proracun strele mini bagera

Projekat zahvatnog ureĎaja mini bagera sa dubinskom kašikom

1


2


3


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


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.


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


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


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


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


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.


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


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,


13

Slika 13. Geometrijski parametri korišćeni pri analizi zahvatnog uređaja

Na osnovu kosinusne teoreme, slika 13 (trougao ABC), sledi


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)

( )


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


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


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


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


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


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:


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 ,


22

√ =360mm

2 2 2

2 2l l b 2 l b sin ,

√

Stvarni hod hidrocilindra iznosi


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


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.


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.


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:


Visina poprečnog preseka na mestu vrha strele

usvaja sets

V V

3

l 1287H 71,5 mm H 72 mm,

20

gde je:



27

Maksimalna visina poprečnog preseka držača kašike

usvaja setd

max max

4

l 773H 154,4 mm H 154 mm,

5

gde je:


Visina poprečnog preseka na mestu vrha držača kašike

usvaja setd

V V

5

l 1290H 70,273 mm H 70 mm.

11

gde je:


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:


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


29

[C] Prema kriterijumu minimalne debljine limova za izradu strele i držača kašike upotrebljavaju

se limovi čija debljina mora biti veća od 4 mm.


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


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


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,


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


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


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


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


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


38

PRILOG

TEHNIČKA DOKUMENTACIJA

proracun strele mini bagera

Documents