zavrsni rad-strela bagera

Projekat zahvatnog uređaja mini bagera sa dubinskom kašikom

1


2


3


1. UVOD: ISTORIJSKI RAZVOJ MAŠINA CIKLIČNOG DEJSTVA

Mašine sa cikličnim dejstvom svoj rad obavljaju u ciklusima,odnosno postoji određeni 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 ugrađuju 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

4


konstruktivno predodređen za otkopavanje iznad nivoa planuma na kojoj se nalazi bager,predodređen 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 proizvođača 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.

5


1913.godine inženjer Oskar Martinson ispred kompanije Monighan izumeo je prvi mehanizam za hodanje na dreglajnu. Uređaj 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 uređaja.

Slika 4. Bager sa dubinskom kašikom sa mehaničkim prenosnicima snage

6


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 izrađivani su sa zapreminom kašike do 1.25m³ i pritiskom u hidrosistemu do 70 bar-a. Uvođenjem jačih pogonskih agregata i savlađivanjem tehnike visokih pritisaka omogućena je proizvodnja sve većih bagera, savremeni hidraulični bageri izrađuju 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 priđu. 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

7


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 građevinske 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) Građevinski radovi:iskop temelja malih montaznih objekata,dvorisni I baštenski radovi,melioracioni radovi manjeg obima,pomoćni građevinski 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

8


manuelnog koji se ugrađivao 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 uređaji: 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

9


2.PRORAČUN ZAHVATNOG UREĐAJA

2.1 KONSTRUKCIJA ZAHVATNOG UREĐAJA

A - peta strele Slika10.

B - vrh strele

Osnovni delovi zahvatnog uređaja bagera sa dubinskom kašikom su strela (AB), držač kašike (BC) i kašika (CF). Pored njih sastavni deo uređaja 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 je tzv. skraćena dužina strele i držača - gde je ψ1 koeficijent skraćenja dužine strele i držača.

10


2.2 ODREĐIVANJE DUŽINA ELEMENATA ZAHVATNOG UREĐAJAZahtevane radne karakteristike mini bagera, slika 11, su

1. Zapremina kašike:V k=0,022 m3

2. Maksimalna visina kopanja:Hmax=2480 mm,3. Maksimalna visina pražnjenja kašike:H pmax=2050 mm,4. Minimalna visina pražnjenja kašike:❑❑,5. Poluprečnik (radijus) kopanja:Rk=2830 mm,6. Maksimalna dubina kopanja:H k=1600 mm.

Slika 11. Zahtevane radne karakteristike bagera

2.2.1. Dužina kaške

Teorijska dužina kašike, slika 12, iznosi

∆ H=∆ Hmax−∆ H pmax=2840−2050=790 mm

11


ltkmin=∆ H

2=790

2=395 mm

Slika 12.

Da bi kašika obrtanjem oko tačke C ostvarila zadatu visinsku razliku treba da je

,

ltk=∆ H

(1+sin 81 °)= 395

1,987=398 mm

2.2.2 Dužina strele

Usvojeni geometrijski parametri (slika 13)1=50o - 60o - maksimalni ugao krajnjeg donjeg položaja strele u odnosu na osu z’,2=70o - 80o - maksimalni ugao krajnjeg gornjeg položaja strele u odnosu na osu z’,

- odnos teorijskih dužina držača i strele.Usvaja se: 1=60o, 2=73o, =11o, ψ2=0.6

12


Slika 13. Geometrijski parametri korišćeni pri analizi zahvatnog uređaja

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

13


.

Sređivanjem prethodnog izraza, uz korišćenje zavisnosti ψ2=ltd / lts , dobija se

koeficijent skraćenja zbira dužina strele i držača kašike (ψ1 )

/ (1+ψ2 )2

,ψ1

2−1,3 ψ1+0,32=0ψ1.1=0,257

ψ1.2=0,97

ψ12−1,3 ⋅ψ1+ 0 ,32=0 ,

ψ1 ,1=0 ,329 ,

ψ1 ,2=0 ,97

Usvaja se vrednost ψ1 ,2

=0 , 97

Na osnovu izraza

dobija se minimalna teorijska dužina strele koja obezbeđuje ostvarenje visinske razlike

lts min' =

H pmax+¿ H k

ψ .1 ∙ (1+ψ .2 )∙ sin (α 2−ν )+ψ .2+sinα1

=1287 mm¿

Na osnovu izrazaH k +Y A=ltk +ltd+lts⋅sin α 1 ,

a uz korišćenje zavisnosti ψ2=ltd / lts , dobija se ordinata oslonca pete strele (tačka A)Y A=ltsmin

' (ψ .2+sinα 1)+ltk−H k=685 mm

14


Nakon usvajanja vrednosti za Y A , minimalna teorijska dužina strele koja obezbeđuje maksimalnu dubinu kopanja iznosi

lts min' ' =

H k+¿Y A−ltk

ψ2+sinα 1

=1600−685−3980,6+sin 60

=1287 mm¿

2.2.3. Dužina držača kašike

Usvojena dužina držača kašike

ltd=ψ2 ∙ lts=0.6 ∙ 1287=772,2 mmusvaja se→

ltd=773 mm

2.2.4. Ostali geometrijski parametri

Približna vrednost Y koordinate oslonca hidrocilindra strele (tačka D) iznosi

Y D ≥0.3 ∙ mb

13+0.2+a=0.3 ∙1,1

13 +0,2+0,03=540 mm

gde je:mb=¿1,1 t ¿- masa mini bagera,

- minimalni zazor između gusenice i obrtne platforme gornjeg stroja.

Rastojanje između oslonca pete strele i oslonca hidrocilindra

b=Y A−Y D

cosβ=685−540

cos30 °=176,5 mm

β=90 °−α1=90 °−60 °=30 °-slika 13.

Koordinata pete strele (u odnosu na osu obrtanja gornje gradnje)

ZA=¿ Rk−ltk−ψ 1 (lts+ltd )=2830−398−0,97 ∙ (1287+773 )=434 mm¿

Koordinata oslonca hidrocilindra strele (tačka D)

ZD=b ∙ sinβ+Z A=518 mm

Stvarni maksimalni ugao krajnjih položaja strele u odnosu na osu z’:

15


Maksimalna vrednost ugradbene dužine hidrocilindra (dužina hidrocilindra strele pri

maksimalno uvučenoj klipnjači, ), slika 14, iznosi

l1=√514,82+176,42−2∙ 514,8 ∙176,5 ∙ sin (30 °−16,5°+60 ° )=357 mmgde su:

LHC - preostala (mrtva) dužina cilindra za potrebni hod,Lgl - dužina glave klipnjače,

l=AE= (0,4 ÷ 0,45 ) ∙lts=514,8 mm δ =∠ (BAE )=16 .5o - veličine određene položajem

tačke E, slika 13.

Dužina hidrocilindra strele pri maksimalno izvučenoj klipnjači, slika 14, iznosi

l2=DE2=l1+hod=(LHC+2 ⋅ hod HC ) + Lg1 ,l22=l2+b2−2⋅l⋅b⋅sin (β−δ−α2)

.

l1=√514,82+176,42−2∙ 514,8 ∙176,5 ∙ sin (30 °−16,5°+73 ° )=664 mm

Stvarni hod hidrocilindra jehod=l2−l1=664−357=307 mm

Približna vrednost hoda hidrocilindra strele, slika 14, je

hod HC=2 ∙b ∙ sinα1+α 2

2=307 mm

Zbog mogućnosti ostvarenja zahtevane ugradbene dužine i hoda hidrocilindra strele, pri njegovom izboru, neophodno je da bude zadovoljen uslov

LHC+Lg 1≤ l1−hod=357−307=50 mm

Uglovi potiskivanja hidrocilindra strele (γ 1 i γ 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

γ 2≥ 96o

γ 1≤ 84o⟩- usvojene granične vrednosti (upoređuju se sa izmerenim vrednostima sa slike 14)

Na osnovu trougla E1E2D, slika14, sledi

16

ug 1 1l l DE

2 2 21 1l l b 2 l b sin


,

Slika 5 Analiza

parametara zahvatnog

uređaja

Sređivanjem prethodnog izraza, dobija se stvarni ukupni ugao rotacije strele

Slika 14.Analiza parametara zahvatnog uređaja

17


α HC=2 arctg( c ∙ sin γ2−sin γ1

−c ∙cos γ 2+cosγ 1)=2 arctg ( 1,86 ∙sin 96 °−sin 84 °

−1,86∙ cos 96 °+cos84 ° )=141,48 °usvaja se→

141°

gde je c=l2

l1

=664357

=1,86 odnos dužina hidrocilindara u krajnjim položajima.

Stvarni maksimalni ugao krajnjeg donjeg položaja strele u odnosu na osu z’ iznosi

α 1HC=α HC ∙1

1+e=141 ° ∙

11+1,217

=64 °

gde je e=

α 2

α 1

=7360

=1,217 - odnos uglova krajnjih položaja strele.

Stvarni maksimalni ugao krajnjeg gornjeg položaja strele u odnosu na osu z’ iznosi

α 2HC=α HC−α 1HC=141 °−64 °=77 °

Na osnovu trouglova ADE1 i E2AD, slika 14, sledi

,

Sređivanjem prethodnih izraza dobija se:

18


φ=arctg ( sin αHC

−c ∙cosγ 2

cosγ 1

−cosα HC )=arctg ( sin 141 °

−1.86cos 96cos 84

−cos 141° )=13,5°

Polazeći od izraza za određivanje dužina hidrocilindara, dobiće se dužina AE:

Oduzimajući prvu od druge jednačine dobija se:

Uvode se smene:

i dobija se sledeća jednačina:

gde je:

19


gde je .

Uvodi se smena ,pa je onda:

gde je .

l=√( l22−l1

2) ∙¿¿¿

gde je :

k= Bc2−1

=c2 cosφ1−cos (φ1+α HC)

c2−1=

1,862∙ cos13,5−cos (13,5 °+141° )1,862−1

=1,706

Krak sile u hidrocilindru strele u odnosu na petu strele (tačka A) za krajnji donji položaj strele iznosi:

20


r= l ∙ b ∙ sinφ

√ l2+b2−2 ∙ l ∙ b ∙ cosφ= 517,7∙ 176,5 ∙ sin13,5 °

√517,72+¿ 176,52−2 ∙517,7 ∙176,5 ∙ cos13,5 °=56,5 mm¿

2.2.5. Korigovani geometrijski parametri

korigovana dužina b

b= l

k+√k2−1= 517,7

1,706+√1,7062−1=167,62 mm usvaja se

→b=168 mm

korigovani ugao

β=arccos ¿

Apscisa oslonca pete strele (tačka A)

ZA=¿ Rk−¿l tk−ψ1( l ts+ l td )=2830−398−0,97( 1287+773 )=434 mm¿ ¿

Nakon izvršenih korekcija, minimalna/maksimalna dužina hidrocilindra strele iznose

l1=√517,72+1682−2 ∙ 517,7 ∙168 ∙ sin (30 °−16 °+60 ° )=360mm

21


l1=√517,72+1682−2 ∙ 517,7 ∙168 ∙ sin (30°−16 °+73° )=667mm

Stvarni hod hidrocilindra iznosi

hod=l2−l1=667−360=307 mm

2.3 PROVERA USVOJENIH DUŽINA ELEMENATA ZAHVATNOG UREĐAJA

22


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 uređaja

H k=1600≤ lts ∙ sin α1 HC+ ltd+ltk−Y A=1287 ∙ sin 64 °+773+398−685=1643 mm

2. Maksimalna visina pražnjenja kašike mini bagera modela treba da bude manja ili jednaka visini pražnjenja kašike za usvojene dužine elemenata zahvatnog uređaja

3. Poluprečnik kopanja mini bagera modela treba da bude manji ili jednak poluprečniku kopanja za usvojene dužine elemenata zahvatnog uređaja

2.4. RADNE GEOMETRIJSKE KARAKTERISTIKE ZAHVATNOG UREĐAJA PROJEKTOVANOG MINI BAGERA

1. Maksimalna dubina kopanja

23


2. Maksimalni dohvat na nivou stajanja mini bagera

3. Radijus kopanja

4. Minimalna visina pražnjenja kašike

5. Maksimalna visina pražnjenja kašike

6. Maksimalna visina kopanja

7. Početni poluprečnik kopanja

2.5. IZBOR OBLIKA POPREČNIH PRESEKA STRELE I DRŽAČA KAŠIKE

24


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).

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.

Prema kriterijumu dinamičke krutosti u vertikalnoj ravni: vreme prigušenja oscilacija je

T = 3⋅ τγ

,

25


gde su:τ= 2 π /ω - period oscilovanja γ - logaritamski dekrament

da bi se postiglo minimalno vreme prigušenja oscilacija γ treba da ima maksimalnu vrednost

iz odgovarajuće literature za odnos visine i dužine nosača

treba da je H / L > 1 /16

Prema kriterijumu lepog izgleda sledi da ako se odnos visine i dužine nosača da u obliku

HL

= 1λ ,

onda se koeficijent λ 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

gde je:λ1 = 8 - usvojena vrednost

Visina poprečnog preseka na mestu pete strele


Visina poprečnog preseka na mestu vrha strele

gde je:

λ3 = 20- usvojena vrednost

Maksimalna visina poprečnog preseka držača kašike

26



Visina poprečnog preseka na mestu vrha držača kašike

gde je:λ5 = 11- usvojena vrednost

2.5.1.b) Izbor širine poprečnih preseka

Izbor širine poprečnih preseka vrši se na osnovu dva kriterijuma:

[A] Kriterijum [B] Kriterijum lepog izgleda

Širina poprečnog preseka strele

Širina poprečnog preseka držača kašike

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 izrađuju bez horizontalnih i vertikalnih ukrućenja konstrukcije.

[B] Kriterijum lokalne stabilnosti za slučaj izrade nosača bez horizontalnih i vertikalnih ukrućenja je:

Izbor debljine vertikalnih limova strele

27


gde su:Hmax - visina nosačaR

Ci¿- napon na granici tečenja za Č.0563.

Izbor debljine pojasnih limova strele

gde je:

- unutrašnje rastojanje vertikalnih limova

Izbor debljine vertikalnih limova držača kašike

gde su:Hmax - visina nosačaR

Ci¿- napon na granici tečenja za Č.0563.

Izbor deljine pojasnih limova držača kašike

gde je:

- unutrašnje rastojanje vertikalnih limova

28


[C] Prema kriterijumu minimalne debljine limova za izradu strele i držača kašike upotrebljavaju se limovi čija debljina mora biti veća od 4 mm.

29


2.6 PRORAČUNSKI SLUČAJEVI

Zahvatni uređaj 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 uređaja 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

30


2.7. PRORAČUN OTPORA KOPANJU

2.7.1. Dimenzije i broj zuba kašike

Zahtevana zapremina kašike je

.

Širina kašike iznosi

Dužina zuba iznosi

.

Širina zuba je

Rastojanje između zuba

Korak zuba

Broj zuba

2.7.2. Izbor ugla rezanja (), ugla reznog klina () i zadnjeg ugla ()

Povećavanjem ugla rezanja povećava

se otpor rezanja i to za α=25−30o ide

lagano, a za veće vrednosti ugla otpor se brže povećava

Slika 17. Rezni klin

Ugao reznog klina treba da

31


obezbedi nožu potrebnu jačinu otpora silama koje deluju na njega. Ugao pri razrađivanju

vlažnog, plastičnog zemljišta uzima se u granicama β=20−22o, a za tvrdo zemljište uzima se

βmin = 25o.

Zadnji ugao mora biti u granicama δ=6−8o da bi se izbegao dodir zadnje strane noža

i kašike sa zemljom. Usvojeno je:

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

2.7.3. a) Otpor rezanja (Wr)

gde su:

- specifični otpor rezanju,

- dubina rezanja (debljina strugotine),

- koeficijent punjenja kašike,

- dubina kopanja mini bagera,

- širina kašike,

- koeficijent privremenog povećanja zapremine,

- ugao rezanja,

- granična nosivost zemljišta ,

- projekcije potrošenog dela zuba,

32


- koeficijent trenja zemlje o zemlju,

- širina zuba, - broj zuba.

2.7.3.b) Otpor punjenju kašike (Wk)

gde su:

- intenzitet otpora težine zemlje koja se podiže,

- zapreminska težina tla,

- visina prizme materijala,

- koeficijent unutrašnjeg trenja zemlje o zemlju.

Intenzitet otpora pri premeštanju prizme materijala (Wp)

,gde su:

- koeficijent zapremine prizme materijala,

- koeficijent unutrašnjeg trenja zemljišta,

- najveći uspon koji mini bager treba da savlada,α=30o

- ugao najvećeg uspona koji mini bager treba da savlada.

Intenzitet tangencijalne komponente otpora kopanju

.

2.7.4. Težina zahvaćenog materijala

gde je:

- gustina zahvaćene zemlje

33


2.7.5. Normalna komponenta otpora kopanja

Normalna komponenta je određena u zavisnosti od tri karakteristična položaja zahvatnog uređaja projektovanog mini bagera

Položaj 1

Položaj 2

34


Položaj 3

35


3. PRIKAZ 3-D MODELA

U ovom poglavlju biće prikazani elementi zahvatnog uređaja:

a) sklopni crtež strele i držača kašike bagera(slika 18.)b) strela bagera(slika 19.)c) držač kasike(slika 20.)

Naziv Sklopni crtež strele i držača

Dimenzije 2123x395x80

Masa 24.87 kg

Slika 18. Sklopni crtež strele i držača kašike bagera

36


Slika 19. Strela bagera

37

Naziv Strela

Dimenzije 1347.5x395x80

Masa 15.92 kg

Naziv Držač kašikeDimenzije 835x154x70

Masa 8.95 kg


Slika 20. Držač kašike

PRILOG

TEHNIČKA DOKUMENTACIJA

38

zavrsni rad-strela bagera

Documents