Uniwersytet Technologiczno – Przyrodniczy w Bydgoszczy

Wydział Inżynierii Mechanicznej

EKSPLOATACJA ŚRODKÓW TRANSPORTU – LABORATORIUM

TEMAT: Koparko-ładowarka CAT 966 F

1. Definicja

Koparko – ładowarka – maszyna do robót ziemnych spełniająca zarówno funkcję koparki, jak i ładowarki. Są one zwykle oparte na konstrukcji traktora o napędzie kołowym, rzadziej występuje napęd gąsienicowy. Koparko-ładowarka jest jedną z najbardziej uniwersalnych maszyn budowlanych. Służy m.in. do: przygotowania terenów budowy chodników i dróg dla rowerów, prac porządkowych, wykonywania wykopów melioracyjnych, czy również prac komunalnych. Maszyna ta znajduje również szerokie zastosowanie w gospodarstwach rolnych.

1. Ładowarka kołowa CAT 966F

Rys. 1 – Koparko – ładowarka CAT966F

Przedstawiona maszyna napędzana jest silnikiem wysokoprężnym typ 3306 oraz posiada czterostopniową skrzynię biegów – zaprojektowano ją do wykonywania zadań związanych z przemieszczaniem i zagęszczaniem materiałów.

• Budowa CAT 966F:

1. silnik

2. zbiornik paliwa

3. łyżka

4. kabina

5. zbiornik hydrauliczny

6. chłodnica

7. skrzynia biegów

8. akumulator

1. Układ napędowy

W układach napędowych tego modelu zastosowano przekładnie hydrokinetyczne ze sprzęgłem blokującym. Przekładnie te są dopasowywane do mocy silnika oraz hydrauliki, co wpływa na poprawę wydajności oraz obniżenie zużycia paliwa. Trwałe przekładnie planetarne mają system przepływu oleju oraz wykorzystują olej o zróżnicowanej lepkości, co umożliwia obniżenie zużycia paliwa. Głęboka integracja systemowa powyższych elementów oraz ulepszenia osi i hydrauliki skutkują obniżeniem zużycia paliwa. Zastosowanie też tu mają blokady tarczowe mechanizmów różnicowych, które mogą być załączane podczas jazdy i które mogą przekazywać 100% momentu obrotowego na koło mające przyczepność, poprawiają możliwości trakcyjne w tych zastosowaniach, zwiększając tym samym wydajność.

Model ten standardowo wyposażony w blokady mechanizmów różnicowych przedniej osi załączane ręcznie przełącznikiem na podłodze. Opcjonalne, całkowicie automatyczne blokady mechanizmów różnicowych przedniej i tylnej osi działają na zasadzie pomiaru różnic w prędkościach osi, a ich załączanie nie wymaga interwencji operatora. Tarczowe blokady mechanizmów różnicowych powodują mniejsze ścieranie opon w porównaniu z innymi układami zwiększającymi przyczepność, co dodatkowo zmniejsza koszty eksploatacji ponoszone przez właścicieli.

Osie przyczyniają się do zmniejszenia zużycia paliwa dzięki niższemu poziomowi oleju i osłonom przekładni zębatej stożkowej, które ograniczają straty wynikające z uderzania obracających się elementów. Mają one także zewnętrzne, tarczowe hamulce postojowe z zaciskami zamontowane na wałku wejściowym przednich osi. Hamulce postojowe z zaciskami są skuteczniejsze niż hamulce bębnowe. Ponieważ są to hamulce zewnętrzne, nie mają one problemów z wydajnością, takich jak zamknięte mokre hamulce postojowe, których tarcze hamulcowe poruszają się w oleju. Ponadto nie trzeba w nich wymieniać oleju, co zmniejsza koszty paliwa i obsługi. Zewnętrzne hamulce postojowe z zaciskami są łatwo dostępne do kontroli i serwisu.

1. Układ hydrauliczny

Główny zawór układu hydraulicznego ma postać jednolitego bloku z wbudowaną sekcją układu kontroli komfortu jazdy. Konstrukcja oparta na jednolitym bloku jest lżejsza, ma o czterdzieści procent mniej potencjalnych miejsc wycieków. Układ kontroli komfortu jazdy ma dwa akumulatory, które zapewniają większą skuteczność przy większym zakresie ładowności, a wyższy komfort jazdy wpływa na zwiększenie wydajności maszyny i operatora.

Elementy układu hydraulicznego są chronione przez filtry pełno przepływowe i obejścia. Filtr w przewodzie powrotnym zbiornika oleju hydraulicznego filtruje cały olej wracający do zbiornika. W układzie znajduje się także osłona zbiornika spływowego zapewniająca dodatkową ochronę oraz oddzielny, mikronowy filtr obejścia, który w sposób ciągły odfiltrowuje mniejsze cząsteczki z układu. Tego rodzaju wielopoziomowa konstrukcja gwarantuje czystość oleju hydraulicznego oraz dokładnie chroni resztę układu hydraulicznego przed zanieczyszczeniem. W celu skrócenia czasu nagrzewania układu hydraulicznego dodany zawór termiczny obejściowy.

Pompy hydrauliczne osprzętu roboczego stale i automatycznie równoważą obciążenia hydrauliczne z wydajnością maszyny wymaganą przez operatora. Charakteryzują się one zwiększoną pojemnością, która zapewnia większy przepływ hydrauliczny przy mniejszej prędkości obrotowej silnika, oszczędzając w ten sposób paliwo. Poprawia to reakcję silnika, jak również jego wydajność na dużych wysokościach.

1. Dźwignie sterowania osprzętem

• Dźwignia podnoszenia łyżki

• Dźwignia pochylania łyżki

• Dźwignia łyżki wielofunkcyjnej

• Dźwignia zsypywania bocznego

• Dźwignia górnego chwytaka dociskowego

1. Obsługa koparko-ładowarki CAT 966 F

Węzeł serwisowego układów elektronicznych wyposażony jest w przełącznik, za pomocą którego drzwi są zdalnie zwalniane z zawiasów są następnie otwierane z pomocą sprężyny gazowej, podczas gdy operator znajduje się w bezpiecznym miejscu na ziemi. Nachylenie kąta schodów do kabiny jest zwiększone do optymalnej wielkości piętnastu stopni, umożliwiając operatorom bardziej poziome wchodzenie po schodach, podobnie jak po drabinie. Położenie uchwytów jest takie, aby operator przez cały czas miał bezpieczny kontakt z trzema punktami podparcia.

Drzwi kabiny mocno dociskają się do kształtowanych walcowo słupków konstrukcji ROPS (konstrukcje zabezpieczające przy przewracaniu). Wypukłe lusterka poprawiają widoczność do tyłu, A zintegrowane lusterka boczne zapewniają widoczność po obu stronach maszyny.

Kolorowy ekran dotykowy znacznie upraszcza obsługę interfejsu operatora za pomocą elementów obsługowych, kamery tylnej i nowego, całkowicie zintegrowanego systemu Cat Production Measurement. intuicyjna nawigacja w języku wybranym przez operatora pozwala na modyfikowanie niektórych parametrów roboczych maszyny oraz monitorowanie stanu maszyny dosłownie jednym palcem. Poziom ciśnienia akustycznego na stanowisku operatora i poziom hałasu na zewnątrz wynoszą odpowiednio 69 dB(A) i 108 dB(A).

Portal Cat Connect zapewnia operatorom i kierownikom dostęp do danych roboczych maszyny, takich jak całkowite zużycie paliwa, średnie zużycie paliwa, łączny czas przestojów i paliwo zużyte w czasie przestojów, całkowita liczba motogodzin. Ekran dotykowy może być wyposażony w aplikację Caterpillar Production Measurement podającą informacje dotyczące ładunku.

1. Techniki pracy

• Spychanie

• Wysypywanie

• Ładowanie łyżki materiałem ze stosu

• Ładowanie łyżką przyczep

• Ładowanie łyżki materiałem ze skarpy

• Podnośnik widłowy z górnym chwytakiem do dłużyc

1. Harmonogram przeglądów okresowych

1. Czynności doraźne

• Układ dolotowy powietrza do silnika

• Wspomaganie rozruchu eterem – wymiana pojemnika

• Układ paliwowy – obsługa, jeżeli występuje spadek mocy

• Bezpieczniki i wyłączniki automatyczne – wymiana/ponowne nastawienie

• Wycieraczki i spryskiwacz – kontrola

• Krawędzie tnąca łyżki – wymiana uszkodzonego elementu

• Zęby łyżki – wymiana uszkodzonego elementu

• Kontrola filtra oleju – sprawdzenie zanieczyszczeń w zużytym filtrze oleju

• Zasobnik ciśnienia układu stabilizacji łyżki podczas jazdy

• Sprawdzenie ciśnienia

1. Co 10 motogodzin lub codziennie

• Olej w skrzyni korbowej silnika – sprawdzenie poziomu oleju

• Olej w układzie skrzyni biegów – sprawdzenie poziomu olej

• Olej w zbiorniku hydraulicznym – sprawdzenie poziomu oleju

• chłodnica – sprawdzenie poziomu płynu chłodzącego

• Przegląd ogólny – kontrola stanu maszyny

• Zbiornik paliwa – spuszczenie wody i osadu

• Zbiornik sprężonego powietrza – spuszczenie wilgoci i osadu

• Pas bezpieczeństwa – kontrola

• Hamulce, lampki kontrolne i wskaźniki – sprawdzenie

• Sygnał alarmowy jazdy do tyłu - sprawdzeni

1. Co 50 motogodzin lub co tydzień

• Układ nawiewu kabiny – czyszczenie filtrów

• Łożyska dolnego przegubu łyżki – smarowanie kalamitek

• Opony – sprawdzenie ciśnienia

1. Co 100 motogodzin lub co 2 tygodnie

• Czop tylnej osi – smarowanie 2 kalamitek

• Łożyska siłowników kierowniczych – smarowanie 4 kalamitek

• Łożysko górnego przegubu łyżki – smarowanie 1 kalamitki

• Ramię podnośnika i zaczep siłownika – smarowanie 6 kalamitek

• Siłownik łyżki i łożyska zaczepu – smarowanie 4 kalamitek

• Chwytak dociskowy podnośnika widłowego do dłużyc – smarowanie 6 kalamitek

1. Co 250 motogodzin lub co miesiąc

• Olej silnikowy – wymiana

• Luz zaworów silnika – regulacja

• Odpowietrznik skrzyni korbowej – czyszczenie

• Układ chłodzenia – dodawanie inhibitorów

• Hamulce – sprawdzenie

• Zbiornik oleju układu hamulcowego – sprawdzenie poziomu oleju

• Jarzmo wału napędowego – smarowanie kalamitki

• Łożysko wentylatora – smarowanie

• Klimatyzator – sprawdzenie

• Paski wentylatora i alternatora – kontrola/regulacja

• Akumulatory - sprawdzenia

1. Co 1000 motogodzin lub co 6 miesięcy

• Olej w układzie skrzyni biegów – wymiana oleju

• Krzyżaki przegubów napędowych – smarowanie 5 kalamitek

• Łożysko wspornika wału napędowego – smarowanie 1 kalamitki

• Łożyska czopu ramy – smarowanie 2 kalamitek

• Konstrukcja ochronna w razie wywrotki – kontrola

1. Co 2000 motogodzin lub co rok

• Zbiornik oleju hydraulicznego – wymiana oleju

• Mechanizmy różnicowe – wymiana oleju

• Luz zaworów silnika fazy i wtryskiwaczy paliwa – regulacja

• Mechanizmy obracania zaworu – sprawdzenie

• Hamulce tarczowe olejowe - kontrola

1. Co 3000 motogodzin lub co 2 lata

• Płyn chłodzący w układzie chłodzenia - wymiana

1. Klasyfikacja

Koparko – ładowarki należą do trzeciej klasy maszyn roboczych. Do tej samej klasy pojazdów specjalistycznych obok koparko-ładowarek należą:

• Koparki jednonaczyniowe o pojemności naczynia do 0, 8 m³

• Koparko-spycharki - wszystkie typy

• Koparki wielonaczyniowe o wydajności do

• Koparki wielonaczyniowe łańcuchowe - wszystkie typy

• Spycharki o mocy silnika do

• Równiarki o mocy silnika do

• Ładowarki jednonaczyniowe o pojemności naczynia do 2, 5 m³

• Pogłębiarki jednoczerpakowe pływające o pojemności czerpaka do 1, 5 m³

• Pogłębiarki ssące śródlądowe – wszystkie typy

• Palownice o średnicy do ⌀600 mm

• Kafary

• Urządzenia wibracyjne do pogrążania i wyrywania – wszystkie typy

• Wiertnice do kotwi

• Wiertnice poziome z zasilaczem hydraulicznym o średnicy rury ⌀600 mm

1. Wymagania techniczne paliw

Należy codziennie sprawdzać poziom paliwa poprzez dokonywanie za pomocą wskaźnika bagnetowego lub też obserwacje wziernika poziomu paliwa, jeżeli znajduje się na wyposażeniu.

Paliwa zalecany do stosowania w silnikach firmy Caterpillar to olej napędowy No 2-D oraz paliwo olejowe No 2, chociaż paliwa No 1 są również dopuszczalne. Wyszczególnione poniżej paliwa są to paliwa stosowane na świecie, spełniające wymogi normy.

Tab. 1 – Międzynarodowe normy wymagań tech. paliw do silników wysokoprężnych[1]

Silniki wysokoprężne firmy Caterpillar są przystosowane do spalania szerokiej gamy paliw destylowanych. Stosowanie czystego, stałego gatunku destylowanego paliwa, spełniającego poniższe kryteria zapewni niezawodną, długoletnią pracę silnika.

Tab. 2 – Wymagania wobec destylowanych olejów napędowych [1]

1. Okresowe badanie oleju (Analiza SOS)

Program analizy SOS składa się z trzech podstawowych prób:

• Analiza zużycia części metalowych

• Próby fizykochemiczne

• Analiza własności oleju

Zadaniem analizy zużycia jest określenie stopnia zużycia podzespołów poprzez pomiar cząstek pochodzących ze zużycia i pomiar zanieczyszczeń zawartych w używanym oleju. Monitorując zużyty olej, określa się normalne tendencje zużycia podzespołów. Wiele defektów można wykryć kiedy tendencje zużycia i/lub zawartość zanieczyszczeń znacznie się różni od poprzednio zaobserwowanych.

Wykrywalne defekty dotyczą tylko zużycia podzespołów i stopniowego wzrostu zanieczyszczeń.

Analiza zużycia nie jest w stanie wykryć uszkodzeń wynikających ze zmęczenia materiału, gwałtownego braku smarowania i gwałtownego pobrania z zewnątrz dużych ilości zanieczyszczeń. Uszkodzenia tego typu następują zbyt szybko aby mogły zostać wykryte tą metodą.

Próby fizykochemiczne są wykonywane w celu określenia czy olej został zanieczyszczony paliwem, wodą lub płynem chłodzącym i czy wielkość zanieczyszczenia przekracza dopuszczalne wartości.

Analiza własności oleju określa stopień zużycia samego oleju poprzez pomiar ilości związków siarki i sadzy oraz stopnia utlenienia i nitrowania używanego oleju. Analiza może też określić stopień zaniku dodatków oraz wykryć zanieczyszczenia glikolem etylenowym i butylem.

Analiza własności oleju może pomóc w określeniu częstotliwości wymiany oleju (skrócenia, pozostawienie bez zmian lub wydłużenie czasu między wymianą oleju) dla konkretnej maszyny przy danych warunkach pracy. Analiza własności oleju musi być zawsze stosowana razem z analizą zużycia i próbami fizykochemicznymi.

Tab. 3 – Harmonogram wykonywania analizy SOS [1]

1. BHP obsługi koparko – ładowarki

WARUNKI DOPUSZCZENIA PRACOWNIKA DO PRACY PRZY OBSŁUDZE KOPARKI

• pracownik winien przystąpić do pracy trzeźwy, bez objawów zaburzeń psychotropowych

• przy obsłudze maszyn (koparek, koparko - ładowarki) z ruchomymi elementami nie można pracować w odzieży z luźnymi (zwisającymi) częściami jak np.:  luźno zakończone rękawy, krawaty, szaliki poły, oraz bez nakryć głowy okrywających włosy

• posiadanie wymaganych predyspozycji psychicznych i fizycznych do obsługi koparko - ładowarki

• ubrany w odzież roboczą przewidzianą dla danego stanowiska w zakładowej  tabeli norm odzieży roboczej, nosić hełm ochronny i przypadkach przewidzianych instrukcją obsługi okulary

• stan zdrowia odpowiedni do wykonywanej pracy przy obsłudze koparko - ładowarki potwierdzony świadectwem wydanym przez uprawnionego lekarza

• zaliczenie odpowiedniego instruktażu: zawodowego, przeszkolenia bhp i p.poż., zapoznanie się z instrukcjami obsługi koparko - ładowarki; uzyskał stosowne uprawnienia po kursie operatora koparko - ładowarki

• ukończona co najmniej szkołę zawodową w danej specjalności lub inne uprawnienia do wykonywania zawodu

• ukończone 18 lat

CZYNNOŚCI PRZED ROZPOCZĘCIEM PRACY PRZY OBSŁUDZE KOPARKI

• dokładnie zapoznać się z  dokumentacją wykonawczą i instrukcją obsługi koparko-ładowarki, tabliczką znamionową koparki

• próbnie uruchomić koparko - ładowarkę i sprawdzić jakość jej działania, wykonać test hamulca koparki

• uzupełnić paliwo w zbiorniku koparki

• chować instrukcję obsługi koparki z linką łączącą pod siedzenie

• upewnić się czy w zasięgu pracy koparko - ładowarki nie znajdują się osoby postronne

• uruchomić silnik koparko - ładowarki wyłącznie ze stanowiska operatora

• po przejściu na skręt kół obrócić kierownicą koparki do oporu w obydwie strony

• ustawić koła koparki tylne do jazdy na wprost

NIE WOLNO:

• dopuszczać do obsługi koparko - ładowarki osoby niepowołane, które nie ukończyły właściwego szkolenia do obsługi koparko ładowarki

• obsługiwać koparko - ładowarkę bez odpowiednich uprawnień i przeszkoleń

• zdejmować osłony i zabezpieczenia z obsługiwanych koparko - ładowarek

• koparek będących w ruchu: naprawiać, czyścić, smarować (z wyjątkiem przewidzianych w DTR koparki)

• przenosić ładunku nad kabinami koparek lub osobami

• przewozić dodatkowych osób w kabinie koparko - ładowarki

• przekraczać podanych obciążeń maksymalnych koparko - ładowarki

• ustawiać stabilizatory przebywając w kabinie koparko - ładowarki

• przebywać w kabinie koparki podczas holowania przy  niesprawnych układach kierowniczym i  hamulcowym

• dolewać zimnej cieczy chłodzącej do gorącego silnika koparko - ładowarki

• podejmować żadnych czynności związanych z obsługę operatorską, smarowaniem, konserwację lub naprawę koparki, dopóki osoba zainteresowana nie przeczyta i nie zrozumie informacji związanych z tymi zagadnieniami

NAKAZUJE SIĘ:

• wycofać z użytkowania oraz wyraźnie oznakować tablicami informacyjnymi i zabezpieczyć w sposób uniemożliwiający ich uruchomienie koparko-ładowarki niesprawne, uszkodzone lub pozostające w naprawie

• napinać, naprawiać łączyć, skracać i smarowane pasy pędne, liny i taśmy pędne po unieruchomieniu koparko-ładowarki

• używać obowiązujące ochrony osobiste przy eksploatacji koparko - ładowarki

• zachować bezpieczną odległość od krawędzi zboczy, nawisów, śliskiego terenu

• używać zawsze pas bezpieczeństwa obsługując koparko - ładowarkę

• przed wymianą zębów zablokować łyżkę koparko - ładowarki

• podczas jazdy po drodze używać wyłącznie kierowania kołami przednimi

• nie wyłączać silnika koparki natychmiast po intensywnej pracy ( po 5 min.)

• utrzymywać maszynę w odległości min 3 m od przewodów elektrycznych

• do przewozu koparko - ładowarki używać środka transportowego o nośności min. 10 t

• pompować koła przebywając w strefie bezpiecznej za oponą koparko - ładowarki

• utrzymywać czytelne tabliczki znamionowe koparko - ładowarki

• reagować na umieszczone na koparce instrukcje ostrzegawcze i znaki ostrzeżenia

• stopy stabilizatorów składać będąc na zewnątrz

• utrzymywać stopnie koparko - ładowarki w czystości

CZYNNOŚCI PO ZAKOŃCZENIU PRACY KOPARKO - ŁADOWARKI

• uporządkować stanowisko pracy oraz  narzędzia i sprzęt ochronny

• zabezpieczyć koparko - ładowarkę po zakończeniu pracy w położeniu transportowym

• zablokować dźwignię sterowania łyżką za pomocą blokady w podłodze kabiny koparko - ładowarki

1. Niezdatności

• Pęknięcia przewodów

• Zużycie opon

• Uszkodzenie podnośnika przez zbyt duży ciężar

• Uszkodzenia łyżki przy nieodpowiednim użyciu

• Uszkodzenia zderzaków poprzez nieodpowiednie położenie łyżki

1. Podsumowanie

Koparko-ładowarka CAT 966F jest drogą maszyną specjalistyczną, ponieważ znacznie przewyższa zaawansowaniem technologicznym inne maszyny tego samego rodzaju, które nie posiadają takiego wyposażenia elektronicznego. System w urządzeniach pokładowych koparko-ładowarki CAT umożliwia nadzór nad pracą maszyny i jej spalania poprzez łączenie się systemu z GPS i przekazywanie informacji do serwisu CAT oraz do właściciela. Serwis w razie nieprawidłowości ma możliwość szybszego znalezienia uszkodzenia, a właściciel ma wiedzę np. o czasie pracy maszyny. W starszych rozwiązaniach poszukiwania uszkodzeń powstałych w trakcie wykonywania robót trwały znacznie dłużej. Serwis za pomocą otrzymanych danych może ustrzec się od bezpodstawnych reklamacji. Tyczy się to między innymi awarii spowodowanych niewłaściwą obsługą urządzenia przez operatora.

Ignorowanie terminów obsług technicznych i wymian płynów eksploatacyjnych oraz niewłaściwe posługiwanie się maszyną może doprowadzić poważnych uszkodzeń podzespołów i elementów koparko-ładowarki co wiąże się z jej unieruchomieniem. Z ekonomicznego punktu widzenia będzie to przynosiło straty na rzecz właściciela, ponieważ urządzenie nie będzie wykonywało swoich zadań w czasie rzeczywistym lecz pozostawało w serwisie.

W Polsce koparko-ładowarki mogą być obsługiwane wyłącznie przez osoby, które ukończyły szkolenie i uzyskały pozytywny wynik sprawdzianu przeprowadzonego przez komisję powołaną przez Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego w Warszawie.

Literatura

1. Instrukcja obsługi i konserwacji – Ładowarka kołowa – Typ 966F Seria II

2. http://www.cat.com/pl_PL.html

3. http://www.wrzesnia.com.pl/instrukcja_bhp_9.html

4. http://www.csoperator.eu/?szkolenie-na-koparko-ladowarke-wloclawek%2C23