Na sztywnej ramie

Za przełom w dziedzinie konstrukcji i produkcji wozideł sztywnoramowych uznaje się połowę ubiegłego wieku.

Te wielkogabarytowe pojazdy bardzo zyskały wówczas na znaczeniu. Wprawdzie od kilkunastu już lat wozidła przegubowe są bardziej popularne od sztywnoramowych, jednak i te ostatnie mają ciągle wielu zwolenników. Znajdują zastosowanie w robotach kopalnianych, w przemyśle budowlanym i w kamieniołomach.

Na przestrzeni lat wozidła znacznie się zmieniły. Zmianom sprzyjał przede wszystkim postęp technologiczny w zakresie  jednostek napędowych, ale także specjalistycznego ogumienia. To one poszerzyły pole do zastosowania wozideł. Kluczowe walory pozostały jednak bez zmian, wozidła sztywnoramowe chwalone są głównie za stabilność, udźwig oraz łatwość obsługi. Użytkownicy cenią stabilną konstrukcję (trwałość w trudnych warunkach), relatywnie dużą pojemność i odpowiednią powierzchnię skrzyni (ułatwiają ładowanie), trwały silnik, odpowiednią widoczność z kabiny. Specjaliści zgodnie podkreślają, że same gabaryty i parametry maszyn to nie wszystko, dokonując wyboru ważne jest określenie, ile i jakich maszyn potrzeba w danych, indywidualnych warunkach, np. kopalni kruszyw, by osiągnąć zakładaną produkcję. Przyglądamy się kluczowym propozycjom trzech spośród najbardziej liczących się na rynku wozideł sztywnoramowych dostawców.   

 

Komatsu – inteligentni siłacze

HD325-8 i HD405-8 to nowoczesne wozidła marki Komatsu, z  fabrycznym motorem generującym moc ponad 500 KM (przy 2000 obr./min.). Producent zwraca uwagę na przeprojektowane elementy układu napędowego, uwzględniające wzrost mocy. Zwiększono pojemność chłodnicy EGR, co ma ograniczyć emisję NOx i polepszyć wydajność silnika. Turbo o zmiennej geometrii (VGT) odpowiada za  przepływ powietrza do komory spalania silnika w każdych warunkach (prędkość i obciążenie). Aby osiągnąć całkowite spalanie paliwa i niższą emisję spalin zastosowano wysokociśnieniowy, sterowany komputerowo układ wtrysku paliwa Common Rail.

Wśród kluczowych, akcentowanych przez samego producenta walorów jest funkcja automatycznego wyłączania silnika, która pozwala oszczędzać paliwo. Regulowany automatycznie mechanizm wyłącza silnik po jego pracy na biegu jałowym przez określony czas, który można zaprogramować (od 5 do 60 minut). Wskaźnik Eco na monitorze kabiny dodatkowo zachęca do wydajnej pracy. Na technologię oszczędzania paliwa Komatsu składają się m.in. pompy tłokowe o zmiennym wydatku, zmniejszające straty przystawki odbioru mocy (WOM).

Za nieustanne monitorowanie prędkości obrotowej tylnych kół i prędkości pojazdu pod kątem poślizgu odpowiada system kontroli trakcji KTCS. W przypadku nadmiernego poślizgu kół hamulec automatycznie załącza się, co powoduje zachowanie optymalnej przyczepności opon. Zawieszenie jest hydropneumatyczne (ograniczenie kołysania). Zarządzanie ładunkiem jest domeną miernika ładunku (PLM). Masa z ładunkiem jest wyświetlana w czasie rzeczywistym, zarówno na monitorze kabiny, jak i za pomocą zewnętrznych lampek wyświetlacza.

Wyświetlacz LCD ułatwia kontrolę rozruchu i natychmiast ostrzega operatora lampką i brzęczykiem jeśli wystąpią jakiekolwiek nienormalne warunki. Opcjonalny ogranicznik prędkości przeciążeniowej ogranicza maksymalną prędkość jazdy do 15 km/h, gdy ładunek przekracza wartość progową. Opcją jest układ zapobiegający blokowaniu kół podczas hamowania (ABS), zapobiegający blokowaniu się opon podczas używania hamulca głównego i zwalniacza, minimalizując ryzyko poślizgu na śliskiej nawierzchni.

 

CAT -  w roli głównej ekonomia

Również dostawca maszyn CAT serii G (m.in. 772G) podkreśla, że silniki można zaprogramować tak, by ograniczać zużycie paliwa. Dostępne są programowalne tryby: ekonomiczny i ekonomiczny adaptacyjny. Ekonomiczny umożliwia użytkownikowi wybranie redukcji mocy od 0,5 do 15 proc. Za pomocą adaptacyjnego trybu ekonomicznego wozidło samo monitoruje zapotrzebowanie na moc i oszczędza paliwo oraz reguluje moc silnika, aby zoptymalizować zużycie paliwa. Dodatkową oszczędność zapewniać ma funkcja automatycznej pracy na biegu jałowym (automatycznie włącza bieg jałowy, gdy hamulec pozostaje włączony dłużej niż przez 15 sekund przy włączonym biegu jazdy do przodu). Bieg włączany jest ponownie, gdy operator podniesie stopę z pedału hamulca. Elektroniczny system sterowania to jeden z walorów wozidła CAT 772G. Dzięki ogranicznikowi prędkości maszyna utrzymuje limit prędkości jazdy i odpowiednią prędkość obrotową silnika podczas jazdy na najbardziej ekonomicznym biegu. Ta funkcja obniża zużycie paliwa, poziom hałasu i stopień zużywania się elementów układu napędowego. Nowa strategia sterowania elektronicznego (Advanced Productivity Electronic Control Strategy, APECS) ma zapewniać m.in. płynniejsze przełożenia, lepsze przyspieszanie, większą prędkość na pochyłościach oraz krótszy czas cykli roboczych. APECS zarządza skrzynią biegów. Automatyczna planetarna przekładnia Cat Powershift oferuje 7 biegów. Oprócz zapewnienia odpowiedniej szybkości i łatwości sterowania wozidłem, APECS reguluje ciśnienie sprzęgieł, dbając o ich niezawodność przez cały okres eksploatacji. Dzięki zastosowaniu elementów układu napędowego działających na 7. Biegu, prędkość maksymalna wozidła 772G wynosi 79 km/h.

Ramę pojazdu wykonano ze stali umożliwiającej przenoszenie obciążeń udarowych, natomiast ich skrzynkowa konstrukcja ma gwarantować wytrzymałość na skręcanie. CAT rekomenduje m.in. układ przeciwpoślizgowy odpowiadający za skrócenie  czasu reakcji na poślizg kół przez zastosowanie hydraulicznych hamulców zasadniczych, ograniczających poślizg i zużycie opon. Załącza się przy niższych prędkościach jazdy, dzięki czemu pojazd szybciej odzyskuje przyczepność. Czujnik układu kierowniczego pozwala odróżnić poślizg kół od ich szybkiego obrotu, dzięki czemu załączanie jest bardziej precyzyjne. Z kolei ciągła modulacja mocy przenoszonej na koła tylne za pomocą hydraulicznych hamulców zasadniczych pomaga kontrolować przyczepność zależnie od aktualnych warunków podłoża. Wozidła CAT posiadają hamulce tylne sterowane hydraulicznie i hamulce przednie tarczowe z zaciskami. Hamulec postojowy działa na tył i umożliwia postój wozidła z obciążeniem znamionowym na 15-procentowej pochyłości. Z kolei hamulce zasadnicze umożliwiają zatrzymanie wozidła na 20-procentowej pochyłości.

Układ automatycznego sterowania zwalniaczem stanowi wyposażenie standardowe modelu 772G. Elektronicznie steruje hamowaniem na pochyłościach, utrzymując prędkość obrotową silnika na poziomie ok. 2200 obr./min (wartość regulowana skokowo co 10 jednostek w zakresie od 1950 do 2200 obr./min). Układ ARC jest nieaktywny, gdy zwalniacz nie działa.  

Dostawcy wozideł CAT zwracają uwagę także na konstrukcję skrzyń ładunkowych, której zadaniem jest zapewnienie znamionowego udźwigu przy każdym przewozie. Oferowane są dwie konstrukcje skrzyń ładunkowych, opcjonalne burty boczne do przewozu lekkich materiałów oraz dwie opcje wkładek. Skrzynie ładunkowe o obu konstrukcjach, z wyjątkiem skrzyń do pracy w kamieniołomach, mają dno wykonane z płyty stalowej o grubości 16 mm. Taką konstrukcję można uzupełnić o dodatkową wkładkę stalową lub gumową o grubości 16 mm (w zależności od rodzaju materiału i warunków pracy). Przy wyborze typu skrzyni ładunkowej należy wziąć pod uwagę to, że skrzynie z dnem płaskim nadają się głownie do dostarczania materiału do kruszarki umożliwiając wyładunek materiału w kontrolowany sposób, natomiast skrzynie z dnem dwuspadowym stabilnie utrzymują ładunek pośrodku na pochyłościach. Wkładkę stalową można zastosować do skrzyń z dnem płaskim lub dwuspadowym w celu zabezpieczenia skrzyni przed silnymi uderzeniami i „agresywnymi” materiałami.  

         Maszyny CAT zbierają też pozytywne opinie odnośnie komfortu eksploatacji (m.in. wygodna, automatyczna regulacja temperatury i sterowana elektrycznie szyba w oknie po lewej stronie; fotel z serii Comfort III z zawieszeniem pneumatycznym i dużymi możliwościami regulacji). Poziom hałasu w kabinie wynosi to 74 dB(A). Tłumieniu hałasu i drgań sprzyja elastyczne przymocowanie kabiny do ramy. Dostawca wozideł CAT podkreśla, że konstrukcja maszyn serii G daje technikom łatwy dostęp do wspólnych punktów obsługowych, np. blokady silnika, wzierników poziomów cieczy, smarowniczek. Elementem pomocnym w eksploatacji jest natomiast system zarządzania informacjami o zasadniczym znaczeniu (Vital Information Management System, VIMS). Udostępnia dane o wydajności, informacje o stanie technicznym wozidła oraz statystyki pracy. Pozwalają podejmować decyzje dotyczące szkolenia operatorów, czy częstotliwości przeprowadzania konserwacji. Elementem wyposażenia wozidła jest system monitorowania stanu opon względem ton - kilometrów na godzinę (TKPH). Powiadamia operatora o przekroczeniu zalecanego przez producenta zużycia opon.

 

Volvo – produktywność i wygoda

Wozidła Volvo serii D  mają z założenia zapewniać odpowiednią równowagę pomiędzy wysoką produktywnością, a relatywnie niskimi kosztami eksploatacji. Wśród podzespołów zwiększających dyspozycyjność jest m.in. zwalniacz w skrzyni biegów, zmniejszający prędkość jazdy, pozwalający uniknąć niepotrzebnego używania hamulca zasadniczego. W rezultacie, główny układ hamulcowy wolniej się zużywa. Maszyny serii D to wozidła z centralnie zamontowaną skrzynią biegów, mające relatywnie nisko położony środek ciężkości (wszelkie uderzenia i naprężenia są równomiernie rozpraszane poprzez opony). Pojazdy oferują do wyboru różne schematy zmiany przełożeń. Wybierając wariant ukierunkowany na moc lub ekonomikę, operator dopasowuje charakterystykę zmiany przełożeń do konkretnego zadania (zmiany obciążenia i warunków w miejscu pracy).

Skrzynię ładunkową wykonano ze stali wysokoudarowej, odpornej na ścieranie. Konstrukcja wozideł zapobiega stratom ładunku, a ogrzewanie skrzyni ładunkowej spalinami minimalizuje ilość materiału pozostającą w pojeździe po wyładunku. Producent zwraca uwagę na łatwość poruszania się maszyny po stromiznach. Zwiększając moment obrotowy przekazywany na tylną oś o niskim przełożeniu, zmiennik momentu generuje na obwodzie kół bardzo wysoką siłę, pozwalając na bezproblemowe pokonywanie wzniesień. Zwalniacz w skrzyni biegów lub układzie hamulcowym pomaga w szybkim, a zarazem bezpiecznym operowaniu wozidłem. Ta standardowa funkcja pomaga utrzymać kontrolę nad maszyną na stromych podjazdach i zjazdach. Układ można błyskawicznie uaktywnić podczas zjazdu ze wzniesienia lub hamowania przed skrzyżowaniem.

Maszyny serii D wyposażane są fabrycznie w kabinę ROPS, zapewniającą odpowiednią widoczność i swobodny dostęp do wszystkich najważniejszych punktów obsługowych. Układ klimatyzacji, ogrzewania i wentylacji można indywidualnie regulować. Antypoślizgowe stopnie i bezpieczne podesty zapewniają bezproblemowy dostęp do maszyny — zarówno w trakcie pracy, jak i serwisowania. Najważniejsze planowe czynności konserwacyjne wykonuje się z szerokiej platformy lub z poziomu gruntu.

Wśród rozwiązań służących bezpieczeństwu jest m.in. blokada przełożenia przy zbyt dużej prędkości (uniemożliwia zmianę biegu na wyższy w niebezpiecznych warunkach, a zabezpieczenie przed przekroczeniem maksymalnych obrotów silnika automatycznie przywraca bezpieczne parametry pracy). Do innych podobnych funkcji należy opcjonalna blokada jazdy na biegu jałowym, która chroni wozidło podczas zjazdów ze wzniesień, a także hamowanie awaryjne i rezerwowy układ kierowniczy. Bieżącą obsługę techniczną ułatwia dogodne pogrupowanie wszystkich najistotniejszych punktów kontrolnych, centralne położenie skrzyni biegów i intuicyjna deska rozdzielcza.

Aby zwiększyć wydajność warto sięgnąć po rozwiązanie Volvo Site Simulation, które dostarcza cennych informacji o maszynach, flocie i konfiguracji miejsca robót.

 

T&M nr 3/2022

Tekst: Michał Jurczak

Add comment

Security code Refresh

              Obejrzyj online    OBEJRZYJ ONLINE