Hidraulicni Bager Vasic

ВИСОКА ТЕХНИЧКА ШКОЛА СТРУКОВНИХ СТУДИЈА ПОЖАРЕВАЦ

Немањина 2, 12000 ПОЖАРЕВАЦ, СРБИЈА тел. 012/531-668, 012/531-667; факс: 012/531-667 ПИБ:: 100439330, Мат. ПИБ Мат.бр.: бр.: 7285019, Шиф. Шиф.дел.: дел.: 80312

www.vts-pozarevac.edu.rs E-mail: [email protected] Текући рачун: 840-1180666-85

Студијски програм: програм: Машинство

Семинарски рад Семинарски рад из '' из ''Грађевинске Грађевинске машине'' машине''

Хидраулични багер __

Ментор: Ментор: Проф. Проф. Добривоје Јовановић

Студент: Студент: Милан П. Васић Бр. Бр. индекса: индекса: 171370/2010

Пожаревац 2014.

Грађевинске машине

Хидраулични багер

САДРЖАЈ: САДРЖАЈ: 1. ОПИС МАШИНЕ.......................................................................................................... 3 2. ПОДЕЛА..........................................................................................................................4 3. КОНСТРУКЦИЈА......................................................................................................... 6

3.1 Обртна платформа................................................................................................ платформа................................................................................................ 7 3.2 Радни уређаји........................................................................................................ уређаји........................................................................................................ 8 3.3 Погонски уређаји.................................................................................................. уређаји.................................................................................................. 11 3.4 Ходни уређај....................................................... уређај.......................................................................................................... ................................................... 13 3.5 Кабина са уређајима за управљање........................................................ управљање..................................................................... ............. 15 4. ПРОРАЧУН ХИДРАУЛИЧНОГ БАГЕРА "CATERPILLAR БАГЕРА "CATERPILLAR 320E LRR".......... 16

4.1 Полазни подаци..................................................... подаци..................................................................................................... ................................................ 16 4.2 Прорачун отпора копања......................................................................................17 копања......................................................................................17 4.3 Прорачун хидрауличних цилиндара за померање кашике и држача кашике. кашике. 20 4.4 Прорачун снаге мотора за погон пумпе...................................................... пумпе.............................................................. ........ 25 4.5 Прорачун учинка ( учинка (капацитета капацитета)) багера............................................................ багера............................................................ .... 26 5. ОДРЖАВАЊЕ................................................................................................................ 30 6. ЛИТЕРАТУРА................................................................................................................34

2 Милан П. Васић


Хидраулични багер 1. ОПИС МАШИНЕ

Хидраулични багери кашикари се на светском тржишту јављају у релативно новије 3

време. време. Први багери овог типа израђивани су са запремином кашике до 1,25m до 1,25m и притиском у хидросистемима до до 70 bar-a. Последњих тридесет година, година, увођењем јачих погонских агрегата и савлађивањем технике високог притиска омогућена је производња све већих багера, багера, па се савремени хидраулични багери израђују са запремином кашике и преко 40m преко 40m

3

и притисцима до 450 до 450 bar-a, са даљом теденцијом пораста. пораста.

Слика 1 Слика 1 – Volvo хидраулични хидраулични багер Хидраулични багери се примењују за израду и одржавање канала, канала, откопавање и утовар

материјала, материјала, за чишћење терена, терена, откопавање рупе за анкере, анкере, стубове. стубове. Коришћењем неког другог радног органа уместо кашике, кашике, на пример, пример, рипера, рипера, грајфера, грајфера, чекића итд, итд, о чему ће бити речи бити речи у наставку, наставку, ова примена се знатно повећава. повећава. Радни циклус хидрауличног багера са кашиком састоји се из операција: операција: заривање кашике, кашике, издизање кашике, кашике, окретање са пуном кашиком према транспортном средству, средству, истовар у транспортно средство и повратно кретања са празном кашиком до места пуњења. пуњења.

Слика 2 Слика 2 – Радни – Радни циклус хидрауличног хидрауличног багера



Хидраулични багер 2. ПОДЕЛА

Подела хидрауличних багера се може извршити према: а) Запремини кашике: 3

1. мини хидраулични багер (0,1-1,25 m ); слика а ) 3

2. мали хидраулични багер (1,5-2,5 m ); слика б ) 3

3. средњи хидраулични багер (3-8 m ); слика в ) 3

4. велики хидраулични багер (10-100 m ); слика г )

а )

б )

в )

г ) Слика 3 – Хидраулични багери

б) Врсти ходног уређаја: 1. уређаји за кретање на пнеуматицима 2. уређаји за кретање на гусеницама 4 Милан П. Васић



Слика 4 – Хидраулични багери

в) Врсти погона мотора: 1. са СУС мотором 2. са електро мотором г) Степену окретања обртне платформе: 1. неокретне 2. делимично окретне 3. потпуно окретне (360) д) Висини притиска хидросистема: 1. са ниским притиском, до 100 bar 2. са средњим притиском, 100-300 bar 3. са високим притиском, преко 300 bar



Хидраулични багер 3. КОНСТРУКЦИЈА

Структурна анализа хидрауличног багера је доста сложена па због тога у основи треба разликовати неколико конструктивних и функционалних целина:

 обртна платформа  радни орган  погонски уређај  ходни уређај  кабина са уређајима за управљање

Слика 5 - Конструкција хидрауличног багера




3.1 Обртна платформа

Обртна платформа представља основну металну конструкцију багера која належе на транспортни-ходни уређај, а на њој су постављени радни уређај, хидраулични погон, кабина са системом за управљање и механизам за заокретање. Они су размештени тако да се остварају најбољи статички момент, који спречава превртање багера. Такође, ради тога, на задњој страни обртне платформе се поставља и противтег.

a) б ) Слика 6 – а ) гусенични ходни уређај ; б ) носећа конструкција обртне платформе Да би се радни уређаји довели у жељени положај у хоризонталном смеру, обртна платформа је преко механизма за заокретање спојена са транспортим-ходним уређајем. Механизам за заокретање се састоји из великог зупчастог венца и погонског зупчаника који се налази на излазном вратилу редуктора који добија снагу од клипно аксијалног уљно хидрауличког мотора.

Слика 7 – Механизам за заокретање обртне платформе




Зупчасти венац је фиксиран на платформи транспортног уређаја, а оптрчавајуци зупчаник, редуктор, уљно хидраулички мотор на обртној платформи багера. Трчањем погонског зупчаника око непокретног зупчастог венца доводи до заокретања целе обртне платформе. Наравно, то све не би било могуће остварити без ваљчаних стаза са ваљцима, односно лежаја. Ваљчана стаза са ваљцима састоји се из два ожљебљена прстена између којих се налазе ваљци. Да се они за време рада не би међусобно сударали и тиме блокирали обртање, смештени су у кавезима који обезбеђују њихово растојање.

3.2 Радни уређаји

Радни уређаји хидрауличног багера могу бити: 1. Дубинске кашике – Дубинске кашике могу бити нормалне или веће запремине, различите ширине, од 4,0 m за рад на планирању, до врло уских од 0,8 m за израду канала. Обично се израђују са нешто ужим задњим и доњим зидом под углом од 4-5°. Шире кашике се ојачавају са једним или два подужна унутрашња ребра. Број зуба зависи од ширине кашике (код малих обично 3-4, код већих 5-6, а код врло великих 9 до 10). Са предње доње стране је оштрица ( резна ивица), која се код кашика, намењених за рад у чврстим стенама, често израђује ливењем са урезима, односно жљебовима за постављање зуба у облику наглавака. Такође, кашике за чврсте стене имају висок штитник, чији је средњи део избочен ка врху, да би се умањила вероватноћа ексцентричног оптерећења на крајње зубе.

Слика 8 – Дубинска кашика

2. Утоварне кашике - Утоварне кашике представљају уређаје намењене за утовар 3

растреситог материјала. Њихова запремина се креће од 0,2 до 50 m . Могу бити са зубима или без њих. 8 Милан П. Васић



Слика 9 – Утоварна кашика

3. Захватне кашике ( грајфер ) – Захватне кашике примењују се за позиционирање материјала углавном великих маса: крупних стенских комада, стубова итд... Састоје се из два дела која отварањем-затварањем омогућавају пренос материјала.

Слика 10 – Захватна кашика ( грајфер )

4. Хидраулични чекић – Хидраулични чекићи се практично могу прикључити на све моделе хидрауличних багера. При томе је битно да маса чекића и багера буду усклађене, односно багер не сме бити претежак нити прелаган за одабрани чекић и обрнуто. Радни алат хидрауличног чекића може имати врх у облику шпица, тупог врха, или врха у облику длета. Табела 1 – Типови радног алата хидрауличног чекића Оштри врх - шпиц Туп врх Врх у облику длета




Радни алат у облику шпица усмерава ударну енергију чекића у једну тачку што се обично користи код уситњавања вангабаритних блокова стена кад је изражена потреба за тачно одређеном гранулацијом разбијених комада (камен за израду обала, камених зидова итд.). Код алата са тупим врхом се постиже најгушћи, односно најбољи пренос ударне енергије чекића на материјал што се показало врло добро код разбијања вангабаритних блокова стена, међутим при томе се не може контролисати гранулација разбијених комада. Код ископа стена (усеци, засеци, експлоатација минералне сировине, канали, итд.) се најбоље показао алат у облику длета (клина) јер се стена ископава заправо његовим забијањем у постојеће шупљине и пукотине у стени.

Слика 11 – Хидраулични чекић

5. Ријач – Ријач, рипер (engl. ripper ) је уређај за разарање тла или стене. Облика је неке врсте издуженог уског рала (сличног полусавијеном, мало дужем клину) које се утискује и повлачи кроз тло или стену. Учвршћује се на носач кашике.

Слика 12 – Ријач за камен

6. Клешта за дробљење - Клешта за дробљење примењују се за дробљење камена и бетона. Састоје се од две чељусти, једне покретне помоћу хидрауличног цилиндра и једне непокретне. 10 Милан П. Васић



Слика 13 – Клешта за камен 3.3 Погонски уређаји

Слика 14 – Хидраулична шема 3.3.1 Погон механизам за кретање погонског точка и заокретање обртне платформе

Уљно хидраулична пумпа, која је смештена на обртној платформи, потискује радни флуид из резервоара кроз спроводни елемент, затим кроз разводник, којим се управља управљачким палицама, у уљно хидраулични мотор који хидрауличну енергију трансформише у механичку (обртни момент), а она се даље преко излазног вратила 11 Милан П. Васић



преноси на погонски точак транспортног-ходног уређаја или на обртање оптрчавајућег зупчаника. Као уљно хидраулични мотор користи се клипно-аксијални. Одликује се компактном конструкцијом, високим моментом инерције, високим притиском, и великим капацитетом, а захтева уље високог степена чистоће 10-20μm. Принцип рада клипно аксијалног уљно хидрауличког мотора (са заокренутом плочом) је приказан на слици. Из пумпе радни флуид долази под притиском и потискује цилиндре. Пошто је плоча која је ослонац клиповима нагнута за одређени угао у односу на осовину, клипови унутар цилиндара почињу да изводе кретање напред – назад што изазива њену ротацију која се преноси на излазно вратило.

Слика 15 – Клипно-аксијални уљно хидраулични мотор са заокренутом плочом 3.3.2 Погон механизам за покретање кашике, носача кашике и подизање стреле

Механизам за покретање кашике, носача кашике и подизање стреле представља хидраулични систем са хидрауличним цилиндром једносмерног дејства. Конструкција на местима ослонаца цилиндра је додатно ојачана, а ослонци цилиндра су опремљени самоподесивим зглобним лежајевима како би се обезбедио пренос сила кроз конструкцију. Оптерећења се преноси само у правцу подужне осе, што доводи до сабијања клипњаче па у радној комори увек влада притисак..

Слика 16 – Компоненте покретне руке хидрауличног багера




Принцип рада је сличан као и код механизма за кретање погонског точка и заокретање обртне платформе. Дакле, уљно хидраулична пумпа, која је смештена на обртној платформи, потискује радни флуид из резервоара кроз спроводни елемент, затим кроз разводник,

којим

се

управља управљачким палицама, у

хидраулички цилиндар

једносмерног дејства. Услед притиска радног флуида долази до извлачења клипњаче. Померањем разводника у други положај, радни флуид се враћа у резервоар, а клипњача се увлачи. Прикључна места на хидрауличком цилиндру су опремљена хидрауличким елементима који обезбедују додатну сигурност у раду. То су венитли за ограницење притиска, пригушни вентил и притисни прекидачи. 3.4 Ходни уређај

За хидрауличне багере примењују се следеће врсте ходних уређаја:

 уређаји за кретање на пнеуматицима  уређаји за кретање на гусеницама Која ће врста транспортног уређаја бити примењена зависи од великог броја утицајних фактора (намене машине, радне средине, проходности, потребне брзине итд.). У наредној табели приказане су основне предности и недостаци транспортних уређаја на примену багера. Табела 2 – Предности и недостаци ходних уређаја Врста транспортног Предности средства

Недостаци 

 

Гусеничари  

Мала брзина кретања; Висока проходност, могућност савладавања великих успона (до 23%) Одлична стабилност Ограничене маневарске способности



 







Транспортни уређаји на пнеуматицима



 

Велика брзина кретања (и до 50km/h) Релативно не тако велика тежина Високе маневарске способности Мали отпор при кретању Једноставност конструкције

 



Велика маса (од 40-60% укључујући и доњи рам од укупне машине) Знатна колебања средњих специфичних притисака на тло Нужност велике вучне силе Сложеност уређаја и брзо хабање елемената Сложено окретање машине Брзо хабање гума Висока цена гума, која достиже и до 20-40% од укупне цене машине Релативно висок специфичан притисак на тло




3.4.1 Уређаји за кретање на пнеуматицима

Механизам за кретање транспортног уређаја на пнеуматицима служи за претварање обртног момента на погонским точковима у вучну силу. Састоји се од точковова, осовина, носећег рама и вешања. Пнеуматици се ослањају на тло, носе односно придржавају мост и осовине на којима се преко вешања ослања носећи рам транспортног уређаја. Носећи рам чине две подужне греде правоугаоног пресека, које су међусобно чврсто спојене подужним гредама.

Слика 17 – Ходни уређај са точковима-пнеуматицима




3.4.2 Уређаји за кретање на гусеницама

Механизам за кретање транспортног уређаја на гусеницама служи за претварање обртног момента на погонским точковима у вучну силу. Састоји се од: гусенице, погонског и водећих точкова, доње и горње ролне и механизма за регулисање затезања гусенице. Водећи точак померљиве осовине омогућава регулацију затезања гусенице, а склоп доњих ролни чини систем за преношење оптерећења на подлогу преко активног ланца гусенице. Горње ролне (потпорне) ограничавају опуштеност горњег ланца гусенице.

Слика 18 – Гусенични транспортни уређај 3.5 Кабина са уређајима за управљање

Управљање хидрауличним багером се врши из кабине која је опремљена електронским уређајима са дисплеј таблама, управљачима и управљачким палицама (десни и леви џојстик). У циљу постизања веће тачности током копања и планирања,

новији

хидраулични багери су опремљени са аутоматским ласерским системима за управљање одређених радних уређаја.

Слика 19 – Управљачкa кабинa 15

CAT

хидрауличког багера

Милан П. Васић



4. ПРОРАЧУН ХИДРАУЛИЧНОГ БАГЕРА "CATERPILLAR 320E LRR" 4.1 Полазни подаци

Хидраулични багер са дубинском кашиком "Caterpillar 320E LRR", ради на земљишту 3

III категорије. Дата је запремина кашике Vk =0,81 m , маса багера G=24t и радијус копања R=10m.

Слика 20 - Хидраулични багер са дубинском кашиком "Caterpillar 320E LRR "




4.2 Прорачун отпора копања

Ширина кашике: B  1,1  3 V  1,1  3 0,81  1,025 m  102,5 cm Специфични отпор резања за III категорију земљишта износи: k 1  0,55  1,3 , усвајамо: k 1  1 Угао резања, за земљиште од I до IV категорије креће се од 25 до 30. За мекша земљишта усваја се нижа вредност угла резања, па према томе та вредност износи: 

 32



Гранична носивост земљишта 



 8  10 daN / cm 2 . Усвајамо:

 9 daN / cm 2

Ширина зуба по Бауману износи: b  0,11  3 V  0,11  3 0,81  0,1025 m  10,25 cm Пројекције истрошености зуба на нормалу на правац кретања (z), и на правац кретања (y): z  5  7  mm , усвајамо z  6 mm  0,6 cm y  3,5  5  z mm , усвајамо y  4  z  4  0,6  2,4 cm

Слика 21 – Стање врха: а ) новог зуба; б ) исхабаног зуба

Коефицијент трења клизања челика о земљу износи: 1

1

 0,75  1,0  , усвајамо:

 0,75

Коефицијент пуњења кашике, за земљиште III категорије (глина тешка, шкриљаста са додатком шљунка, облутака и туцаника до 10%) и за копаче са кашиком износи: K p  1,25  1,45 , усвајамо: K p  1,25 Најмања дужина хода кашике при пуњењу за багер са чеоном кашиком је једнака висини ископа изнад места стајања: l  7 17 Милан П. Васић



Ширина струготине, код багера је једнака ширини кашике: L  B  102,5 cm Коефицијент привремене растресивости, за III категорију земљиста износи: K pr  1,25 Дебљина струготине: h

V  K p l  L  K pr



0,81  1,4 7  1,025  1,25

 0,1574 m  15,74 cm

Добијена вредност мора да се налази у границама: B 7 B 5



102,5



102,5

7 5

B 7

h

B 5

па се зато врши провера:

 14,64 cm  20,5 cm

14,64  h  15,74  20,5 cm Растојање врхова суседних зуба износи: b0  2  2,5  b  2,5  b  2,5  10,25  25,62 cm Број зуба кашике: n

B t

1 

B b  b0

1 

102,5 10,25  25,62

 1  3,85 усваја се n  4

Слика 22 – Распоред зуба дуж ивице ножа

На отпор резања утиче врста тла и стање у коме се оно налази, као и облик-стање оштрице ножа. Међутим, на отпор резања уопште не утиче конструкција багера и цела кинематика машине. Према томе, отпор резања износи: W 1  k 1  h   B  h   0,55  0,015        z  n  b 

1

 y  n  b 

W 1  1  15,74  102,5  15,74   0,55  0,015  32   9  0,6  4  10,25  0,75  2,4  4  10,23 18 Милан П. Васић



W1  2801,234 daN

Утоварна висина: H  0,93  3 V  0,93  3 0,81  0,8669 m  86,69 cm Густина тла за III категорију земљишта: 

 1950 kg / m 3

Убрзање земљине теже: g  9,81 m / s 2 Отпор тежине одређеног стуба земљишта који се диже навише:

W 2 '  B  h  H    g  1,025  0,1574  0,8669  1950  9,81  2675,48 N  267,548 daN Угао унутрашњег трења:  

20

 

15  20



. Усваја се:



Коефицијент унутрашњег трења тла о тло: x 

tan 1  tan

2

 0,5  sin 2 2  0,5  sin 2  20  0,32 

Отпор трења при пробијању земљишта навише – унутрашњи отпор честица земље две

бочне призме: W 2' '  x  B  H 2    g  0,32  0,93  0,76 2  1950  9,81  3288,24 N  328,824 daN Отпор при пуњењу кашике:

W2  W 2 'W 2 ' '  267,548  328,824  596,372 daN

Коефицијент запремине призме, зависи од конструкције кашике и од врсте тла. Вредност овог коефицијента креће се у границама: y1  0,5  0,6  . Усваја се: y1  0,55 Коефицијент трења тла о тло износи: 2

2

 0,18  0,42 . Усваја се:

 0,4

Коефицијент отпора кретања земљине призме по нагнутој земљи, који зависи од угла нагиба терена. Предзнак "+" се користи за успон, а предзнак "-" за пад терена. за усвојени угао нагиба терена

 u

 30 , коефицијент износи: 

i  tan  u  tan 30  0,5774 

Отпор при премештању земљине призме:

W 3  y1  B  H 2    g   2  i   0,55  0,93  0,76 2  1950  9,81  0,4  0,5774   5523,94 N W3  552,394 daN

Тангенцијална компонента укупног отпора:

W t  W 1  W 2  W 3  2801,234  596,372  552,394  3950 daN 19 Милан П. Васић



Коефицијент нормалне компоненте отпора копања, који зависи од тежине радне опреме и отпора тла на оштрицу ножа нормално на путању ископа: а) у почетку копања (доњи положај): K n 

W n W t

б) при крају копања (горњи положај): K n 

W t W n

 0,5  0,3

Вредност нормалног отпора копања на почетку копања:

W n  K n  W t  0,5  3950  1975 daN Укупни отпор копања: W  W t  W n  3950 2  1975 2  4416,23 daN 2

2

Слика 23 – Графички приказ укупног отпора резања 4.3 Прорачун хидрауличних цилиндара за померање кашике и држача кашике

4.3.1 Прорачун основних параметара багера

Дужина кашике: L  1,35  3 V  1,35  3 0,81  1,25 m  125 cm Тежина кашике: Gk  1000  3 V  1000  3 0,81  932,17 daN Тежине појединих елемената багера могу се добити упоређивањем са тежинама елемената 3,

багера чија је запремина кашике Vk =1,3 m по изразу:

V 0,81  G  G1,3      V 1,3 

1, 2

 0,81  G1,3      1,3 

1, 2

 G1,3   0,566 3

Тежине појединих елемената багера са запремином кашике Vk =0,81 m су:

 тежина стреле................................... G s  G s '0,566  3200  0,566  1811 daN  тежина држача кашике.................... Gd  G s '0,566  600  0,566  340 daN 20 Милан П. Васић



 тежина цилиндра стреле.................. Gcs  G s '0,566  380  0,566  215 daN

 тежина цилиндра држача кашике... Gcd  G s '0,566  380  0,566  215 daN  тежина цилиндра кашике................ Gck  G s '0,566  200  0,566  113 daN Коефицијент привремене растресивости: K r  K pr  1,25 Тежина тла у кашики: G z 

K p K r

 V 0    g 

1,25 1,25

 0,81  1950  9,81  15494,895 N  1549,49 daN

4.3.2 Прорачун сила у хидроцилиндрима а ) Положај I

То је почетни положај при копању. Кашика је у крајњем положају, а угао између стреле и држача кашике је максималан.

R1  2200 mm ; R2  440 mm ; R3  4250 mm ; R5  950 mm ; R6  300 mm ; R7  390 mm Слика 24 – Положај I – Почетак копања

Сила у цилиндру кашике Fck налази се из моментне једначине за тачку D:

 M 

D 

0

F ck  R7  W  R5  Gk  R6  0 F ck 

W  R5  G k  R6 R7



4416,23  950  932,17  300 390

 10040,4 daN

Динамички коефицијент се креће у границама: K d  1,25  1,5 . Усвајам: K d  1,4




Збирно оптерећење, које се добија из суме тежина свих делова увећањем за динамички коефицијент K d износи: F v1  K d 

G

i

 K d  G d  0,5  Gcd  G k  Gck   1,4  340  0,5  215  932,17  113

Fv1  2089,738 daN Сила у цилиндру држача кашике F cd добија се из моментне једначине за тачку B:

 M    0 B

 W  R3  F v1  R1  F cd  R2  0 W  R3  F v1  R1

F cd 

R2



4416,23  4250  2089,738  2200 440

 32208 daN

б ) Положа II

То је положај у процесу копања, када се држач кашике налази приближно у вертикалном положају.

R1  780 mm ; R2  520 mm ; R3  4470 mm ; R5  1260 mm ; R6  610 mm ; R7  520 mm Слика 25 – Положај II – Копање


 M 

D 

0 22 Милан П. Васић



F ck  R7  F v 2  R6  W  R5  0 F ck 

W  R5  F v 2  R6 R7



4416,23  1260  932,17  610 520

 9607,36 daN

Динамички коефицијент се креће у границама: K d  1,25  1,5 . Усвајам: K d  1,4 Збирно оптерећење, које се добија из суме тежина свих делова увећањем за динамички коефицијент K d износи: Fv 2  K d 

G

i

 K d  Gk  0,5  G z  Gck   1,4  932,17  0,5  1549,49  113  2547,88 daN

Сила у цилиндру држача кашике F cd добија се из моментне једначине за тачку B:

 M    0 B

F cd  R2  W  R3  F v1  R1  0 F cd 

W  R3  F v1  R1 R2



4416,23  4470  2089,738  780 520

 34828 daN

Збирно оптерећење: F v1  K d 

G

i

 K d  G d  0,5  Gcd  G k  0,5  Gz  Gck 

Fv1  1,4  340  0,5  215  932,17  0,5  1549,49  113  3174,38 daN в ) Положа III

То је крајњи положај при копању, при че,у кашика излази из копања напуњена тлом.

R1  3200 mm ; R2  390 mm ; R3  4880 mm ; R5  1320 mm ; R6  520 mm ; R7  560 mm Слика 26 – Положај III – Излазак кашике из зоне копања





 M 

0

D 

F ck  R7  Gk  z   R6  W  R5  0 F ck 

W  R5  Gk  z   R6 R7



4416,23  1320  2481,66  520 560

 12105,29 daN

Динамички коефицијент се креће у границама: K d  1,25  1,5 . Усвајам: K d  1,4 Збирно оптерећење, које се добија из суме тежина свих делова увећањем за динамички коефицијент K d износи: F v1  F v1 II  K d  0,5  G z  3174,38  1,5  0,5  1549,49  4336,5 daN Сила у цилиндру држача кашике F cd добија се из моментне једначине за тачку B:

 M    0 B

F cd  R2  W  R3  F v1  R1  0 F cd 

W  R3  F v1  R1 R2



4416,23  4880  2089,738  3200 390

 88112,9 daN

г ) Положај IV

То је положај у ком се багер са пуном кашиком окреће и кочењем се зауставља до места истовара. Сила у цилиндру за потискивање стреле држи цео систем у равнотежи.

Слика 27 – Положај IV– Окретање багера до места истовара




4.3.3 Избор цилиндра Табела 3 – Силе у цилиндрима кашике и држача кашике Сила у цилиндрима Fc [daN]

Положај

Кашике Fck

Држача кашике Fcd

I

10 040

32 208

II

9 607

34 828

III

12 105

88 112

Из табеле се види да су максималне вредности у положају III: Fck  12105 daN

Fcd  88112 daN

На основу њих вршимо избор хидроцилиндра кашике и држача кашике. усвајају се цилиндри двосмерног дејства "Прва петолетка" – Трстеник, са следећим карактеристикама: - дозвољено је оптерећење само по уздужној оси - дозвољени максимални притисак уља.................... p max  380 bar - максимална брзина клипа........................................ v max  1,5 m / s - називни притисак..................................................... p n  350 bar Пречник хидроцилиндра кашике одређује се на основу максималне силе Fck : 4  F ck max

Dk 

p n  



4  12105 350  

 96,4 mm

Усваја се: Dk  100 mm Пречник хидроцилиндра држача кашике одређује се на основу максималне силе Fcd: Dd 

4  F cd max p n  



4  88112 350  

 247,3 mm

Усваја се: Dd  250 mm 4.4 Прорачун снаге мотора за погон пумпе

Потребни протоци за напајање хидроцилиндара, при усвојеној минималној брзини кретања клипа v min  5 m / min износи: Dk   2

Qk 

4

 v min 

0,10 2   4

 5  0,039 m 3 / min  39 lit / min


Грађевинске машине Dd  


2

Qd 

 vmin 

4

0,25 2   4

 5  0,245 m 3 / min  245 lit / min

Укупан проток пумпе мора бити једнак: Qmin  Qk  Qd  39  245  284 lit / min Номинални потребни проток пумпе је 284 lit/min при притиску p max  380 bar и учестаности обртања погонског дизел мотора n m  2000 o / min Усваја се пумпа која има специфичан проток: q p 

2  Qmin  10 3



n m   y

2  284  10 3 2000  0,97

 292,78 cm 3 / obr

Из дијаграма за регулацију пумпе се види да су за пумпу са сумарном регулацијом протоци у оба кола једнаки и износе: Qk '  Qd ' 

Qmin



2

284 2

 142 lit / min

Стварне минималне брзине клипова износе: v k min '  v k min ' 

Qk ' Ak Qd ' Ad



4  Qk ' D



2 k

 10 3

4  Qd ' Dd  10 2

3

 

4  142 0,10 2  10 3 4  142 0,25 2  10 3

 56,8 m / min  9,1 m / min

Степен корисног дејства пумпе:  v

 0,97

степен корисног дејства хидромотора:  nm

 0,95

Снага коју анганжује пумпа у случају оваквог оптерећења износи: P p ' 

p max  Qd  Qk   v   nm



380  10 5  0,039  0,245 0,97  0,95

 174,02 kW

Потребна снага мотора се увећава за 10% у односу на снагу коју анганжује пумпа: Pm  P p '1.1  174,02  1.1  191,42 kW 4.5 Прорачун учинка (капацитета) багера

Време копања: T k  2,7  4 G  2,7  4 24  5.97 s Време дизања и окретања напуњене кашике до места истовара T oi и време окретања и спуштања празне кашике до места ископа T ok : 26 Милан П. Васић



T oi  T ok  1,2  R  1,2  10  12 s ................................. за угао од 90 T oi  T ok  1,55  R  1,55  10  15,5 s ........................... за угао од 135 T oi  T ok  1,9  R  1,9  10  19 s .................................. за угао од 180 Време истовара: Ti  3 s Време трајања радног циклуса при истовару на депонију: To  T k  T oi  T ok  T i  5,97  12  3  20,97 s ..................... за угао од 90 To  T k  T oi  T ok  T i  5,97  15,5  3  24,47 s ...................за угао од 135 To  T k  T oi  T ok  T i  5,97  19  3  27,97 s ..................... за угао од 180 Време трајања радног циклуса багера при утовару у транспортно средство: To '  1,2  T o  1,2  20,97  25,16 s ................... за угао од 90 T o '  1,2  T o  1,2  24,47  29,36 s .................. за угао од 135 To '  1,2  T o  1,2  27,97  33,56 s ................... за угао од 180 Табела 4 – Време трајања циклуса [ ] Угао окретања ψ [ ]

Врста истовара

90

135

180

Истовар на депонију

20,97

24,47

27,97

Истовар на транспортно средство

25,16

29,36

33,56

Теоријски капацитет, који је одређен конструктивним параметрима машине, је

максимални капацитет који може да постигне машина у току јединице времена ефикасног рада, без губитака времена на празне ходове и прекиде рада, са предвиђеним радним брзинама, носивошћу и снагама мотора. Код машина са цикличним радом теоријски капацитет се одређује на основу израза: Qo  3600 

V o T o

 3600 

0,81 T o

Табела 5 – Вредности теоријског капацитета- учинка 3

ψ

Qt [m /h] Депонија

Транспортно средство

90

139,05

115,89

135

119,17

99,32

180

104,25

86,89

Коефицијент отпора земљишта за III категорију тла износи: K o  0,80  0,75 . Усвајамо: 27 Милан П. Васић



K o  0,8 Технички учинак се одређује као максимални могући учинак под стварним условима

стања материјала и конструктивно техничким могућностима машине, али без губитака времена, тј. при непрекидном раду у току једног сата. Технички учинак машине са цикличним радом дат је изразом: Qt  Qo 

K o  K p K pr

 Qo 

0,8  1,25 1,25

Табела 6 – Вредности техничког капацитета- учинка 3 Qt [m /h] ψ Депонија Транспортно средство 90

111,24

92,71

135

95,34

79,46

180

83,4

68,8

Коефицијент премашаја багера у току рада износи: K l  0,95  0,96 . Усвајамо: K l  0,95 Коефицијент чекања доласка транспортних средстава износи: K d  0,70  0,90 . Усвајамо: K d  0,80 Коефицијент субјективног утицаја багеристе при управљању износи: K u  0,88  0,90 . Усвајамо: K u  0,89 Коефицијент коришћења машине по времену: K v  K l  K d  K u  0,95  0,80  0,89  0,6764 Код прорачуна експлатационог учинка поред параметара који одређују технички учинак, узима се у обзир и релативно време коришћења машине у току једног сата, смене, дана или године, увођењем коефицијента коришћења машине по времену K v. Експлоатациони учинак багера се одређује на основу израза: Qe  Qt  K v  Qt  0,6764 Табела 7 – Вредности експлоатационог капацитета- учинка Qt [m3/h] ψ Депонија Транспортно средство 90

75,24

62,71

135

64,49

53,75

180

56,41

46,54 28 Милан П. Васић



Број радних смена на дан: Усвајају се N s  2 смене на дан Број искоришћених радних часова у смени износи: T rs  2  7  T rs  6

h smena

. Усвајамо:

h smena

Експлоатациони дневни учинак: Qed  Qe  N s  T rs  Qe  2  6  12  Qe Табела 8 – Вредности дневног експлоатационог капацитета- учинка Qt [m3/h] ψ Депонија Транспортно средство 90

902,88

752,52

135

773,88

645

180

676,92

558,48

Број радних дана у месецу: N dm  22 дана Експлоатациони учинак у току једног месеца: Qem  Qed  N dm  12  Qe  N dm  264  Qe Табела 9 – Вредностимесечног експлоатационог капацитета- учинка 3 Qt [m /h] ψ Депонија Транспортно средство 90

19 863,36

16 555,44

135

17 025,36

14 190

180

14 892,24

12 286,56

Број радних дана у години: N dg  200 дана Експлоатациони учинак у току једне године: Qeg  Qed  N dg  12  Qe  200  2400  Qe Табела 10 – Вредности годишњег експлоатационог капацитета- учинка Qt [m3/h] ψ Депонија Транспортно средство 90

180 576

150 504

135

154 776

129 000

180

135 384

111 696 29 Милан П. Васић


Хидраулични багер 5. ОДРЖАВАЊЕ

Одржавање се дефинише као стална контрола над свим средствима за рад, као и вршење одређених поправки и превентивних радњи, чији је циљ, стално, функционално оспособљавање и чување производне опреме, постројења и уређаја. Током времена и употребе долази до старења материјала и стредстава за рад, смањује се технолошка ефикасност, а долази и до евидентног технолошког застаревања. Средства за рад су подложна кваровима, ломовима и оштећењима, па се појављују прекиди у раду. То узрокује појаву трошкова због замене и поправке делова, али и трошкове због застоја у процесу производње. До застоја никада не би долазило када би се различитим поступцима дијагностике и статичким методама утврђивао век сваке компоненте посебно, и када би се оне пре квара мењале. Међутим, овакав принцип одржавања је веома скуп, а и непотребан у одређеним случајевима, па с тога разликујем:

 превентивно одржавање  корективно одржавање и  комбиновано одржавње. Концепција превентивног одржавања тражи да се поступци одржавања спроводе пре него што дође до појаве отказивања, док је машина у стању у раду, тј да спрече или одложе појаву отказивања.

Слика 28 – Подмазивање зупчастог венца и мерење уља у мотору

Активности у оквиру превентивног одржавања су:

 визуелну контролу конструкције: кашике, стреле, држача кашике и обртне платформе

 преглед зуба и осовиница на кашики  преглед хидрауличних цилиндара  преглед спроводних елемената и прикључака  преглед нивоа уља у ситему  замена радног флуида, односно уља након одређеног броја часова рада 30 Милан П. Васић



 чишћење филтера од нечистоћа које су последица хабања клизних парова, нарочито пумпи и мотора, као и прашине из ваздуха која кроз одушку или наливни чеп доспева у резервоар

 преглед зупчастог венца и његова подмазаност  преглед исправности светлосних, контролних, звучних и сигналних уређаја  преглед функционалности команди  преглед кочница и нивоа уља за њих  контрола притиска у кочионом систему  контрола и по потреби замена заптивних материјала на вентилима  провера стања антикорозионог премаза Корективно одржавање представља скуп свих радњи и поступака којима се машине из “стања отказа” враћају у “стање рада” што представља оправку (спроводи се кад дође до отказивања машине). Обухвата:

 идентификацију отказа и њихових узорака  отклањање отказа  проверу и контролу Табела 11 – Могући откази код хидрауличног багера Појава

Недовољан притисак

Колебање притиска и протока

Смањен проток

Могући отказ

Начин отклањања отказа

Лоша уградња спојнице између мотора и пумпе

Исправно монтирати спојницу и проверити нивелисањем

Осциловање спроводног елемента

Правилно уградити и учврстити спроводни елемент

Пумпа не постикује уље према захтевима

Проверити рад пумпе

Погонски мотор не ради исправно

Отклонити отказ на мотору

Лоше подешен вентил за ограничење притиска

Подесити притисак на вентилу

Не може се активирати разводник

Проверити разводник

Спољашње цурење

Притегнути прикључке, заменити заптивке

Повећани зазор клизних парова

Заменити истрошене елементе и склопове

Кавитација у пумпи

Поправити пумпу

Неисправал вентил за ограничење притиска

Подесити вентил или заменити новим

Присуство ваздуха у систему, пенушање уља

Озрачити систем




Низак ниво уља у резервоару

Пенушање уља

Висока температура

Споро померање клипњаче. Трагови уља на клипњачи Загревање клипњаче, неравномерно кретање са вибрацијом

Допунити резервоар чистим уљем до ознаке за максимум

Усисавање ваздуха поред семеринга Заменити семеринг на пумпи Недовољно притегнут прикључак на усисном воду пумпе

Притегнути прикључак или га заменити новим

Усисни вод порозан

Заменити спроводни елемент новим

Лоше одзрачивање

Уградити вентил за одзрачивање

Кавитација у усисном воду

Отклонити узрок

Оштећења на пумпи

Ремонтовати пумпу или заменити новом

Регулатор протока није добро подешен или не ради

Подесити регулатор или заменити новим

Низак ниво уља у резервоару

Долити потребну количину чистог уља

Вентил за управљање притиском неисправно ради

Поправити и подесити вентил

Вентил за ограничење високо подешен

Подесити захтевану вредност на вентилу

Сувише велики губици притиска у систему

Уградити нове спроводне елементе са исправним прикључцима потребног називног пречника и дужине

Хлађење уља није добро изведено

Поправити или заменити систем хлађења

Оштећење или похабаност заптивке

Заменити заптивку

Велика бочна оптерећења, ослабљено учвршћивање цилиндра

Обезбедити саосност гоњеног механизма и клипњаче.Проверити и по потреби поправити учвршћивање цилиндра.

Неравномерно кретање клипњаче, Ваздух је ушао у цилиндар повећани шум и вибрације

Елиминисати ваздух из цилиндра. проверити цевовод и заптивни сет клипњаче да би се нашло место уласка ваздуха у систем.



Оштећења заптивача клипњаче

Клипњача је деформисана


По површини клипњаче се лепе чврсте честице Деформисана је површина клипњаче Осе цилиндра и клипњаче се не поклапају Материјал заптивача није одговарајући Клипњача је преоптерећена аксијалном силом Оса цилиндра и клипњаче се не поклапају Цилиндар није добро причвршћен

Заменити заптивке

Заменити или репарирати клипњачу

Код већине машина примена само једне концепције одржавања је скоро немогућа. Колика год да се пажња посвећује превентивном одржавању, није могуће предупредити:

‐ све изненадне или неочекиване отказе и ‐ хаварије што изискује њихово отклањање тј. корективно одржавање. Према томе, комбиновано одржавање машина представља комбинацију превентивног и корективног одржавања.


Hidraulicni Bager Vasic

Recommend Documents