Wybrane elementy mechanizacji robót budowlanych
Efektywność realizacji procesów budowlanych jest dziś zależna od zdolności produkcyjnej zestawów
maszyn, tj. od ich liczby i mocy silników, od parametrów narzędzi roboczych i od dyspozycyjność
maszyn na placach budowy.
Współcześnie, mechanizowanie procesów budowlanych wymaga stosowania maszyn prowadzących,
uzupełnianych przez maszyny współdziałające w zespołach tak, że tworzą one zmechanizowane ciągi
robót budowlanych. Pojęcie mechanizacji obejmuje także eksploatację produkcyjną zespołów maszyn i
działania należące do technicznej obsługi maszyn.
Eksploatacja produkcyjna dotyczy wykonywania przez maszyny pracy mechanicznej w różnych
warunkach placów budowy. Działania obsługi technicznej obejmują planowane działania profilaktyczne,
zapobiegające nadmiernemu zużyciu i uszkodzeniom maszyn i działania naprawcze, przywracające
maszynom ich pierwotny stan techniczny.
Najogólniej rzecz biorąc mechanizacja i automatyzacja jest formą postępu technicznego w metodach
wytwarzania polegającą na wprowadzaniu narzędzi, mechanizmów oraz maszyn i urządzeń
technicznych do procesów produkcji, które ułatwiają pracę człowieka, zwiększają jej wydajność i
przyczyniają się do podnoszenia jakości pracy, ze względu na to, że czynności robocze są wykonywane
z powtarzalną, jednakową dokładnością. Istotną cechą mechanizacji i automatyzacji jest wychwytywanie
wszelkich związków organizacyjnych zachodzących w ciągach operacji technologicznych
(magazynowania, transportu, produkcji i montażu, eksploatacji) oraz wykorzystywanie ich we
wspólnym procesie produkcyjnym, za pomocą coraz bardziej zmechanizowanych ciągów maszyn.
Stopniowa automatyzacja procesów na placach budowy będzie sprawą zmiany sposobu myślenia o
technikach budowania. O ile głównym problemem w mechanizacji procesów jest technologia i
techniczne wyposażenie robót (odpowiednio dobrany zespół maszyn), o tyle dla automatyzacji, a
następnie robotyzacji procesów, takim problemem jest sterowanie (kierowa-nie) całymi procesami lub
wielkimi systemami, za pomocą odpowiednich urządzeń automatyki lub programów komputerowych.
Pojęcia podstawowe i zasady mechanizacji procesów budowlanych
Najogólniej, mechanizowanie procesów budowlanych polega na dobieraniu maszyn i/lub narzędzi
roboczych do wykonywania robót na budowach w zależności od wielkości robót i od potrzebnej
wydajności pracy. Mechanizacja jest działaniem ze względu na możliwości fizycznego wysiłku
człowieka, jak i konieczny czas robót i jest czynnikiem rozwoju technik budowania. Zastosowanie
maszyn przekształca robotników w operatorów maszyn, które z coraz to większymi prędkościami
roboczymi pokonują znaczne opory robocze związane z ogromnymi masami materiałów lub z ciężarem
elementów i wykonują wszystkie czynności główne na budowie, natomiast pozostali robotnicy mogą się
ograniczyć wyłącznie do czynności uzupełniających w stosunku do pracy maszyn. Przykładem głównej
roli maszyn w procesach budowlanych mogą być maszyny do robót ziemnych lub żurawie.
Mechanizacja (z definicji) jest to wykorzystywanie w procesach produkcji, energii silników, do
nadawania napędu i ruchu maszynom i ich narzędziom roboczym i do wykonywania przez nie pracy,
przy której udział człowieka sprowadza się do kierowania pracą maszyn i do ich technicznej obsługi.
Celem mechanizacji jest zastąpienie fizycznego wysiłku człowieka w procesach produkcji, pracą
mechaniczną silników oraz zwielokrotnienie wydajności pracy za pomocą wysokosprawnych maszyn i
narzędzi roboczych.
Mechanizacja łączy pracę (wysiłek) silników maszyn z pracą odpowiednio przystosowanych brygad
roboczych. Mechanizacja częściowa polega na zastosowaniu maszyn do wykonania części procesu
produkcyjnego, najczęściej czynności głównych. Przy pełnej mechanizacji wszystkie czynności procesu
produkcji są wykonywane za pomocą maszyn. Najbardziej efektywną formą mechanizacji pełnej jest
kompleksowa mechanizacja procesów.
W praktyce wyodrębnia się również pojęcie tzw.  małej mechanizacji , które odnosi się do zastosowań
ręcznych narzędzi zmechanizowanych (wiertarki, piły elektryczne, etc.).
Pierwsze zasady mechanizacji robót budowlanych zostały sformułowane na początku lat 50-tych w
związku z szerokim wprowadzaniem maszyn do budownictwa. Są one dostosowaniem do procesów
zmechanizowanych, podstawowych zasad organizacji pracy:
- zasada przydziału maszyn do grup robót dotyczy podziału całości realizowanego procesu budowy na
grupy obejmujące procesy, przedstawiające pewną zorganizowaną całość (roboty ziemne, inżynieryjne,
drogowe, konstrukcyjne, instalacyjne). Każdej z wyodrębnionych grup robót można przypisać maszyny
budowlane o właściwym dla niej profilu technologicznym,
- zasada pierwszeństwa maszyny głównej na budowie daje pierwszeństwo maszynie, która spełnia na
budowie czynności główne i której parametry techniczne, mają decydujące znaczenie dla wykonania
zadań w określonym terminie końcowym. Warunek ten przyporządkowuje czynnościom maszyny
głównej, czynności wszystkich maszyn współdziałających w zespole i decyduje o ich liczbie, rodzaju i
wielkości (parametrach technicznych),
- zasada podporzÄ…dkowania maszyn procesom produkcji wynika z warunku przestrzegania
technologicznej kolejności robót i przyporządkowuje czynności magazynowania i transportu placu
budowy, czynnościom roboczym maszyny głównej i pozostałych maszyn, w zmechanizowany ciąg
roboczy lub montażowy. Warunek mechanizacji robót wymusza pracę zespołu maszyn w dostosowaniu
do rytmu pracy maszyny głównej,
- zasada optymalnego doboru wielkości maszyn zaleca dostosowanie wielkości maszyny głównej i
pozostałych maszyn w zespole (mocy silników, parametrów technologicznych) do skali zadania
(wielkości robót) i przyporządkowuje temu, podział całości zadania na odpowie-dniej wielkości,
powtarzalne działki robocze, które mogą być wykonywane w powtarzalnych, efektywnych cyklach
pracy maszyny głównej,
- zasada koordynacji pracy maszyn na budowie zaleca organizacyjne uporzÄ…dkowanie, tj. harmonizacjÄ™
w miejscu i w czasie, pracy maszyn w zespole i stałe dostosowywanie pracy maszyn do wykonywanych
procesów tak, aby ciągi maszyn jako istotne składniki całości, nie przeszkadzały sobie i aby się
wzajemnie wspomagały.
Kompleksowa mechanizacja procesów budowlanych
Zasady mechanizacji robót budowlanych stały się podstawą dla sformułowania przez A. Dyżewskiego w
latach 60-tych, założeń dla mechanizacji kompleksowej procesów.
Mechanizacja kompleksowa jest metodÄ… organizacyjnÄ… i polega na wykonywaniu wszystkich
współzależnych oraz powtarzalnych procesów budowlanych, za pomocą odpowiednio dobranego
zespołu maszyn, sprzętu pomocniczego i brygad roboczych, tworzących razem, zmechanizowany ciąg
technologiczny (ciąg roboczy dla robót ziemnych lub montażowych), który w określonych miejscach i w
określonym czasie oraz w sposób ciągły i równomierny, wykonuje wszystkie składowe procesy na
budowie.
Charakterystyczną cechą metody kompleksowej mechanizacji procesów jest wyodrębnienie maszyny
głównej lub inaczej maszyny prowadzącej budowę, podporządkowując jej pracę pozostałych maszyn
oraz pracę brygad roboczych współdziałających w zespole mechanizacji kompleksowej. Technika
maszyn budowlanych pozwala na mechanizacjÄ™ wszystkich operacji procesu budowlanego, tj. na
włączanie do zmechanizowanego ciągu robót, operacji magazynowych i transportowych na placu
budowy.
 operacje
operacje transportowe
robocze
magazynowanie
Schemat integracji operacji technologicznych, magazynowania i operacji transportowych przy
zastosowaniu żurawia wieżowego.
Kompleksowość mechanizacji procesów polega na łączeniu różnych maszyn wykonujących
poszczególne procesy składowe na budowie, we wspólnym, złożonym procesie technologicznym.
Mechanizacja kompleksowa jest pełną mechanizacją wszystkich współzależnych organizacyjnie
procesów budowlanych, która charakteryzuje się synchronizacją (wyrównywaniem czasu pracy) całego
dobranego zespołu maszyn i brygad roboczych z rytmem pracy równomiernej i z wydajnością
przyjętego do realizacji procesu podstawowego (wiodącego) na budowie. Kompleksowe
synchronizowanie zestawów maszyn eliminuje czas nieprodukcyjny maszyn w zespole i obniża
bezpośrednie koszty budowy. Udział pracy ręcznej przy mechanizacji kompleksowej ocenia się jako
niewielki, do 10% pracochłonności robót i ogranicza się do operacji pomocniczych.
Podstawowe pojęcia automatyzacji procesów budowlanych
Wyższą formą realizacji niż mechanizacja jest automatyzacja procesów budowlanych. Przy
mechanizacji robót jest konieczna stała obecności człowieka przy maszynie, jako operatora maszyny, a
wykonywanie niektórych operacji pomocniczych może odbywać się ręcznie. W procesach
zautomatyzowanych rolę operatorów maszyn przejmują urządzenia sterujące pracą maszyn, natomiast
czynności człowieka ograniczają się do wprowadzania wielkości sterujących (sygnałów), do obsługi
technicznej urządzeń automatyki i kontroli procesów. Wprowadzanie automatyzacji musi być jednak
uzasadnione skalÄ… produkcji.
Automatyzacja (z definicji) jest to wprowadzanie do procesów produkcji układów sterowania napędem i
pracą maszyn oraz kontrola i regulacja pracy maszyn za pomocą sygnałów lub sprzężeń informacyjnych
(bezpośrednich lub zdalnych). Celem automatyzacji jest zastąpienie wysiłku człowieka, jako
bezpośredniego operatora pracy maszyn, maszynami częściowo lub całkowicie samoczynnymi i
ograniczenie jego roli do sterowania i kontroli całością procesów, tj. do nadawania urządzeniom
sygnałów sterujących (norm działania układu). Stałe monitorowanie (śledzenie) procesów produkcji, jak
i samoczynne reagowanie urządzeń sterujących na zadawane wielkości norm działania maszyn, są istotą
automatyki.
Automatyzacja łączy energię silników maszyn z funkcją kierowania przez człowieka proce-sami
produkcji za pomocą układów bezpośredniego lub zdalnego sterowania napędem i pracą maszyn.
Automatyzacja częściowa polega na zastosowaniu maszyn ze sterowaniem automatycznym do
wykonania części procesu produkcyjnego. Przy automatyzacji pełnej, całość procesu produkcji
wykonuje siÄ™ maszynami sterowanymi automatycznie. Aktualnie, ciÄ…gi maszyn sterowanych
automatycznie stosuje się w prefabrykacji elementów budowlanych. Najbardziej efektywną formą
automatyzacji jest kompleksowa automatyzacja procesów.
Z pojęciem automatyzacji procesów wiążą się nierozłącznie takie pojęcia, jak regulacja lub sterowanie
pracą układu technicznego (maszyny ciągu maszyn).
Regulatorami są urządzenia automatyczne, które przetwarzają otrzymywane sygnały kierujące oraz
powodują samoczynne zadziałanie układu automatycznego. Wyróżnia się następujące rodzaje
automatycznego kierowania pracą układów technicznych:
- automatyczna, prosta regulacja działania; jest to samoczynne doprowadzanie układu do stałej, raz
zadanej, normy działania; przykładem prostej regulacji układu może być np. znana zasada działania i
stosowania termostatu,
- automatyczna stabilizacja działania; jest wyższą formą regulacji prostej i jest to samo-czynne
doprowadzanie układu do wyznaczanej każdorazowo, zmieniającej się normy działania; przykładem
stabilizowania układu może być np. działanie termoregulatora,
- automatyczne zabezpieczenie działania urządzenia; jest to samoczynne wyłączanie układu w
przypadku przekroczenia zadanej normy działania; przykładem działania urządzeń zabezpieczających
układ mogą być np. zawory bezpieczeństwa,
- automatyczna blokada działania; jest to samoczynne zatrzymanie pracy układu w przypadku awarii
układu; przykładem może być zatrzymanie pracy żurawia wieżowego, np., wskutek uszkodzenia
mechanizmu obrotu wysięgnika.
- automatyczna kontrola działania; to samoczynne mierzenie parametrów procesu, porównywanie z
normą i identyfikacja błędów; przykładem może być automatyczne dozowanie składników w węz
le
betoniarskim i automatyczna kontrola gotowej mieszanki.
Regulacja pracy układu technicznego, jest to (z definicji) taki sposób automatyzacji, który polega na
przeciwdziałaniu odchyleniom stanu wyjścia układu - y, od pożądanej, stałej normy działania układu -
y*. Regulację uważa się za szczególny przypadek sterowania, gdy norma działania układu jest
wielkością stałą w czasie: y*(t) = constans (sterowanie stałowartościowe). Regulacja, która polega na
korygowaniu stanu wejścia układu, na podstawie sygnałów (informacji) o stanie wyjścia układu, jest
regulacją na zasadzie sprzężenia zwrotnego i dokonuje się automatycznie; przepływ informacji jest
przepływem jednokierunkowym, a regulowany układ jest układem zamkniętym.
zakłócenia
zadany sygnał (norma) - y* wielkość regulowana - y
OBIEKT
REGULOWANY
"y = y - y* y
REGULATOR
Schemat ogólny regulacji przez wyrównywanie odchyleń.
Sterowanie pracą układu technicznego jest to taki sposób automatyzacji, który jest procesem ciągłego
doprowadzania działania układu sterowanego, za pomocą sygnałów (informacji) do zmieniającej się w
czasie wielkości normy działania układu: y*(t) `" constans, zgodnie z określonym programem pracy
układu, a więc polega na przywracaniu (korygowaniu odchyleń) stanu działania układu do każdorazowej
wartości zmieniającej się normy (y); przepływ informacji jest przepływem dwukierunkowym a układ
jest układem otwartym.
zakłócenia
zadany sygnał wielkość
UKA
AD OBIEKT
STERUJ
CY STEROWANY
sygnał sterujący sterowania
(norma) - y* (nastawiajÄ…cy) y
Schemat ogólny systemu sterowania.
Wyróżnia się podstawowe rodzaje sterowania układami:
- sterowanie programowe - gdy norma działania układu zmienia się w funkcji czasu według znanego
programu: y*(t) = f(t); przykładem sterowania programowego może być nagrzewnica powietrza z
programatorem zmiany temperatury w czasie,
- sterowanie śledzące - gdy norma działania układu jest funkcją innej wielkości wiodącej (w), na
zewnątrz układu sterowanego, a więc jest wielkością śledzącą (i nadążającą) za zmianami wielkości (w):
y*(t) = ft(w); przykładem sterowania śledzącego mogą być serwomechanizmy lub praca spycharki w
określonym oddaleniu od wyznaczonej skrajni.
Pozostałe rodzaje sterowania (układy samosterowne), to np.: sterowanie adaptacyjne - gdy norma
działania układu jest funkcją zmieniających się właściwości układu sterowanego i jego otoczenia, np.
wcześniejszego stanu układu: y*(t) = ft(yt-1) lub sterowanie antycypacyjne - gdy norma działania układu
jest funkcją przewidywanego zachowania się wielkości wiodącej (w), zmieniającej się w funkcji czasu:
y*(t) = f(w(t)).
Najwyższym stopniem automatyzacji jest kompleksowa automatyzacja procesów (automatyzacja
technologii). Automatyzacja kompleksowa procesów dotyczy pełnej integracji technologii wykonania
wszystkich detali, elementów i połączeń konstrukcji, potrzebnych do wykonania gotowego obiektu i
polega na połączeniu wszystkich współzależnych operacji produkcyjnych: magazynowania, transportu
międzyoperacyjnego, technik produkcji lub montażu i czynności sterowania (kierowania) procesami, w
technologiczne linie produkcji elementów lub montażu obiektów, które są kompleksowo wyposażone i
zsynchronizowane, co do miejsca i rytmu pracy, głównego ciągu montażowego wznoszącego
konstrukcję nośną obiektu.
Zastosowanie robotów w budownictwie.
Według pierwszych określeń,  robotem była zdolna do zaprogramowania maszyna, która może
wykonywać zadania dotąd zastrzeżone dla ludzi i wyrażała ogólne dążenie do zastąpienia człowieka, w
wielu jego funkcjach, maszynami, poprzez przekazanie im umiejętności samodzielnego
przystosowywania się do zmiennych warunków otoczenia. Aktualnie, pod pojęciem  robot należy
rozumieć względnie samodzielną maszynę, która precyzyjnie oraz bez udziału człowieka, może
wykonywać powtarzające się czynności robocze lub usługowe, w stałych, nie zmieniających się,
warunkach otoczenia (dzisiejszy stan techniki).
W odniesieniu do zastosowań przemysłowych, można przyjąć, że robotyzacja polega na wprowadzaniu
maszyn produkcyjnych, które są w stanie samodzielnie odbierać, zapamiętywać oraz analizować różne
sygnały, mechaniczne, optyczne i falowe z otoczenia i są zdolne do samodzielnego nadawania napędu,
wykonywania ruchu, sterowania i kontroli swej pracy, według zaprogramowanych funkcji
(oprogramowania komputerowego). Celem robotyzacji jest zastąpienie udziału człowieka w procesach
produkcji, maszynami względnie samodzielnymi i ograniczenie roli człowieka wyłącznie do
projektowania zakresu funkcji roboczych maszyn, do ich programowania i kontroli oprogramowania i
do technicznej obsługi maszyn.
Robotyzacja jest wynikiem udoskonalania rozwiązań automatyzacji poprzez rozwijanie zasady
samosterowności. W procesach automatycznych rolę operatorów maszyn pełnią urządzenia zdolne do
samoczynnego sterowania pracą maszyn, natomiast czynności człowieka ograniczają się do
wprowadzania sygnałów sterujących i do kontroli realizacji procesów. Przy robotyzacji procesów
funkcje operatorów maszyn, tj. odbierania i przetwarzania sygnałów z otoczenia, wykonywania
czynności roboczych oraz kontrolowania procesów, maszyny wykonują samodzielnie, natomiast
czynności człowieka sprowadzają się do projektowania oprogramowania funkcji robotów.
W budownictwie  roboty są wykorzystywane do wykonywania różnych czynności eksploatacyjnych na
obiektach, np., przy czyszczeniu tuneli lub szyb w budynkach wysokich, przy usuwaniu warstw
uszkodzonego betonu za pomocą wody pod wysokim ciśnieniem, do renowacji obiektów mostowych i
tuneli lub do konserwacji połączeń śrubowych hal stalowych w obiektach publicznych bez przerywania
funkcji użytkowania obiektów, etc. Podejmowane są również doświadczenia z wykorzystywaniem
robotów do wykonywania połączeń śrubowych lub klejowych, z zamiarem stosowania w trudnych
warunkach montażu.
Technika systemów budowlanych
W budownictwie technika systemów odnosi się do układu: {system konstrukcji obiektów /zestawy
elementów, materiałów i połączeń montażowych  technologia procesów /zestawy maszyn i sprzętu
pomocniczego robót - personel /wiedza technologiczna} i wiąże bezpośrednio rozwiązania techniczne
konstrukcji obiektów z technikami wytwarzania i eksploatacji z punktu widzenia efektywnej całości
systemów. To, co jest najbardziej istotne w technice systemów, to powiązanie proponowanych
zestawów materiałowo-konstrukcyjnych dla obiektów systemowych, z technologią systemu, tj. z jej
wymaganiami ze względu na poziom mechanizacji lub automatyzacji wyposażenia technicznego, jak i
ze względu na związane z wyposażeniem, techniczne wymagania jakościowe stawiane rozwiązaniom
projektowym obiektów.
Wymagania jakościowe stawiane obiektom systemowym dotyczą:
1. W produkcji elementów budowlanych (tolerancji i dokładności pasowania połączeń montażowych,
etc.).
2. W montażu obiektów (prostoty montażu; bez utrudnień technicznych).
3. W eksploatacji obiektów (łatwej konserwacji i napraw obiektów; wymienialności elementów, etc.).
Technika systemów budowlanych obejmuje zdyscyplinowany proces technologiczny, który integruje
związki technologiczno-konstrukcyjne występujące w systemie w oparciu o modularny układ
konstrukcji, gdzie powtarzalnym fragmentom konstrukcji obiektów, wyznaczonym przedziałami siatki
słupów lub osi ścian nośnych, odpowiada ściśle, modularna budowa zasobów (zestawy materiałów i
elementów) oraz środków realizacji (zestawy maszyn, sprzętu pomocniczego i brygad roboczych). W
zależności od zakresu rozpiętości i ciężaru elementów, zestawy wyposażenia obejmują jedną lub więcej
maszyn głównych pracujących na jednej działce roboczej (np. dz
wigów, etc.) i zespół maszyn
współdziałających.
 2
3
1
Schemat podnoszenia przestrzennego segmentu konstrukcji nośnej przykrycia hali stalowej, z
zastosowaniem dwóch masztów montażowych z wysięgnikami, metodą stacjonarno-przestawną: 1 -
wstępny montaż elementów konstrukcji nośnej dachu, w przestrzenny segment (moduł nośny) na
szablonie montażowym, na poziomie terenu, 2 - podnoszenie i osadzanie segmentu na słupach, 3 -
przestawianie szablonu montażowego na następną sekcję obiektu, oddzielny montaż instalacji i pokrycia
dachu na wysokości wbudowania.
Kompleksowe systemy technicznego wyposażenia robót budowlanych.
Wyższą formą mechanizacji procesów są kompleksowe systemy wyposażenia robót budowlanych,
organizowane dla obiektów systemowych z przestrzennych segmentów konstrukcji nośnych, które
charakteryzują się odpowiednią do potrzeb koordynacją wymiarową z pozostałymi elementami
obiektów: obudowy i stanu wykończeniowego obiektów, instalacji, wyposażenia użytkowego, etc.
Przestrzenne segmenty konstrukcji nośnych są wstępnie integrowane (scalane) na poziomie terenu
razem z pozostałymi elementami obiektów, w gotowe, całkowicie wykończone segmenty, a następnie
wbudowywane do obiektów. Dla potrzeb realizacji robót złożonych, opracowuje się szczegółowe
technologie lub schematy robót dla wszystkich procesów składowych i podporządkowuje ich
wykonanie, realizacji procesu podstawowego, dotyczącego wykonania konstrukcji nośnej obiektu, a
następnie dla całości dobiera się zespół maszyn. Koordynacja systemowa i wymiarowa elementów
konstrukcji obiektu umożliwia integrację (scalenie) wszystkich procesów składowych, we wspólnym
procesie technologicznym oraz kompleksowy, systemowy dobór maszyn i sprzętu pomocniczego robót.
Integrowanie różnych procesów za pomocą wspólnego zespołu maszyn, pozwala na równoczesność
wykonywania robót w cyklu pracy maszyny głównej. Efektem takiej integracji, jest intensyfikacja pracy
zespołu maszyn i jego lepsze wykorzystanie, przez zmniejszenie ogólnej liczby cykli pracy maszyny
głównej, a także wskutek zmniejszenia ogólnej liczby maszyn i mocy silników w zespole. Wyposażenie
kompleksowe występuje w wielu rodzajach robót, np. przy zintegrowanym montażu tzw. suchych
tynków lub sufitów podwieszanych z płyt kartonowo-gipsowych, wykonywanym przemiennie z
montażem instalacji multimedialnych, przy montażu zintegrowanych przęseł mostów lub przykryć hal
stalowych.
Kompleksowe systemy wyposażenia robót tworzą przesłanki do stopniowej automatyzacji procesów
wytwarzania i eksploatacji obiektów, połączonej ze wspomaganiem komputerowym (automatyzacją)
kierowania całością procesów oraz integrują cały zakres czynników: rozwoju konstrukcji, technologii i
wyposażenia robót, kierowania procesami i efektywności rozwiązań, które mają znaczenie dla systemu
jako całości.
2
1
Schemat podnoszenia zintegrowanego przykrycia hali stalowej z zastosowaniem dwóch masztów
montażowych z wysięgnikami, metodą stacjonarno-przestawną: 1 - wstępna integracja elementów
konstrukcji nośnej z elementami instalacji i pokrycia dachu na szablonie montażowym, na poziomie
terenu (lub na wielostanowiskowej taśmie montażowej, metodą taśmowo-rytmiczną), 2 - podnoszenie i
osadzanie gotowego segmentu na słupach.
Systematyka maszyn budowlanych
Klasyfikacja maszyn budowlanych według normy ISO/TR 12603
Norma ISO/TR 12603 podaje europejską klasyfikację maszyn budowlanych według ich przeznaczenia
dla poszczególnych grup robót i jest następująca:
- 100 Maszyny i urządzenia do robót ziemnych:
wstępne roboty ziemne i wykopy szerokoprzestrzenne: 110 spycharki; kołowe, gąsienicowe, 120
ładowarki; kołowe, gąsienicowe, 130 koparko-ładowarki; kołowe, gąsienicowe, 140 koparki;
hydrauliczne, linowe, z kołem czerpakowym, łańcuchowe wieloczerpakowe, urządzenia do wyburzania,
transport mas ziemnych: 150 wywrotki; przegubowe, samochodowe,
roboty ziemne, wykończeniowe: 160 zgarniarki, 170 równiarki,
wykopy wąsko-przestrzenne i jamiste: 180 koparki do rowów, 190 układarki rur.
- 200 Maszyny i urządzenia do fundamentowania i do zagęszczania gruntu:
wykonywanie pali i szczelin: 210 urzÄ…dzenia do wbijania i wyrywania pali; urzÄ…dzenia do wbijania
(kafary), urzÄ…dzenia wyrywajÄ…ce, urzÄ…dzenia sondujÄ…ce, urzÄ…dzenia do formowania pali, 220 wiertnice i
urządzenia do wykonywania szczelin (wgłębiarki),
zagęszczanie gruntów: 230 walce; walce z bębnami gładkimi, z kołami ogumionymi, inne walce, 240
urządzenia do zagęszczania; ubijaki, zagęszczarki płytowe (wibracyjne),
- 300 Maszyny i urządzenia do produkcji, transportu i zagęszczania mieszanki betonowej i zapraw
oraz do prac zbrojeniowych i formowania:
produkcja i transport mieszanek betonowych: 310 urządzenia do magazynowania środków, 320
urzÄ…dzenia dozujÄ…ce i mieszajÄ…ce; betoniarki, mieszarki do zapraw tynkarskich, 330 urzÄ…dzenia
transportujące; pompy do betonu, pompy do zapraw, przenośniki taśmowe, inne przenośniki, 340
narzucarki i torkietnice; narzucarki betonu, urzÄ…dzenia wtryskowe,
formowanie elementów budowli: 350 zagęszczarki i urządzenia do wykończania; zagęszczarki do
betonu, urządzenia do wykańczania, 360 deskowania i formy,
prace zbrojeniowe: 370 maszyny i urządzenia do robót zbrojarskich; giętarki i przecinarki do prętów,
giętarki i przecinarki do siatek, 380 urządzenia do wstępnego sprężania,
urządzenia specjalistyczne: 390 urządzenia do odzysku i przeróbki betonu (recyklingu).
- 400 Maszyny i urzÄ…dzenia do kruszywa:
410 kruszarki, 420 przesiewniki (przesiewacze), 430 płuczki, 440 podajniki.
- 500 Maszyny i urzÄ…dzenia do transportu pionowego i urzÄ…dzenia pomocnicze:
maszyny transportu pionowego: 510 żurawie wieżowe, 520 żurawie samojezdne, 530 inne dz
wignice,
540 wózki podnośnikowe, 550 dz
wigi budowlane,
urządzenia i osprzęt transportowy: 560 wciągarki, przyciągarki, wielokrążki, 570 osprzęt urządzeń
do transportu pionowego; zawiesia, cylindry hydrauliczne,
rusztowania i pomosty: 580 rusztowania i pomosty; rusztowania stałe, rusztowania przewoz
ne i
wiszące, pomosty wiszące, przejezdne pomosty ruchome, podnośniki robocze.
- 600 Specjalistyczne maszyny i urzÄ…dzenia stosowane w budownictwie:
roboty drogowe: 610 maszyny i urządzenia do układania i naprawy dróg; układarki nawierzchni,
brukarki, wyrówniarki, maszyny do przetwarzania (recyklingu) nawierzchni,
roboty inżynieryjne (instalacje): 620 maszyny do układania i przepychania rurociągów.
- 700 Maszyny do robót instalacyjnych, wykończeniowych i konserwacyjnych:
roboty dachowe: 710 do pokrywania dachów, 720 do robót izolacyjnych,
roboty wykończeniowe: 730 do robót tynkarskich i pokrywania ścian, 740 do robót podło-gowych,
750 do robót malarskich,
roboty instalacyjne: 760 do robót instalacyjnych; instalacyjno-sanitarnych, instalacyjno-
elektrycznych, instalacyjno-gazowych, instalacyjno-klimatyzacyjnych,
urzÄ…dzenia specjalistyczne: 770 do mocowania i Å‚Ä…czenia, 780 do czyszczenia i sprzÄ…tania.
- 800 Maszyny i urządzenia ogólnego przeznaczenia  stosowane w budownictwie:
810 maszyny i urządzenia do wytwarzania, przetwarzania i przesyłania energii; elektrycznej, cieplnej,
sprężonego powietrza, 820 narzędzia z napędem; elektrycznym, spalinowym, pneumatycznym,
hydraulicznym, 830 urządzenia do spawania i innych procesów łączenia, 840 pompy, 850 urządzenia
kontrolno-pomiarowe.
Osprzęt roboczy maszyn budowlanych
W skład osprzętu roboczego wchodzą mechanizmy układu roboczego maszyn, wywierające siły
(momenty robocze) niezbędne do pokonywania oporów roboczych i do wykonywania koniecznych
ruchów roboczych narzędzi. Do osprzętu roboczego należą na przykład: wysięgnik, ramię łyżki, łyżkę i
cylindry hydrauliczne koparki, kolumnę obrotową, ramię i zawiesie linowe z hakiem żurawia
wieżowego, wysięgnik z rurociągiem pompy do betonu z cylindrami tłoczącymi mieszankę betonową,
etc.
Sprzęt pomocniczy (oprzyrządowanie) robót i maszyn budowlanych
Do sprzętu pomocniczego robót zalicza się pomocnicze urządzenia na działkach roboczych
(technologiczne oprzyrządowanie robót), związane ściśle z określoną technologią robót, tj. z
powstawaniem lub nadawaniem określonego kształtu konstrukcji obiektu lub służącego do ustawiania,
podpierania lub formowania fragmentów konstrukcji, np.:
360 deskowania (tarcze) i formy, 580 rusztowania robocze, (podpory konstrukcyjne), etc.
Do przyrządów technologicznego robót należą również szablony montażowe, na przykład: szablony do
montażu elementów stalowych w segmenty konstrukcji lub do ustawiania śrub kotwiących podczas
betonowaniem stóp fundamentowych, sprzęt do rektyfikacji elementów prefabrykowanych podczas
montażu, etc.
Do sprzętu pomocniczego maszyn zalicza się pomocnicze urządzenia narzędzi roboczych maszyn
(technologiczne oprzyrządowanie maszyn), ułatwiające chwytanie, mocowanie lub stabilizowanie
pozycji materiałów budowlanych lub elementów konstrukcji podczas wykonywania przez maszyny
czynności roboczych, np.: 570 trawersy do haków na zawiesiach linowych, rynny do mieszanki
betonowej, etc.
Ręczne narzędzia zmechanizowane
W skład wyposażenia osobistego brygad roboczych wchodzą ręczne narzędzia proste i ręczne narzędzia
zmechanizowane, które zależnie od przeznaczenia są napędzane silnikami spalinowymi lub
elektrycznymi (elektronarzędzia). Ręczne narzędzia zmechanizowane służą do bezpośredniej obróbki
lub do montażu różnych materiałów, np. wiercenia, wkręcania, cięcia, szlifowania, mocowania,
uszczelniania i są wyposażone w uniwersalne głowice do wymiany elementów roboczych. W wielu
rodzajach robót, np. w robotach instalacyjnych, narzędzia zmechanizowane są podstawowym
wyposażeniem roboczym brygad roboczych.
Charakterystyka podstawowych zespołów maszyn budowlanych
Główne elementy konstrukcji maszyn budowlanych
Maszyna budowlana jest to samojezdne lub stacjonarne urządzenie techniczne, składające się z
konstrukcji nośnej i pulpitu lub kabiny operatora, wyposażone w mechanizmy napędu i sterowania pracą
maszyny i w urządzenia do mocowania narzędzi roboczych. Wyróżnia się następujące zespoły
konstrukcyjne maszyn:
- Platforma nośna (podwozie); rama nośna maszyny i narzędzi roboczych,
- Nadwozie; kabina operatora i obudowa ochronna mechanizmów maszyny,
- Układ kierowania; kierownica lub drążki sterujące, układ elektryczny zapłonowy i układ paliwowy,
drążek zmiany biegów (zmiany prędkości obrotów) silnika, przekładnia napędu na układ jezdny lub
roboczy, drążki układu roboczego i układu hamulcowego.
- Układ napędowy; 1. Maszyny z silnikiem spalinowym: główny silnik spalinowy i przekładnia
hydrokinetyczna lub sprzęgło elastyczne (elastyczne przekazywanie obrotów silnika) - wał napędowy 
skrzynia zmiany biegów sterowana za pomocą sprzęgieł hydraulicznych (układ jazdy kołowy) lub
przekładnia jazdy z silnikiem hydraulicznym (układ jazdy gąsienicowy) - przekładnia pośrednia
przeniesienia obrotów silnika na osie przednią i tylną maszyny z hamulcem jazdy - wały napędowe
pośrednie - mosty napędowe osi z mechanizmami różnicowymi - przekładnie planetarne kół
napędowych (układ jazdy kołowy) lub sprzęgła kłowe i silniki hydrauliczne (układ jazdy gąsienicowy),
2. Maszyny z silnikiem elektrycznym: silniki elektryczne, hamulce tarczowe i blokady ruchu.
- Układ jezdny; koła gumowe, sterowane kierownicą lub mechanizmy gąsienicowy jazdy, sterowany
sprzęgłami tarczowymi bocznymi lub mechanizm szynowy jazdy na torowisku z silnikiem
elektrycznym.
- Układ roboczy; 1. Mechanizm obrotu narzędzi roboczych (dla maszyn z obrotową platformą roboczą,
np. koparki, dz
wigi, żurawie wieżowe): silnik główny spalinowy - silnik hydrauliczny - przekładnia
obrotu z hamulcem hydraulicznym, przenosząca napęd na łożysko wieńcowe - łożysko wieńcowe lub:
silnik elektryczny - mechanizm obrotu z hamulcem tarczowym - łożysko wieńcowe z blokadą obrotu, 2.
Mechanizmy ruchu narzędzi roboczych: gniazda mocowania narzędzi, kolumny, wysięgniki, ramiona,
połączenia sworzniowe lub czopowe, etc. 3. Narzędzia robocze: łyżki, lemiesze, haki, wałki
mimośrodowe wibracyjne, etc.
- Układy wspomagające sterowanie napędem i pracą maszyny; 1. Układ hydrauliczny: pary
mechanizmów: silnik główny spalinowy  centralna pompa hydrauliczna; dz
wignie sterownicze 
rozdzielacze, reduktory i zawory sterujące układem hydraulicznym; silniki hydrauliczne - przekładnia
jazdy lub obrotu platformy maszyny; cylindry hydrauliczne robocze  narzędzia robocze, 2. Układ
elektryczny: prądnica  przełączniki, styczniki, bezpieczniki - silniki elektryczne, 3. Układ
pneumatyczny: silnik spalinowy  sprężarka powietrza  rozdzielacze i zawory sterujące układem, 4.
Układ radiowy sterowania zdalnego,
Zasady działania maszyn są przedstawiane w postaci schematu układu konstrukcji. Najbardziej znanym
schematem jest schemat kinematyczny maszyny, obejmujący układ mechanizmów napędu i
podstawowych ruchów roboczych maszyny, schemat układu elektrycznego zasilania i sterowania
maszyną, schemat układu hydraulicznego wspomagania napędu i pracy narzędzi roboczych. Dla potrzeb
technicznej obsługi codziennej maszyny podaje się schemat smarowania istotnych podzespołów
maszyny i instrukcję obsługi.
Cechy użytkowe i użyteczność maszyn budowlanych
Masywność konstrukcji maszyn budowlanych - wynika z masowości robót budowlanych, która polega na
wydobywaniu, dz
wiganiu, transportowaniu i obróbce za pomocą maszyn budowlanych, olbrzymich mas
gruntów, materiałów budowlanych i elementów konstrukcji o dużej objętości lub ciężarze roboczym
oraz przy wywieraniu dużych sił roboczych, w tym sił udarowych lub drgań. Z tego powodu maszyny
budowlane cechują się zwartą budową oraz zwiększonymi masami konstrukcji i narzędzi roboczych, a
ze względu na przenoszone obciążenia robocze i warunki eksploatacji maszyn, większymi mocami
silników.
Cechy transportowe maszyn budowlanych - wynikają z przeważającego udziału operacji
transportowych, w stosunku do całości wykonywanych działań budowlanych. Równocześnie procesy
budowlane charakteryzują się ścisłym, procesowym powiązaniem operacji technologicznych
(wbudowywania, montażu), z operacjami transportu zewnętrznego (np. podawanie mieszanki betonowej
z mieszalników samochodowych) i z operacjami transportu produkcyjnego (poziomego i pionowego), w
taki sposób, że operacje transportowe stały się integralną częścią składową procesów budowlanych (np.
podawanie gruntu koparką lub ładowarką na samochód, transport pojemników z mieszanką betonową
żurawiem wieżowym, od węzła betoniarskiego na budynek).
 transport poziomy (obrót) transport
pionowy
2
transport
procesy
transport zewnętrzny pionowy
technologiczne
magazynowanie
1
Schemat operacji transportowych w procesach budowlanych: 1 - operacje transportu materiałów do
magazynu na placu budowy, 2 - produkcyjne operacje transportowe: magazyn - obiekt.
Transportowy charakter robót budowlanych wywiera wpływ nie tylko na technologię robót
budowlanych, ale i na rozwiązania konstrukcji maszyn budowlanych i powoduje, że większość maszyn
głównych, prowadzących budowy, stanowią maszyny o cechach transportowych, na przykład:
- maszyny roboczo-transportowe, transportu poziomego, samojezdne (np. maszyny do robót ziemnych:
spycharki, Å‚adowarki, zgarniarki, etc.),
- maszyny dz
wigowo-transportowe, transportu pionowego, stacjonarne lub samojezdne (np. żurawie
wieżowe, dz
wigi, pompy do mieszanek betonowych, etc.),
- maszyny dz
wigowo-transportowe, transportu poziomego, stacjonarne lub samojezdne (np. suwnice
bramowe, przenośniki taśmowe, etc.),
- maszyny obróbcze, samojezdne (walce, zrywarki etc.),
- maszyny obróbcze, stacjonarne (kafary, wiertnice, kruszarki, wibratory, etc.).
- maszyny transportowe, transportu poziomego (samochody, platformy samochodowe, etc.),
Użyteczność maszyn - jest cechą określającą przydatność praktyczną maszyn ze względu na
zróżnicowane warunki eksploatacji (np. warunki gruntowe, opory robocze, parametry robót, etc.), które
powodują różnicowanie rozwiązań konstrukcji maszyn w zależności od przewidywanych zastosowań
produkcyjnych. Istotnymi cechami użyteczności mogą być, na przykład: podwozie kołowe maszyny w
miejsce gąsienicowego, możliwość instalowania większej ilości lub innej kombinacji narzędzi
roboczych, większa moc silnika lub niższe koszty eksploatacji, etc. Ocena użyteczności maszyn polega
na badaniu (wartościowaniu) jej cech konstrukcyjnych, w odniesieniu do konkretnego przedziału
warunków eksploatacji i na ich porównywaniu w stosunku do innych rozwiązań lub z podobnymi
typami maszyn.
Charakterystyka pracy narzędzi roboczych maszyn
Podstawowe funkcje pracy maszyn budowlanych wykonuje układ napędowy oraz narzędzia robocze,
które są pod działaniem oporów roboczych, drgań lub temperatur. Przykłady obróbki wykonywanej
narzędziami roboczymi maszyn przedstawiono poniżej:
- obróbka gruntów i kruszyw; skrawanie (cięcie /odspajanie, wiercenie, rozrywanie); zagęszczanie
(wywieranie siły statycznej  walcowanie, wywieranie siły statycznej i drgań  walcowanie wibracyjne,
wywieranie sił udarowych - ubijanie); rozdrabnianie, łamanie (wywieranie sił udarowych); obróbka
termiczna gruntu (mrożenie),
- mechaniczne posadowienie elementów w gruntach; wciskanie elementów (wywieranie sił udarowych -
wbijanie, wywieranie siły statycznej i drgań - wciskanie wibracyjne); wyciskanie elementów
(wywieranie siły podnoszącej i drgań - wyciskanie wibracyjne),
- obróbka elementów konstrukcji; ujednoradnianie mieszanek (mieszanie mechaniczne), zagęszczanie
mieszanek (wywieranie sił dynamicznych  prasowanie, wywieranie sił udarowych  ubijanie,
wywieranie drgań  wibrowanie), obróbka termiczna elementów (działanie temperatury powietrza lub
pary wodnej), obróbka skrawaniem (cięcie, szlifowanie, frezowanie), obróbka mechaniczna
(prostowanie, gięcie), obróbka spawaniem (spawanie, zgrzewanie), pielęgnacja wilgotnościowa i
temperaturowa elementów, nakładanie warstw ochronnych na elementy (malowanie, cynkowanie,
zabezpieczanie środkami chemicznymi),
- operacje montażu budowli; mechaniczne skręcanie elementów, klejenie połączeń, etc.
- operacje transportu technologicznego: podnoszenie, dz
wiganie, przemieszczanie (naczyniowe) mas
ziemnych lub materiałów i elementów do montażu, etc.
Kierunki rozwoju konstrukcji maszyn budowlanych
Wyrazem ogólnego kierunku w rozwoju maszyn budowlanych są konstrukcje o coraz to bardziej
uniwersalnych rozwiązaniach funkcji roboczych, wśród których wyróżnia się:
- maszyny wielozadaniowe (wielonarzędziowe), wyposażone w kilka zamocowanych na stałe narzędzi
roboczych o różnym profilu technologicznym (np. spycharko-koparka) lub jako maszyny wyposażane w
uniwersalne głowice wielonarzędziowe z wymiennymi, w zależności od potrzeb, narzędziami roboczymi
(np. spycharko-koparka, którą zamiennie można wyposażyć w łyżkę ładowarki lub w chwytak do bali
drewnianych, etc.),
- maszyny wielofunkcyjne, które łączą funkcje kilku maszyn o podobnym zakresie pracy (np. ładowarka,
Å‚Ä…czÄ…ca funkcje koparki i spycharki, etc.).
Wyrazem nowego kierunku w rozwoju konstrukcji maszyn sÄ…:
- maszyny o modularnej (strukturalnej) budowie konstrukcji, na przykład, składane z powtarzalnych
segmentów konstrukcji (konstrukcje kolumn żurawi wieżowych lub rusztowań) lub wyposażone w kilka
mniejszych i bardziej efektywnych silników, napędzających oddzielnie każdy element jezdny lub
roboczy maszyny, w miejsce jednego silnika głównego dużej mocy.
Postęp techniczny w rozwiązaniach maszyn budowlanych będzie jednak rezultatem ogólnej tendencji do
automatyzowania procesów i wynikającej stąd konieczności do ograniczania utrudnień technicznych w
montażu obiektów. W tym kierunku na przykład, zmierzają metody wznoszenia budowli przy użyciu
różnego typu wciągarek, podnośników i dz
wigników hydraulicznych, które są już wykorzystywane w
montażach przestrzennych segmentów przykryć dachowych, hal stalowych lub całych stropów i pięter
budynków żelbetowych. W porównaniu ze stosowaniem urządzeń dz
wigowych z zawiesiami linowymi,
urządzenia podnoszące dają lepsze rozłożenie masy i stateczność segmentów podczas montażu.
Schemat podnoszenia zintegrowanego przykrycia hali stalowej przy zastosowaniu zespołu wciągarek
hydraulicznych.
Podstawy eksploatacji maszyn budowlanych
Elementy procesu eksploatacji maszyn
Podstawy eksploatacji maszyn budowlanych w Polsce zostały stworzone przez I. Bracha w latach 50-
tych, równolegle do zasad mechanizacji i są one aktualizowane do nowych warunków technicznych, z
powodu wydatnego podniesienia się poziomu niezawodności maszyn. Przez eksploatację rozumie się
wykorzystywanie możliwości technicznych maszyn zgodnie z przeznaczeniem, ze względu na sposób
oraz techniczne warunki wykonywania pracy mechanicznej. Maszyny budowlane sÄ… urzÄ…dzeniami
technicznymi, naprawialnymi, użytkowanymi od chwili wyprodukowania do osiągnięcia granicznego
stanu eksploatacji.
Proces eksploatacji maszyn jest to cały zespół czynności organizacyjnych i technicznych, których celem
jest wykonywanie przez maszyny zadań produkcyjnych zgodnie z ich technicznymi parametrami oraz
utrzymanie technicznej zdolności maszyn do wykonywania pracy.
W procesie eksploatacji wyróżnia się następujące stany maszyn:
1). stan eksploatacji produkcyjnej maszyn - jest stanem zdatności maszyn do wykonywania pracy
mechanicznej (w stosunku do maszyn wynajmowanych, należy używać pojęcie - stan użytkowania
produkcyjnego maszyn). W stanie eksploatacji produkcyjnej maszyn wyodrębnia się jeszcze dwa istotne
stany: stan oczekiwania maszyn na realizację zadań i stan realizacji przez maszyny zadań produkcyjnych
(wykonywania pracy mechanicznej). Do podstawowych czynności wykonywanych w stanie eksploatacji
produkcyjnej maszyn zalicza siÄ™:
- czynności formalno-prawne związane z przejazdami maszyn po drogach publicznych,
- transport maszyn na place budowy (warunki przejazdu, zabezpieczenie transportu),
- przygotowanie maszyn do pracy (posadowienie maszyny, podłączenie zasilania),
- stan wykonywania zadań i pracy mechanicznej maszyn (ograniczenia pozycyjne, bhp),
- demontaż maszyn i transport na inne miejsce pracy lub do miejsca przechowywania,
Struktura działań wykonywanych w stanie oczekiwania i realizacji zadań produkcyjnych
dla maszyn i kompletów sprzętu pomocniczego (deskowań, rusztowań, szablonów, etc.)
Uzgodnienia transportowe
Transport maszyny na
budowÄ™
Montaż i ustawienie
robocze
Okres pracy maszyny
Demontaż i transport
maszyny
Konserwacja i naprawy po zdarzenia losowe (awarie)
zakończeniu robót
2). stan obsługi technicznej maszyn - to stan zapobiegania awariom, naprawy lub remontu maszyn i
kontrola stanu zdatności maszyn do wykonywania zadań produkcyjnych. Podstawowe czynności
wykonywane w stanie obsługi technicznej maszyn są następujące:
- mycie elementów roboczych maszyn i smarowanie najbardziej wrażliwych na uszkodzenia elementów
maszyn, po zakończeniu każdej zmiany roboczej,
- okresowe przeglądy, obsługi techniczne i transportowe maszyn i sprzętu pomocniczego, po
zakończeniu cyklu robót lub całości robót na placu budowy oraz planowane naprawy i remonty maszyn i
sprzętu pomocniczego.
Cechami charakterystycznymi procesu eksploatacji maszyn budowlanych sÄ…:
- częste zmiany miejsca pracy i w związku z tym, częste przemieszczenia maszyn pomiędzy placami
budowy lub miejscami ich pracy na placu budowy,
- szeroki zakres zmienności warunków eksploatacji ze względu na warunki zewnętrzne (np.
atmosferyczne, terenowe) lub warunki technologiczne robót,
- względnie duża częstotliwość przebywania w obsłudze technicznej, ze względu na wrażliwość
układów napędowych i wspomagających pracę maszyn na przeciążenia robocze.
W zależności od intensywności przebiegu eksploatacji, następuje obniżanie się zdolności produkcyjnej i
wydajności maszyn, wskutek zużywania się elementów konstrukcji i procesu starzenia maszyn.
Przywrócenie (odtworzenie) pierwotnej sprawności technicznej maszyn, tj. ich pełnej zdatności do
wykonywania zadań, zależy od szeregu czynności organizacyjnych i technicznych, należących do
stosowanego systemu obsługi technicznej maszyn.
Charakterystyka zużycia technicznego maszyn budowlanych
Wymienia się dwa rodzaje zużywania się maszyn i urządzeń technicznych: zużycie techniczne i tzw.
zużycie  moralne .
1). Zużycie techniczne - to pogarszanie się stanu technicznego maszyny wraz z upływem czasu
eksploatacji, wskutek intensywnej pracy mechanicznej lub niedbałej obsługi technicznej. Wymienia się
następujące czynniki technicznego zużycia maszyn:
- siły i opory robocze; wynikają z technologicznych właściwości gruntów, materiałów budowlanych i
elementów konstrukcji, z ich gęstości pozornej, objętości roboczej i wilgotności lub ciężaru.
Konieczność pokonywania dużych oporów roboczych występuje we wszystkich robotach budowlanych,
na przykład: przy wydobywaniu i przemieszczaniem mas gruntów (spycharki, ładowarki, etc.), przy
podnoszeniu lub dz
wiganiu elementów (dz
wigi, żurawie wieżowe), w robotach stanu surowego lub
wykończeniowych (wibrowanie, cięcie, frezowanie nawierzchni, etc.) i wpływa na zużywanie się
układów roboczych maszyn (krawędzie tnące narzędzi, łożyska, przeguby, uszczelnienia cylindrów
hydraulicznych, etc.),
- siły napędowe i opory tarcia; są funkcją takich charakterystyk, jak: ruch, prędkość jazdy i prędkość
robocza. Potrzeba instalowania silników o zwiększonej mocy roboczej i rozbudowanych układów
napędu dotyczy zwłaszcza ciężkich maszyn budowlanych, z mechanizmem gąsienicowym jazdy i
wynika nie tylko z konieczności pokonywania oporów roboczych ale i z warunków eksploatacji
produkcyjnej, które wpływają na zużywanie się elementów napędu. Nadawanie ruchu maszynie i jej
narzędziom roboczym wiąże się z pokonywaniem sił tarcia powstających w mechanizmach maszyn
(płaskie prowadnice, łożyska, siłowniki hydrauliczne, etc.) i z narażeniem dodatkowo na działania
cząsteczek gruntu, zapylenie, zwłaszcza w miejscach smarowania różnych połączeń lub elementów
trÄ…cych.
- siły bezwładności obciążonych narzędzi roboczych; są funkcją przyspieszeń roboczych maszyn i
wywierają istotny wpływ na zużywanie się mechanizmów obrotu i ruchu narzędzi roboczych. W
zależności od fazy roboczej cyklu pracy maszyny wyróżnia się kolejno: narastanie, stabilizację i
hamowanie obrotów narzędzi roboczych maszyny. Wpływ bezwładności maszyn występuje na przykład,
przy obrocie ramienia koparki z urobkiem lub przy obrocie kolumny żurawia wieżowego z
wysięgnikiem i elementem zawieszonym na haku, etc. Siły bezwładności powodują zużywanie się
połączeń elementów nośnych (prowadnice, przeguby, czopy, sworznie, etc.) w konstrukcjach
mechanizmów roboczych maszyn.
2). Zużycie  moralne - to wartościowanie maszyny, mające charakter subiektywny, które polega na
ocenie tej strony jej użyteczności, jaką jest jej przydatność lub atrakcyjność wobec pojawiania się coraz
to nowych typów lub generacji maszyn. Nowe typy konstrukcji maszyn charakteryzują się mniejszymi
mocami silników przy tych samych lub wyższych parametrach wydajności oraz nowymi, modularnymi
układami zespołów narzędzi roboczych. Zasadniczą zmianą w rozwiązaniach nowych maszyn jest coraz
większa ich niezawodność i tzw. zdolność naprawcza, tj. podatność na wymianę całych, zużytych
podzespołów maszyn.
Niezawodność, intensywność uszkodzeń i czas życia maszyn
Obniżanie się zasobu zdolności maszyn do wykonywania pracy zależy od intensywności przebiegu
eksploatacji i od podatności elementów maszyn na uszkodzenia. Maszyny budowlane są ustrojami
technicznymi bez nadmiaru elementów, składającymi się z prostych układów o szeregowej strukturze
elementów. W strukturach szeregowych uszkodzenie jednego z elementów powoduje awarię całości
układu. Typowymi mechanizmami o szeregowej strukturze elementów, są układy napędu maszyny. W
przypadku, gdy jest istotne bezpieczeństwo działania maszyny, na przykład, w mechanizmach
hydraulicznych lub elektrycznych maszyn, wykorzystuje się równoległe sprzężenia elementów. W
strukturach równoległych uszkodzenie jednego z elementów nie powoduje awarii całości układu.
Niezawodność maszyny - jest to zdolność maszyny do zachowania sprawności (zdatności) technicznej w
określonych warunkach eksploatacji i w określonym czasie t, wyrażona jej jakością (trwałością,
bezawaryjnością) lub inaczej - jest to prawdopodobieństwo P działania maszyny bez uszkodzeń w
określonym czasie T > t; funkcja niezawodności ma postać: R(t) = P(T > t), gdzie: t e" 0 oraz T  czas
zdatności maszyny.
Funkcja niezawodności.
Zawodność maszyny - to prawdopodobieństwo 1 - P, niezachowania sprawności technicznej, z powodu
uszkodzeń w określonym czasie T d" t; funkcja zawodności ma postać: Q(t) = P(T d" t) = 1 - R(t), gdzie: t
e" 0 oraz T - czas niezdatności maszyny.
Istotną miarą niezawodności maszyny jest intensywność uszkodzeń w okresie eksploatacji, ze względu
na udział łącznego czasu przebywania maszyny w stanie obsługi technicznej, w stosunku do całego
czasu eksploatacji i ze względu na koszty eksploatacji. Procesy zużycia elementów wpływające na
intensywność uszkodzeń, można podzielić na dwie grupy:
- procesy ciągłego zużycia maszyny, np. praca mechanizmów, starzenie się elementów,
- procesy powodujące występowanie uszkodzeń losowych, np. siły udarowe, drgania.
Intensywność uszkodzeń  - to ilość uszkodzeń w jednostce czasu. Wyróżnia się trzy okresy
intensywności zużycia.
Intensywność zużycia maszyny.
1 - okres uszkodzeń przedwczesnych, np. w okresie docierania,
2 - okres ustabilizowanej intensywności zużycia,
3 - okres wzrastającej intensywności uszkodzeń, po przekroczeniu normalnego okresu czasu.
Na podstawie charakterystyk intensywności uszkodzeń ustala się okresy między-obsługowe elementów
maszyn i grupuje obowiązkowe czynności obsługi technicznej maszyn.
Czas życia maszyn - jest to czas, w którym maszyny zachowują swoje własności w określonych
granicach zmian, dla określonych warunków pracy i obejmuje okres czasu, od chwili ich wytworzenia
do chwili osiągnięcia stanu granicznej eksploatacji spowodowanej ich całkowi-tym zużyciem
technicznym i wycofaniem z eksploatacji (złomowaniem). Maszyny są wycofywane z eksploatacji,
jeżeli ich użytkowanie staje się niebezpieczne lub ich dalsza eksploatacja jest nieopłacalna [2]. Czas
życia maszyn jest zmienną losową i zależy od stopnia ich konstrukcyjnej złożoności (ilości elementów) i
od charakterystyki (intensywności) pracy.
Podaje się następujące rozkłady statystyczne, jako charakteryzujące tzw. krzywe życia dla różnych
urządzeń, maszyn lub poszczególnych podzespołów i istotnych części maszyn:
- rozkład wykładniczy z parametrem ; charakteryzuje krzywą życia urządzeń technicznych, w tym
maszyn budowlanych i jest typowy dla uszkodzeń spowodowanych złym obchodzeniem się z maszyną
lub zjawiskami naturalnymi.
- rozkład logarytmiczno-normalny; jest charakterystyczny dla podzespołów o prostej konstrukcji (np.
sprzęgło) lub składających się z wielu części (np. układ elektryczny),
- rozkład normalny; jest charakterystyczny dla części maszyny wytwarzanych z jednego materiału oraz
mających jeden rodzaj zużycia (np. opony, klocek hamulcowy).
System obsługi i napraw maszyn
Maszyny będące w stanie obsługi technicznej, dzielą się na maszyny naprawialne lub nie-naprawialne.
Do maszyn nienaprawialnych zalicza się maszyny niezdatne technicznie lub też maszyny, które ze
względów technicznych są naprawialne, ale ich naprawa jest nieopłacalna. Z zagadnieniem obsługi
technicznej maszyn wiąże się pojęcie zdolności naprawczej maszyny.
Zdolność naprawcza maszyny - jest częścią składową pojęcia niezawodności i jest zdolnością
przystosowawczą polegająca na zapobieganiu (profilaktyce), wykrywaniu i usuwaniu uszkodzeń
(przeglądach i naprawach maszyny), które mogą powstawać w trakcie eksploatacji maszyny lub w
wyniku starzenia się materiałów i konstrukcji maszyny.
Podstawą planowej eksploatacji maszyn i urządzeń technicznych jest harmonogram obsługi technicznej i
napraw maszyn i urządzeń. System przewiduje obowiązkowe obsługi techniczne i naprawy główne
(generalne) po wykonaniu przez maszynę określonej ilości godzin pracy.
Obsługi techniczne okresowe obejmują planowane czynności profilaktyczne, zapobiegające
przedwczesnym uszkodzeniom maszyny. Wyróżnia się następujące rodzaje obsługi:
- obsługa techniczna codzienna (OTC) - zespół czynności obsługi: mycia, smarowania oraz sprawdzania
stanu niektórych mechanizmów (elementów hydrauliki, sworzni, prowadnic, płaskich, etc.), które są
wykonywane codziennie, najczęściej po zakończeniu każdej zmiany roboczej. Smarowanie
mechanizmów maszyny polega na uzupełnieniu lub wymianie smaru w punktach smarowniczych, w
określonych odstępach czasu. Obsługa codzienna jest uważana za jedną z najważniejszych czynności,
decydujących o utrzymaniu maszyny we właściwym stanie technicznym i o niezawodności jej pracy.
- obsługa techniczna okresowa (OTO) - zespół czynności obsługi: kontrola stanu maszyny i wymiana
niektórych części lub drobnych podzespołów, które wykonuje się przed każdym nowym sezonem letnim
lub zimowym lub przed przemieszczeniem maszyny na nowym placu budowy. PrzeglÄ…dy okresowe,
oprócz zwykłych czynności obsługowych, jak wymiana oleju, obejmują sprawdzenie głównych
mechanizmów maszyny (przekładni, sprzęgieł, hamulców, łożysk, układów hydraulicznych, etc.) i
ustalenie terminu naprawy średniej.
- obsługa techniczna transportowa (OTT) - zespół specjalnych czynności wykonywanych w celu
przygotowania i zabezpieczenia maszyny w czasie jej transportu. Obsługa transportowa może zakładać
częściowy demontaż i czynności konserwacji maszyny na czas transportu.
Naprawy planowo-zapobiegawcze są to czynności techniczne, których celem jest przywrócenie
pierwotnego stanu technicznego maszyny. Wyróżnia się następujące rodzaje napraw:
- naprawa średnia (NS) - zespół czynności konserwacyjno-naprawczych wykonywanych po ustalonej
ilości godzin pracy maszyny (np. ok. 2.5 tys. godz. dla ładowarki); obejmuje usunięcie usterek lub
wymianę podzespołów układu hydraulicznego, elektrycznego, mechanizmów narzędzi roboczych, etc.
Do najważniejszych czynności sprawdzających należą: pomiar luzów w mechanizmach napędu maszyny
i narzędzi roboczych (kół zębatych, łożysk, sworzni, etc.), przegląd uszczelnień gumowych pomp,
cylindrów i przewodów hydraulicznych, sprawdzenie zużycia części i podzespołów elektrycznych, etc.
- naprawa główna (NG) - zespół czynności remontowych wykonywanych po ustalonej ilości godzin
pracy maszyny (np. ok. 5 tys. godz. dla ładowarki); obejmuje weryfikację wszystkich części i
podzespołów, naprawę lub wymianę głównych podzespołów maszyny. Do ważniej-szych czynności
należy: wymiana uszczelnień i przewodów giętkich, pomp i rozdzielaczy hydraulicznych, głównych
podzespołów elektrycznych, demontaż i naprawę lub wymianę głównych zespołów maszyny, silnika,
skrzyni biegów, mechanizmów jazdy i narzędzi roboczych, wymianę części i podzespołów.
- naprawa awaryjna (NA) - obejmuje pełny zakres naprawy wynikający z uszkodzenia.
Zaplecze techniczne obsługi i napraw maszyn
Zadaniem obsługi technicznej jest przywracanie sprawności technicznej maszyn i sprzętu budowlanego i
organizacja działalności naprawczo-remontowej, które zwykle są prowadzone przez dział głównego
mechanika w ramach tzw. zaplecza technicznego. Działania naprawczo-remontowe są o tyle ważne, że
od dostępności maszyn na placach budowy i ich planowanej dostępności, zwłaszcza od gotowości
produkcyjnej maszyn głównych, zależy wydajność wykonywanych zadań budowlanych. Do zadań
kierownictwa zaplecza technicznego należy:
- sporządzanie harmonogramów napraw serwisowych maszyn i sprawowanie nadzoru nad czynnościami
naprawczo-remontowymi lub obsługowymi,
- ustalanie czasu eksploatacji produkcyjnej maszyn ze względu na konieczność ich wymiany lub
zastÄ…pienia przez nowe maszyny o bardziej efektywnych rozwiÄ…zaniach,
- prowadzenie normatywów między-naprawczych i planowanie wyłączeń maszyn i sprzętu
pomocniczego z eksploatacji (w harmonogramach robót) na czas obsługi technicznej,
- kierowanie warsztatem konserwacji i napraw sprzętu pomocniczego oraz pracą czołówki naprawczej;
stałe nadzorowanie eksploatacji produkcyjnej maszyn i zużywania się najbardziej wrażliwych na
uszkodzenia elementów i mechanizmów maszyn (np. układów elektrycznych, uszczelnień układów
hydraulicznych lub części trących i mechanizmów napędu maszyny i narzędzi roboczych, etc.),
prowadzenie profilaktycznych działań obsługi technicznej,
- organizowanie transportu maszyn pomiędzy placami budowy i przechowywanie maszyn w
bezpiecznych warunkach postoju,
- prowadzanie konserwacji i napraw sprzętu pomocniczego robót (deskowań, rusztowań, etc.) po
każdym zakończeniu robót na placu budowy,
- stałe nadzorowanie systematycznego wykonywania codziennej obsługi maszyn i sprzętu pomocniczego
na placach budowy przez operatorów maszyn i brygady robocze,
- wykonywanie montażu i napraw instalacji elektrycznych i wodno-sanitarnych w obiektach zaplecza
placów budowy,
- obsługa administracyjna operatorów maszyn (wydawanie sprzętu, kart pracy, szkolenia i uprawnień dla
operatorów maszyn), prowadzenie kartotek stanu technicznego i pracy maszyn.
Ocena zużycia i stanu technicznego maszyn
Ocenę zużycia technicznego maszyny przeprowadza się zwykle po pewnym okresie jej eksploatacji, w
celu wcześniejszego rozpoznania właściwego terminu wykonania naprawy lub remontu i zapobieżenia
trwałemu zniszczeniu maszyny lub jeśli zachodzi konieczność dokonania oceny sprawności technicznej
maszyny lub wyceny jej wartości, w przypadku podjęcia decyzji o jej sprzedaży. Ocenę sprawności
technicznej maszyny przeprowadza się w funkcji narastającego zużycia maszyny, tj. w funkcji czasu
eksploatacji, uwzględniając w pierwszej kolejności rzeczywisty (fizyczny) przebieg eksploatacji w tzw.
okresie amortyzacji maszyny. Można wymienić następujące etapy oceny zużycia i wartości maszyn:
1. Ocena zużycia maszyny według wykorzystania okresu amortyzacji OA; proces eksploatacji powoduje
spadek księgowej wartości maszyny, proporcjonalny do upływu okresu amortyzacji i stopniowe
umarzanie wartości maszyny o stałą stawkę odpisu od jej wartości początkowej (ceny zakupu). Okresy
amortyzacji maszyn (jako środków trwałych) są podawane w latach eksploatacji, wg ogólnych
przepisów krajowych. Wskaz
nik wykorzystania okresu amortyzacji, jest wskaz
nikiem ekonomicznym,
ustalanym na podstawie zapisów księgowych oraz określa aktualną wartość księgową maszyny i stopień
jej zużycia technicznego, bez względu na jej faktyczny stan techniczny.
Na przykład, dla 8-letniego okresu amortyzacji (96 m-cy), zużycie i wartość techniczna maszyny, po
czterech latach jej eksploatacji, wyniesie 1/2 wartości początkowej. Po zakończeniu amortyzacji,
zużycie techniczne maszyny wynosi 100%, a wartość maszyny jako równa zero.
Zużycie eksploatacyjne maszyny.
Oceny stanu technicznego maszyny dokonuje siÄ™ wg wzoru:
OE
SOA = ,
O
A
gdzie:
SOA - wskaz
nik stanu technicznego maszyny wg OA, w %,
OE - czas eksploatacji maszyny w latach,
OA - okres amortyzacji maszyny w latach.
Okres amortyzacji traktuje się jako czas ciągłej (nieprzerwanej) eksploatacji produkcyjnej maszyny, stąd
ilość godzin pracy produkcyjnej maszyny, zawarta w okresie jej amortyzacji, określa efektywny czas (w
godzinach) zdatności technicznej maszyny do eksploatacji.
2. Ocena zużycia maszyny według okresu technicznej używalności OTU; określa zużycie i stan
techniczny (wartość) maszyny na podstawie okresu amortyzacji, ale z uwzględnieniem stopnia
wykorzystania czasu produkcyjnego maszyny. Okres używalności technicznej określa wydłużenie czasu
pracy produkcyjnej maszyny (jej zdatności technicznej do eksploatacji), w stosunku do okresu
amortyzacji, o niewykorzystany czas pracy produkcyjnej, tj. o przestoje lub przerwy w pracy maszyny.
W podanym przykładzie, dla okresu amortyzacji maszyny 8 lat i przy współczynniku wykorzystania
czasu pracy maszyny na poziomie SW = 2/3, okres jej technicznej używalności wyniesie 12 lat,
natomiast po czterech latach eksploatacji jej zużycie techniczne wyniesie 1/3, a wartość, 2/3
początkowej wartości maszyny.
Oceny stanu technicznego i wartości maszyny dokonuje się wg wzoru:
OA OE
OTU = oraz: STU = ,
SW OTU
gdzie:
OTU - okres technicznej używalności maszyny w latach,
STU - wskaz
nik stanu technicznego maszyny wg OTU, w %,
SW  współczynnik przeciętnego wykorzystania czasu pracy maszyny.
3. Ocena zużycia maszyny wg badania stanu technicznego ST; określa rzeczywiste zużycie i stan
techniczny (wartość) maszyny na podstawie badania technicznego przeprowadzanego przez biegłych
rzeczoznawców. Badanie obejmuje przegląd techniczny najbardziej wrażliwych na zużycie podzespołów
i części maszyny, rodzaje uszkodzeń i przebieg eksploatacji wg dokumentacji przeglądów i napraw oraz
rozpoznanie sposobu eksploatacji produkcyjnej maszyny (np. intensywnej eksploatacji).
Charakterystyki przebiegu eksploatacji maszyny, według podanych w przykładzie okresów eksploatacji:
OA (8 lat) i OTU (12 lat) oraz według stanu technicznego STU (graniczne przebiegi zużycia maszyny
STU, w % przybliżono funkcją wykładniczą z dodatnim i ujemnym wykładnikiem).
Problem wymiany lub odnowy maszyny - polega na ustaleniu najlepszej strategii (terminu) wymiany
maszyny lub jej generalnej naprawy (odnowy) ze względu na jej zużycie techniczne i dalszą
eksploatację, w następujących sytuacjach:
- gdy wraz z czasem eksploatacji, zmniejszyła się ogólna sprawność maszyny i koszty jej obsługi
technicznej (konserwacji, napraw) zaczynają nagle rosnąć,
- należy się spodziewać, że wskutek zużycia technicznego maszyna wkrótce zawiedzie, a koszty jej
naprawy będą zbyt wysokie,
- pojawiły się nowe, bardziej sprawne i tańsze w eksploatacji maszyny.
Jednym z rozwiązań problemu wymiany lub odnowy maszyny jest analiza jej całkowitego kosztu
odtworzenia Kc. Koszt zakupu maszyny KZ sumuje się (narastająco) z kosztami jej obsługi technicznej
n
w kolejnych latach eksploatacji, i = 1, ... n i oblicza wartości przeciętne kosztu całkowitego:
"
k
OT
i=1
n
1
n
= (KZ+ ), w stosunku do długości okresu eksplotacji maszyny n; według podanego w
"
K k
OT
c
n
i=1
przykładzie okresu eksploatacji, OTU = 12 lat, przeciętne wartości kosztów wyniosą kolejno: 1, 1/2, 1/3,
... , 1/12, ... , kosztu całkowitego Kc. Jeśli przeciętne wartości kosztu całkowitego, w kolejnym roku
eksploatacji i zaczną rosnąć (koszty obsługi technicznej są rosnące z czasem), to punkt przegięcia
charakterystyki kosztów jest punktem informującym o konieczności wymiany lub odnowy maszyny.
Zasady współpracy maszyn i doboru zespołów maszyn budowlanych
Podział maszyn i sprzętu w zespole według funkcji produkcyjnych
Maszyny współdziałające zespołowo w procesach produkcyjnych dzielą się na maszyny główne,
maszyny pomocnicze i maszyny transportu ogólnego.
Maszyny główne - to maszyny, które z racji swego przeznaczenia, w sposób nieprzerwany (umownie
ciągły) lub cykliczny, wykonują główne czynności technologiczne na budowie (np. wykopywania
gruntów, wbudowania materiałów i elementów do konstrukcji, etc.) oraz w ten sposób, że przyczyniają
się do stałego postępu robót na budowie.
Maszyny współdziałające - to maszyny, które wykonują pomocnicze czynności technologiczne na
budowie (np. wyrównywanie terenu lub wibrowanie maszynowe, etc.), pomocnicze czynności
techniczne (np. sprężarki, nagrzewnice, etc.), czynności produkcyjne (wytwarzania mieszanek
betonowych, elementów zbrojenia, etc.) lub operacje transportowe placu budowy (masowe przewozy
gruntów, materiałów budowlanych lub sprzętu) we współzależności organizacyjnej z maszyną główną.
Sprzęt pomocniczy - to pomocnicze oprzyrządowanie technologiczne robót i maszyn, które umożliwia
wykonywanie operacji technologicznych (np. deskowania) lub je wspomaga (np. podpory
konstrukcyjne) zgodnie z określoną technologią i technicznymi warunkami robót, we współzależności
technologicznej z maszyną główną.
Typy stanowisk roboczych i zespołów mechanizacji kompleksowe
W procesach produkcji maszyny budowlane sÄ… stanowiskami roboczymi, tzn. sÄ… ustawione w
określonym miejscu w zespole maszyn i wykonują swoją pracę w wyznaczonym dla nich czasie. Typ
maszyny, jako stanowiska roboczego, zależy od jej specjalizacji w zespole i od charakterystyki
uzyskiwania jednostki efektu pracy w czasie. Wyróżnia się dwa podstawowe typy stanowisk roboczych:
maszyny o pracy umownie ciągłej lub o pracy cyklicznej.
Maszyny o pracy umownie ciągłej - to maszyny, dla których podstawowym parametrem roboczym, jest
przekrój strumienia przedmiotu produkcji (np. średnica lub pole przekroju), uzyskiwany bez większych
przerw lub natężenie przepływu przedmiotu produkcji w jednostce czasu. Do tego rodzaju maszyn
zalicza się np., pompy wodne i do mieszanek betonowych, przenośniki taśmowe lub kubełkowe,
sprężarki, nagrzewnice powietrza, etc.
Maszyny o pracy cyklicznej - to maszyny dla których podstawowym parametrem roboczym, są
konstrukcyjne parametry narzędzia roboczego (np. objętość naczynia roboczego, udz
wig haka, etc.) i
ilość jednostek przedmiotu produkcji, uzyskiwana w powtarzalnym cyklu pracy narzędzia roboczego.
Do tego rodzaju maszyn zalicza się np. maszyny do robót ziemnych (koparki, ładowarki etc.),
urzÄ…dzenia dz
wigowe (żurawie wieżowe, dz
wigi, etc.) i inne maszyny budowlane.
Typ zespołu mechanizacji kompleksowej zależy od charakterystyki przebiegu pracy zespołu maszyn w
czasie. Wyróżnia się dwa podstawowe typy zespołów mechanizacji kompleksowej: zespoły
zsynchronizowane (synchroniczne) lub niezsynchronizowane (asynchroniczne).
Zsynchronizowany zespół mechanizacji kompleksowej - to zespół maszyn, w którym czas pracy
wszystkich maszyn współdziałających w zespole jest wyrównany z czasem czynności technologicznych
maszyny głównej oraz występuje niewielka ilość przezbrojeń (przestawień) stanowisk na działkach
roboczych. Zsynchronizowane zespoły mechanizacji kompleksowej to zespoły, w których maszyną
główną jest przeważnie maszyna o pracy ciągłej, na przykład: przenośnik taśmowy z koszem
zasypowym i ładowarką, transportujący kruszywa na podjeżdżające kolejno samochody lub zespół
mechanizacji kompleksowej realizacji budynków monolitycznych metodą ślizgową, etc.
Asynchroniczny zespół mechanizacji kompleksowej - jest to zespół maszyn, w którym czas pracy maszyn
współdziałających w zespole nie jest wyrównany z czasem cyklu roboczego maszyny głównej oraz
występuje wyodrębniony czas dla przezbrajanie stanowisk na kolejne działki robocze (np. na
przestawianie deskowań, szablonów montażowych, etc.). Niezsynchronizowane zespoły mechanizacji
kompleksowej to najczęściej zespoły, w których maszyną główną są maszyny o pracy cyklicznej, na
przykład: zespół: żuraw wieżowy z pojemnikiem na mieszankę betonową i brygadą betoniarzy
(wibratory) oraz węzeł betoniarski, o różnych cyklach pracy zespołów w cyklu pracy żurawia
wieżowego lub zespół mechanizacji kompleksowej realizacji budynków monolitycznych metodą w
deskowaniach przestawnych, etc.
Zasady projektowania zespołów mechanizacji kompleksowej
Mechanizacja kompleksowa wymaga odpowiedniego zestawienia związanych z sobą środków
mechanizacji stosownie do technologii robót i określonych wymagań organizacyjnych procesów. Zestaw
mechanizacji kompleksowej obejmuje maszynę główną z zespołem maszyn współdziałających i
odpowiednio dobrany do technologii robót, zestaw sprzętu pomocniczego robót, tworzący
technologiczny ciąg robót zmechanizowanych.
Metodykę projektowania zespołów mechanizacji kompleksowej sformułował A. Dyżewski w 1960r. W
uaktualnionej formie, można przedstawić w następującej kolejności etapów:
Pierwszy etap - podział zadania na technologiczne fazy robót i grupy maszyn; całość budo-wy dzieli się
na oddzielne fazy, wg profilu technologicznego grupy robót, stanowiące pewną organizacyjną całość
(np. roboty ziemne, inżynieryjne, drogowe, konstrukcyjne, instalacyjne, etc.), które są wykonywane przy
zastosowaniu technologicznie właściwych zespołów maszyn. Jeśli decydujący udział w budowie ma
wznoszenie konstrukcji obiektu, to maszyna, która wykonuje konstrukcję nośną obiektu, jest maszyną
główną, prowadzącą budowę. W przypadkach, gdy inne fazy robót mają również znaczny udział w
budowie, co wykonanie konstrukcji, dla każdej z nich wyznacza się oddzielną maszynę główną,
Wstępne dobieranie składu technologicznego zespołu zmechanizowanego obejmuje następujące
czynności projektowe:
1. Identyfikacja poszczególnych faz budowy obiektu i technicznych warunków wykonania robót w
każdej fazie, dotyczących np. podłoża obiektu, miejsca dla zaplecze budowy, infrastruktury dróg
dojazdowych, instalacji na działce (dodatkowe roboty inżynieryjne i maszyny),
2. Określenie wielkości procesów złożonych w każdej fazie budowy, wstępny dobór technologii robót i
oszacowanie potrzebnej wydajności ich wykonania,
3. Wstępne określenie zespołów maszyn roboczych i montażowych, stosownie do potrzebnej technologii
i wydajności procesów,
Drugi etap - dobór technologii wykonania procesów złożonych i zespołów maszyn - jeśli są wydzielone
fazy robót, oddzielnie dla każdej z nich, jej złożony proces budowlany dzieli się na procesy składowe,
ustanawia dla nich maszynę główną, maszyny współdziałające i komplet sprzętu pomocniczego
budowy. Dobór zespołu maszyn odbywa się wg kryterium dostosowania do wydajności maszyny
głównej, wg następującej kolejności czynności:
1. Specyfikacja technologiczna elementów robót, z podziałem na roboty powtarzalne i nie-powtarzalne
(np.: kondygnacje podziemne, nietypowe hole w parterze, kondygnacje techniczne, etc.) i identyfikacja
szczególnych warunków technicznych wykonania robót,
2. Ustalenie właściwej kolejności wykonania poszczególnych procesów oraz ilości robót do wykonania,
na podstawie szczegółowych przedmiarów robót i w jednostkach, w jakich jest określana wydajność
maszyn,
3. Dobór typów, liczby i wydajności maszyn głównych, ze względu na ostateczny termin i koszty
wykonania robót,
4. Całościowy dobór zespołu roboczego; dobór ciągu pozostałych maszyn współdziałających, sprzętu
pomocniczego i składu brygad roboczych oraz harmonizacja pracy zespołu, ze względu na ciągłość i
równomierność pracy (wykorzystanie czasu w cyklu pracy maszyn).
Trzeci etap - koncentrowanie procesów współzależnych i intensyfikacja pracy maszyn  dotyczy scalania
procesów współzależnych na działkach roboczych do ich wykonania przez maszynę główną, a w
przypadku czynności roboczych, przy zastosowaniu maszyn wielozadaniowych. Zestaw kompleksowego
wyposażenia robót dobiera się dostosowując organizację pracy brygad roboczych i maszyny głównej do
długości cyklu pracy na działkach roboczych.
Zadania intensyfikacji procesów obejmują następujące czynności projektowe:
1. Identyfikację organizacyjnie współzależnych procesów, które mogą być wykonane przy użyciu tych
samych, głównych maszyn montażowych, np. wykorzystanie żurawia wieżowego do wykonywania
czynności głównych i pomocniczych w zorganizowanym cyklu jego pracy lub wykorzystanie
przyściennej windy towarowej, np. do wykonywaniu różnych robót stanu wykończeniowego obiektu.
2. Harmonizację całości zespołu roboczego w ciągach operacji: magazynowania, transportu i
technologicznych w cyklu pracy maszyny głównej, pod względem miejsca, kolejności i czasu
wykonywania zadań w zespole.
Maszyna główna prowadząca proces podstawowy, określa wydajność dla całego zespołu maszyn i
brygad roboczych i ma znaczenie decydujące dla terminowego wykonania zadań. W zależności od
wielkości zadania może występować jeden lub kilka równoległych zmechanizowanych ciągów
roboczych, które są prowadzone przez oddzielne maszyny główne.
Podstawowe zespoły maszyn budowlanych
I. Zespoły maszyn do specjalnego fundamentowania; służą do obudowywania wykopów pod
fundamenty lub do zabezpieczania skarp i fundamentów i są wtedy konstrukcjami oporowymi lub
pośrednimi fundamentami przenoszącymi obciążenia od budowli na grunt.
I. 1. Ściany szczelinowe formowane w gruncie; to konstrukcje ścian żelbetowych wykonane w gruncie,
powstające w wyniku wykopania, zazbrojenia i zabetonowania głębokiego, wąsko-przestrzennego
wykopu, szczeliny.
Technologia robót: wykonanie murków prowadzących - głębienie szczeliny przemiennymi sekcjami -
montaż klatek zbrojeniowych i wprowadzanie zawiesiny bentonitowej - betonowa-nie sekcji za pomocą
rur, od dna szczeliny, przez wypieranie zawiesiny - oraz ewentualnie, kotwienie ścian.
Zestaw maszyn: głębiarka z chwytakiem hydraulicznym lub hydrofrez (maszyny główne) - wywrotki
szczelne (przewozy zawiesiny) - zbiornik, pompa i oczyszczarka zawiesiny - rury kontraktorowe -
mieszalnik samochodowy i pompa do betonu - żuraw gąsienicowy (przeładunki zbrojenia, rur) -
ładowarka kołowa - ewentualnie lekki agregat wiertniczy (kotwienie).
 I. 2. Pale; są to konstrukcje słupów żelbetowych w gruncie o dużej średnicy (do 1,2m) i długości (do
30m), powstajÄ…ce w wyniku wbijania wibracyjnego (pale prefabrykowane) lub w wyniku wiercenia
otworów, wprowadzenia zbrojenia i betonowania otworów w gruncie.
Technologia pali wierconych: wiercenie otworów w gruncie - wprowadzanie zbrojenia i płuczki
wiertniczej - wtłaczanie mieszanki betonowej do otworu - wyciskanie rur osłonowych; wykonanie
metodą świdra ciągłego: wiercenie otworów i bezpośrednie wtłaczanie pod ciśnieniem mieszanki
betonowej bez konieczności podnoszenia wiertła, po pośrednim wprowadzeniu zbrojenia (bez rur
osłonowych i płuczki wiertniczej).
Zestawy maszyn: 1. pale wbijane: kafar lub wibromłot (maszyna główna) - żuraw gąsienicowy
(przeładunki) - ładowarka kołowa; 2. pale wiercone: wiertnica (maszyna główna) i komplet rur
osłonowych - zbiorniki płuczki z pompą i oczyszczarką - mieszalnik i pompa przewoz
na mieszanki
betonowej - wyciągarka rur z agregatem - żuraw gąsienicowy (przeładunki zbrojenia i rur) - ładowarka
kołowa; 3. pale wiercone metodą świdra ciągłego: wiertnica  mieszalnik samochodowy - pompa do
mieszanki betonowej - przewody ciśnieniowe przetłaczania mieszanki betonowej.
I. 3. Mikropale; to konstrukcje słupów żelbetowych w gruncie, o niewielkiej średnicy (10-20cm) i
długości (do 800cm), ale o wysokiej nośności, powstające w wyniku wbijania wibracyjnego (pale
prefabrykowane) lub w wyniku wiercenia, wprowadzenia zbrojenia (rury lub pręta stalowego) i
zabetonowania otworów w gruncie.
Technologia mikropali wierconych: wiercenie otworów w gruncie - wprowadzenie zbrojenia (rura lub
pręt) - wprowadzenie zaczynu cementowego do otworu - formowanie buławy mikropali - połączenie z
konstrukcją budowli i wykonanie zbrojonej płyty posadzki.
Zestaw maszyn; 1. mikropale wbijane: głowice wibracyjne; 2. mikropale wiercone: lekki agregat
wiertniczy (maszyna główna) - betoniarka do zaczynu cementowego lub do betonu z podajnikiem
pneumatycznym, rurociągiem i sprężarką powietrza - zagęszczarka próżniowa betonu do posadzek z
agregatem odpowietrzajÄ…cym.
II. Zespoły maszyn do robót ziemnych; służą do odwadniania gruntów pod wykopy, do formowania
podłoży gruntowych budowli (budynków, dróg, mostów, konstrukcji podziemnych, etc.) i budowli
ziemnych, stałych i tymczasowych (nasypów, wałów, skarp, etc.).
II. 1. Odwadnianie wykopów: polega na okresowym obniżeniu zwierciadła wody gruntowej z terenu
planowanego wykopu, co najmniej do czasu wykonania robót ziemnych lub do czasu, gdy ciężar
wznoszonej budowli zrównoważy parcie wody gruntowej.
Technologia robót: wiercenie otworów (studni) - pompowanie wody.
Zestaw maszyn: wiertnica do studni lub do pali i rury osłonowe - zestaw pomp wodnych.
II. 2. Wykopy ziemne; polegają na wydobywaniu gruntu do poziomu rzędnej posadowienia budowli,
przemieszczeniu jej na odkład lub transportowaniu na zwałkę w określone miejsce i na układaniu w
nasyp lub rozściełaniu powierzchniowym.
Technologia wykopów: wykonanie tymczasowej drogi dojazdowej do wykopu - odspajanie gruntu i
załadunek urobku na środki transportu - transport urobku - wyładunek urobku w określonym miejscu -
ułożenie urobku w nasypie lub powierzchniowe rozściełanie.
Zestawy maszyn; 1. wykopy szerokoprzestrzenne (fundamenty budowli): koparki lub Å‚adowarka
(maszyny główne) - spycharko-koparka (profilowanie wykopu) - ewentualnie: przenośnik taśmowy 
samochody wywrotki - spycharka (układanie odkładu lub zwałki); 2. wykopy jamiste (stopy
fundamentowe): spycharko-koparka; 3. wykopy powierzchniowe (pod posadzki hal, etc.): zrywarka
(przygotowanie gruntu) - zgarniarka lub spycharki (maszyny główne) - równiarka (profilowanie
powierzchni) - koparka czerpakowa lub Å‚adowarka i samochody wywrotki - walce wibracyjne; 4.
wykopy liniowe (drogowe): zrywarka (przygotowanie)  zgarniarka lub spycharki (maszyny główne) -
równiarka i/lub koparka podsiębierna z łyżką (profilowanie koryta, poboczy i nasypów)  koparka
czerpakowa lub ładowarka i samochody wywrotki  walce lub zagęszczarki wibracyjne.
II. 3. Stabilizacja gruntów: polega na uodpornieniu podłoży gruntowych na działanie wody i niskich
temperatur przez przemieszanie gruntu z dodatkami.
Zestawy maszyn: 1. zestaw prosty: rozsypywarka (materiałów wiążących: wapno, cement, emulsje
asfaltowe, etc.) - pług wirnikowy (mieszanie z gruntem) - walce lub zagęszczarki wibracyjne; 2. agregat
jednoprzejściowy (dozator, mieszalnik składników, pług wirnikowy) - walce wibracyjne, 3. układanie
geowłókniny (ręczne).
III. Zespoły maszyn do robót konstrukcyjnych; służą do wznoszenia konstrukcji nośnych (słupy, ściany,
stropy i przykrycia dachowe, ciągi schodowe) budynków i budowli murowanych, żelbetowych
monolitycznych, stalowych, etc. formowanych lub łączonych w montażu.
III. 1. Elementy nośne konstrukcji budynków:
Technologia montażu konstrukcji nośnych; 1. budynki żelbetowe, monolityczne: montaż deskowań -
wprowadzanie zbrojenia - układanie mieszanki betonowej i pielęgnacja betonu - demontaż i
przestawianie deskowań; 2. budynki prefabrykowane: ławy fundamentowe - montaż (i rektyfikacja)
ścian nośnych - montaż ścian działowych - montaż ciągów schodów - montaż elementów stropowych 
roboty betoniarskie osadzania elementów.
Zestawy maszyn; 1. budynki żelbetowe, monolityczne: żuraw wieżowy z pojemnikiem dla mieszanki
betonowej lub pompa do betonu (maszyny główne) - betoniarka lub mieszalniki samochodowe -
komplet deskowań - zestaw maszyn do obróbki zbrojenia (prościarka, przecinarka i giętarka do prętów,
spawarka) - wibratory wgłębne i listwy rozściełające - agregat próżniowy - zacieraczki do betonu i maty
- odkurzacz; 2. budynki prefabrykowane: żuraw wieżowy (maszyna główna) - skład pośredni elementów
- betoniarka i pojemnik na mieszankę betonową (ławy fundamentowe i osadzanie elementów) - sprzęt do
rektyfikacji elementów.
III. 2. Elementy nośne konstrukcji halowych:
Technologia montażu konstrukcji nośnych; 1. hale wieloelementowe: wykonanie żelbetowych stóp
fundamentowych - montaż słupów i ewentualnie: ementów podłużnicowych - montaż elementów
konstrukcji przykrycia hali (wiÄ…zary, dz
wigary, płatwie, etc.); 2. hale stalowe z przestrzennych
segmentów przykryć: wykonanie stóp fundamentowych - montaż słupów i elementów podłużnicowych -
montaż elementów w segmenty przykryć na szablonie lub taśmie montażowej - montaż (osadzanie)
segmentów przykryć hali na słupach.
Zestawy maszyn; 1. wykonanie stóp fundamentowych: koparko-ładowarka (wykopy jamiste i przewóz
pojemnika z mieszanką betonową) - betoniarka - szablon montażowy śrub kotwiących; 2. montaż
konstrukcji; hale żelbetowe lub stalowe, wieloelementowe: żurawie gąsienicowe lub kołowe (maszyny
główne: montaż elementów); 3. montaż konstrukcji; hale stalowe z przestrzennymi segmentami przykryć:
3. 1. metoda stacjonarna: szablon montażowy - żuraw gąsienicowy /kołowy (przestawianie szablonu
montażowego i wstępny montaż elementów w segmenty) - żurawie gąsienicowe /kołowe lub podnośniki
/wciągarki hydrauliczne (maszyny główne: osadzanie segmentów) lub: 3. 2. metoda taśmowa:
wielostanowiskowa taśma montażowa na torowisku - żuraw gąsienicowy (przestawianie stanowisk i
wstępny montaż elementów w segmenty) - żurawie torowe lub suwnica bramowa (maszyny główne:
osadzanie segmentów); 4. wykonanie połączeń elementów: ruchoma platforma ramieniowa lub podest
roboczy - wiertarki, klucze (rozwiercanie otworów, łączenie elementów).
III. 3. Elementy nośne dróg (roboty liniowe):
Technologia dróg betonowych: 1. układanie podbudowy drogi (podkładu odsączającego i warstwy
podbudowy), układanie warstwy nawierzchni betonowej, monolitycznej.
Zestawy maszyn; 1. podbudowy dróg (wykonanie kolejno warstwami): samochody wywrotki (transport
kruszyw) - spycharka lub spycharko-koparka (układanie: podkładu piasku lub pospółki i warstwy
kruszywa: żwir, tłuczeń) - ewentualnie: układarka ślimakowa (warstwy kruszywa) - walce lub
zagęszczarki wibracyjne, 2. płyty betonowe, nośne: komplet deskowań - mieszalniki samochodowe z
rynną spustową mieszanki betonowej - wibratory wgłębne (zagęszczanie mieszanki) - listwa wibracyjna
(wyrównywanie powierzchni)  dyblarka (wsta-wianie dybli i kotwi) - nacinarka tarczowa (szczelin
przeciwskurczowych wypełnianych masą bitumiczną)  płachta jutowa (nadawanie tekstury
nawierzchni) - agregat próżniowy, maty, ewentualnie: namiot i agregat grzewczy.
IV. Zespoły maszyn do robót stanu wykończeniowego; służą do wykonywania konstrukcji nienośnych
ścian osłonowych budynków, tynków zewnętrznych i wewnętrznych, glazur i posadzek, etc., które
nadają obiektom końcowe cechy użytkowe.
IV. 1. Ściany i konstrukcje osłonowe, nienośne.
Zestawy maszyn; 1. strukturalne ściany osłonowe; żuraw wieżowy (maszyna główna; trans-port
elementów) - rusztowania wiszące (praca monterów)  narzędzia (wiertarki /osadzaki, klucze); 2. ściany
osłonowe lub działowe, murowane; narzędzia murarskie (kielnie, poziomice, listwy)  betoniarka i
pojemnik na zaprawÄ™ - wyciÄ…g towarowy.
IV. 2. Stan wykończeniowy, wewnętrzny.
Zestaw maszyn; 1. tynki z płyt kartonowo-gipsowych i instalacje: ruchoma platforma robocza lub podest
roboczy (praca monterów) narzędzia monterskie (listwy, wiertarki, poziomice) - wyciąg towarowy
(transport materiałów); 2. tynkowanie mechaniczne: agregat tynkarski z rurociągiem i sprężarką -
narzucarka zaprawy - rusztowanie ramowe lub ruchomy podest roboczy - narzędzia murarskie (listwy,
zacieraczki, łaty, poziomice); 3. wyprawy tynkarskie, ręczne (obrzutka, narzut, gładz
) lub roboty
glazurniczo-posadzkarskie: narzędzia murarskie (listwy, kielnie, zacieraczki, szpachle gładkie i
zÄ…bkowane, Å‚aty, poziomice, przymiary, szlifierka, przycinarka)  rusztowanie ramowe lub ruchomy
podest roboczy  betoniarka i pojemnik do zaprawy - wyciąg towarowy lub krążek.
Określanie wydajności maszyn budowlanych
Pojęcie wydajności maszyn budowlanych
Wydajność jest miernikiem efektywności pracy maszyn, wyrażonej ilościowo i jest to ilość produkcji w
jednostkach rzeczowych (m3, t, szt.) wykonywanej przez maszynÄ™ w jednostce czasu (na godz., dobÄ™,
etc.). Ze względu na możliwości techniczne maszyn, stosuje się pojęcia wydajności teoretycznej,
wydajności technicznej i wydajności eksploatacyjnej, nominalnej, które określają odpowiednio
potencjalne możliwości maszyn, wynikające z osiągania przez nie maksymalnych wydajności w sensie
ich zdolności technicznych. Dla potrzeb praktycznej realizacji robót budowlanych, można wyodrębnić
pojęcie wydajności eksploatacyjnej, praktycznej, które jest właściwe dla przeciętnych warunków pracy
maszyn, najbardziej zbliżonych do warunków rzeczywistych i w dłuższym okresie.
Wydajność teoretyczna - określa maksymalną wydajność maszyny wynikającą z jej własności
konstrukcyjnych i pełnego wykorzystania jej parametrów technicznych: mocy silników, prędkości
roboczych, parametrów konstrukcyjnych narzędzi roboczych, tj. wymiaru naczyń roboczych, przekroju
rur, udz
wigu haków lub otrzymywanego ciśnienia roboczego, etc., przy założeniu działania maszyny bez
obciążenia roboczego i przerw. Wydajność teoretyczna nie jest wykorzystywana bezpośrednio a służy
do porównywania parametrów maszyn.
Wydajność techniczna - jest ustalana doświadczalnie, określa maksymalną wydajność danej maszyny
pracującej pod pełnym obciążeniem roboczym z uwzględnieniem wpływu na wydajność: wybranych
czynników technicznych ST właściwych dla maszyny i dla konkretnych warunków pracy, np. wpływu
bezwładności mechanizmów narzędzi roboczych, rodzaju gruntu i głębokości kopania lub wysokości
podnoszenia elementów, na uzyskiwane prędkości robocze, wpływu zagęszczenia gruntów lub
mieszanek betonowych na wykorzysta-nie narzędzi roboczych, etc.
Wydajność eksploatacyjna, nominalna - jest ustalana w stosunku do wydajności technicznej i określa
maksymalną wydajność maszyny, odniesioną do nominalnego czasu pracy dla zmiany roboczej (brutto),
z uwzględnieniem wpływu dodatkowych czynników normatywnych organizacji pracy SN,
pomniejszających czas nominalny o obowiązkowe przerwy w pracy, na przykład, na odpoczynek,
potrzeby fizjologiczne operatora lub o inne przerwy organizacyjno-techniczne (np. na uruchamianie
stanowisk). Nominalna wydajność eksploatacyjna, określa wydajność maszyny w sensie jej
maksymalnych możliwości technicznych i organizacyjnych, które wynikają z nominalnego
(normatywnego) czasu pracy maszyny netto.
Wydajność eksploatacyjna, praktyczna - jest podstawowym miernikiem wydajności pracy maszyny na
budowie. Wydajność praktyczna jest to wydajność nominalna, pomniejszona o wpływ dodatkowych,
ponadnormatywnych czynników, które powodują niepożądane przestoje maszyn i są przyczyną
powstawania strat czasu pracy maszyny na budowie. Do ponad-normatywnych czynników zalicza się,
dające się przewidywać, w pewnym stopniu, czynniki techniczno-organizacyjne SX, które można ustalić
jako dopuszczalne przestoje (straty czasu) w pracy maszyny oraz różne zdarzenia losowe, które
wpływają na poziom niezawodności pracy maszyny -RX.,
Wydajność praktyczna jest ustalana w oparciu o normowanie pracy maszyn. Podstawy dla określania
wydajności praktycznej z dokładnością do czynników SX daje dokładna analiza procesu roboczego
maszyny i obserwacja czasu pracy na zmianie roboczej, przeprowadzana dla przeciętnych warunków
robót i w dłuższym okresie czasu. Wpływ czynników techniczno-organizacyjnych SX wyraża
rzeczywisty poziom organizacji i dyscypliny robót osiągany na placu budowy.
Niezawodność maszyny RX, jest sprawnością ogólną, tak więc obejmuje również zdolność maszyny do
wykonywania funkcji produkcyjnych. Brak gotowości maszyn na początkowe terminy robót lub
nieoczekiwane przestoje w ich pracy sÄ… traktowane na placach budowy w charakterze awarii. Wskaz
nik
RX wyraża wpływ wszystkich losowych i niekontrolowanych na placu budowy, czynników techniczno-
organizacyjnych.
Wzór na wydajność maszyny budowlanej
Przyjęto wzór na wydajność maszyny dla potrzeb obliczania wydajności eksploatacyjnej, praktycznej, z
uwzględnieniem struktury czasu z metodyki normowania robót budowlanych. Wzór ma postać:
WE = Ct Å" Q Å" ST Å" SW Å" RX; [ m2, m3, t lub szt. /godz.]
oraz:
SW = SN + SX ,
gdzie:
Ct - współczynnik przeliczeniowy jednostek czasu,
Q - składnik teoretycznej ilość jednostek produkcji dla narzędzia roboczego,
ST - współczynnik wpływu technologicznego (wykorzystania narzędzia roboczego),
SW - współczynnik wykorzystania nominalnego czasu pracy maszyny,
SN - współczynnik wpływu normatywnych (obowiązkowych) przerw organizacyjnych,
SX - współczynnik wpływu dopuszczalnych przestojów (straty czasu) w pracy maszyny,
RX - współczynnik wpływu zdarzeń losowych (straty czasu) w pracy maszyny.
Składnik jednostek produkcji narzędzia roboczego Q: dla maszyn o różnej charakterystyce pracy (o
pracy umownie ciągłej lub cyklicznej) składnik Q oblicza się następująco:
1. dla maszyn o pracy umownie ciągłej:
qt
Q = F V ; lub: Q = V ; [ m3, m3, t lub szt. /godz.]
l
gdzie:
F - teoretyczny przekrój przemieszczanej strumienia materiału, np., przenośnika taśmowego (podaje się
efektywny, teoretyczny przekrój strugi w stosunku do szerokości taśmy),
qt - geometryczna pojemność naczynia roboczego np., kubełków przenośnika kubełkowego,
l - odległość między kubełkami przenośnika,
V - prędkość przesuwu taśmy lub kubełków,
2. dla maszyn o pracy cyklicznej:
qt
Q = ; [ m2, m3, t lub szt. /godz.]
t
gdzie:
qt - geometryczna pojemność naczynia roboczego lub maksymalny udz
wig,
t - czas jednego cyklu pracy maszyny,
Współczynnik wpływów technologicznych - ST; określa maksymalny stopień wykorzystania narzędzia
roboczego, w stosunku do jego parametrów technicznych (wymiarów, udz
wigu) i technologicznych i
jest obliczany następująco:
q
p
dla maszyn naczyniowych: ST = SnÅ" Sz; dla dz
wigów: ST = ; (2.7)
qt
gdzie:
Sn - współczynnik wykorzystania geometrycznej pojemności naczynia roboczego,
Sz - współczynnik zagęszczenia gruntu,
qp i qt - rzeczywisty (praktyczny) i teoretyczny udz
wig maszyny w t.
Współczynnik wykorzystania czasu pracy - SW; określa stopień wykorzystania czasu pracy maszyny, ze
względu na wpływ normatywnych przerw SN na czas zmiany roboczej oraz ze względu na
ponadnormatywne przestoje maszyny (dopuszczalne straty czasu pracy) SX.
Przestoje ponadnormatywne SX, są to niepożądane straty czasu w pracy maszyny, ale ponieważ są one
zwykle nieuniknione w pewnej, stałej skali na zmianie roboczej lub w ciągu roku, można je uznać za
przestoje dopuszczalne i określić wielkością przeciętnego, procentowego udziału, w stosunku do
nominalnego czasu pracy maszyny, drogą normowania robót.
Wyróżnia się dwa rodzaje dopuszczalnych przestojów maszyny SX:
- przestoje -SXZ, wpływające na wykorzystanie czasu pracy maszyny na zmianie roboczej; są to straty
czasu pracy maszyny, które wynikają z niedostatecznej organizacji czasu pracy na budowie, na przykład,
z oczekiwania na dokumentację, materiały budowlane lub na realizację zadań, z przerw na bieżącą
obsługę techniczną maszyny (np. płukanie pompy do betonu co pewną ilość cykli pompowania,
międzyoperacyjną obsługę narzędzi roboczych),
- przestoje -SXR, wpływające na wykorzystywanie czasu pracy maszyny w dłuższym okresie czasu (w
roku, w sezonie); są to straty czasu pracy maszyny, będące wynikiem warunków atmosferycznych
związanych z sezonowością robót budowlanych, ze zmianami miejsc pracy i transportem maszyny, etc.
I tak:
SX = SXZ + SXR ,
gdzie:
SXZ - współczynnik dopuszczalnych strat czasu pracy maszyny na zmianie roboczej,
SXR - współczynnik dopuszczalnych strat czasu pracy maszyny w ciągu roku.
Przekroczenie dopuszczalnego czasu na przestoje SX powoduje, że przyczyny ich powstawania, są już
traktowane jako zdarzenia losowe, a ich wpływ jest określany współczynnikiem niezawodności pracy
maszyny -RX.
Współczynnik niezawodności pracy maszyny RX; jest określany prawdopodobieństwem sprawnej pracy
maszyny, uwzględniającym występowanie niekorzystnych zdarzeń losowych, związanych z awariami
lub z innymi nieplanowanymi przestojami (stratami czasu) w pracy maszyny na budowie, które mogą
przekroczyć dopuszczalny poziom przestojów maszyny (strat czasu pracy), określony współczynnikiem
SX.
Wzory na wydajność zespołu maszyn
Zespołem maszyn jest grupa współzależnych technologicznie maszyn, powiązanych ze sobą wspólnym
przebiegiem procesu technologicznego i współzależnością w równomierności pracy. Przy organizacji
zespołu maszyn bierze się pod uwagę:
- podporządkowanie maszynie głównej, wydajności maszyn współdziałających w zespole,
- organizację pracy poszczególnych maszyn w cyklu pracy zespołu maszyn.
Wyróżnia się następujące układy maszyn:
- szeregowy zespół maszyn; jest zespołem n pojedynczych maszyn połączonych szeregowo (kolejno po
sobie), składającym się najczęściej z maszyny głównej, prowadzącej budowę i ciągu maszyn
współdziałających, na przykład: zespół żuraw wieżowy i zespół mieszalników samochodowych
dowożących mieszankę betonową.
- równoległy zespół maszyn; jest zespołem m pojedynczych maszyn pracujących równolegle, na
przykład: zespół pomp odwadniających wykop.
- mieszany układ maszyn - jest układem łączącym cechy szeregowego i równoległego układu maszyn;
może występować jako układ szeregowo-równoległy, złożony z n członów szeregowego ciągu maszyn
procesu głównego (w tym, maszyny głównej), o liczbie 1, ...,m maszyn równoległych w każdym członie
zespołu (układ charakterystyczny dla robót liniowych: autostrady, roboty inżynieryjne - instalacje) lub
też jako układ równoległo-szeregowy, złożony z m pracujących równolegle, szeregowych ciągów
maszyn (procesów i maszyn głównych) o liczbie 1, ..., n maszyn w każdym ciągu (układ
charakterystyczny np. przy realizacji budynku jednocześnie kilkoma pasami robót lub dla robót
powierzchniowych: lotniska, hale).
Wyróżnia się następujące sposoby obliczania wydajności dla zespołów maszyn:
Wydajność szeregowego zespołu maszyn - jest równa wydajności maszyny, o najmniejszej wydajności w
zespole. Schemat szeregowego połączenia n pojedynczych maszyn i wzór na wydajność przedstawia.
M2 M1 MG
Q
Schemat szeregowego połączenia maszyn.
WZM = ćłQićłmin R(X)i
Przy szeregowym łączeniu maszyn wydajność maszyn współdziałających powinna być nieco wyższa
(ok. 10%) od wydajności maszyny głównej (MG).
Niezawodność pracy zespołu n pojedynczych maszyn połączonych szeregowo jest iloczynem
n
niezawodności poszczególnych maszyn w zespole: RZ = i znacznie pogarsza się nawet przy
"
Ri
i=1
nieznacznym spadku niezawodności maszyn składowych.
Wydajność równoległego zespołu maszyn - jest sumą wydajności wszystkich składowych maszyn w
zespole. Schemat równoległego układu m pojedynczych maszyn i wzór na wydajność przedstawia.
M1
Q
M2
Q
Schemat równoległej pracy maszyn.
m
WZM = Qi R(X)j
"
j=1
m
Niezawodność pracy m pojedynczych maszyn równoległych wynosi: RZ = 1 - (1-R ) i pogarsza się
"
j
j =1
nieznacznie przy spadku niezawodności maszyn składowych.
Wydajność mieszanych układów maszyn; schematy mieszanych układów maszyn i wzór na wydajność.
M1 M1 MG
Q
M3 MG
Q
M2 M1 MG
Q
Schematy mieszanych układów maszyn; układu szeregowo-równoległego (po lewej) i równoległo-
szeregowego (po prawej).
Niezawodność mieszanych układów maszyn określa się następująco [7, 9]: dla układów szeregowo-
n m
równolegÅ‚ego, ze wzoru: RZM = Å"[ 1 - "
) ], a dla układów równoległo-szeregowych: RZM = [ 1 -
(1-Rij
"
i=1 j =1
m n
Å"(1 -"
Å"Rji) ].
"
j = 1 i=1
Bibliografia
[1] Bellman R. Adaptacyjne procesy sterowania, PWN, Warszawa1965
[2] Brach I. i inni:  Maszyny budowlane Arkady, Warszawa 1974.
[3] Ciołek R. i inni:  Kompleksowa mechanizacja produkcji budowlanej , Arkady, Warszawa, 1985.
[4] Dyżewski A. i inni:  Technologia i organizacja Budowy , Arkady (wyd. IV poprawione),
Warszawa,1990.
[5] Houlden B. T.:  Z praktyki badań operacyjnych , PWE, Warszawa, 1964r.
[6] Jaczewski J.:  Układy logiczne dla zastosowań przemysłowych , PWN, Warszawa 1970.
[7] Jaworski K.:  Metodologia projektowania procesów budowlanych WN PWN, Warszawa, 1999r.
[8] Kalabiński B. i inni:  Technologia zmechanizowanych robót budownictwa dróg samochodowych i
żelaznych , Wydawnictwa PW, Warszawa 1978.
[9] Karniewski J. i inni (rozdz. 2. Kietliński W.):  Technologia zmechanizowanych robót drogowych ,
Wydawnictwa PW, Warszawa, 1984.
[10] Badanie BR-1/47/87 (Nr. 074/501/179/2/87), Praca Instytutu Technologii i Organizacji Produkcji
Budowlanej PW dla Instytutu Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego, Warszawa, 1987:
zad. 1. 6.: Polak W., część I:  System doboru maszyn w budownictwie i przygotowania stanowisk do ich
użytkowania , zad. 1. 7.: Kulejewski J., Polak W.:  Opracowanie norm pracy dla wybranych typów
maszyn budowlanych .
[11] Ważyńska-Fiok K.:  Podstawy teorii eksploatacji i niezawodności systemów transportowych ,
Wydawnictwa PW, Warszawa 1993.
[12] Wasilewski Zb. J.:  Mechanizacja budownictwa , Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 1994.
[13] Żelazny M.  Podstawy automatyki , PWN, Warszawa 1976 r.