Spycharka

Spycharka Dz-42 na ciągniku DT-75, prod. ZSRR

Spycharka – potocznie nazywana spychaczem – jest jedną z najbardziej powszechnych maszyn do robót ziemnych, służącą do odspajania gruntu od podłoża lemieszem (odspojony grunt nazywamy urobkiem) i przesuwania urobku bezpośrednio po podłożu na nieduże odległości. Stosowana przy wykonywaniu wykopów, hałd, nasypów, profilowaniu i niwelowaniu podłoży, plantowaniu terenu i skrawaniu gruntu warstwami itd. Wynaleziona została w USA w 1923 przez J. Earl McLeod'a.

Ciężka spycharka gąsienicowa (spychacz) o bardzo dużym lemieszu, silniku o dużej mocy i dużej sile przesuwania (mogąca bez trudności np. zburzyć dom czy holować ciężki czołg) nazywa się potocznie buldożerem.

Budowa spycharki

Spycharka składa się z:

• osprzętu spycharkowego
  • układu zawieszenia ze sterowaniem (układ hydrauliczny lub mechaniczny)
  • lemiesza spycharkowego
• ciągnika

Podział spycharek

Podział spycharek ze względu na zastosowany ciągnik

• gąsienicowe
• kołowe
  • z ramą sztywną
  • przegubową

Rodzaje spycharek ze względu na lemiesz

CAT D9L

• czołowe (lemiesz ustawiony prostopadle do kierunku ruchu)
  • bocznie przechylne (lemiesz nastawialny w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku jazdy)
  • segmentowe (na końcach lemiesza montowane dodatkowe ściany boczne)
  • czołowe skośne (lemiesz nastawialny w płaszczyźnie poziomej)
  • specjalne (z koszem zasypowym, karczowniki, z dodatkowymi układami regulacji, ze ślimakiem wzdłużnym, układem wibracyjnym lub impulsowym)
• skośne (lemiesz ustawiony bokiem do kierunku jazdy, umożliwia boczne przemieszczanie urobku)
• uniwersalne (możliwość ustawienie lemiesza w pozycjach skośnej, czołowej i przechylonej)

Podział spycharek ze względu na sposób sterowania lemieszem

• hydrauliczne
• mechaniczne

Podstawowe parametry spycharek

• Siła naporu
• Długość lemiesza (B)
• wysokość lemiesza (H)
• kąt skrawania (α)
• kąt skosu lemiesza (β)
• kąt przechylenia lemiesza (γ)
• głębokość opuszczania lemiesza (g)
• masa robocza spycharki – masa spycharki wraz z osprzętem, narzędziami, paliwem, smarami i operatorem (7,5 kN), bez obciążników

Praca spycharek

W pracy spycharek rozróżnia się 3 fazy:

• faza odspajania gruntu (nóż lemiesza poniżej płaszczyzny jazdy)
  • sposobem płaskim – lemiesz przez całą drogę odspajania opuszczony jest na tę samą głębokość
  • sposobem schodkowym – lemiesz na drodze odspajania dwu- lub trzykrotnie zmienia głębokość (na mniejszą)
• faza przesuwania urobku (nóż lemiesza w poziomie płaszczyzny jazdy)
  • przesuwanie czołowe
  • płaskie – płaszczyzna przesuwania w płaszczyźnie terenu
  • korytowe – płaszczyzna przesuwanie poniżej płaszczyzny terenu (wydajność większa nawet o 100%)
  • przesuwanie boczne
• faza rozładunku (nóż lemiesza powyżej płaszczyzny jazdy)

$k_{ps} = 1 - l \cdot (0.01 \pm 0.05)$

Sposoby zmniejszania strat bocznych:

• przesuwanie korytowe
• metoda zwałów pośrednich – drogę przesuwu dzieli się na 25-30 m odcinki
• zmiana toru przesuwu tak, żeby podczas kolejnego cyklu zgarniać materiał stracony w poprzednim
• stosowanie dwóch spycharek jadących w niewielkiej odległości

Wydajność spycharki

Wydajność zależna jest od technologii pracy, wymiarów lemiesza, mocy ciągnika, rodzaju gruntu i pochylenia terenu oraz siły naporu spycharki. Czynnikiem decydującym jest cykl pracy.

Cykl pracy spycharki

Cykl pracy spycharki składa się z czynności stałych i zmiennych, czas jego trwania jest równy: $T_{c} = T_{st} + T_{zm}$

• Czynności stałe $T_{st} = 2 \left( t_{1} + t_{2} + t_{3} \right)$[min]
  • zmiany biegów (t₁ – przeciętnie 5s)
  • zmiany kierunku jazdy (t₂ – przeciętnie 10s)
  • podnoszenie i opuszczanie lemiesza (t₃ – przeciętnie 4-5s)
• Czynności zmienne
  • odspajanie gruntu i nagarnianie urobku
  • przemieszczanie urobku
  • jazda powrotna

Ogólny wzór czasu trwania czynności zmiennych:

$T_{zm} = \frac{60}{1000}\left(\frac{l_{n}}{v_{j}} + \frac{l-l_{n}}{v_{1}} + \frac{l}{v_{2}}\right)$

gdzie:

l_n – długość odcinka na którym grunt jest odspajany [m]

l – droga jazdy w jednym kierunku

v_j – prędkość jazdy w fazie odspajania [km/h]

v₁ – prędkość przy przemieszczaniu urobku

v₂ – prędkość podczas powrotu

Efektywny czas pracy

Współczynnik efektywnego wykorzystania czasu pracy jest stosunkiem przepracowanych przeciętnie minut w ciągu godziny (T_n) do czasu rzeczywistego: k_c = T_n/60 W normalnych warunkach przyjmuje się do kalkulacji k_c = 0,80

dodatkowy osprzęt

Niekiedy spycharki wyposaża się w dodatkowy osprzęt:

• ładowarkowy (spycharko-ładowarki)
• zrywarkowy (spycharko-zrywarki)

Spycharki mogą być również wykorzystane do nietypowych prac takich jak:

• odśnieżanie (najczęściej spycharki ciągnikowe kołowe) – często się stosuje pojazdy samochodowe wyposażone w osprzęt spycharkowy
• karczowanie drzew
• jako popychacze zgarniarek
• prace podwodne

Wiele innych maszyn korzysta z osprzętu spycharkowego jako układów uzupełniających:

• walce i kompaktory
• koparki łyżkowe
• równiarki
• pojazdy samochodowe
• wyciągarki