ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. Διοίκηση Εργοταξίου Διδάσκων: Γιάννης Χουλιάρας Μηχανές ανυψώσεως και μεταφοράς δομικών υλικών. Χρησιμοποιούμενες μηχανές και μεθοδολογία χρήσης σε διάφορα είδη εργοταξίων.
Δομικές μηχανές Μηχανές: Τα μέσα που παρέχουν στον άνθρωπο τη δυνατότητα εκτέλεσης ενός έργου υποβοηθώντας τη μυϊκή του δύναμη ή υποκαθιστώντας την εντελώς. Οι σύγχρονες μηχανές υποκαθιστούν κατά κανόνα τη μυϊκή δύναμη του ανθρώπου και επιτρέπουν την εκτέλεση έργων σε συντομότατο διάστημα. Έχουν μεγάλη ισχύ συγκεντρωμένη σε μικρό χώρο, όπου θα ήταν αδύνατο να εργαστούν τόσοι άνθρωποι για την παραγωγή αντίστοιχης ισχύος. Επίσης δίνουν τη δυνατότητα πολύ οικονομικής εκτέλεσης των έργων.
Κατηγορίες μηχανών Κινητήριες μηχανές: Παραλαμβάνουν ενέργεια μη μηχανική και την αποδίδουν ως μηχανική (κινητήρες). Εργομηχανές: Παίρνουν μηχανικό έργο και το αποδίδουν πάλι ως μηχανικό, αλλά μετατρέπουν το είδος της κίνησης (π.χ. την περιστροφική κίνηση σε ευθύγραμμη) Οι περισσότερες δομικές μηχανές είναι σύνθετες, δηλ. αποτελούνται από τον κινητήρα (κινητήρια μηχανή) και από μηχανισμούς εκτέλεσης διαφόρων εργασιών (εργομηχανές). Κάθε μηχανή αποτελείται από διάφορα τεμάχια (στοιχεία μηχανών), όπως άτρακτοι, έδρανα, σύνδεσμοι, οδοντωτοί τροχοί, κλπ. Αυτά είναι έτσι συνδεδεμένα ώστε να λειτουργεί η μηχανή για το σκοπό για τον οποίο κατασκευάστηκε.
Κατηγορίες δομικών μηχανών Ανάλογα με το μέγεθος και την κινητικότητα των μηχανών: Φορητές μηχανές (εργαλεία) Αυτοκινούμενες ή μετακινούμενες με τη βοήθεια άλλων μηχανών Μόνιμες μηχανές (π.χ. Συγκρότημα παραγωγής αδρανών υλικών) Ανάλογα με την ειδικότητα των μηχανών: Ανυψωτικές (π.χ. αναβατόριο) Μεταφορικές (π.χ. γερανός, προωθητής) Εκσκαπτικές (π.χ. εκσκαφέας) Ανάλογα με το είδος του έργου που συμμετέχει η μηχανή: Μηχανές χωματουργικών, οικοδομικών, εγγειοβελτιωτικών έργων, κλπ.
Είδη μηχανημάτων τεχνικών έργων
Εκσκαπτικές μηχανές α. Μηχανικοί ή Υδραυλικοί εκσκαφείς γενικής χρήσης (διαφόρων τύπων) β. Εκσκαφείς συνεχούς λειτουργίας (με καδοφόρο αλυσίδα ή με καδοτροχό) γ. Επίπεδοι εκσκαφείς i. Προωθητές (με αναμοχλευτές ή όχι) ii. Αποξέστες (αυτοκινούμενοι ή ελκόμενοι) iii. Ισοπεδωτές (Grader) iv. Φορτωτές δ. Μηχανήματα διάνοιξης σηράγγων ε. Εκσκαφείς τάφρων στ. Γερανοί με αρπάγη ή συρόμενο κάδο ζ. Πλωτοί εκσκαφείς και Αναρροφητικοί εσκσκαφείς
Εκσκαφείς Χωματουργικές εργασίες: - Εκσκαφή, φόρτωση εδάφους: Εκσκαφείς, Φορτωτές - Μεταφορά εδάφους: Φορτηγά αυτοκίνητα - Διάστρωση εδάφους: Ισοπεδωτές Είδη εκσκαφέων: με βαθύ κάδο φόρτωσης με ανεστραμμένο κάδο φόρτωσης (τσάπα) με συρόμενο κάδο φόρτωσης με αρπάγη
Είδη εκσκαφέων
Χρήσεις υδραυλικού εκσκαφέα
Λειτουργία υδραυλικού εκσκαφέα
Ωριαία παραγωγή υδραυλικού εκσκαφέα Παραγωγικότητα υδραυλικού εκσκαφέα: Q = q x (3600/C m ) x E όπου: Q = η ωριαία παραγωγή (m 3 /hr) q = η παραγωγή ανά κύκλο εργασίας (m 3 ) q = q 1 x K όπου: q 1 = η χωρητικότητα του κάδου του εκσκαφέα (m 3 ) Κ = αδιάστατος συντελεστής (από πίνακα) C m = η χρονική διάρκεια του κύκλου εργασίας (sec) C m = C x t c όπου: C = αδιάστατος συντελεστής μετατροπής βασικού χρόνου (από πίνακα) t c = βασικός χρόνος του κύκλου εργασίας (sec) Ε = συντελεστής λειτουργίας του μηχανήματος (από πίνακα)
Μεταφορικές μηχανές (Οριζόντια ή κατακόρυφη μετατόπιση) α. Επίπεδοι εκσκαφείς (μεταφορά χώματος σε μικρές αποστάσεις) β. Μεταφορικά φορτηγά οχήματα (αυτοκινούμενα ή ρυμουλκούμενα) γ. Οχήματα σε σιδηροτροχιές δ. Εναέριες γραμμές ε. Μεταφορικές ταινίες στ. Μεταφορικοί κοχλίες
Φορτωτές Ελαστιχοφόρος φορτωτής Ερπυστριοφόρος φορτωτής
Εφαρμογές του φορτωτή 1. Φόρτωση υλικού σε οχήματα μεταφοράς: 2. Μικρού βάθους εκσκαφή και άδειασμα του υλικού σε σωρό, 3. Ανύψωση αντικειμένων με κατάλληλα προσαρμοσμένα εξαρτήματα:
Παραγωγικότητα φορτωτή Q = q x (60/C m ) x E όπου: Q = η ωριαία παραγωγή (m 3 /hr) q = η παραγωγή ανά κύκλο εργασίας (m 3 ) q = q 1 x K όπου: q 1 = η χωρητικότητα του κάδου του φορτωτή (m 3 ) Κ = αδιάστατος συντελεστής κάδου (από πίνακα) C m = η χρονική διάρκεια του κύκλου εργασίας (min)
Μέθοδοι φόρτωσης
Παραγωγικότητα φορτωτή για φόρτωση και μεταφορά υλικού Q = q x (60/C m ) x E όπου: Q = η ωριαία παραγωγή (m 3 /hr) q = η παραγωγή ανά κύκλο εργασίας (m 3 ) q = q 1 x K όπου: q 1 = η χωρητικότητα του κάδου του φορτωτή (m 3 ) Κ = 0,7 έως 0,9 (συντελεστής πληρότητας κάδου) C m = η χρονική διάρκεια του κύκλου εργασίας (min)
Παραγωγικότητα φόρτωσης και μεταφοράς υλικού (συνέχεια) D D C m = ------------ + ------------ + z 1000VF 1000VR ------------ ------------ 60 60 όπου: D = η απόσταση μεταφοράς του υλικού (m 3 ) VF = η ταχύτητα του φορτωτή με φορτίο (km/hr) VR = η ταχύτητα του φορτωτή με άδειο κάδο (km/hr) z = ο χρόνος φόρτωσης, περιστροφής, εκφόρτωσης (0,60 έως 0,75 min) Ε = συντελεστής λειτουργίας του μηχανήματος (από πίνακα)
Προωθητές εδαφών
Εργασίες προωθητών εδαφών Διάνοιξη οδών σε πολύ σκληρά εδάφη που περιέχουν τεμάχια βράχων Μεταφορά σκαμμένου εδάφους σε απόσταση 60 m με ερπυστριοφόρο και 100 m με ελαστιχοφόρο προωθητή Γρήγορη ισοπέδωση ανωμαλιών σε σκληρά εδάφη Γρήγορη διάνοιξη και συντήρηση βοηθητικών οδών για τις ανάγκες των εργοταξίων Πλήρωση τάφρων Εκρίζωση δένδρων μικρού και μεσαίου μεγέθους.
Λειτουργία προωθητών εδαφών 1. Ανύψωση και βύθιση της λεπίδας 2. Ανύψωση του ενός άκρου της λεπίδας (κλίση) 3. Περιστροφή (για μικρή γωνία) της λεπίδας σε κατακόρυφο άξονα 4. Μικρή περιστροφή της λεπίδας γύρω από άξονα παράλληλο στο επίπεδο της λεπίδας
Παραγωγικότητα προωθητών Q R = Q I x n B x n J x n G όπου: Q R = η πραγματική παραγωγικότητα (m 3 /hr) Q Ι = η ιδανική παραγωγικότητα (m 3 /hr). Δίνεται από τον κατασκευαστή n B = ο συντελεστής λεπίδας (από πίνακα) n J = ο συντελεστής επιδεξιότητας του χειριστή (από πίνακα) n G = ο συντελεστής κλίσης του εδάφους (από πίνακα)
Μηχανές διακίνησης υλικών
Κριτήρια ταξινόμησης οχημάτων μεταφοράς υλικών Η χωρητικότητα και το είδος του καυσίμου που χρησιμοποιούν Ο αριθμός ταχυτήτων που διαθέτουν Ο αριθμός και η θέση των κινητήριων τροχών (2, 4, 6 κιν. τροχοί) Η μέθοδος εκφόρτωσης του υλικού (στο πλάι ή πίσω) Το είδος του μεταφερόμενου υλικού Η δυνατότητα φόρτωσης (σε tn ή m 3 )
Παράγοντες που επηρεάζουν την παραγωγικότητα των οχημάτων μεταφοράς Το μέγεθος του φορτίου που μπορεί να μεταφέρει (καθορίζεται από τις προδιαγραφές του οχήματος) Τις διαδρομές που μπορεί να εκτελέσει σε μία ώρα (εξαρτώνται από το βάρος του οχήματος, την ιπποδύναμη του κινητήρα και την κατάσταση του δρόμου.
Υπολογισμός της ωριαίας παραγωγικότητας οχημάτων
Ανυψωτικές μηχανές α. Γερανοί διαφόρων τύπων (Φορητοί γερανοί, Αυτοκινούμενοι γερανοί, Δομικοί πυργογερανοί, Αναρριχόμενοι γερανοί, Γερανογέφυρες) β. Συστήματα ανύψωσης (ή μεταφοράς) με άντληση (πεπιεσμένος αέρας, εκτόξευση, κλπ.) γ. Εκσκαφείς γενικής χρήσης (για μικρά ύψη και αποστάσεις) δ. Ανυψωτικά οχήματα ε. Ανυψωτικοί γρύλλοι (μηχανικοί, υδραυλικοί) στ. Βαρούλκα (χειροκίνητα, ηλεκτροκίνητα, πεπιεσμένου αέρα, κλπ.)