĉa brzine ugraĊuje se hidrauliĉka spojnica

ili hidrauliĉki transformator.

Na damperima se ugraĊuju razliĉiti tipovi menjaĉa: stepenasti, nestepenasti i kombinovani.

Damperi male i srednje nosivosti imaju stepenaste ili planetarne menjaĉe sa

hidrospojnicama. Ovi menjaĉi imaju ograniĉen broj stepena prenosa izmeĊu kolenas-tog

vratila i pogonskih toĉkova.

Nestepenasti menjaĉi omogućavaju praktiĉno beskonaĉan broj prenosa. Mogu biti:

mehaniĉki, hidrauliĉki i elektriĉni.

Sl. 74. Šema mehaničke transmisije kamiona

Kombinovani menjaĉi su kombinacija hidrauliĉkog i planetarnog prenosa. Najĉešće se

postavljaju na vozilima velike nosivosti zbog jednostavnijeg upravljanja i smanjenja

dinamiĉkih opterećenja u transmisiji.

Glavni nedostaci mehaničke transmisije su: naporan rad vozaĉa zbog ĉestih promena

brzina u sloţenim uslovima rada, zavisnost ekonomiĉnosti rada i brzine kre-tanja dampera

od sposobnosti i veštine vozaĉa. Treba istaći naroĉito sledeće nedostatke: uĉešće velikog

broja ureĊaja u prenosu (što zahteva mnogo truda i sredstava za njihovo odrţavanje) ne

omogućava veliku pouzdanost u radu, ne omogućava postepenu regu-laciju snage i brzine

pri voţnji vozila.

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

Kod dampera veće nosivosti primenjuje se hidromehaniĉka i elektromehaniĉka 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 toĉkove. Ravnomerni reţim

rada omogućava uštedu goriva 5 - 10% u odnosu na druge naĉine prenosa, poboljšava

manevarske sposobnosti, ublaţava dinamiĉke udare, umanjuje oscilacije torzionog momenta i

produţava radni vek motora i transmisije.

Hidrauliĉka transmisija obuhvata: specijalni reduktor R, povezan sa motorom M,

hidrotransformator HT, menjaĉ brzina MB, kardanski prenos KP i zadnji most ZM koji

obrtni moment predaje pogonskim toĉkovima (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 mehaniĉke i hidrauliĉke transmisije za predaju

torzionog momenta od motora, preko menjaĉa, na pogonske toĉkove. Kod mehaniĉke

transmisije ugraĊuje se prost kardanski prenos, sa jednim vratilom, a kod hidrauliĉke

dvojni kardanski prenos sa dva vratila. Kardanski mehanizmi mogu biti jednostavni ili

sinhroni - u zavisnosti da li se brzina obrtanja vratila spojenih kardanom menja ili stalno

odrţava konstantnom. Sinhroni kardan snabdeven je specijalnim ureĊajem koji obezbeĊuje

jednake uglove nagiba vratila svakog kardana i sinhrono obrtanje vodećeg i voĊenog vratila.

Kardanski prenos dampera sa hidrauliĉkom transmisijom sastoji se od dva kar-danska vratila

- kraćeg, posrednog, koje povezuje motor i hidrauliĉki prenos, a dugaĉko spaja taj prenos sa

zadnjim mostom. U zadnjem mostu nalaze se, sl.77, centralni reduktor dva prenosa za

toĉkove planetarnog tipa i karter s poluosovinama pogonskih toĉkova. 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 sluţi za promenu smera torzionog momenta za 90°, uz jednovremeno

povećanje i ravnomernu raspodelu momenta izmeĊu desnog i levog pogonskog toĉka - pri

razliĉitim brojevima njihovog obrtanja pri savlaĊivanju krivina i sliĉnim sluĉajevima.

Princip rada je sledeći: vratilo 3, preko kardanskog malog zupĉanika 4 (sl. 77,b) velikog 9;

konusnog 10, pokreće kućište diferencijala 6. U kućištu 6 uĉvršćene su poluosovine, na

kojima su uglavljena dva satelitska zupĉanika 5 i 8 koji su spreg-nuti sa zupĉanicima 7 i 10

- uĉvršćenim za poluosovine, oznaĉene sa brojem 2, - na ĉijim se krajevima nalaze pogonski

toĉkovi 1. Svi delovi diferencijala smešteni su u karteru 8, -

Na ovaj naĉin torzioni moment od motora preko prenosa, menjaĉa brzina, kardanskog

vratila i glavnog prenosa predaje se diferencijalu i dalje satelitima.

Okretanje toĉkova u mestu, pri okretanju vozila, i njihovo klizanje na nerav-nom putu, pri

pravolinijskom kretanju - otklonjeno je, pri normalnoj voţnji, razliĉitim brzinama okretanja

desnih i levih toĉkova. Pri okretanju vozila spoljašnji toĉkovi prelaze duţi put, pa se moraju

brţe okretati u odnosu na unutrašnje toĉkove. Ovo se omogućava brţim okretanjem

zupĉanika spoljašnjih toĉkova 7 u odnosu na zupĉanike unutrašnjih 10. Ova razlika

frekvencije obrtanja zupĉanika prouzrokuje relativno kretanje satelita (para zupĉanika

oznaĉenih sa 9). Pri pravolinijskom kretanju pogonski toĉkovi 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, vuĉnih elektromotora EM, aparature za upravljanje AU, sl.

75.,b.

U zavisnosti od mesta postavljanja motora moguće su dve šeme:

vuĉni elektromotori postavljeni u toĉkovima vozila, u takozvanom motorizovanom

toĉku, pa svaki toĉak pokreće se samostalno, i

vuĉni elektromotor smešten u karteru zadnjeg mosta od kojeg se torzioni moment

do pogonskih toĉkova prenosi višestepenim zupĉastim prenosom, grupno pokre-

tanje, te se kod dampera reĊe primenjuje.

Elektropogon moţe pokretati jednosmerna ili naizmeniĉna struja, kao i njihova kombinacija.

Vrsta struje u velikom stepenu odreĊuje kakakteristike elektroopreme i vozila.

Glavni element elektro-mehaniĉke transmisije je motorizovani točak, sl. 78. koji

obuhvata: elektromotor, smešten u rukavcu toĉka, i planetarni reduktor - preko koga se

prenosi torzioni moment od elekromotora na toĉak. Radi bolje dostupnosti unutrašnjim

sklopovima motorizovanog toĉka, sa ciljem jednostavnijeg i brţeg pregleda i remonta kao i

brţeg hlaĊenja - nastoji se izneti van rukavca što više delova elektro-mehaniĉke

transmisije.

U motorizovanom točku praktiĉno se nalaze svi radni delovi: vuĉni elektro-motor,

reduktor, toĉak, koĉni ureĊaji 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 pobuĊivanja iznosi svega 1 do

2,5% od nominalne snage elektriĉne mašine - gubici struje u ureĊajima za pobuĊivan-je su

beznaĉajni.

Elektropogon jednosmerne struje ima veliku primenu zbog visokog stepena sigurnosti i

proste regulacije vuĉne sile i brzine promenom intenziteta pobuĊivanja gene-ratora i

elektromotora. Medutim, relativno velike dimenzije elektro mašina i njihova masa podstiĉu

nova istraţivanja za otklanjanje ovih nedostataka kao i radi zamene sa pogodnijim

pogonom.

Kod transmisija koje koriste naizmeniĉno-jednosmernu struju vuĉni elektromo-tori

jednosmerne struje napajaju se od sinhronog generatora naizmeniĉne struje preko

polupovodniĉkih ispravljaĉa. Elektromotori mogu imati zajedniĉki (sl. 7.9,b) ili pojed-

inaĉne ispravljaĉe (sl. 79,c). Individulani ispravljaci omogućavaju kretanje vozila i u

sluĉaju otkaza jednog od njih.

Kod transmisija koje koriste samo naizmeniĉnu sruju (sl. 79,d) ne ugraĊuje se kolektor, pa

je jednostavnija kontrola, veća sigurnost u radu, manja masa 15 do 25% pri istoj snazi i

broju obrtaja. Generator naizmeniĉne struje raspolaţe 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 menjaĉa frekvencije

struje za upravljanje elektromotorima - što transmisiju ĉini znatno sloţenijom.

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 vuĉni elektromotori su izloţeni dejstvu spoljašnje

sredine (vlage, prašine, blata itd.) i mehaniĉkim dejstvima (potresima, udari-ma,

vibracijama) nastalim pri kretanju vozila. Zbog toga se namotaji elektromotora rade u

visoko kvalitetnoj izolaciji i impregniraju specijalnim materijalima.

Jaĉina, snaga, napon i frekvencija obrtaja vuĉnih elektromotora pri eksploataciji znatno

odstupaju od nominalnih vrednosti, pa su zato bitne dozvoljene veliĉine za koje garantuje

proizvoĊaĉ za pouzdan rad - pri poštovanju pravila eksploatacije i normativa odrţavanja

mašina.

Elektro-mehanička transmisija ima veliku primenu kod vozila nosivosti iznad 60 t. Ona

omogućava tri moguće izvedbe vozila:

dizel elektriĉna, kod kojih dizel motor pokreće generator,

dizel trolna vozila, vozila na kombinovani pogon koja bi po stalnim putevima koristila

struju iz kontaktne mreţe i

elektriĉna vozila koja bi pokretali elektromotori napajani samo iz kontaktne mreţe.

Elektro-mehaniĉka transmisija bitno uprošćava prenos torzionog momenta jer nisu potrebni

menjaĉ brzina, kvaĉilo, kardansko vratilo i drugi sklopovi iz mehaniĉke i hidro-mehaniĉke

transmisije. Individualni pogon motornih toĉkova znatno uprošćava konstrukciju hodnog

dela, omogućava izradu velikog broja unificiranih vozila razliĉite namene i nosivosti.

U pogledu vuĉnog reţima elektriĉna transmisija omogućava bezstepenasto regu-lisanje brzine

s potpunim iskorišćenjem snage dizel ili gasno-turbinskog motora, ostvarivanje optimalne

vuĉne sile svakog toĉka i ravnomernu regulaciju vuĉe u zavis-nosti od opterećenja i otpora

kotrljanju toĉkova, potpuno iskljuĉenje promena brzine -ĉime se vrlo znaĉajno olakšava

rad vozaĉa.

Hodni deo dampera

HODNI DEO DAMPERA obuhvata noseći ram, ureĊaje za vešanje, prednji i zadnji most

sa toĉkovima, mehanizam za upravljanje, mehanizam za koĉenje, kabinu, sanduk,

elektroopremu, ureĊaje za podmazivanje i komfor (hlaĊenje, zagrevanje, osvetlenje, radio

veze i sl.).

NOSEĆI RAM, sl. 80. sluţi kao osnova i nosi na sebi sve delove dampera. Sastoji se od dva

poduţna ĉeliĉna nosaĉa, razliĉitih popreĉnih profila i visine u zavis-nosti od veliĉine

opterećenja, meĊusobno povezanih zavarivanjem sa 2, 4 ili 6 popreĉnih nosaĉa - koji mu

daju ĉvrstinu i sluţe za uĉvršćivanje cilindara, ureĊaja za vešanje, mehanizma za izdizanje

sanduka i tegljenje. Noseći ram izloţen je vrlo promenljivim i velikim udarima pri utovaru

sa ekskavatorima, pa se njegovoj konstrukciji, izradi i otpornosti na savijanje i torziju -

posvećuje posebna paţnja.

Sika. 80. Noseći ram

UREĐAJI ZA VEŠANJE obuhvataju sistem amortizacionih ureĊaja koji povezuju

poluosovine sa nosećim ramom. Oni ublaţavaju dejstva velikih statiĉkih opterećenja na

osovine, naroĉito pri utovaru, i dinamiĉkih udara na delove dampera postavljehe na ramu.

Pomoću pneumo-hidrauliĉkog vešanja prednja i zadnja osovina su elastiĉno obešene o ram.

Ovaj naĉin vešanja ima veoma dobru amortizacionu karakter-istiku pri razliĉitim

stepenima opterećenja dampera. Pneumatski cilindar nalazi se u zajedniĉkom sklopu sa

hidrauliĉkim cilindrom, koji se naziva pneumo-hidrauliĉki cilindar, u kojem ulogu

amortizatora ima komprimirani vazduh, a ulogu radnog elementa ulje.

Prednja osovina veša se sa dva cilindra, a zadnja sa dva ili ĉetiri u zavisnosti od nosivosti

dampera. Prednji i zadnji cilindri imaju razliĉite duţine.

Osovine dampera izloţene su velikim i promenljivim opterećenjima. Pri utovaru priraštaj

opterećenja na prednje ureĊaje za vešanje povećava se 1,3, a na zadnje, ĉak 3 puta.

Dinamiĉko dejstvo od puta uvećava opterećenje 2,5 - 3 puta. Radi ublaţavanja udara,

obezbeĊenja ravnomernosti hoda prigušivanjem oscilacija i stabilnosti pri kretanju, u

razliĉitim reţimima, ureĊaji za vešanje treba da imaju promenljivu krutost - manju pri

praznom sanduku i veću pri kretanju punog sanduka.

PREDNJI MOST, sl. 81. vozila prihvata odreĊeni deo opterećenja i preko elastiĉnog vešanja

prenosi ga na prednje toĉkove. Toĉkovi se postavljaju pod izvesnim uglom prema vertikali

zbog konveksnog popreĉnog profila puta. Imaju i konvergenciju, tj. manje rastojanje

izmeĊu prednjih delova u odnosu na zadnje, jer teţe 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 toĉkove, sl. 77 i sl. 82.

Pogonski toĉkovi sluţe za pogon vozila. Kod dampera nosivosti preko 25 t u glavĉinama

pogonskih toĉkova, postavljeni su planetarni reduktori koji omogućavaju dopunsko

povećanje obrtnih momenata.

Sl. 82. Zadnji most

MEHANIZAM ZA UPRAVLJANJE (sl. 83.) omogućava usmereno kretan-je vozila, koje

se ostvaruje zaokretanjem, najĉešće, prednjih (vodećih) toĉkova. Postoje vozila sa

zaokretanjem svih pogonskih toĉkova - ĉime je omogućeno znatno smanjenje radijusa

okretanja - što je vrlo znaĉajno obzirom na prisustvo oštrih krivina na rudniĉkim putevima.

Mehanizam za upravljanje sastoji se od ureĊaja za upravljanje, hidropojaĉivaĉa i

prenosnog mehanizma.

Slika 83 Mehanizam za upravljanje

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 hidropojaĉivaĉ 5.

Mehanizam za prenos obuhvata vuĉne zatege: uzduţnu 6, popreĉnu 9 i polugu 7 obrtnih

rukavaca 8, 10 i 11.

Princip rada mehanizma za upravljanje je sledeći: okretanje volana u ţeljenom smeru

prenosi se na viljušku koja zaokreće razdeljivaĉ hidropojaĉivaĉa usmeravajući ulje, koje

dobacuje pumpa iz rezervoara jedinstvenog hidrosistema, u odgovarajuću šupljinu cilindra

hidropojaĉivaĉa - prenoseći mu uzduţno translatorno kretanje. Hidropojaĉivaĉ deluje na

prenosni mehanizam, koji zaokreće obrtne rukavce 8, 10 i 11 prednjih toĉkova vozila, sl.

83. Hidropojaĉivaĉi kod velikih i teških dampera omogućavaju lakše i udobnije upravljanje.

MEHANIZAM KOĈENJA omogućava sigurno kretanje vozila. Sastoji se od radne

koĉnice, ruĉne koĉnice i pomoćnog usporivaĉa (moderatora).

Ruĉna koĉnica (koĉnica za stajanje) najĉešće trakasta, sastoji se od koĉnog cilindra,

uĉvršćenog na obodima vodećeg vratila menjaĉa brzina i transmisije s kardan-skim

vratilom. Koĉni cilindar obavija ĉeliĉna traka sa frikacionim pokrivaĉem. Zatezanje je

ruĉno. Ne preporuĉuje se njeno korišćenje kao radne koĉnice jer se brzo pohaba frik-cioni

pokrivaĉ.

Radne (manevarske) koĉnice ugraĊuju se u sve toĉkove. Na sl. 84. šematski je prikazana

trakasta koĉnica i njen princip rada. Koĉni cilindar 5 je ĉvrsto uĉvršćen za toĉak 6, pa se

zajedno s njim okreće. Na osovinici 8, uĉvršćenoj na obodu zadnjeg mosta, šarnirno su

uĉvršćene koĉne papuĉe 7 i 9. Dejstvo sa noţne koĉne pedale 1, pomoću zatege 2, poluge 3

i koĉnog brega 4, prenosi se na koĉne papuĉe 7 i 9 da bi se ostvario pritisak na koĉni

cilindar 5 i silom trenja spreĉilo rotiranje toĉka. Pri prestanku pritiska na pedalu, koja je

povezana, pomoću specijalnog poluţno-hidrauliĉkog sistema, sa polugom 3, opruga 10

udaljava koĉne papuĉe od unutrašnjih ivica cilindra za koĉenje i koĉenje se prekida.

Osovinice 8, koĉne papuĉe 7 i 9, kao i opruga 10 su nepo-miĉni u odnosu na toĉak.

Slika 84 Mehanizam za kočenje

Kod novih tipova dampera primenjuju se disk koĉnice, hlaĊene uljem, sa sigur-nim

koĉenjem do 10000 radnih sati - duţim preko tri puta od klasiĉnih doboš koĉnica.

Pri kretanju kamiona naniţe radi minimalne upotrebe koĉnica i odrţavanja kon-stantne brzine

kretanja upotrebljavaju se hidrodinamiĉki usporivaĉi.

Za prenos sile od pedale koĉnice do koĉnih papuĉa mogu se koristiti razliĉiti mehanizmi:

mehaniĉki, hidrauliĉki, pneumatski, elektriĉni ili elektromagnetski. Najĉešće se primenjuju

pneumatski i elektriĉni.

Pneumatski koĉni 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 taloţnika 3 u rezervoar 6. Pritiskom na pedalu koĉnice 4 otvara se ventil 7, pa se

komprimirani vazduh iz rezervoara potiskuje u koĉne komore 1 i 8 - smeštene u toĉkovima,

od kojih se, preko odgovarajućeg prenosa, sila pritiska prenosi koĉnim papuĉama.

Prestankom dejstva na pedalu zatvara se ventil 7 i prekida veza izmeĊu rezer-voara 6 i

komora 1 i 8 koje se jednovremeno otvaraju prema spoljnoj sredini.

Pneumatske koĉnice (pritisak 0,6 MPa) ne omogućavaju ravnomerno koĉenje. Kod

dampera velike nosivosti primenjuju se hidrauliĉke i elektromehaniĉke koĉnice.

Sl. 85. Šematski prikaz pneumatskogkočnog mehanizma

TOĈKOVI I GUME. Toĉkovi dampera (sl. 12.8.) sastoje se od: dva iviĉna prstena,

spoljašnje i unutrašnje gume , dva prstena za podešavanje, prstena za fiksiranje (osiguranje)

gume i oboda toĉka. Prstenovi za podešavanje (postavljanje) gume imaju na spoljašnjem

obimu ispuste za podešavanje.

Formula točkova oznaĉava njihov broj na vozilu - pri ĉemu prva cifra oznaĉava ukupan, a

druga broj pogonskih toĉkova (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 toĉkova 8x4. Veći broj

pogonskih osovina komplikuje konstrukciju i poskupljuje vozila, ali poboljšava njihove

vuĉne karakteristike i odreĊuje vrednost graniĉnog uspona.

Formula točkova odreĊuje udeo mase vozila koja odreĊuje njegovu athezionu teţinu i

vuĉnu silu.

Glavne dimenzije guma (sl. 86.) spoljašnji i unutrašnji preĉnik, širina i visina profila.

Spoljašnji preĉnik je rastojanje izmedu krajnjih spoljašnjih ivica napumpane gume, a

unutrašnji je preĉnik prstena za postavljanje gume. Oznaka gume sadrţi njenu širinu i

spoljašnji preĉnik (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 izraĊuju se od gume armirane tekstilnim sintetiĉkim ulošcima ili ĉeliĉnim ţicama.

Kod dampera velike nosivosti i boĉne strane ojaĉavaju se radijalnim ţicama koje im

omogućavaju veću prohodnost. Sa spoljašnje strane gume imaju duboke šare u protektoru -

koje omogućavaju dobru atheziju izmedu toĉkova i puta.

Konstrukcija guma znatno utiĉe na: stabilnost pri kretanju, realizaciju vuĉne sile, veliĉinu

specifiĉnog pritiska na podlogu, potrošnju goriva, sigurnost voţnje itd. Pri izboru guma

naroĉito se pazi da budu što otpomije na habanje, probijanje i rezanje, da se što manje

zagrevaju i traju što duţe. Zbog svega ovoga za površinske kopove rade se specijalne gume

sa: povećanom nosivošću, ĉvrstoćom i jezgra i omotaĉa gume sa posebnim šarama,

odnosno protektorom.

SANDUK DAMPERA sluţi da se u njega utovari materijal. Prednja strana, sa nadstrešicom

iznad kabine, dno i boĉne strane meĊusobno 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 ĉvršći, da bi

dobro podnosili dinamiĉke udare pri utovaru krupnih i teških komada iskopina, i da imaju

što duţi radni vek. Zato se izraĊuju u zavisnosti od namene, odnosno od osobina tereta,

naĉina utovara itd.

Radi lakšeg navoĊenja kašike za istovar dno sanduka ima pribliţno kvadratiĉnu formu.

Sanduk se najĉešće prazni nazad - što ima za posledicu sloţenije manevrisanje hodom

nazad radi istovara.

Povećanje ĉvrstoće, smanjenje sopstvene teţine i bolja zaštita od korozije postignuti su

primenom legura ĉelika i alminijuma. Radi zaštite od habanja zadnji deo dna sanduka

oblaţe se specijalnim zaštitnim ploĉama od legiranih ĉelika. Troškovi odrţavanja sanduka

od Iegiranog alminijuma osetno su niţi od ĉeliĉnih. Uz to, 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 naroĉita paţnja poklanja se: zapremini, odnosno nosivosti;

konturnim dimenzijama; masi; nagibu pri kipanju i obliku sanduka koji odreduje visinu

teţišta kamiona, delimiĉno amortizuje udare materijala i utiĉe 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 teţišta. Iznad kabine sanduk mora imati nadstrešnicu (4). Boĉne strane (5)

sanduka ojaĉane su šupljim rebrima (2) kroz koje izlaze izduvni gaso-vi, zagrevaju sanduk

i spreĉavaju zamrzavanje vlaţnih materijala pri niskim temperatu-rama. Prednji deo

sanduka oslanja se na noseći ram preko amortizera, a zadnji deo je šarnirno uĉvršćen za

ram pomoću cilindriĉnih osovinica i leţaja.

Radi praţnjenja sanduka izdiţe se njegov prednji deo, komandovanjem iz kabine, pomoću

teleskopskih hidrauliĉkih podizaĉa koji imaju 3 do 5 segmenata sa naj-manjim preĉnikom

cilindra. Sistem za hidrauliĉko izdizanje sastoji se, kod dampera veće nosivosti, od: dva

hidrocilindra, hidrorazdeljivaĉa, rezervoara za ulje, sistema pumpi, automata za njihovo

ukljuĉivanje i cevovoda. Klipnjaĉa hidrauliĉkog podizaĉa šarnirno je povezana sa dnom

platforme za izdizanje. Maksimalni pad dna sanduka iznosi 50 do 60o, a moţe se zadrţati u

bilo kojem poloţaju pri izdizanju ili spuštanju.

Slika 87 Sanduk autokipera

KABINA VOZILA sluţi za smeštaj glavnog i pomoćnog sedišta; ureĊaja i mehanizama za

sigurnu voţnju, kontrolu ispravnosti i rada ureĊaja na vozilu; uredaja za unutrašnju

komforbilnost itd. Ĉeona i boĉna stakla na kabini omogućavaju dobru pre-glednost i

unutrašnje osvetljenje, a ventilacioni ureĊaji omogućavaju rashladivanje, zagrevanje i

ĉišćenje stakala. Vetrobranska stakla imaju sunĉane zaštitnike.

U kabini se nalaze instrumenti za brzinu, temperaturu, stanje goriva, instrumen-ti za

automatsku kontrolu transmisije, koĉnica, proklizavanja, elektronski monitoring sistem

(EMS) itd.

sekundarna kontrolna

koĉnica indikator prenosa kontrola koĉenja sjgnaina ta5ja EMS

volan indikator prekoraĉenja sistem za merenje

brzine nosivosti kamiona

89. Interijer kabine "Katerpilara 793"

SISTEM ZA HLAĐENJE je zatvoreni rashladni sistem sa teĉnošću 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. Poloţaj kontrolnih ureĊaja i

senzora prikazan je na sl. 90.

Svi podaci od navedenih ureĊaja prenose se preko kablova i prikazuju na dis-pleju u

kabini. Oni se pri automatskom upravljanju kamionima prosleĊuju do dispeĉerskog 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

Bilans vuče Razlikujemo tri pojma vuĉne sile:

Efektivna vuĉna sila - Pt

Indikatorska vuĉna sila - Pi

Vuĉna sila na kuki tegljaĉa - Pn

Efektivna vučna sila – Pt (tangencijalna) je promenljiva spoljna sila koju razvija motor pri

uzajamnom dejstvu toĉka sa podlogom i koja deluje na obodu pogonskih toĉkova u smeru

kretanja vozila.

Indikatorska vučna sila – Pi je vuĉna sila koja se razvija u cilindrima motora, a zavisi od

preĉnika cilindra, hoda klipa i stepena kompresije.

Vučna sila na kuki tegljača – Pn je jednaka efektivnoj vuĉnoj sili (tangencijalnoj) umanjenoj

za otpore kretanja samog vozila odnosno tegljaĉa.

Vuĉna sila se odreĊuje preko snage motora:

tp

t

3600

vPN

, [kW]

v

N3600P

tp

t

, [N]

gde je: Pt – efektivna vuĉna sila,

N – snaga na vratilu motora,

v – brzina vozila

p – kkd od vratila motora do pogonskog toĉka

p = 0,85-0,90 - pri mehaniĉkom prenosu

p = 0,80-0,85 - pri hidrodinamiĉkom prenosu.

t – kkd pogonskog toĉka (0,7-0,9)

Maksimalna efektivna vuĉna sila je limitirana odnosno odreĊena uslovima athezije toĉkova sa

podlogom:

amaxt L1000P [N]

gde je: La – atheziona teţina autokipera ili tegljaĉa, [kN]

za inţenjerske proraĉune:

- za autokipere se usvaja: La = (0.7-0.85) L, L - ukupna teţina, [kN]

- za prikolice se usvaja: La = (0.55-0.65) L

- za tegljaĉe se usvaja: La = L

MeĊutim, atheziona teţina zavisi i od automobilske formule (ukupan broj toĉkova X broj

pogonskih toĉkova).

Automobilska formula Atheziona teţina

6x2

4x2

8x4

6x4

4x4

La = 0,4 L

La = 0,65 L

La = 0,5 L

La = 0,7 L

La = L

- koeficijent athezije; zavisi od brojnih ĉinilaca: od vrste podloge – tvrda ili meka (beton,

tucanik, šljunak, zemlja, ...); povećava se sa povećanjem pritiska u pneumaticima

R

P maxt

Pt max – Maksimalna obodna sila u posmatranom toĉku

R – vertikalna reakcija podloge u zoni opterećenja (jednak je opterećenju toĉka).

MeĊutim, zavisi od koeficijenta proklizavanja toĉka :

maxtv

vv t ; = 0,15-0,20 (15-20%)

vt – obimna brzina na toĉku: vt = rd ·

rd – dinamiĉki polupreĉnik toĉka

- obodna brzina toĉka

v – brzina proklizavanja toĉka (Napomena: nema kretanja bez proklizavanja toĉka – u

negativnom kontekstu).

Srednje vrednosti koeficijenta athezije auto kipera i tegljaĉa u zavisnosti od podloge i tipa

pneumatika:

Karakteristika puta

Gume visokog pritiska Gume niskog pritiska

Asfaltno betonski ili betonski put 0,5-0,7 0,7-0,8

Asfaltno betonski ili betonski put

pokriven blatom 0,25-0,45 0,25-0,45

Kaldrmisani put 0,4-0,5 0,6-0,7

Tucaniĉni pokrivaĉ 0,5-0,6 0,6-0,7

Suv zemljani put 0,4-0,5 0,5-0,7

Pesak u prirodnom stanju

- suv

- vlaţan

0,2-0,3

0,35-0,4

0,2-0,3

0,4-0,5

Rastresita sveţe nasuta zemlja 0,3-0,4 0,4-0,5

Nabijena zemlja optimalne vlaţnosti 0,4-0,5 0,5-0,6

Rastresiti sneg 0,2-0,3 0,2-0,4

Povaljani put, utaban sneg 0,15-0,2 0,3-0,5

Put na etaţi otkopa, uvaljan 0,4-0,6 -

Put na etaţi odlagališta, uvljan 0,2-0,5 -

Pri kretanju autokipera vuĉna sila se troši na savlaĊivanje osnovnih i naknadnih otpora. Mora

biti zadovoljen sledeći uslov, da bi došlo do kretanja vozila:

ut WP

gde je: Pt – efektivna vuĉna sila

Wu – ukupni otpori.

Ukupni otpori se savlaĊuju na sledeći naĉin:

nakosu WWW

gde je: Wos – osnovni otpori

nakoos WWW

Wo – otpor na kotrljanje (posledica je trenja u leţajvima, deformacije toĉkova i same podloge

po kojoj se kreće),

Wv – otpor vazduha (zavisi od obima i dimenzija vozila i brzine vazdušne struje),

Wnak – naknadni otpori

irnnak WWWW

Wn – otpor od nagiba,

Wr – otpor od krivine puta,

Wi – otpor od inercije masa (javlja se pri promeni brzine kretanja, pa prema tome i pri

pokretanju iz stanja mirovanja ili zaustavljanja).

Na osnovu svega ovoga, ukupan otpor je:

irnvout WWWWWWP

Pojedinaĉnoodreivanje osnovnih i naknadnih otpora:

1. Otpor na kotrljanje Wo:

oo wLW , [N]

gde je: L – ukupna teţina autokipera, [kN]

wo – specifiĉni otpor na kotrljanje, [N/kN] ili

fL1000Wo , [N]

gde je: f – koeficijent otpora na kotrljanje.

Vrednosti osnovnog specifiĉnog otpora na kretanje (kotrljanje) wo su sledeće:

Karakteristika puta wo –[N/kN]

asfaltni i betonski put u dobrom stanju 15-18

asfaltni i betonski put u zadovoljavajućem stanju 18-20

makadamski put u dobrom stanju 20-25

kaldrmisani put 35-50

zemljani suvi put, valjani 25-35

pesak i peskovita zemlja, suva 200-300

pesak i peskovita zemlja, vlaţna 60-150

glinovita zemlja 100-200

nasip iz sveţe zemlje, sloj 20-30 cm 150-250

nasip iz zemlje posle nekoliko prolaza vozila 70-110

zaleĊeni put 15-30

povoljan sneţni put 30-50

2. Otpor od vazduha Wv:

2

2

v6,3

vFW

, [N]

gde je: - koeficijent ĉeonog pritiska vazduha ili koeficijent opstrujavanja vazduha (zavisi od

oblika ĉela), = 0,5-0,6; = 0,6-0,7.

F – ĉeona površina auto-kipeta, [m2]

v – brzina autokipera ili tegljaĉa, [km/h].

Napomena: ovaj otpor se zanemaruje ako je v ≤ 15 km/h.

3. Otpor od nagibaWn:

nn wLW , [N]

gde je: L – ukupna teţina, [kN]

wn – specifiĉni otpor nagiba [N/kN] ili [‰]

sinLWn

tgsin - kod malih uglova

itg - nagib

iLWn , [N] (―+‖ za uspon, ―-― za pad)

4. Otpor od krivine Wr:

rr wLW , [N]

gde je: wr – specifiĉni naknadni otpor od krivine,

200

R20030w r

, [N/kN]

R – polupreĉnik krivine, [m].

5. Otpor od inercije masa Wi:

ii wLW , [N]

gde je: wi – specifiĉni otpor od inercije masa,

a)1(102dt

dv)1(

g

1000w i , [N/kN]

g – ubrzanje zemljine teţe,

- koeficijent inerscije rotirajućih masa:

- za natovareni autokiper sa hidrodinamiĉkim prenosom: = 0,03-0,01

- za prazan autokiper sa hidrodinamiĉkim prenosom: = 0,085-0,07

- za autokipere sa elektriĉnim prenosom: = 0,1-0,15

a – ubrzanje, [m/s2]

- pri zaletu: a = 0,5 m/s2

- pri usporenju: a = 1,5 m/s2

Prema tome, otpor na kretanje autokipera iznosi:

ivruo wLWwLwLwLW , [N]

Vuĉna sila se troši na savlaĊinje otpora ubrzanja vozila i na otpore pri kretanju.

Zavisnost vuĉne sile i otpora sa brzinom predstavlja vuĉni dijagram autokipera.

Autokiper se kreće ravnomernom brzinom u taĉki preseka krive vuĉne sile i krive

ukupnog otpora na kretanje na pravom putu – na dijagramu to je taĉka c sa

ravnomernom brzinom vr.

Pri brzinama manjim od vr, autokiper se kreće sa ubrzanjem, a pri brzinama većim od

vr, auti-kiper se kreće sa usporenjem.

Mora biti zadovoljen uslov: ut WP , odnosno:

irnvot WWWWWP

L:)WWWWWP( irnovt

irnovt wwww

L

WP

Ovo je jednaĉina kretanja u specifiĉnom obliku gde je L – ukupna teţina vozila.

Odnos DL

WP vt

predstavlja dinamiĉki faktor autokipera, odnosno:

irno wwwwD .

U zavisnosti od reţima kretanja imamo ĉetiri sluĉaja:

1. za ravnomerno kretanje po pravom putu: no wwD

2. za kretanje u padu sa ukljuĉenim motorom: ino wwwD

noi wwDw - relativno ubrzanje

3. za kretanje u padu sa iskljuĉenim motorom: Pt = 0

inov www

L

W

L

Wwww v

oni - relativno ubrzanje.

4. kod koĉenja autokipera: inovk www

L

WB

L

WBwww vk

noi

- negativno relativno ubrzanje.

Koĉna sila auto-kipera:

kk L1000B , [N]

Lk – koĉiona teţina, tj. teţina koja se odnosi na toĉkove kojima se koĉi (ako su

svi toĉkovi koĉioni onda je Lk = L).

Maksimalna vrednost dinamiĉkog faktora:

L

W

L

PD vmaxt

max ili L

W

L

L1000D va

max

Za prazne autokipere je:

C

DD

punog

pr gde je: praz

punog

L

LC

Teţina sredstava auto transporta

Ukupna teţina autokipera

no

tnot

ww

PL)ww(LP

Korisna teţina autokipera Qk:

t

no

t

no

nottknotnott L

ww

P

ww

)ww(LPQ)ww(Q)ww(LP

Lt – teţina autokipera bez tereta, odnosno tara autokipera, [kN].

Vuĉna sila na kuki tegljanika Pn:

WPP tn

gde je: Pt – tangencijalna vuĉna sila tegljaĉa,

W – otpor na kretanje vozila.

Teţina tegljaĉa sa prikolicom Qpr:

no

nottprnoprnott

ww

)ww(LPQ)ww(Q)ww(LP

(uglavnom su ureĊaji za kretanje kod tegljaĉa i prikolice isti pa je oo ww

):

t

no

tpr L

ww

PQ

Zaustavni put autokipera

To je put koji vozilo prelazi od poĉetka koĉenja do zaustavljanja i iznosi:

kprz LLL , [m]

gde je: Lpr – pretkoĉioni put, tj. put koji vozilo preĊe za vreme reagovanja vozaĉa i

dovoĊenja koĉnica u dejstvo:

pkp

pkp

pk tv278,03600

tv1000L

, [m]

vp – poĉetna brzina koĉenja, [km/h]

tp – vreme pripreme koĉenja

drp ttt

tr – vreme reakcije vozaĉa (0,4-0,7 sekundi)

td – vreme dovoĊenja koĉnica u dejstvo (1,9-2,2 sekunde)

Lk – koĉioni put: elementarni put u beskonaĉno malom intervalu dt i pri v =

const je dLk = v dt. Ako se poĊe od jednaĉine kretanja pri koĉenju autokipera:

inovk www

L

WB

(zanemarujemo: 0Wv )

dt

dv)1(

g

1000ww

L

Bno

k

kok L1000B

Lko – koĉiona teţina.

Ako su svi toĉkovi koĉioni Lk = L, pa sledi: L1000Bk

dt

dv)1(

g

1000ww1000 no

Napomena: ovde su wo i wn dati u [N/N] pa se obrazac deli sa 1000.

dt

dv

g

)1(ww no

no wwdt

dv

g

)1(

dtg)ww(dv)1( no

g)ww(

dv)1(dt

no

dtvdLk )ww(g

dvv)1(dL

no

k

k

p

k v

vno

L

0

k dvv)ww(g

)1(dL

k

p

k v

vno

L

0

k dvv)ww(g

)1(dL

p

k

v

v

2

no

k2

v

)ww(g

)1(dL

)ww(g2

)vv()1(L

no

2k

2p

k

)ww(6,32

)vv()1(L

no2

2k

2p

k

, [m]

Kada je zaustavljanje u pitanju: vk = 0

)ww(6,32

v)1(L

no2

2p

k

, [m]

wo i wn su dati u [N/N].

Razlikujemo tri pojma brzine:

1. konstruktivna brzina

2. tehniĉka brzina

3. eksploataciona brzina

Konstruktivna brzina je maksimalno dozvoljena brzina opterećenog autokipera na

horizontalnom putu.

Tehnička brzina predstavlja koliĉnik preĊenog puta i vremena potrebnog da se taj put

preĊe pri ĉemu se u to vreme ne raĉunaju zastoji zbog utovara/istovara, manevrisanja

zbog utovara/istovara i ĉekanja.

Eksploataciona brzina predstvlja koliĉnik preĊenog puta i vremena, ali se tom

vremenu dodaju zastoji za utovar/istovar, manevrisanje, ĉekanje.

U proraĉunima se najĉešće koristi tehniĉka brzina.

Tehniĉka brzina je ograniĉena vuĉnom silom i zaustavnim putem. Maksimalnu

tehniĉku brzinu odreĊujemo iz dinamiĉke karakteristike vozila (ako imamo takav

dijagram):

D – dinamiĉki faktor

v – brzina kretanja

MeĊutim, traţimo:

a

a

Q

QDD

Qa – nosivost iz kataloga,

Q’a – stvarna nosivost.

tp

rt

3600

vPN

t

tp

rP

N3600v

rs vkv – stvarna brzina je manja od raĉunske (tehniĉke).

)ww(LP rot – tehniĉka snaga

k – zavisi od otpora na kretanje i nagiba

Wo i 40 60 80 100 120 140 160

k 0,77 0,84 0,86 0,88 0,89 0,90 0,90

U krivini:

Tehniĉki stvarnu brzinu moramo uskladiti sa sigurnosnom brzinom koja moţe da

omogući siguran prolazak kroz krivinu (usvajamo manju vrednost).

)if(Rgv dks , [m/s]

gde je: fk – koeficijent boĉnog klizanja vozila kroz krivinu, fk = 0,3

id – popreĉni nagib kolovoza u krivini, id = 0,02-0,06

R – polupreĉnik krivine.

10LL vz , [m]

gde je: Lv – vidljivost, [m]

- zimi za makadamske puteve: m20Lv

- po otvorenim krivinama: m30Lv

- pri pravim putevima, pri srednjoj vidljivosti: m40Lv

lv – duţina vozila, [m], obiĉno ce usvaja: lv = 10 m.

1. Broj kašika bagera za utovar sanduka autokipera:

- po nosivosti: t

akk

Q

Qn

- po zapremini sanduka autokipera: v

skv

q

Vn

gde je: nk, nv – broj kašika bagera neophodnih za punjenje sanduka po nosivosti i

zapremini sanduka,

Qak – nosivost autokipera (raĉunska), [t],

Vsk – zapremina sanduka autokipera, [m3],

qt – masa materijala u bagerskoj kaici, [t],

r

p

tk

kqq , [t]

qv – zapremina materijala u bagerskoj kašici, [m3],

ypv kkqq , [m3]

q – zapremina bagerske kašike, [m3],

kp – koeficijent punjenja kašike materijalom,

kr – koeficijent rastresitosti materijala u kašci,

- nasipna masa materijala, [t/m3]

rb

ray

k

kk

kra, krb – koeficijenti rastresitosti materijala u sanduku autokipera i u bagerskoj

kašici:

- za lake materijale i ugalj: ky = 0,94

- za ĉvrste materijale: ky = 0,87

- za teţe materijale: ky = 0,79

2. Masa materijala u sanduku kipera:

tkas qnQ , [t]

3. Zapremina materijala u sanduku autokipera:

vkss qnV , [m3]

r

p

ask

kqknQ , [t]

rb

rapkss

k

kkqnV , [m

3]

4. Stepen iskorišćenja nostivosti autokipera:

ak

asia

Q

Qk (kia < 1, retko kra = 1,02-1,05)

5. Stepen iskorišćenja zapremine sanduka autokipera

sk

ssiv

V

Vk

6. Teoretski kapacitet autokipera:

ct

ast

T

Q60Q

, [t/h]

Qak – raĉunska nosivost autokipera, [t],

Tct – teoretsko trajanje transportnog ciklusa, [min].

7. Tehniĉki kapacitet:

c

asth

T

Q60Q

, [t/h]

gde je: Qas – stvarna nosivost autokipera, tj. masa materijala u sanduku, [t], Tc – tehničko trajanje ciklusa, [min].

8. Eksploatacioni kapacitet autokipera:

t

c

ase

T

Q60Q

, [t/h]

t – koeficijent vremenskog iskorišćenja,

kbak

t TTT

; t = 0,77-0,85

Tk – kalendarsko vreme, [h],

Tba – zbirno vreme planiranih i neplaniranih zastoja bagera i kipera, [h].

9. Smenski kapacitet – eksploatacioni:

sees TQQ , [t/smeni]

Ts – trajanje smene, [h].

10. Dnevni eksploatacioni kapacitet:

nQQ esed , [t/dan]

n – broj smena na dan.

11. Godišnji eksploatacioni kapacitet:

NQQ edeg , [t/god]

N – broj radnih dana u godini.

12. Trajanje ciklusa:

pipučmiuc ttttttT , [min]

gde je: tu – vreme utovara, ti – vreme istovara, tm – vreme manevrisanja pri utivaru i istovaru, tč – vreme čekanja na utovar i istovar, tpu – vreme trajanja pune vožnje, tpr – vreme trajanja prazne vožnje.

13. Vreme utovara autokipera:

prkcbu tntT , [min]

tcb – vreme trajanja jednog ciklusa bagera,

nk – broj kašika bagera za utovar sanduka kipera,

tpr – vreme prilaza kipera od mesta ĉekanja do mesta utovara (10-15 m

odnosno 5-15 sekundi)

14. Vreme istovara

sppučpoodpri ttttttt , [min]

gde je: t’pr – vreme prilaza (unazad) od mesta čekanja do mesta istovara (35-45 s), tod – vreme odlaska do mesta istovara na rastojanje 15-25 m (4-10 s), tpo – vreme podizanja sanduka autokipera pri istovaru (15-60 s), tsp – vreme spuštanja sanduka (15-20 s).

15. Vreme manevrisanja pri utovaru i istovaru autokipera

)1n(tv

L...

v

L

v

Lt pv

n

n

2

2

1

1n

, [min]

gde je: L1 do Ln – dužine deonica kretanja pri manevrisanju, tpv – vreme promene brzine (5-10 s), n – vreme promene pravca kretanja, v1 do vn – brzine kretanja.

16. Vreme ĉekanja autokipera na utovar i istovar:

uč t5,0t , [min]

tu – vreme utovara autokipera, [min]

17. Vreme pune i prazne voţnje:

st

pu

prpuvk

L3600tt

, [min]

gde je: Lpu – dužina puta pune vožnje, [km], vst – srednja tehnička brzina vožnje, [km/h],

prpu

pu

LL

Lk

rez

n

n

2

2

1

1prpu K

v

L...

v

L

v

L60tt

, [min]

gde je: L1 do Ln – dužinae deonica puta sa karakterističnim profilima i podlogom [km], v1 do vn –odgovarajuće tehničke brzine na pojedinim deonicama, Krez – koeficijent ubrzanja i usporenja autokipera, Krez = 1,1. 18. Srednja tehnička brzina pune i prazne vožnje:

pu

pu

Sput

Lv ,

pr

pr

Sput

Lv

19. Opšta srednja tehnička brzina punei prazne vožnje:

SprSpu

prpu

srvv

LLv

20. Opšta srednja tehnička brzina ako su putevi pune i prazne vožnje različiti:

)vv(kv

vvv

puprpu

prpu

sr

21. Broj autokipera za opsluživanje bagera:

ea

eba

Q

QN

gde je: Qeb – eksploatacioni kapacitet bagera, Qea – eksploatacioni kapacitet autokipera. 22. Broj autokipera za smenu:

nr

sa

skas k

Q

QN

gde je: Qsk – smenska proizvodnja kopa, Qsa – smenski kapacitet autokipera, knr – koeficijent neravnomernosti proizvodnje (1,15-1,30). 23. Broj autokipera u radnom parku:

sa

skasrp

n

nNN

gde je: nsk – broj smena na kopu (obično 3), nsa – broj smena autokipera (obično dve). 24. Inventarski broj autokipra:

ia

rp

iuk

NN

gde je: kia – koeficijent dnevnog iskorišćenja autokipera (0,75-0,85).