Konstruktorzy o wywrotkach

Nowy model zabudowy kopalnianej KH-kipper W1M o unikatowym kształcie skrzyni bez bocznego użebrowania charakteryzuje się mniejszą wagą skrzyni, a w ślad za tym większą ładownością. Przy projektowaniu wykorzystano wytrzymałość i sprężyste właściwości stali Hardox

Maciej Kaczor, dyrektor Centrum Badawczo-Rozwojowego Wielton SA, oraz Andrzej Kamionka, prezes KH-kipper, dali się namówić na krótką rozmowę dotyczącą konstruowania wywrotek oferowanych przez dwóch największych polskich producentów pojazdów budowlanych.

„Samochody Specjalne”: Co to znaczy zrobić dobrą wywrotkę – zabudowę lub naczepę?

Maciej Kaczor, dyrektor Centrum Badawczo-Rozwojowego Wielton SA: Produkcja wywrotek budowlanych w Wieltonie jest ciągle na wysokim poziomie. W segmencie naczep samowyładowczych dla branży budowlanej konkurujemy zarówno z producentami polskimi, jak i zagranicznymi. Oferujemy bardzo ciekawe rozwiązania konstrukcyjne, które znajdują swoje zastosowanie w niezwykle szerokiej gamie różnorodnych produktów.
Maciej Kaczor, dyrektor Centrum Badawczo-Rozwojowego Wielton SA: Produkcja wywrotek budowlanych w Wieltonie jest ciągle na wysokim poziomie. W segmencie naczep samowyładowczych dla branży budowlanej konkurujemy zarówno z producentami polskimi, jak i zagranicznymi. Oferujemy bardzo ciekawe rozwiązania konstrukcyjne, które znajdują swoje zastosowanie w niezwykle szerokiej gamie różnorodnych produktów.

Maciej Kaczor: W przypadku naczep wywrotek budowlanych przewożony materiał ma dużą gęstość, dlatego skrzynia ładunkowa nie powinna być zbyt duża. Najlepiej byłoby mieć jak najkrótszą wywrotkę, w dodatku wykonaną ze stali o bardzo wysokiej wytrzymałości – klasy co najmniej HB 450, dotyczy to zarówno podłogi, jak i ścian bocznych. Na pewno też naczepa wywrotka musi mieć wytrzymałą, stabilną ramę. W konstrukcjach naczep samowyładowczych Wielton staramy się stosować jak najbardziej zwarte ramy, kompaktowe.

Klienci chcieliby mieć wywrotkę jak najlżejszą, o jak największej ładowności. Oczywiście można by taki pojazd skonstruować, ale miałby on bardzo niską trwałość. Taka wywrotka długo nie „pożyje”. Poza tym wykonanie skrzyni ze zbyt cienkich blach jest bardzo trudne z technologicznego punktu widzenia. Spawanie cienkich blach o dużej powierzchni spowoduje deformacje. To już źle wygląda, a liczy się przecież również wizualna strona produktu. To, z jakich blach jest wykonywana skrzynia, zależy przede wszystkim od rodzaju przewożonego ładunku. Jeśli będzie to np. piasek, blachy mogą być cieńsze, o grubości rzędu 3 mm. Jeśli mówimy o tłuczniu czy kruszywie, nieodzowna staje się grubość około 6 mm czy 8 mm na podłodze. Do najbardziej wymagających zastosowań – chociażby w kopalniach – burty muszą być dodatkowo wzmacniane żebrami.

Co jest najważniejsze w procesie konstrukcyjnym?

Maciej Kaczor: Naczelnym założeniem konstrukcyjnym jest to, żeby naczepa była jak najlżejsza – zarówno rama, jak i sama skrzynia. Podstawowym punktem wyjścia są dopuszczalne naciski na siodło i osie – powstaje dopuszczalna masa techniczna wynosząca 39 t, czyli 12 t na siodło i 27 t na 3 osie. Do tego dobieramy konstrukcję i materiały, aby pojazd uzyskał wymaganą wytrzymałość.

Konstruktorzy-o-wywrotkach4

Trzeba również pamiętać o zawieszeniu i odpowiednim jego wzmocnieniu, bo w tym obszarze rama przenosi wyjątkowo duże obciążenia. Kluczowym elementem konstrukcyjnym naczepy wywrotki jest również płyta siodłowa i mocowanie siłownika. Mocowanie siłownika powinno być skonstruowane tak, aby siłowniki różnych producentów do niego pasowały. Obecnie najczęściej wykorzystujemy siłowniki z mocowaniem górnym, co pozwala na zastosowanie pochylonej ściany przedniej. Siłowniki te są poza tym lżejsze niż te z mocowaniem dolnym.

W konstrukcji klap tylnych stosujemy różne rozwiązania. Są klapy wewnętrzne, zewnętrzne i klapodrzwi. Ostatnio od klientów francuskich pojawiły się zapytania o klapodrzwi otwierane hydraulicznie i to w dodatku przy skrzyniach półokrągłych half-pipe. Nam jest to trudno uzasadnić z eksploatacyjnego punktu widzenia, ale najwyraźniej taka jest specyfika tamtejszego rynku i tego oczekują klienci. Do takiego zapytania musimy się odnieść pozytywnie i wprowadzić takie rozwiązanie do naszych wywrotek. Szczegółowo analizujemy warunki pracy osi wywrotu – obciążenia i naprężenia – ten element musi być bezpieczny.

Ponieważ spawanie stanowi kluczowy proces technologiczny w trakcie produkcji skrzyń wywrotek, wymagania związane z uzyskaniem niezbędnej jakości połączeń spawalniczych także determinują konstrukcję. Stosowane powszechnie stale wysokiej jakości są podatne na działanie wysokich temperatur. Doprowadzenie zbyt dużych ilości ciepła może spowodować, że stal straci swoje właściwości. W związku z tym niekiedy konieczne staje się przekonstruowanie jakiegoś elementu tak, aby możliwe było prawidłowe spawanie.

W przypadku zabudów wywrotek na podwoziach samochodów ciężarowych można powiedzieć, że jest nieco prościej, ponieważ obowiązują bardzo szczegółowe wymagania producentów podwozi. Wiemy gdzie, co i jak łączyć, przykręcać, jakie profile kształtowe wybrać i o jakich przekrojach. Teoretycznie wywrotka na podwoziu jest konstrukcją prostszą niż naczepa. To, jaką skrzynię zabudujemy – czy będzie to wywrotka half-pipe, czy prostokątna, dwu- czy trójstronna – zależy od preferencji klienta. W konstrukcji zabudów za krytyczne elementy należy uznać wał wywrotu i wzmocnienia skrzyni. Niektóre skrzynie robi się bez podłużnic i poprzeczek wzmacniających podłogę, w innych przypadkach takie wzmocnienia są niezbędne. To zależy od tego, co klient będzie wozić. Ważne jest jednocześnie to, aby nie przesztywnić konstrukcji. Podwozie samochodu pracuje, odkształcenia przenoszą się na ramę pośrednią i przez nią na skrzynię. Szczególnie dotyczy to miejsc, w których skrzynia łączy się z ramą pośrednią – zbyt duża sztywność może szybko prowadzić do powstawania pęknięć.