proracun strele mini bagera
DESCRIPTION
Proracun strele mini bagera airman ax-08TRANSCRIPT
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
1
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
2
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
3
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
4
1. UVOD: ISTORIJSKI RAZVOJ MAŠINA CIKLIČNOG DEJSTVA
Mašine sa cikličnim dejstvom svoj rad obavljaju u ciklusima,odnosno postoji odreĎeni broj
radnih operacija koje se periodično ponavljaju. Skup svih operacija jedne mašine čini jedan radni
ciklus mašine.
U mašine sa cikličnim dejstvom spadaju:bageri,dozeri,utovarivači,skreperi,fabrike betona...
Kao prva mašina cikličnog dejstva za iskopavanje tla javio se parni bager. Parni bager je
mašina namenjena za iskopavanja i pomeranja materijala kao što su kamen i zemlja. Parni bager
je imao veliku ulogu u javnim radovima u 19. i početkom 20. veka i bio je ključna mašina u
konstrukciji pruga i iskopu Panamskog kanala. Razvoj jednostavnijih i jeftinijih bagera koji su
koristili naftu kao pogonsko gorivo,uticao je na prestanak korišćenja parnih bagera. Parni bager
izmislio je Vilijam Otis,koji je patentirao svoj dizajn 1839.godine. Prve mašine imale su
mogućnost delimičnog ljuljanja zato što se nosač kašike nije mogao rotirati za ceo krug.
Gradile su se na šasijama koje su bile postavljene na šine.
Slika 1. Parni bager
Na šasiju je postavljan kotao i motor koji je služio za pokretanje bagera.Kašika motor su
postavljani na jednu stranu šasije zbog čega su imali ograničeno okretanje Postavljane su
pokretne platforme sa točkovima i snaga je prebacivana lančanim pogonom na osovine.
Privremene šine su postavljane do onih mesta na kojim je bager trebao da radi,a potrebi su
premeštane i uklanjane. Kasnije na mašine se ugraĎuju gusenice i šine za kretanje se izbacuju iz
upotrebe. Obrtanje platforme držača kasike za 360° razvijeno je u Engleskoj 1884.godine.
Bager sa visinskom kašikom se koristi za otkopavanje i utovar materijala u sredstva
transporta,kao i za otkopavanje I direktno prebacivanje u otkopani prostor jalovinskog
materijala. Često je na električni pogon. Može da otkopava materijal bez prethodnog
usitnjavanja(miniranja) kao i prethodno izminirani materijal. Bager sa visinskom kašikom je
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
5
konstruktivno predodreĎen za otkopavanje iznad nivoa planuma na kojoj se nalazi
bager,predodreĎen je za visnski rad. On može da i da otkopava materijal I ispod nivoa planuma
na kojoj se nalazi,ali je dubina otkopavanja neznatna I ta konstruktivna mogućnost je proizašla iz
zahteva da se bager moze lakše izvući u slučaju zaglavljivanja odupirući se o kašiku,nego što je
u pitanju neki tehnološki zahtev.
Slika 2. Bager sa visinskom kašikom
Bager dreglajn je teški bager koji se koristi u gradjevini i za površinsku eksploataciju.
Prvenstveno namenjen za otkopavanje materijala ispod nivoa planuma na kojoj se nalazi tj.za
dubinski rad. On otkopava materijal ka sebi. Bager dreglajn može da kopa i visinski, a visina
bloka po pravilu ne sme da bude veća od 0,5-0,7 Hp. Dreglajn je izmislio 1904.godine John
W.Page(kao partner u firmi Page & Schnable Contracting) za upotrebu kopanja Čikago kanala.
Do 1912.godine Pejdž je shvatio da je proizvodnja dreglajna unosnija od ugovaranja,pa je stvorio
kompaniju za izgradnju dreglajna “Page Engineering Company”. Pejdž je je 1923.godine
izgradio svoj prvi pokretni draglajn. Upravljanje pokretnim nogama je vršeno pomoću zupčanka
i postolja na posebnog okviru koji sluzi za podizanje krana. Pejdž je razvio 1924.godinne prvi
dizel motor isključivo za primenu na draglajnima. Pejdž je izmislio zaobljenu draglajn kašiku,čiji
oblik i danas koristi mnogo drugih proizvoĎača draglajna. Pošto je imao loše konstruisan
pokretni mehanizam i bio iza svoje konkurencije,Pejdz 1935 konstruiše mehanizam sa
ekscentričnim diskom,kojim je značajno unapredio pokrentne sposobnosti dobijajući na
eliptičkom pokretu.
1914.godine kompanija P&H predstavlja prvi benzinski motor namenjen za draglajn.
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
6
1913.godine inženjer Oskar Martinson ispred kompanije Monighan izumeo je prvi mehanizam
za hodanje na dreglajnu. UreĎaj poznat kao „Martinson Tractor“,je ugradjen na „Monighan
Dragline“ i to je bio prvi hodajući draglajn. Ovo je Monighanu dalo značajnu prednost u odnosu
na konkurenciju i kompanija je značajno napredovala.
Slika 3. Bager draglajn
Bager sa dubinskom kašikom koristi se za iskope u temeljnim jamama,iskope rovova za
polaganje cevnih vodova i za kanalizaciju,podizanje/manipulacija komadnim
teretima,rušenje/razbijanje,razrivanje,čišćenje/planiranje zemljišta...Prednost bagera sa čeonom
kašikom je u tome što dejstvuje sa ravni terena, i ne mora da silazi na dno kao sto je to slučaj
kod bagera sa čeonom kašikom,a opet ima dosta veliku snagu rezanja. Nedostatak je što
ostavlja razmerno strmu kosinu iskopa,koja moze da dovede do obrušavanja.
Prvi bageri sa dubinskom kašikom koristili su mehaničke prenosnike snage za pogon i užetni
prenos snage do elemenata zahvatnog ureĎaja.
Slika 4. Bager sa dubinskom kašikom sa mehaničkim prenosnicima snage
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
7
Nakon drugog svetskog rata počinju da se razvijaju bageri sa hidraulučnim pogonom i danas su
potpuno izbacili iz upotrebe bagere sa mehaničkim pogonom.Bageri sa hidrauličnim pogonom
razvili su se iz manjih jedinica hidrauličnih bagera sa obrnutom kašikom,prvi hidraulični bageri
izraĎivani su sa zapreminom kašike do 1.25m³ i pritiskom u hidrosistemu do 70 bar-a.
UvoĎenjem jačih pogonskih agregata i savlaĎivanjem tehnike visokih pritisaka omogućena je
proizvodnja sve većih bagera, savremeni hidraulični bageri izraĎuju se sa zapreminom kašike i
preko 40m³ i pritiscima do 450 bar-a, sa daljom tendencijom porasta. Bageri sa užetnim
pogonom koriste vitla I čeličnu užad za pogon zahvatnog elementa,dok se kod hidrauličkih
bagera sva kretanja i funkcije se vrše posredstvom hidrauličke tečnosti,hidrauličkih
cilindara,pumpi,hidromotora… Zbog linearnog delovanja hidrocilindara njihov način rada se
fundamentalno razlikuje od pogona na užad. Prvi na ideju korišćenja hidraulike na mašinama
dosao je George J.Bataille 1951.godine i napravio je svoj “TU” bager. Prema vrsti mehanizma
za kretanje ovi bageri mogu biti:sa guseničnim mehanizmom,koračajućim mehanizmom za
kretanje,točkovi sa pneumaticima,plovni bageri
s
Slika 5. Hidraulički bager sa dubinskom kašikom
Mini bager sa dubinskom kasikom ili kompaktni bageri dobijaju na popularnosti zbog njihove
sposobnosti za rad i manevrisanje u tesnim prostorima gde veliki bageri ne mogu da priĎu.
Mini-bageri su po svojoj konstrukciji,obliku i nameni veoma slicni srednjim i velikim bagerima
ali mnogo manjih dimenzija,težine,snage motora,zapremine kašike… Pojedini tipovi su toliko
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
8
mali da se mogu smestiti u prtljažnik pik-ap vozila. Većina mini bagera sastoji se iz 3 sklopa
odnosno celine,kabine,trapa i radne grupe. Funkcije i kretanje mašine se kontrolišu se transferom
hidrauličke tečnosti. Mini bager je relativno nov izum u industriji graĎevinske opreme. Prvi
mini-bager dizajnirao je Yanmar 1968.godine a već 1969.godine ga uveo na Japansko tržište.
Takeuchi je prvi počeo inicijalnu proizvodnju mini-bagera 1971.godine.Mini bager je bio u
širokoj upotrebi na Japanskom I Evropskim tržištima pre nego što je došao na tržište Severne
Amerike početkom 1980-ih. Mini bageri se primenjuju u širokom opsegu radova za koje su veći
bageri nepodesni zbog svojih dimenzija I tehničke nemogućnosti manevrisnja na malom prostoru
i sl. Neki od radova su:
1) Komunalni radovi: iskop sporednih saobraćajnica u naseljima za vodovode,elektro i
telefonsku instalaciju,radovi u rasadnicima,radovi manjeg obima,kopanje grobova
2) GraĎevinski radovi:iskop temelja malih montaznih objekata,dvorisni I baštenski
radovi,melioracioni radovi manjeg obima,pomoćni graĎevinski radovi…
Slika 6. Mini bager sa dubinskom kašikom
Dozeri su gradjevinske mašine kojima se izvodi i do 20% radova na zemljistu do III kategorije.
Uspešno se koriste za: priprema i čišćenje terena,iskop zemljišta sa transportovanjem do
deponije(30-60 m),iskop kanala većeg poprečnog preseka,skidanje jalovine,prosecanje I
profilisanje trase puteva,grubo planiranje gradjevinskog zemljišta… Ekonomski opravdana
dužina transporta zemljišta dozerom guseničarom je 100m,a dozerom točkašem 120 m.
Prvi buldožeri su napravljeni i adaptirani od Holt traktora,koji su služili za oranje polja na
farmama. 1923.godine mladi poljoprivrednik James Cummings i crtač J.Earl McLoud napravili
su prve nacrte za buldozer,koji je iste godine I napravljen u Kanzasu. 18. Decembra 1923.godine
Cummings I McLoud podnose zahtev za patent koji dobijaju 6.Januara 1925.godine. Osnovna
mašina je traktor guseničar ili traktor na pneumaticima,na kome je montiran nož sa zadatkom da
kopa I gura zemlju. Tokom 1920-ih gusenična vozila su postala uobičajena,posebno Caterpillar
60. Vozila sa gumenim pneumaticima su ušla u upotrebu 1940.godine.Razvoj buldožera je tekao
sve sofisticiranije kako je vreme prolazilo. Poboljšanja uključuju automatski menjač umesto
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
9
manuelnog koji se ugraĎivao u početku,kretanje noža pod kontrolom hidrocilindara ili
elektromotora,umesto prvih modela” vitla sa sajlom” i automatska kontrola nagiba. Hidraulični
cilindri su omogućili bolju primenu sile zarivanja noža,precizniju manipulaciju sečivom(daskom)
i automatsku kontrolu. Osnovne karakteristike mašine su snaga motora i dužina noža,koja zavisi
od svrhe kojoj je mašina namenjena. Za lake materijale,lake peskovite gline dužina noža je
najveća dok je za teške materijale,masne gline tek nešto veća od širine traktora.
Prema konstrukciji nosača daske I mogućnosti njenog postavljanja u odnosu na osnovnu
mašinu,razlikuju se radni ureĎaji: buldozera,angldozera i tiltdozera.
-buldozer,(slika 7.)osnovna mašina kod koje je nož postavljen upravno na čelo traktora
Slika 7. Buldozer Slika 8. Angldozer
-angldozer,(slika 8.) kada se nož može postavljati u kos položaj u odnosu na čelo traktora,bilo na
levu ili desnu stranu
-tiltdozer,(slika 9.)kada nož može da se iz horizontalnog položaja naginje bilo na levu ili desnu
stranu.
Slika 9. Tiltdozer
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
10
2.PRORAČUN ZAHVATNOG UREĐAJA
2.1 KONSTRUKCIJA ZAHVATNOG UREĐAJA
A - peta strele Slika10.
B - vrh strele
ts td tk d 1 ts tdAB l , BC l ,CF l ,CH l ,AC ( l l ),AD b
Osnovni delovi zahvatnog ureĎaja bagera sa dubinskom kašikom su strela (AB), držač kašike
(BC) i kašika (CF). Pored njih sastavni deo ureĎaja čine i hidrocilindri za njihovo pokteranje tj.
hidrocilindri: strele (DE), držača kašike i kašike.
Tačke A i B predstavljaju “petu” i vrh strele. Duž AB predstavlja teorijsku dužinu strele, a
duž 1 ts tdAC ( l l ) je tzv. skraćena dužina strele i držača d 1 ts td,AC ( l l ) - gde je 1
koeficijent skraćenja dužine strele i držača.
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
11
2.2 ODREĐIVANJE DUŢINA ELEMENATA ZAHVATNOG UREĐAJA
Zahtevane radne karakteristike mini bagera, slika 11, su
1. Zapremina kašike:
2. Maksimalna visina kopanja: ,
3. Maksimalna visina pražnjenja kašike: ,
4. Minimalna visina pražnjenja kašike: ,
5. Poluprečnik (radijus) kopanja: ,
6. Maksimalna dubina kopanja: .
Slika 11. Zahtevane radne karakteristike bagera
2.2.1. Duţina kaške
Teorijska dužina kašike, slika 12, iznosi
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
12
Slika 12.
Da bi kašika obrtanjem oko tačke C ostvarila zadatu visinsku razliku treba da je
tk tk minl l ,
tk
o
1
o
tk tk
CF' CF" l ,
F ' F" CF ' sin81 CF" ,
H l sin81 l ,
2.2.2 Duţina strele
Usvojeni geometrijski parametri (slika 13)
1=50o - 60
o - maksimalni ugao krajnjeg donjeg položaja strele u odnosu na osu z’,
2=70o - 80
o - maksimalni ugao krajnjeg gornjeg položaja strele u odnosu na osu z’,
td2
ts
l0,48 0,68
l - odnos teorijskih dužina držača i strele.
Usvaja se: 1=60o, 2=73
o, =11
o,
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
13
Slika 13. Geometrijski parametri korišćeni pri analizi zahvatnog uređaja
Na osnovu kosinusne teoreme, slika 13 (trougao ABC), sledi
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
14
22 2 2
td ts 1 ts td ts 1 ts tdl l l l 2 l l l cos .
SreĎivanjem prethodnog izraza, uz korišćenje zavisnosti tstd l/l2 , dobija se
koeficijent skraćenja zbira dužina strele i držača kašike ( 1 )
22 2 2 2 2
ts 2 ts 1 2 1 2 tsl 1 l 1 2 1 l cos 0
22
1 2 1 2 2 21 2 cos 1 1 1 0 / 221
2 21 1
2 2
12 cos0
1 1
,
97,0
,329,0
,032,03,1
2
1
,1
,1
1
2
1
Usvaja se vrednost 97,02,1
Na osnovu izraza
k pmax tk td ts 1 1 ts td 2 tkH H l l l sin l l sin l ,
dobija se minimalna teorijska dužina strele koja obezbeĎuje ostvarenje visinske razlike
k pmaxH H
td tdk p max ts ts 1 1 ts 2
ts ts
l lH H l l sin l 1 sin
l l
k pmax ts 2 1 1 2 2H H l sin 1 sin
Na osnovu izraza
1sinlllYH tstdtkAk ,
a uz korišćenje zavisnosti tstd l/l2 , dobija se ordinata oslonca pete strele (tačka A)
( )
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
15
Nakon usvajanja vrednosti za AY , minimalna teorijska dužina strele koja obezbeĎuje
maksimalnu dubinu kopanja iznosi
2.2.3. Duţina drţača kašike
Usvojena dužina držača kašike
→
2.2.4. Ostali geometrijski parametri
Približna vrednost Y koordinate oslonca hidrocilindra strele (tačka D) iznosi
gde je:
- masa mini bagera,
a 0,03 m - minimalni zazor izmeĎu gusenice i obrtne platforme gornjeg stroja.
Rastojanje izmeĎu oslonca pete strele i oslonca hidrocilindra
A DY Y b cos
-slika 13.
Koordinata pete strele (u odnosu na osu obrtanja gornje gradnje)
Koordinata oslonca hidrocilindra strele (tačka D)
Stvarni maksimalni ugao krajnjih poloţaja strele u odnosu na osu z’:
Maksimalna vrednost ugradbene dužine hidrocilindra (dužina hidrocilindra strele pri
maksimalno uvučenoj klipnjači, ug 1 1l l DE ), slika 14, iznosi
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
16
ug HC g1 ml L hod L L hod,
2 2 2
1 1l l b 2 l b sin
√ gde
su:
HCL - preostala (mrtva) dužina cilindra za potrebni hod,
glL - dužina glave klipnjače,
o.B A E 516 - veličine odreĎene
položajem tačke E, slika 13.
Dužina hidrocilindra strele pri maksimalno izvučenoj klipnjači, slika 14, iznosi
1122 2 gHCHC LhodLhodlDEl ,
2222
2 2 sinblbll .
√
Stvarni hod hidrocilindra je
Približna vrednost hoda hidrocilindra strele, slika 14, je
Zbog mogućnosti ostvarenja zahtevane ugradbene dužine i hoda hidrocilindra strele, pri
njegovom izboru, neophodno je da bude zadovoljen uslov
Uglovi potiskivanja hidrocilindra strele ( 1 i 2 ), tj. uglovi koje u krajnjim položajima strele
gradi hidrocilindar sa tangentom na putanju pokretne tačke E, slika 14, ne smeju biti bliski
uglu od 90O
o
o
84
96
1
2
- usvojene granične vrednosti (uporeĎuju se sa izmerenim vrednostima sa slike 14)
Na osnovu trougla E1E2D, slika14, sledi
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
17
1 2
o o o o
2 1
l l
sin 90 90 sin 90 902 2
,
Slika 5 Analiza
parametara
zahvatnog
uređaja
SreĎivanjem
prethodnog
izraza, dobija se
stvarni ukupni
ugao rotacije
strele
Slika 14.Analiza parametara zahvatnog uređaja
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
18
21 1 2 2
1
lsin cos cos sin sin cos cos sin
2 2 l 2 2
1 2 1 2sin c sin cos sin cos c cos2 2
2 1
2 1
c sin sintg
2 c cos cos
(
) (
)
→
gde je
odnos dužina hidrocilindara u krajnjim položajima.
Stvarni maksimalni ugao krajnjeg donjeg položaja strele u odnosu na osu z’ iznosi
gde je
2
1
80e 1,45
55
- odnos uglova krajnjih položaja strele.
Stvarni maksimalni ugao krajnjeg gornjeg položaja strele u odnosu na osu z’ iznosi
Na osnovu trouglova ADE1 i E2AD, slika 14, sledi
11 1 1 1
1
cosb sin l cos b l
sin
,
1 22o
1 HC 12
l cosbb l
sin sinsin 90
SreĎivanjem prethodnih izraza dobija se:
1 12
1 1 2
sin coslc
l sin cos
1 1 1 1
1 2 1 2
sin cos cos cos sin cosc
sin cos sin cos
1 1
2 1 2
cos cossincos c
cos tg cos
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
19
1
2 1
cos sinc cos
cos tg
(
) (
)
Polazeći od izraza za odreĎivanje dužina hidrocilindara, dobiće se dužina AE:
2 2 2 2 2
1 1 1l l b 2 l b sin l b 2 l b cos
2 2 2 2 2
2 2 1l l b 2 l b sin l b 2 l b cos
Oduzimajući prvu od druge jednačine dobija se:
2 2
2 1 1 1 1 1l l 2 l b cos 2 l b cos 2 l b cos cos 2 l b A
Uvode se smene:
1 1A cos cos
2 2
2 1l lb ,
2 l A
i dobija se sledeća jednačina:
22 2 2 2
2 12 2 2 12 12 2
l l l ll l cos
4 l A A 2 2/ 4 l A
2
2 2 2 2 4 2 2 2 2 2
2 2 1 2 1 1l l A 4 A l l l 4 A l l l cos
22 4 2 2 2 2 2 2
2 2 1 1 2 14 A l 4 A l A l l cos l l l 0
4 2m l n l p 0
gde je:
2m 4 A
2 2 2
2 2 1 1n 4 A l A l l cos
2
2 2
2 1p l l
2
2
1 / 2
n nm p
2 2l
m
2 2 2
2 1 1 2 1 1
n2 A l cos cos l l cos
2
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
20
2 2 2 2
2 1 1 1 1 1 1
n2 A l cos l cos 2 A l c cos cos
2
gde je 2
1
lc
l.
22 2 22 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 2
2 1 1 1 1 1m p 4 A l l 4 A c l l 4 A l c 1 4 A l c 1
222 2 2 4 2 2 4 2
1 1 1 1 1 1 12
2 21 / 2
2 A l c cos cos 4 A l c cos cos 4 A l c 1l
4 A
Uvodi se smena 2
1 1B c cos cos ,
pa je onda:
22 2 2 2
1 12
1 / 2
l B l B c 1l
2 A
22 2 2
1 1 22 2 2 2 2
1 12
1 / 2
Bl B l c 1 1
c 1 l B l c 1 k 1l
2 A 2 A
gde je
22
22
Bk
c 1.
2 2 2 2 2 2 2 2 2 21 1 1 12
Bl B l c 1 k 1 l c 1 k 1 l c 1 k k 1
c 1
2 2 2
2 1l l k k 1
2 2 2
2 12
1 / 21 1
l l k k 1l
2 cos cos
√
√
[ ]
gde je k pomoćna veličina :
Krak sile u hidrocilindru strele u odnosu na petu strele (tačka A) za krajnji donji položaj strele
iznosi:
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
21
2 2
11
1 1 1
l b 2 l b coslb
sin 90 sin sin
11
2 2
1
b sinsin 90
l b 2 l b cos
11
2 2
1
l b sinr l sin 90
l b 2 l b cos
√
√
2.2.5. Korigovani geometrijski parametri
korigovana dužina b
2 2 2 2
2 1 2 1
2 2 2
2 1
l l l lb
2 l Al l K K 1
2 A2 A
2 2
2 1
2 2 2
2 1
l l lb
l l K K 12 A
2 A
√
√
→
korigovani ugao
(
) (
)
→
Apscisa oslonca pete strele (tačka A)
Nakon izvršenih korekcija, minimalna/maksimalna dužina hidrocilindra strele iznose
2 2
1 1l l b 2 l b sin ,
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
22
√ =360mm
2 2 2
2 2l l b 2 l b sin ,
√
Stvarni hod hidrocilindra iznosi
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
23
2.3 PROVERA USVOJENIH DUŢINA ELEMENATA ZAHVATNOG
UREĐAJA
Treba da budu ispunjena tri uslova:
1. Maksimalna dubina kopanja mini bagera modela treba da bude manja ili jednaka
maksimalnoj dubini kopanja za usvojene dužine elemenata zahvatnog ureĎaja
2. Maksimalna visina pražnjenja kašike mini bagera modela treba da bude manja ili jednaka
visini pražnjenja kašike za usvojene dužine elemenata zahvatnog ureĎaja
p max 1 ts td 2HC A tkH 2050 mm l l sin ( ) Y l
0,97 (1287 773 ) sin (77 11) 685 398 2112 mm
3. Poluprečnik kopanja mini bagera modela treba da bude manji ili jednak poluprečniku
kopanja za usvojene dužine elemenata zahvatnog ureĎaja
K A 1 ts td tkR 2830 mm Z l l l 434 0.97(1287 773) 398 2830mm
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
24
2.4. RADNE GEOMETRIJSKE KARAKTERISTIKE ZAHVATNOG
UREĐAJA PROJEKTOVANOG MINI BAGERA
1. Maksimalna dubina kopanja
usvaja se
k kH 1643 mm H 1643mm.
2. Maksimalni dohvat na nivou stajanja mini bagera
2 2
d max A 1 ts td tk AH Z l l l Y
usvaja se2 2
d max d maxH 434 0,97 (1287 773) 398 685 2730,4mm H 2730mm.
3. Radijus kopanja
usvaja se
K KR 2830 mm R 2830 mm.
4. Minimalna visina pražnjenja kašike
P min A ts 2HC td tkH Y l sin l l
usvaja se
P min P minH 685 1287 sin(77 ) 773 398 768mm H 768 mm.
5. Maksimalna visina pražnjenja kašike
pmax 1 ts td 2HC A tkH l l s in Y l
pmaxH 0,97 (1287 773) sin (77 11) 685 398
usvaja se
pmax pmaxH 2112 mm H 2112 mm
6. Maksimalna visina kopanja
o
max P max tkH H l 1 sin81
usvaja seo
max maxH 2112 398 (1 sin81 ) 2841.3 mm H 2841 mm.
7. Početni poluprečnik kopanja
P A 1 ts td 2HC tkR Z l l cos l cos
PR 685 0.97(1287 773) cos(77 11) 398 cos16
usvaja se
P PR 2232,5 mm R 2232 mm.
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
25
2.5. IZBOR OBLIKA POPREČNIH PRESEKA STRELE I DRŢAČA
KAŠIKE
Strela i držač kašike sastavljaju se od limova koji su prethodno iskorenjeni, isečeni, i
savijeni u odgovarajući oblik. Njihovo sastavljanje se izvodi zavarivanjem tako da poprečni
preseci budu kutijastog oblika (slika15).
B
U
Sv
Sp
H
Slika 15. Karakteristični poprečni presek strele i držača kašike
2.5.1. Izbor dimenzija poprečnih preseka
Pri izboru dimenzija poprečnih preseka strele i držača kašike potrebno je zadovoljiti:
1. Kriterijum sigurnosti,
2. Kriterijum lepog izgleda,
3. Kriterijum racionalnosti.
2.5.1.a) Izbor visine poprečnih preseka
Izbor visine poprečnih preseka vrši se na osnovu dva kriterijuma:
[A] Kriterijum dinamičke krutosti u vertikalnoj ravni,
[B] Kriterijum lepog izgleda.
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
26
Prema kriterijumu dinamičke krutosti u vertikalnoj ravni:
vreme prigušenja oscilacija je
,3
T
gde su:
/2 - period oscilovanja
- logaritamski dekrament
da bi se postiglo minimalno vreme prigušenja oscilacija treba da ima
maksimalnu vrednost
iz odgovarajuće literature za max 0,12 odnos visine i dužine nosača
treba da je 16/1LH
Prema kriterijumu lepog izgleda sledi da ako se odnos visine i dužine nosača da u obliku
1
L
H,
onda se koeficijent može usvojiti prema kriterijumu lepog izgleda, pod uslovom da bude
zadovoljen i kriterijum dinamičke krutosti u vertikalnoj ravni.
Iz ovoga sledi:
Maksimalna visina poprečnog preseka strele
usvaja sets
max max
1
l 1287H 160.875 mm H 160 mm,
8
gde je:
81 - usvojena vrednost
Visina poprečnog preseka na mestu pete strele
usvaja sets
P P
2
l 1287H 71,75 mm H 72 mm,
18
gde je:
182 - usvojena vrednost
Visina poprečnog preseka na mestu vrha strele
usvaja sets
V V
3
l 1287H 71,5 mm H 72 mm,
20
gde je:
203 - usvojena vrednost
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
27
Maksimalna visina poprečnog preseka držača kašike
usvaja setd
max max
4
l 773H 154,4 mm H 154 mm,
5
gde je:
54 - usvojena vrednost
Visina poprečnog preseka na mestu vrha držača kašike
usvaja setd
V V
5
l 1290H 70,273 mm H 70 mm.
11
gde je:
115 - usvojena vrednost
2.5.1.b) Izbor širine poprečnih preseka
Izbor širine poprečnih preseka vrši se na osnovu dva kriterijuma:
[A] Kriterijum B (0,5...0,33 ) H
[B] Kriterijum lepog izgleda
Širina poprečnog preseka strele
S maxB 0,5 H 0,5 160 80 mm.
Širina poprečnog preseka držača kašike
d maxB 0,5 H 0,45 154 70 mm.
2.5.1.c) Izbor debljine limova
Izbor debljine limova vrši se na osnovu tri kriterijuma:
[A] Kriterijum racionalnosti konstrukcije,
[B] Kriterijum lokalne stabilnosti limova,
[C] Kriterijum minimalne debljine limova.
[A] Prema ovom kriterijumu usvojeno je da se strela i držač kašike izraĎuju bez
horizontalnih i vertikalnih ukrućenja konstrukcije.
[B] Kriterijum lokalne stabilnosti za slučaj izrade nosača bez horizontalnih i vertikalnih
ukrućenja je:
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
28
Izbor debljine vertikalnih limova strele
usvaja semaxV V
Ci
H 320S 1,85 mm S 4 mm,
36R7070
23,523,5
gde su:
maxH - visina nosača
*
CiR - napon na granici tečenja za Č.0563.
Izbor debljine pojasnih limova strele
usvaja se1P P
Ci
D 138S 0,77 mm S 4 mm,
36R6565
23,523,5
gde je:
1 2 2 80 2 5 2 4 62VD B U S mm - unutrašnje
rastojanje vertikalnih limova
Izbor debljine vertikalnih limova držača kašike
usvaja semaxV V
Ci
H 260S 1,77 mm S 4 mm,
36R7070
23,523,5
gde su:
maxH - visina nosača
*
CiR - napon na granici tečenja za Č.0563.
Izbor deljine pojasnih limova držača kašike
usvaja se1P P
Ci
D 110S 0,733 mm S 4 mm,
36R6565
23,523,5
gde je:
1 2 2 70 2 5 2 4 52VD B U S mm - unutrašnje rastojanje
vertikalnih limova
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
29
[C] Prema kriterijumu minimalne debljine limova za izradu strele i držača kašike upotrebljavaju
se limovi čija debljina mora biti veća od 4 mm.
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
30
2.6 PRORAČUNSKI SLUČAJEVI
Zahvatni ureĎaj bagera sa dubinskom kašikom je čelična konstrukcija izmenljive geometrijske
strukture. Zbog toga je veoma je teško tačno odrediti konfiguraciju i opterećenje strukture
merodavne za proračun pojedinih elemenata konstrukcije, zbog toga se pribegava analizi
opterećenja za više različitih položaja.
Na slici 16, prikazana su tri karakteristična položaja zahvatnog ureĎaja bagera sa dubinskom
kašikom.
Slika 16: Proračunski položaji zahvatnog uređaja
1 - bager ostvaruje maksimalni dohvat na nivou oslanjanja, 2 – bager ostvaruje maksimalnui
dubinu kopanja (strela maksimalno spuštena, držač kašike približno verikalan), 3 – strela
maksimalno spustena, držač kašike obrazuje sa strelom ugao 90o
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
31
2.7. PRORAČUN OTPORA KOPANJU
2.7.1. Dimenzije i broj zuba kašike
Zahtevana zapremina kašike je
3V 0,022 m .
Širina kašike iznosi
usvaja se3 3B 1,2 V 1,2 0.022 336,25 m B 336 mm.
Dužina zuba iznosi
usvaja se3 3l 0,26 V 0,26 0,022 72,853 mm l 73 mm .
Širina zuba je
usvaja se3 3b 0,11 V 0,11 0.022 30,822mm b 31 mm.
Rastojanje izmeĎu zuba
0b 2...2,5 b 2,2 b 2,2 31 68,2 mm.
Korak zuba
0t b b 31 68,2 99,2 mm
Broj zuba
n 3
2.7.2. Izbor ugla rezanja (), ugla reznog klina () i zadnjeg ugla ()
Povećavanjem ugla rezanja
povećava se otpor rezanja i to za o3025 ide lagano, a za veće
vrednosti ugla otpor se brže povećava
Slika 17. Rezni klin
Slika 13 Rezni klin
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
32
Ugao reznog klina treba da
obezbedi nožu potrebnu jačinu otpora silama koje deluju na njega. Ugao pri razraĎivanju
vlažnog, plastičnog zemljišta uzima se u granicama o2220 , a za tvrdo zemljište uzima se
o25min .
Zadnji ugao mora biti u granicama o86 da bi se izbegao dodir zadnje strane noža
i kašike sa zemljom. Usvojeno je:
25 ... 30 28
20 ...22 22
30 22 6
o o o
o o o
o
2.7.3. Tangencijalna komponenta otpora kopanju
Usvojeno je da je zemljište za iskop II kategorije, a izraz za intenzitet tangencijalne
komponente otpora kopanju je
W W W W W W Wt r k p 1 2 3
2.7.3. a) Otpor rezanja (Wr)
r 1W k h B h 0,55 0,015 n b z Y
0,6 4,77 (336 4,77 ) (0,55 0,015 28 ) 6 3 4 (0,5 0,48 2 ) 142,7 daN,
gde su:
2
1k 0,6 daN / cm - specifični otpor rezanju,
p
k pr
V k 0,022 1,4h 0,0477 m 47,743 mm
H B k 1.643 0,336 1,2- dubina rezanja
(debljina strugotine),
pk 1,4 - koeficijent punjenja kašike,
kH 3,105 m - dubina kopanja mini bagera,
B 0,5 m - širina kašike,
prk 1,2 - koeficijent privremenog povećanja zapremine,
o28 - ugao rezanja,
26 kN cm - granična nosivost zemljišta ,
Z 0,5 cm
Y (3,5 5 ) Z 2cm - projekcije potrošenog dela zuba,
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
33
1 0,48 - koeficijent trenja zemlje o zemlju,
b 4 cm - širina zuba,
n 3 - broj zuba.
2.7.3.b) Otpor punjenju kašike (Wk)
2
k 2 2 2
3 2 3
W W W W B h H X B H
33,6 4,77 42 1,8 10 0,4 33,6 42 1,8 10 13,36 daN ,
gde su:
2W - intenzitet otpora težine zemlje koja se podiže,
3 31,8 10 daN / cm - zapreminska težina tla,
3H 0,9 0,022 0.42 m - visina prizme materijala,
X 0,4 - koeficijent unutrašnjeg trenja zemlje o zemlju.
Intenzitet otpora pri premeštanju prizme materijala (Wp)
2 2 3
p 3 2W W y B H i 0,55 56 42 0,4 0,577 1,8 10 54,67 daN
,
gde su:
y 0,55 - koeficijent zapremine prizme materijala,
2 0,4 - koeficijent unutrašnjeg trenja zemljišta,
oi tg tg 28 0,532 - najveći uspon koji mini bager treba da savlada, o30 - ugao najvećeg uspona koji mini bager treba da savlada.
Intenzitet tangencijalne komponente otpora kopanju
t r k p 1 2 3W W W W W W W 142,7 13,36 54,67 210,73 daN 2,108kN .
2.7.4. Teţina zahvaćenog materijala
p
zm
pr
V k 0,022 1,4G g 1800 9,81 45,32 daN
k 1,2
gde je:
31800 kg / m - gustina zahvaćene zemlje
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
34
z
y
Wn Wt
31o
31o
28
2.7.5. Normalna komponenta otpora kopanja
Normalna komponenta je odreĎena u zavisnosti od tri karakteristična položaja zahvatnog
ureĎaja projektovanog mini bagera
Poloţaj 1
t
n t
y t n
z t n
2 2 2 2
t n y z
W 2,108 kN,
W 0,5 W 0,5 2,108 1,054 kN,
W W cos 31 W sin 31 2,349 kN,
W W sin 31 W cos 31 0,182 kN,
W W W W W 2,356 kN.
Poloţaj 2
t
n t
y n
z t
2 2 2 2
t n y z
W 2,108 kN,
W 0,3 W 0,3 2,108 0,632 kN,
W W 0,632 kN,
W W 2,108 kN,
W W W W W 2,2 kN.
z
y
W n
W t2 8
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
35
Poloţaj 3
t
n t
y t n
z t n
2 2 2 2
t n y z
W 2,108 kN,
W 0,3 W 0,3 2,108 0,632 kN,
W W cos 8 W sin 8 2,008 kN,
W W sin 8 W cos 8 1,268 kN,
W W W W W 2,2 kN.
z
y
W n
W t
8o
8o
28
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
36
3. PRIKAZ 3-D MODELA
U ovom poglavlju biće prikazani elementi zahvatnog ureĎaja: a) sklopni crtež strele i držača kašike bagera(slika 18.)
b) strela bagera(slika 19.)
c) držač kasike(slika 20.)
Slika 18. Sklopni crtež strele i držača kašike bagera
Naziv Sklopni crtež strele i držača
Dimenzije 2123x395x80
Masa 24.87 kg
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
37
Slika 19. Strela bagera
Slika 20. Držač kašike
Naziv Strela
Dimenzije 1347.5x395x80
Masa 15.92 kg
Naziv Držač kašike
Dimenzije 835x154x70
Masa 8.95 kg
Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom
38
PRILOG
TEHNIČKA DOKUMENTACIJA