34
Студијски програм: Машинство Семинарски рад из ''Грађевинске машине'' Хидраулични багер __ Ментор: Проф. Добривоје Јовановић Студент: Милан П. Васић Бр. индекса: 171370/2010 Пожаревац 2014. 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.бр.: 7285019, Шиф.дел.: 80312 www.vts-pozarevac.edu.rs E-mail: [email protected] Текући рачун: 840-1180666-85

Hidraulicni Bager Vasic

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Hidraulični bager

Citation preview

Page 1: Hidraulicni Bager Vasic

Студијски програм: Машинство

Семинарски рад из ''Грађевинске машине''

Хидраулични багер __

Ментор: Проф. Добривоје Јовановић

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

Пожаревац 2014.

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.бр.: 7285019,

Шиф.дел.: 80312 www.vts-pozarevac.edu.rs

E-mail: [email protected] Текући рачун: 840-1180666-85

Page 2: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

2

САДРЖАЈ:

1. ОПИС МАШИНЕ.......................................................................................................... 3

2. ПОДЕЛА.......................................................................................................................... 4

3. КОНСТРУКЦИЈА......................................................................................................... 6

3.1 Обртна платформа................................................................................................ 7

3.2 Радни уређаји........................................................................................................ 8

3.3 Погонски уређаји.................................................................................................. 11

3.4 Ходни уређај.......................................................................................................... 13

3.5 Кабина са уређајима за управљање..................................................................... 15

4. ПРОРАЧУН ХИДРАУЛИЧНОГ БАГЕРА "CATERPILLAR 320E LRR".......... 16

4.1 Полазни подаци..................................................................................................... 16

4.2 Прорачун отпора копања......................................................................................17

4.3 Прорачун хидрауличних цилиндара за померање кашике и држача кашике. 20

4.4 Прорачун снаге мотора за погон пумпе.............................................................. 25

4.5 Прорачун учинка (капацитета) багера................................................................ 26

5. ОДРЖАВАЊЕ................................................................................................................ 30

6. ЛИТЕРАТУРА................................................................................................................ 34

Page 3: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

3

1. ОПИС МАШИНЕ

Хидраулични багери кашикари се на светском тржишту јављају у релативно новије

време. Први багери овог типа израђивани су са запремином кашике до 1,25m3 и притиском

у хидросистемима до 70 bar-a. Последњих тридесет година, увођењем јачих погонских

агрегата и савлађивањем технике високог притиска омогућена је производња све већих

багера, па се савремени хидраулични багери израђују са запремином кашике и преко 40m3

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

Слика 1 – Volvo хидраулични багер

Хидраулични багери се примењују за израду и одржавање канала, откопавање и утовар

материјала, за чишћење терена, откопавање рупе за анкере, стубове. Коришћењем неког

другог радног органа уместо кашике, на пример, рипера, грајфера, чекића итд, о чему ће

бити речи у наставку, ова примена се знатно повећава.

Радни циклус хидрауличног багера са кашиком састоји се из операција: заривање

кашике, издизање кашике, окретање са пуном кашиком према транспортном средству,

истовар у транспортно средство и повратно кретања са празном кашиком до места пуњења.

Слика 2 – Радни циклус хидрауличног багера

Page 4: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

4

2. ПОДЕЛА

Подела хидрауличних багера се може извршити према:

а) Запремини кашике:

1. мини хидраулични багер (0,1-1,25 m3); слика а)

2. мали хидраулични багер (1,5-2,5 m3); слика б)

3. средњи хидраулични багер (3-8 m3); слика в)

4. велики хидраулични багер (10-100 m3); 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

Page 5: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

5

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

Page 6: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

6

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

Page 7: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

7

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

Page 8: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

8

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

растреситог материјала. Њихова запремина се креће од 0,2 до 50 m3. Могу бити са

зубима или без њих.

Page 9: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

9

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

Page 10: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

10

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.

Page 11: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

11

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

Page 12: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

12

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

Page 13: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

13

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

средства Предности Недостаци

Гусеничари

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

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

Транспортни уређаји на пнеуматицима

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

Брзо хабање гума Висока цена гума, која достиже и до 20-40% од укупне цене машине Релативно висок специфичан притисак на тло

Page 14: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

14

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

Page 15: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

15

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 CAT хидрауличког багера

Page 16: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

16

4. ПРОРАЧУН ХИДРАУЛИЧНОГ БАГЕРА "CATERPILLAR 320E LRR"

4.1 Полазни подаци

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

III категорије. Дата је запремина кашике Vk=0,81 m3, маса багера G=24t и радијус копања

R=10m.

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

Page 17: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

17

4.2 Прорачун отпора копања

Ширина кашике:

025,181,01,11,1 33 VB m 5,102 cm

Специфични отпор резања за III категорију земљишта износи: 3,155,01 k , усвајамо:

11 k

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 108 2/ cmdaN . Усвајамо:

9 2/ cmdaN

Ширина зуба по Бауману износи:

1025,081,011,011,0 33 Vb m 25,10 cm

Пројекције истрошености зуба на нормалу на правац кретања (z), и на правац кретања (y):

75 z mm , усвајамо 6z mm 6,0 cm

zy 55,3 mm , усвајамо 4,26,044 zy cm

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

Коефицијент трења клизања челика о земљу износи: 0,175,01 , усвајамо:

75,01

Коефицијент пуњења кашике, за земљиште III категорије (глина тешка, шкриљаста са

додатком шљунка, облутака и туцаника до 10%) и за копаче са кашиком износи:

45,125,1 pK , усвајамо:

25,1pK

Најмања дужина хода кашике при пуњењу за багер са чеоном кашиком је једнака висини

ископа изнад места стајања:

7l

Page 18: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

18

Ширина струготине, код багера је једнака ширини кашике:

5,102 BL cm

Коефицијент привремене растресивости, за III категорију земљиста износи:

25,1prK

Дебљина струготине:

1574,025,1025,17

4,181,0

pr

p

KLl

KVh m 74,15 cm

Добијена вредност мора да се налази у границама: 57

Bh

B па се зато врши провера:

64,147

5,102

7

Bcm

5,205

5,102

5

Bcm

5,2074,1564,14 h cm

Растојање врхова суседних зуба износи:

62,2525,105,25,25,220 bbb cm

Број зуба кашике:

85,3162,2525,10

5,10211

0

bb

B

t

Bn усваја се 4n

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:

bnybnzhBhkW 111 015,055,0

23,1044,275,025,1046,0932015,055,074,155,10274,1511 W

Page 19: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

19

234,28011 W daN

Утоварна висина:

8669,081,093,093,0 33 VH m 69,86 cm

Густина тла за III категорију земљишта:

1950 3/ mkg

Убрзање земљине теже:

81,9g 2/ sm

Отпор тежине одређеног стуба земљишта који се диже навише:

48,267581,919508669,01574,0025,1'2 gHhBW N 548,267 daN

Угао унутрашњег трења: 2015 . Усваја се:

20

Коефицијент унутрашњег трења тла о тло:

32,0202sin5,02sin5,0tan1

tan 22

x

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

бочне призме:

24,328881,9195076,093,032,0'' 222 gHBxW N 824,328 daN

Отпор при пуњењу кашике:

372,596824,328548,267''' 222 WWW daN

Коефицијент запремине призме, зависи од конструкције кашике и од врсте тла. Вредност

овог коефицијента креће се у границама: 6,05,01 y . Усваја се:

55,01 y

Коефицијент трења тла о тло износи: 42,018,02 . Усваја се:

4,02

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 30u , коефицијент износи:

5774,030tantan ui

Отпор при премештању земљине призме:

94,55235774,04,081,9195076,093,055,0 22

213 igHByW N

394,5523 W daN

Тангенцијална компонента укупног отпора:

3950394,552372,596234,2801321 WWWWt daN

Page 20: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

20

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): 5,0t

nn W

WK

б) при крају копања (горњи положај): 3,0n

tn W

WK

Вредност нормалног отпора копања на почетку копања:

197539505,0 tnn WKW daN

Укупни отпор копања:

23,441619753950 2222 nt WWW daN

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:

25,181,035,135,1 33 VL m 125 cm

Тежина кашике:

17,93281,010001000 33 VGk daN

Тежине појединих елемената багера могу се добити упоређивањем са тежинама елемената

багера чија је запремина кашике Vk=1,3 m3, по изразу:

566,03,1

81,03,1

2,1

3,1

2,1

3,1

81,03,1

GG

V

VGG

Тежине појединих елемената багера са запремином кашике Vk=0,81 m3 су:

тежина стреле................................... 1811566,03200566,0' ss GG daN

тежина држача кашике.................... 340566,0600566,0' sd GG daN

Page 21: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

21

тежина цилиндра стреле.................. 215566,0380566,0' scs GG daN

тежина цилиндра држача кашике... 215566,0380566,0' scd GG daN

тежина цилиндра кашике................ 113566,0200566,0' sck GG daN

Коефицијент привремене растресивости:

25,1 prr KK

Тежина тла у кашики:

895,1549481,9195081,025,1

25,10 gV

K

KG

r

pz N 49,1549 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.

22001 R mm ; 4402 R mm ; 42503 R mm ; 9505 R mm ; 3006 R mm ; 3907 R mm

Слика 24 – Положај I – Почетак копања

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

0 DM

0657 RGRWRF kck

4,10040390

30017,93295023,4416

7

65

R

RGRWF k

ck daN

Динамички коефицијент се креће у границама: 5,125,1 dK . Усвајам:

4,1dK

Page 22: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

22

Збирно оптерећење, које се добија из суме тежина свих делова увећањем за динамички

коефицијент Kd износи:

11317,9322155,03404,15,01 ckkcdddidv GGGGKGKF

738,20891 vF daN

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

0 BM

02113 RFRFRW cdv

32208440

2200738,2089425023,4416

2

113

R

RFRWF v

cd daN

б) Положа II

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

положају.

7801 R mm ; 5202 R mm ; 44703 R mm ; 12605 R mm ; 6106 R mm ; 5207 R mm

Слика 25 – Положај II – Копање

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

0 DM

Page 23: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

23

05627 RWRFRF vck

36,9607520

61017,932126023,4416

7

625

R

RFRWF v

ck daN

Динамички коефицијент се креће у границама: 5,125,1 dK . Усвајам:

4,1dK

Збирно оптерећење, које се добија из суме тежина свих делова увећањем за динамички

коефицијент Kd износи:

88,254711349,15495,017,9324,15,02 ckzkdidv GGGKGKF daN

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

0 BM

01132 RFRWRF vcd

34828520

780738,2089447023,4416

2

113

R

RFRWF v

cd daN

Збирно оптерећење:

ckkcdddidv GGzGGGKGKF 5,05,01

38,317411349,15495,017,9322155,03404,11 vF daN

в) Положа III

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

32001 R mm ; 3902 R mm ; 48803 R mm ; 13205 R mm ; 5206 R mm ; 5607 R mm

Слика 26 – Положај III – Излазак кашике из зоне копања

Page 24: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

24

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

0 DM

0567 RWRGRF zkck

29,12105560

52066,2481132023,4416

7

65

R

RGRWF zk

ck daN

Динамички коефицијент се креће у границама: 5,125,1 dK . Усвајам:

4,1dK

Збирно оптерећење, које се добија из суме тежина свих делова увећањем за динамички

коефицијент Kd износи:

5,433649,15495,05,138,31745,011 zdIIvv GKFF daN

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

0 BM

01132 RFRWRF vcd

9,88112390

3200738,2089488023,4416

2

113

R

RFRWF v

cd 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

Page 25: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

25

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:

12105ckF daN 88112cdF 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.................... maxp 380bar

- максимална брзина клипа........................................ maxv 1,5 sm /

- називни притисак..................................................... np 350bar

Пречник хидроцилиндра кашике одређује се на основу максималне силе Fck:

4,96350

1210544 max

n

ckk p

FD mm

Усваја се:

100kD mm

Пречник хидроцилиндра држача кашике одређује се на основу максималне силе Fcd:

3,247350

8811244 max

n

cdd p

FD mm

Усваја се:

250dD mm

4.4 Прорачун снаге мотора за погон пумпе

Потребни протоци за напајање хидроцилиндара, при усвојеној минималној брзини

кретања клипа 5min v min/m износи:

039,054

10,0

4

2

min

2

vD

Q kk min/3m 39 min/lit

Page 26: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

26

245,054

25,0

4

2

min

2

vD

Q dd min/3m 245 min/lit

Укупан проток пумпе мора бити једнак:

28424539min dk QQQ min/lit

Номинални потребни проток пумпе је 284 lit/min при притиску maxp 380bar и

учестаности обртања погонског дизел мотора 2000mn min/o

Усваја се пумпа која има специфичан проток:

78,29297,02000

102842102 33min

ym

p n

Qq

obrcm /3

Из дијаграма за регулацију пумпе се види да су за пумпу са сумарном регулацијом

протоци у оба кола једнаки и износе:

1422

284

2'' min

QQQ dk min/lit

Стварне минималне брзине клипова износе:

8,561010,0

1424

10

'4''

3232min

k

k

k

kk

D

Q

A

Qv min/m

1,91025,0

1424

10

'4''

3232min

d

d

d

dk

D

Q

A

Qv min/m

Степен корисног дејства пумпе:

97,0v

степен корисног дејства хидромотора:

95,0nm

Снага коју анганжује пумпа у случају оваквог оптерећења износи:

02,174

95,097,0

245,0039,010380'

5max

nmv

kdp

QQpP

kW

Потребна снага мотора се увећава за 10% у односу на снагу коју анганжује пумпа:

42,1911.102,1741.1' pm PP kW

4.5 Прорачун учинка (капацитета) багера

Време копања:

97.5247,27,2 44 GTk s

Време дизања и окретања напуњене кашике до места истовара oiT и време окретања и

спуштања празне кашике до места ископа okT :

Page 27: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

27

12102,12,1 RTT okoi s ................................. за угао од 90

5,151055,155,1 RTT okoi s ........................... за угао од 135

19109,19,1 RTT okoi s .................................. за угао од 180

Време истовара:

3iT s

Време трајања радног циклуса при истовару на депонију:

97,2031297,5 iokoiko TTTTT s ..................... за угао од 90

47,2435,1597,5 iokoiko TTTTT s ................... за угао од 135

97,2731997,5 iokoiko TTTTT s ..................... за угао од 180

Време трајања радног циклуса багера при утовару у транспортно средство:

16,2597,202,12,1' oo TT s ................... за угао од 90

36,2947,242,12,1' oo TT s .................. за угао од 135

56,3397,272,12,1' oo TT 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:

oo

oo TT

VQ

81,036003600

Табела 5 – Вредности теоријског капацитета-учинка

Qt [m3/h] ψ

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: 75,080,0 oK . Усвајамо:

Page 28: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

28

8,0oK

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:

25,1

25,18,0

o

pr

poot Q

K

KKQQ

Табела 6 – Вредности техничког капацитета-учинка Qt [m3/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: 96,095,0 lK . Усвајамо:

95,0lK

Коефицијент чекања доласка транспортних средстава износи: 90,070,0 dK . Усвајамо:

80,0dK

Коефицијент субјективног утицаја багеристе при управљању износи: 90,088,0 uK .

Усвајамо:

89,0uK

Коефицијент коришћења машине по времену:

6764,089,080,095,0 udlv KKKK

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 Kv.

Експлоатациони учинак багера се одређује на основу израза:

6764,0 tvte QKQQ

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

Page 29: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

29

Број радних смена на дан:

Усвајају се 2sN смене на дан

Број искоришћених радних часова у смени износи: 72 rsTsmena

h. Усвајамо:

6rsTsmena

h

Експлоатациони дневни учинак:

eersseed QQTNQQ 1262

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:

22dmN дана

Експлоатациони учинак у току једног месеца:

edmedmedem QNQNQQ 26412

Табела 9 – Вредностимесечног експлоатационог капацитета-учинка Qt [m3/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:

200dgN дана

Експлоатациони учинак у току једне године:

eedgedeg QQNQQ 240020012

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

Page 30: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

30

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

Page 31: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

31

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 Могући отказ Начин отклањања отказа

Лоша уградња спојнице између мотора и пумпе

Исправно монтирати спојницу и проверити нивелисањем Недовољан

притисак 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

Колебање притиска и протока

Повећани зазор клизних парова Заменити истрошене елементе и склопове

Кавитација у пумпи Поправити пумпу

Неисправал вентил за ограничење притиска

Подесити вентил или заменити новим

Смањен проток

Присуство ваздуха у систему, пенушање уља

Озрачити систем

Page 32: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

32

Низак ниво уља у резервоару Допунити резервоар чистим уљем до ознаке за максимум

Усисавање ваздуха поред семеринга на пумпи

Заменити семеринг

Недовољно притегнут прикључак на усисном воду пумпе

Притегнути прикључак или га заменити новим

Усисни вод порозан Заменити спроводни елемент новим

Пенушање уља

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

Висока температура

Хлађење уља није добро изведено Поправити или заменити систем хлађења

Споро померање клипњаче. Трагови уља на клипњачи

Оштећење или похабаност заптивке Заменити заптивку

Загревање клипњаче, неравномерно кретање са вибрацијом

Велика бочна оптерећења, ослабљено учвршћивање цилиндра

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

Неравномерно кретање клипњаче, повећани шум и вибрације

Ваздух је ушао у цилиндар

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

Page 33: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

33

По површини клипњаче се лепе чврсте честице Деформисана је површина клипњаче Осе цилиндра и клипњаче се не поклапају

Оштећења заптивача клипњаче

Материјал заптивача није одговарајући

Заменити заптивке

Клипњача је преоптерећена аксијалном силом Оса цилиндра и клипњаче се не поклапају

Клипњача је деформисана

Цилиндар није добро причвршћен

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.

Page 34: Hidraulicni Bager Vasic

Грађевинске машине Хидраулични багер

Милан П. Васић

34

6. ЛИТЕРАТУРА

1. Винко С. Јевтић, Грађевинске и рударске машине, Ниш 1995.

2. Драган Игњатовић, Рударске машине, Београд, 2011.

3. Валеријан Марковић, Грађевинске машине за земљане радове, Београд, 1975.

4. Добривоје С. Јовановић, Новица Грујић, Примењена хидраулика - функционалност и одржавање, Пожаревац 2002.

5. Добривоје Јовановић, Грађевинске и рударске машине - ПРАКТИКУМ, Пожаревац 2012.

6. Упуство за рад, руковање и одржавање багере CAT – 325

7. http://www.cat.com

8. http://www.14-oktobar.co.rs

9. http://www.yu-build.rs