Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Technologia i organizacja

robót budowlanych

„Spycharki i ich charakterystyka, sposoby pracy i wykorzystania”

„Zgarniarki i ich charakterystyka, sposoby pracy i wykorzystania”

prof. dr hab. 

inż.

Włodzimierz 
Martinek

dr inż. Paweł Nowak

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Koparki

Koparki  -  maszyny  do  odspajania  gruntu  i 
przenoszenia gruntu           na środki transportu lub 
na odkład.

Klasyfikacja koparek:

  rodzaj podwozia;

-  gąsienicowe

-  kołowe (specjalne i samochodowe)

-  pływające

-  kroczące

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

  rodzaj pracy;

-  o pracy cyklicznej (budownictwo)

-  o pracy ciągłej (kopalnictwo, melioracje)

  rodzaj silnika;

-  diesel

-  benzynowy

-  diesel – elektro

  osprzęt roboczy;

-  podsiębierne

-  przedsiębierne

-  chwytakowe

-  zbierakowe

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

  napęd narzędzia;

-  mechaniczne

-  hydrauliczne

 
Maszyny uniwersalne: koparko - spycharki
lemiesz + łyżka (0,15 - 0,20 m

3

); głównie w 

budownictwie jednorodzinny i kształtowaniu terenu 
na niewielkich powierzchniach 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Siła robocza koparki mechanicznej (a) i hydraulicznej (b)

 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Podstawowe parametry koparek

Pojemność łyżki roboczej, m

3

Promień pracy

-    promień  kopania:  pozioma  odległość  między 

osią obrotu
        a  krawędzią  narzędzia  skrawającego  w 
położeniu roboczym
-  głębokość kopania: pionowa odległość 

pomiędzy poziomem,
    na którym stoi koparka a dolną krawędzią 
narzędzia
    skrawającego w położeniu roboczym
-  wysokość kopania: pionowa odległość pomiędzy 

poziomem,
    na którym stoi koparka a górną krawędzią 
narzędzia
    skrawającego w położeniu roboczym

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

-  promień wyładunku: pozioma odległość między 
osią obrotu
    a krawędzią narzędzia skrawającego w 
momencie
    wyładunku

-  wysokość wyładunku: pionowa odległość 

pomiędzy
    poziomem, na którym stoi koparka a górną 
krawędzią
    narzędzia skrawającego w momencie 
wyładunku 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Wydajność koparek:

                                                                                , 

m

3

/h

 

gdzie:

Q – pojemność geometryczna naczynia roboczego, m

3

n – liczba cykli roboczych na min
S

n

 – wsp. napełnienia naczynia roboczego

S

s

  –  wsp.  spoistości  gruntu  (odwrotność  współczynnika 

spulchnienia)
S

w

 – wsp. wykorzystania czasu roboczego koparki

Wartość  poszczególnych  składników  określa  się  na 
podstawie 

ustalonych 

zasad 

oraz 

danych 

doświadczalnych.

w

s

n

k

S

S

QnS

W

60



Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Liczbę  cykli  roboczych  n  oblicza  się  na  podstawie  czasu 
trwania cyklu roboczego t koparki.
Cykl roboczy koparki przedsiębiernej t może być rozłożony 
na czynniki składowe:

                                                                        , s

gdzie:

t

n

 – czas odspajania gruntu i napełniania łyżki

t

o

 – czas obrotu nadwozia do miejsca wyładowania z podniesieniem 

łyżki do poziomu
              wyładowania  oraz  czas  obrotu  powrotnego  nadwozia  do 
miejsca kopania,
       z jednoczesnym opuszczeniem łyżki na spód wykopu
t

w

 – czas wyładowania łyżki

Przeprowadzone 

badania 

cyklu 

roboczego 

dla 

przeciętnych  warunków  pracy  koparki  wykazały,  że 
średnio:

w

o

n

t

t

t

t







s;

   

,

30

,

0 t

t

n



s;

   

,

60

,

0 t

t

o



s.

   

,

10

,

0 t

t

n



Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Kategoria gruntu

I

II

III

IV

Grubość skrawania, 
cm

40 – 50

25 – 35

15 – 20

10 – 15

Tab. Grubość skrawania w zależności od kategorii gruntu

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Wielkość robót na jednym

placu budowy

[m

3

]

Intensywność robót

[m

3

 /zm.]

Ekonomicznie uzasadnione

pojemności koparek 

jednonaczyniowych

[m

3

]

Do 500

do 75

powyżej 75

koparko-spycharki  0,10 – 0,16
koparko-spycharki  0,10 – 0,16
koparko-spycharki  0,25
koparki samochodowe  0,25

500 – 7 500

do 150

150 – 300
300 – 500
500 – 750

powyżej 750

koparko-spycharki  0,25
koparki samochodowe  0,25
koparki kołowe  0,4 – 0,6
koparki gąsienicowe 0,4 – 0,6
jw., lecz 0,6 – 1,0
jw., lecz 1,0 – 1,2

7 500 – 12 500

do 350

350 – 750

powyżej 750

jw., lecz 0,4 – 06
jw., lecz 0,6 – 1,0
jw., lecz 1,0 – 1,2

12 500 – 25 000

do 500

500 – 1 000

powyżej 1 000

jw., lecz 0,6 – 1,0
jw., lecz 1,0 – 1,2
jw., lecz 1,2 – 2,0

Powyżej 25 000

do 1 000

1 000 – 2 000

powyżej 2 000

jw., lecz 0,6 – 1,0
jw., lecz 1,2 – 2,0
jw., lecz 2,0 – 2,5

Tab.  Graniczne wielkości robót ziemnych dla koparek jednonaczyniowych

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Rodzaj gruntu

Współczynniki napełnienia naczynia 

roboczego S

n

 [%]

przedsiębiernych 

i chwytakowych

zbierakowych

Grunty sypkie, drobnoziarniste
Grunty spoiste (gliny, iły, ziemia 

zleżała)
Drobno skruszony wapień, tłusta 

wilgotna
glina, ciężkie iły, żwir z kamieniami
Skalne rumowisko (skały wapienne,
piaskowiec w większych 

kawałkach)

95 – 100

85 – 90

70 – 80

50 – 70

95 – 100

80 – 90

65 – 75

–

Tab.  Orientacyjne średnie wielkości współczynników napełnienia naczynia
          roboczego dla koparek

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Tab.  Czas trwania cyklu roboczego koparek jednonaczyniowych w zależności
          od pojemności naczynia roboczego

Wyposażenie

Wsk

a-

źniki

Teoretyczna liczba cykli roboczych na minutę 

n i czas

jednego cyklu roboczego t przy pojemności 

naczynia

bocznego, m

3

0,25 0,50

1,0

1,5

2,0

3,0

5,0

Przedsiębierne

n

t

3,75

16

3,75

16

3,43

17,5

3,16

19

3,00

20

2,60

23

2,50

23

Przedsiębierne
i odsiębierne

n

t

3,00

20

3,00

20

2,73

22

2,40

25

2,00

30

–
–

–
–

Chwytakowe

n

t

2,73

22

2,73

22

2,40

25

2,00

30

1,78

33,5

1,20

50

1,09

55

Zbierakowe

n

3,53 3,53 3,16 2,73 2,29 1,71

1,50

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Tab.  Normalne i maksymalne wysokości ścian wykopów wykonywanych
         koparkami z osprzętem przedsiębiernym

Pojemność łyżki

[m

3

]

Normalna wysokość ściany wykopu

w zależności od kategorii gruntów

[m]

Maksymalna 

wysokość

ścian wykopu

[m]

I i II

III

IV

0,5
1,0
1,5
2,0

2,5 i więcej

1,5
2,0
2,5
3,0
3,5

2,0
2,5
3,0
3,5
4,0

2,5
3,0
3,5
4,0
5,0

5,0 – 8,2
5,9 – 8,9
7,1 – 9,4

–

8,0

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Schemat pracy koparek

Sposób podłużny i poprzeczny wykonywania wykopu koparką podsiębierną

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Rozkop koparką przedsiębierną

 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Wykop głęboki, dwie warstwy robocze

 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Wykop głęboki, jedna warstwa robocza

 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Wykop płytki 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Wykop przelotowy 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Sposób podłużny, rozkopy

 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Transport mas 

ziemnych

/Sposoby podstawienia 

samochodów/

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Współpraca z koleją
i samochodami 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Przyczepa samowyładowcza W-8 z ciągnikiem Ursus C-385

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Dobór środków transportowych do koparki

Czas  trwania  t  cyklu  roboczego  środka  transportu  składa 
się  z  czasu  załadowania  t

z

,  jazdy  w  obydwu  kierunkach  t

j

 

oraz czasu wyładowania t

w

                                                                     

, m

3

/h

Czas  załadowania  t

z

  można  obliczyć  posługując  się 

wzorem:

                                                                        , h

gdzie:

Q

t

 – ładowność środka transportu, t

Q

k

 – pojemność koparki lub ładowarki, m

3

S

n

 – współczynnik napełnienia naczynia roboczego

ρ – gęstość objętościowa gruntu, t/m

3

n – liczba cykli na godzinę

w

j

z

t

t

t

t







n

S

Q

Q

t

n

k

t

z





Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Czas jazdy t

j

 w obydwu kierunkach:

                                                                , h

gdzie:

l – odległość jazdy w jedną stronę, km
v

śr

 – prędkość średnia jazdy, km/h

Obliczenie liczby m środków transportu:

                                                                                

, szt.

śr

j

v

l

t

2



z

z

w

j

z

t

t

t

t

t

t

m









Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Zgarniarki

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Klasyfikacja zgarniarek:

  pojemność skrzyni;

-  małe - do 5 m

3

-

  

średnie - 6 - 15 m

3

-

  

duże - pow. 15 m

3

  układ jezdny;

-  samobieżne - transport do 5000 m

-  przyczepne - 1000 - 2000 m

  sposób napełniania;

-  naturalny - strugi gruntu

-  ze wspomaganiem

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

  sposób opróżnienia;

-  grawitacyjny

-  wymuszony (ruchoma tylna ścianka)

  sposób sterowania skrzynią;

-  mechaniczny

-  hydrauliczny 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Cykl pracy zgarniarki

    skrawanie  (sposób  płaski  i 
grzebieniowy)
  transport urobku
  wyładunek
  powrót 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Wydajność  eksploatacyjna  zgarniarek  W

z

  oblicza  się 

ze wzoru:

                                                                              , 

m

3

/h

 

gdzie:

t – czas trwania cyklu roboczego, min
Q – pojemność geometryczna skrzyni, m

3

S

n

 – współczynnik napełnienia skrzyni

S

s

 – współczynnik spoistości gruntu

S

w

 – współczynnik wykorzystania czasu roboczego

w

s

n

z

S

S

QS

t

W

60



Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Czas  trwania  cyklu  roboczego  t  wyrazić  można 
wzorem:

gdzie:

t

1

 – czas odspajania i napełniania skrzyni, min

t

2

 – czas jazdy z urobkiem, min

t

3

 – czas opróżniania skrzyni, min

t

4

 – czas jazdy powrotnej, min

t

5

 – czas zmiany biegów i zmiany kierunków jazdy, min

5

4

3

2

1

t

t

t

t

t

t











Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Powyższy  wzór  można  również  przedstawić  w  zależności  od  długości 
poszczególnych  odcinków  drogi  oraz  odpowiednich  prędkości  jazdy  z 
uwzględnieniem  czasu  niezbędnego  na  zmiany  biegów  i  kierunków 
jazdy, wówczas otrzymamy:

  

                                                                                          , 

min

 

gdzie:

l

1

  –  długość  odcinka  drogi,  na  którym  skrawany  jest  grunt  i  napełnia  się 

urobkiem skrzynię, m
l

2

 – długość odcinka drogi przebywanej z urobkiem, m

l

3

 – długość odcinka drogi, na którym opróżnia się skrzynię z urobkiem, m

l

4

 – długość odcinka drogi jazdy powrotnej, m

v

1

 – prędkość jazdy zgarniarki przy napełnianiu skrzyni, km/h

v

2

 – prędkość jazdy zgarniarki przy przewożeniu urobku, km/h

v

3

 – prędkość jazdy zgarniarki przy opróżnianiu skrzyni, km/h

v

4

 – prędkość jazdy zgarniarki przy jeździe powrotnej, km/h

t

b

 – czas niezbędny na dokonanie zmiany biegu, h

t

k

 – czas zmiany kierunku jazdy [h], przy czym 4t

b

+2t

k

 wynosi ok. 1 min.

5

4

3

2

1

t

t

t

t

t

t











k

b

t

t

v

l

v

l

v

l

v

l

t

2

4

)

(

1000

60

4

4

3

3

2

2

1

1













Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Schemat pracy zgarniarek

Eliptyczny

 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Ósemkowy

 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Spiralny

 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Zygzakowy

 

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Lądowej
Katedra Inżynierii Produkcji i Zarządzania w Budownictwie

Równiarki