Udarna energija

Pri kupnji hidrauličnog čekića jedno od čestih pitanja je: koliku čekić ima udarnu energiju? Ispravan pristup kupnji čekića za što bi trebao postojati jednostavan odgovor.

Na žalost, podatak o udarnoj energiji koriste mnogi proizvođači hidrauličnih čekića u svojim katalozima, prikazujući svoje čekiće kao moćne alate. Postepeno, stvorio se svojevrsni mit o velikim udarnim energijama koje pojedinim čekićima daju učinak preko 100%. Ponekad se čini da je za neke čekiće dovoljno pokrenuti ih inicijalnom energijom i kada se jednom tako pokrenu, nastavljaju beskonačno proizvoditi koristan rad.

Dobro zvuči, ali to tako ne funkcionira u stvarnom svijetu.

U sustavu hidrauličnog čekića, energija (koja se prenosi hidrauličnim uljem) isporučuje se iz bagera do čekića i prolazi kroz niz prepreka pri čemu savladava razne otpore u sustavu. Energija koja se isporuči na špicu i na materijal koji se lomi, nije nikako jednaka onoj početnoj energiji koja je isporučena od strane bagera. Razlika između isporučene energije od strane bagera i isporučene energije na vrhu špice naziva se stupanj iskoristivosti i uvijek je MANJI od 100%.

Općenito i vrlo grubo,  stupanj iskoristivosti hidrauličnih čekića može se, empirijski sažeti kroz slijedeću tablicu:

                                                              undefined

Većina proizvođača koji u svojim prospektima navode podatak o udarnoj energiji, uzimaju stupanj iskoristivosti 100% (pa i više), što je nemoguće. Već iz gornje tablice proizlazi da su stvarne vrijednosti i do dva puta manje od deklariranih u nekim prospektima.
Veći stupanj iskoristivosti čekića postiže se kvalitetnim završnim obradama materijala i sofisticiranim tehničkim rješenjima.

Nadalje, ako pogledamo izraz za računanje udarne energije:

                                                                           undefined

proizlazi da se maksimalna udarna energija dobiva kada su istovremeno i tlak i protok ulja na maksimalnim vrijednostima. Kako znamo da je karakteristika pumpe bagera takva da sa povećanjem radnog tlaka opada protok ulja i obrnuto, veći protok ulja rezultira manjim radnim tlakom, maksimalna udarna energija (proračunska) ne može se dobiti u stvarnim uvjetima. Pojednostavljeno rečeno, uz maksimalni protok ulja imamo minimalni radni tlak i obrnuto.  I ovo je podatak s kojim neki proizvođači čekića manipuliraju u svojim prospektima.

Zanimljivo je da, kada u gornju formulu uvrstimo podatke iz prospekata nekih proizvođača, uzevši sve maksimalne vrijednosti i 100% stupanj iskoristivosti, i dalje dobivamo manje vrijednosti udarne energije od onih deklariranih na prospektima :-)

Također, vidimo da udarna energija ovisi i o broju udaraca: što je broj udaraca veći, udarna energija je manja. Naravno, jer ovdje govorimo o energiji udara, energiji po jednom udarcu. Broj udaraca u minuti direktno ovisi o protoku ulja (i o konstrukciji čekića/klipa, kontrolnom ventilu,...) - što je protok ulja veći, broj udaraca je veći i obrnuto.
To načelno znači da, maksimalni protok ulja neće nužno dati maksimalnu udarnu energiju, odnosno bilo koji parametar na maksimalnoj vrijednosti ne znači i maksimalni učinak čekića!
U praksi to znači da povećavanje količine ulja koja se dobavlja u čekić na način da se poveća broj okretaja motora bagera (dodavanjem gasa) sigurno znači veću potrošnju goriva na bageru ali NE znači nužno i veću učinkovitost čekića!

Primjer iz jednog prospekta:

Model čekića

Radna težina čekića, kg

Protok ulja, min (l/min)

Protok ulja, max (l/min)

Radni tlak, min (bar)

Radni tlak, max (bar)

Broj udaraca, min (1/min)

Broj udaraca, max (1/min)

Udarna energija, max (Joule)

Iz kataloga

Udarna energija, max (Joule)

Naš proračun

A-niža srednja klasa

1760

140

175

160

180

400

800

4800

2100

B-top klasa

1700

130

170

160

180

320

640

nema podatka

5700

U primjeru smo uzeli za čekić A: stupanj iskoristivosti 0,55 ; za model B: 0,80.

Proizvođač B NIJE naveo podatak o udarnoj energiji u svom prospektu. Da je to učinio, vjerojatno bi se koristio stvarnim podacima i naveo udarnu energiju prema AEM standardu. Međutim, tada bi ispalo da proizvođač B ima slabiji čekić od proizvođača A, što nije istina.

Ako se poigramo cijenama, samo ilustrativno, imamo slijedeću situaciju:

Model

Tržišna vrijednost, EUR

Udarna energija, Joule

Cijena po Joule

A (iz prospekta)

14.000,00 EUR

4800 J

2,9 EUR/Joule

A ("stvarno")

14.000,00 EUR

2100 J

6,7 EUR/Joule

B ("stvarno")

28.000,00 EUR

5700 J

4,9 EUR/Joule


Kada bi potencijalni kupac uspoređivao proizvođača A (podatke iz prospekta) i proizvođača B, izgledalo bi da je A nešto malo slabiji ali dva puta jeftiniji! Prema odnosu cijene i isporučene udarne energije, A je "best buy". No, kada se podaci ubace u gornju formulu, situacija se mijenja i bliža je realnosti. Proizvođač B, iako je na prvi pogled puno skuplji, proizvodi jeftiniju udarnu energiju!


NAPOMENA:

U ovom smo članku željeli ukazati na nerealne podatke koji se prikazuju u raznim prospektima i na, usudili bi se reći, nepošten način zavaravanja krajnjih kupaca netočnim podacima.

Čekići koji su nižeg cjenovnog ranga su skuplji u eksploataciji, to je jasno samo po sebi. Ne postoji jeftino i vrhunsko u isto vrijeme. Naravno, oni korisnici koji nemaju interesa krenuti u posao s velikom početnom investicijom i kojima veći proizvodni troškovi u eksploataciji ne predstavljaju poslovnu prepreku, svakako će se odlučiti za, iz našeg primjera, model A. I imati će svoju pozitivnu kalkulaciju. Ono na što mi želimo skrenuti pažnju je transparentan prikaz podataka.

Također, svi gore navedeni podaci su okvirni. Najtočniji podaci o stvarnim udarnim energijama na vrhu špice dobivaju se mjerenjem u kontroliranim uvjetima AEM-MBMB standard.
MBMB - Mounted Breaker Manufacture Bureau
AEM - The Association of Equipment Manufacturers

Detaljnije o AEM standardu