EXCAVATOARE CU O CUPA

1. Definiie i domeniul de utilizare

Excavatorul cu o cup este o main de lucru cu funcionare ciclic, autopropulsata, care se poate deplasa pe un drum sau pe un teren neamenajat, fiind prevzuta cu roi sau enile. Excavatorul cu o cup este destinat sprii i ncrcrii pmntului. Din aceast definiie rezult c locul excavatoarelor cu o cup trebuie plasat ntr-un sistem de maini de construcii, care sigur executarea mecanizat a unui proces tehnologic al lucrrilor de terasamente. n ceea ce privete folosirea eficient a excavatoarelor hidraulice condiionat de volumele de spturi, se remarc utilizarea tot mai larg a excavatoarelor cu mai multe echipamente de lucru constituite din elemente modulare. Utilizarea acestor excavatoare la volume mici de lucrri diferite are ca efect reducerea numrului de maini ce presteaz activiti n procesul tehnologic al lucrrilor de terasamente i a cheltuielilor destinate nchirierii lor asigurnd, totodat, calitatea execuiei comparabil cu cea a utilajelor specializate.

Domeniul de utilizare Excavatorul hidraulic pe enile este utilizat pentru efectuarea lucrrilor de construcii, mbuntiri funciare i alte categorii de lucrri. Excavatorul cu echipament cup de adncime se utilizeaz pentru lucrri de spare - ncrcare n terenuri cu greutatea specific cuprins ntre 1,1 i 1,9 t/m3, sub nivelul bazei de staionare a excavatorului. Poate lucra n condiii climatice normale, la temperaturi cuprinse ntre -10C.+40C. Pentru teren compact se utilizeaz tlpi de enil de 600 mm iar pentru teren moale tlpi de enil de 700 mm. La comenzii speciale excavatoarele pot fi adaptate i pentru exploatarea n climat tropical.

2. Clasificarea excavatoarelor

Folosirea pe scar larg a excavatoarelor, att n construcii ct i n industrie, a determinat apariia unui mare de tipuri de excavatoare. Excavatoarele actuale pot fi clasificate dup mai multe criterii: a) Dup sistemul de acionare: excavatoare cu acionare hidraulic; excavatoare cu acionare electric;

excavatoare cu acionare mecanic.

b) Dup numrul echipamentului de lucru ataabile la maina de baz: excavatoare cu un numr mare de echipamente; excavatoare cu un numr redus de echipamente; excavatoare cu un singur echipament.

c) Dup sistemul de deplasare: excavatoare pe roi cu pneuri (fig.1);

Fig.1

excavatoare pe enile (fig.2);

Fig.2

excavatoare pe ine de cale ferat; excavatoare pitoare;

excavatoare plutitoare;

d) Dup construcia standard a echipamentului de lucru (de spare): excavatoare cu echipament cup dreapt; excavatoare cu echipament cup ntoars;

excavatoare cu echipament de draglin; e) Dup greutatea de exploatare: excavatoare uoare miniexcavatoare (cu mas de exploatare 0,510 t); excavatoare normale (cu masa de exploatare 11 22 t); excavatoare grele (cu masa de exploatare 2377 t); excavatoare foarte grele (cu masa de exploatare 80525 t); Excavatoarele cu un numr mare de echipamente denumite i multifuncionale au volumul cupei sub 0,6 m3 i sunt destinate antierelor cu cantiti relativ mici de lucrri diferite. Ele pot avea pn la 1035 echipamente de schimb. Excavatoarele cu un numr redus de echipamente au volumul cupei cuprins n limitele 0,6 2,0 m3 i sunt destinate antierelor cu cantiti mijlocii de lucrri. Ele au trei patru echipamente de schimb. Excavatoarele cu un singur echipament de lucru denumite excavatoare specializate au volumul cupei cuprins n limitele 233 m3 i sunt destinate antierelor cu cantiti mari de spturi. Aceste excavatoare sunt caracterizate prin aceea c toate soluiile constructive adoptate urmresc realizarea de ctre utilaj a unei productiviti maxime i un cost sczut al lucrrilor executate.

3. Construcia excavatoarelor 3.1. Caracteristicile constructive, funcionale i tehnologice

Calitile utilitare de fabricaie i exploatare ale excavatoarelor sunt conferite de particularitile lor constructive i funcionale denumite i caracteristici tehnice i de performan. Dintre caracteristicile tehnice mai importante, care pot defini, n general un utilaj sau echipament i care pot da o imagine concludent, se amintesc: gabaritul mainii mrimi dimensionale i masice, puterea instalat, viteze, fore i presiuni.

Performanele sunt acei parametri prin care se pun n eviden competenele utilajelor sau echipamentelor de a executa lucrrile pentru care sunt concepute, respectiv de a satisface funciunile pentru care sunt destinate. Performana de baz a unui utilaj sau echipament este definit de valoarea de ntrebuinare; acesteia i se pot asocia performane complementare. Astfel dac performana de baz a unui excavator este fora de rupere, performane complementare pot fi considerate productivitatea, viteza de deplasare, consumul de combustibil, masa specific. Performana unui produs are nu numai unitate proprie de msur, dar i un sens de evoluie propriu, de progres. Astfel, randamentul, fiabilitatea, durabilitatea sunt n continu cretere ,pe cnd

consumul specific, masele specifice sunt n continu scdere. Performana are un progres vdit temporal, exprimabil prin rata progresului tehnic. a Caracteristici constructive

Caracteristicile constructive ale excavatoarelor cu o cup integreaz aceste utilaje n soluii tehnice din cele mai diferite. Avnd n vedere posibilitile de grupare a soluiilor constructive se deosebesc urmtoarele:

asiul i sistemul de deplasare cu organe de rulare traciune diferite;

amplasarea motorului de acionare;

realizarea direciei de deplasare a mainii;

amplasarea echipamentului la maina de baz; Parametrii constructivi ai unui excavator fac parte din calitile tehnice generale care determin gradul de adaptabilitate al acestuia la anumite cerine de exploatare n condiii optime de siguran, conform i eficien economic.

Totalitatea mrimilor geometrice care definesc gabaritul, poziia relativ dintre anumite subansamble i poziia lor absolut fa de planul de sprijin alctuiesc parametrii constructivi. b Caracteristici funcionale Prin caracteristici funcionale se nelege totalitatea performanelor mecanice ale utilajului care asigur ndeplinirea parametrilor tehnologici. n consecin, realizarea parametrilor funcionali la nivelul de performan cerut, ntr-un anumit interval de timp, evideniaz capacitatea utilajului de a fi apt pentru obinerea parametrilor tehnologici n frontul de lucru. Astfel, parametrii funcionali caracteristici sunt:

turaia de regim i puterea motorului de acionare;

vitezele de deplasare ale tijelor cilindrilor hidraulici la mecanismele echipamentului de lucru;

viteza de rotire a platformei;

viteza de deplasare a utilajului; forele maxime n cilindrii hidraulici ai cupei, mnerul i braul;

presiunea, debitul i temperatura uleiului hidraulic pentru diverse puncte ale sistemului de acionare;

eforturile unitare n elementele de rezisten cu solicitri semnificative;

ncrcrile n regim static i dinamic pe punile i organele de deplasare;

presiunea specific pe teren sub organele de rulare;

rampa/panta maxim pentru a realiza deplasarea utilajului; eficacitatea frnelor;

c Caracteristicile tehnologice i de exploatare Prin caracteristicile tehnologice se nelege totalitatea parametrilor funcionali i constructivi

care determin n mod direct parametrii n frontul de lucru. Acetia sunt:

limea cupei;

capacitatea cupei standard (dup SAE); fora de nfigere la dinii cupei;

fora de dislocare la dinii cupei;

durata ciclului de lucru;

productivitatea tehnic i de exploatare,

consumul de combustibil i de lubrifiani. n tabelul 1 sunt prezentate principalele caracteristici tehnice ale unor excavatoare hidraulice pe enile.

TABELUL 1

Fabricant/Mode FAI KOMATSU

JCB O & K LIEB- HERR

Nr. crt.

Caracteristici tehnice

U.M PC03 PC45 803 JS 130 RH 1.1 RH 1.3 RH 2.4 R310

1 Puterea motorului

kW 5,5 3,6 23,1 62 14 20,6 34 51,5

2 Turaia nom. a arborelui

motor

rot/ min

2800

2400

2600

2200

2400

2300

2400

2500

3 Limea platformei

mm 770 1570 1410 2400 980 1300 1500 2460

4 Limea excavatorului

mm 800 1850 1450 2690 980 1400 1720 2500

5 Distana ntre axele roilor

de antrenare i de ntindere

mm

900

1510

1585

2780

-

-

-

3100

6 Masa de exploatare

t 0,81 4,93 2,96 12,29 1,54 2,7 4,2 10,4-13,7

7 Debitul max. al pompei

principale

1/min

10,2

2x50

29,0

2x 139

54

68

128

2x112

8 Presiunea maxim

MPa 19,6 20,6 20,7 26 16 18 18 27

9 Raza de rotire a platformei

mm

770

1470

1470

2200

1050

1290

1400

1500 10 Turaia

platformei rot/ min 8,5 10 8,5 12,5 8 7 9 10

11 Fora de rupere kN 9,33 24,6 17 69 10 13,5 18 40,6 12 Fora de

smulgere kN - 40,5 22 76 15 21 31 55,4

13 Viteza de deplasare

km/h 18 2,6- 3,9 2-3,6 3,9-5,5 2,3-3 1,8-2,4 1,8-2,7 2,3-3,5

14 Volumul geometric de

calcul al cupei

m3

0,02

0,15

-

0,28-0,63

0,07

0,08

0,125

0,10-0,46

15 Adncimea de spare

mm 1550 3530 3070 5020 2100 2600 3200 4000

3.2. Structura mecanic a excavatoarelor hidraulice cu o cup

Orice excavator, indiferent de modelul constructiv, are la baz urmtoarea schem bloc, n alctuirea creia pe de o parte se regsesc elemente sau pri componente avnd n cadrul mainii de baz,funciuni distincte, iar pe de alt parte numrul de axe mecanice mobile ale echipamentului o simplific sau o complic (fig. 3). Schema bloc const din alctuirea pe module funcionale a structurii mecanice a excavatorului.

Combinaia dintre aceste module duce la alctuirea oricrui tip de excavator.

Fig. 3. Schema bloc a unui excavator hidraulic cu o cup MRH motor rotativ hidraulic; EMT element de micare translaie; EMR element de micare rotaie;

MLH motor liniar hidraulic; OL organul de lucru; CD crucior deplasare; PR platform rotitoare; MB main de baz; B bra; M mner; C cup; EL echipament de lucru.

Din figur se desprinde faptul c pentru a obine o anumit micare pe o anumit ax este absolut nevoie de un anumit motor de acionare i un element de micare. Orice tip de excavator ar fi, el are la baz aceast schem bloc, la care, n funcie de modelul constructiv ales, pot fi eliminate anumite micri sau pot fi adugate anumite micri. ntre micri (de rotaie sau translaie) sunt reprezentate cuple cinematice de legtur. n funcie de tipul componentei de acionare se desprind soluii constructive pentru fiecare micare.

Pentru studierea cinematicii si construciei excavatoarelor universale vom analiza pe module de micare soluiile prezentate. a Modulul de deplasare Acest modul este realizat pe baza schemei bloc din (fig.4). Modulele de deplasare echipeaz asiurile excavatoarelor i sunt destinate realizrii funciei de deplasare ntre punctele de lucru. Modulul de deplasare al excavatoarelor cuprinde totalitatea subansamblurilor, prin intermediul crora se realizeaz transmiterea fluxului energetic de la sursa de energie la roile motoare. n cazul excavatoarelor hidrostatice, schema bloc corespunde (fig. 4).

Fig.4. Schema bloc a modulului de deplasare

Acionarea d posibilitatea modificrii vitezelor de deplasare i a forelor de traciune n concordan cu cerinele i condiiile de exploatare ale excavatoarelor. n fig. 5. este prezentat o schem bloc de acionare tipic pentru modulul de deplasare al excavatoarelor pe enile. Sursa de energie antreneaz direct sau prin intermediul cutiei de distribuie CDM dou pompe hidraulice PH cu volum specific variabil.

Fig.5 Schema bloc de acionare hidrostatic a modulului de deplasare

Aceste pompe debiteaz ulei prin circuitul de legtur (conducte distribuitor conducte) motoarele rotative hidraulice MRH cu volum specific constant, care antreneaz roile motoare RS ale enilelor prin intermediul unor reductoare mecanice RM.

Funciile asociate ale modulului de deplasare sunt:

funcie de sprijin la sol; funcie de rulare traciune;

funcie de maniabilitate; Preocupare esenial a fabricanilor este integrarea modului de deplasare ntr-un sistem global, unitar al excavatorului care s vizeze:

realizarea vitezelor de deplasare mai mari;

confortul sporit la schimbarea vitezelor;

introducerea dispozitivelor electronice la reglajul pompelor i motoarelor rotative hidraulice;

managementul acionrii;

reducerea zgomotului n funcionare;

mbuntirea condiiilor de ntreinere.

b Modulul de rotire al platformei n prezent, la majoritatea excavatoarelor hidraulice moderne, soluiile constructive ale modulelor de rotire a platformelor sunt aproape identice. Modulul de rotire al excavatoarelor servete la deplasarea prin rotire, n jurul unei axe verticale, a echipamentului de lucru. Micarea de rotire aparine ciclului de lucru al excavatorului. Modulul de rotire are n alctuire mecanismul de rotire i rulmentul de sprijin i rotire prin

intermediul cruia platforma rotitoare i echipamentul de lucru se sprijin pe asiul excavatorului. Modulele de rotire ale excavatoarelor sunt sunt alctuite dintr-un grup de acionare (motor, reductor de turaie, frn) i o transmisie dinat final pinion coroan dinat. Mecanismele de rotire trebuie s corespund unor particularitii i cerine funcionale care le determin alctuirea. Astfel, ele trebuie s pun n micare mase marii (platforma rotitoare a excavatorului plus echipamentul de lucru cu solul din cup), avnd momente de inerie mari. n aceast situaie acionrii trebuie s i se aplice principiul de reglaj al puterii constante care asigur aplatizarea vrfurilor de putere instantanee cerut de la surs i uurarea controlului micrii. O particularitate o constituie valoarea mic a vitezei de regim: 4 14 rot/min, funcie de mrimea excavatorului. n aceste condiii sunt utilizate reductoarele planetare n una, dou sau trei trepte. Reductoarele planetare prezint o serie de avantaje cum ar fi: rapoarte de transmitere mari la gabarite reduse, au ieirea coaxial cu intrarea, transmit momente mari de torsiune. n schimb sunt complexe i necesit precizie de execuie ridicat. Transmisiile complexe se obin prin legarea a dou sau mai multor uniti planetare. Cea mai simpl i, n acelai timp, cea mai utilizat legtur este nserierea.

n fig. 6. este prezentat schema bloc de acionare hidrostatic i variante cinematice pentru modulele de rotire ale excavatoare.

Fig. 6. Schema bloc de acionare hidrostatic a modulului de rotire

SE sursa de energie; CDM cutie de distribuie mecanic; PH pomp hidraulic cu volum specific constant sau variabil; BD component de distribuie; MRH motor rotativ hidraulic cu volum specific constant; R reductor planetar; P platform

rotitoare.

n fig. 7 este prezentat o schem cinematic tipic pentru modulele de rotire ale excavatoarelor cu acionare diesel hidrostatic.

Fig. 7 Modul de rotire cu un grup de acionare

Motorul rotativ hidraulic 1 transmite micarea prin intermediul elementului de cuplare 2 roii centrale 3 a primei unitii planetare. De aici micarea se transmite braului portsatelii 4 care o transmite roii centrale 5 a celei de a doua trepte alctuit similar celei dinti. Braul portsateliilor 6 antreneaz arborele de ieire 7 pe care se gsete pinionul 8. Oprirea micrii se realizeaz cu ajutorul frnei cu saboi interiori 9.

Sistemele de acionare i control utilizate la excavatoarele hidraulice Cerinele procesului de lucru a excavatorului se realizeaz prin acionare hidrostatic, acestea trebuind s asigure o anumit putere i condiii de adaptare i reglare a parametrilor funcionali n frontul de lucru sau la deplasarea de transport. Astfel, se pun n mod logic ca probleme de baz ce caracterizeaz acionarea hidrostatic i care au o influen deosebit asupra parametrilor funcionali, consumului de energie i productivitii s fie ndeplinite, n aa fel nct s fie asigurate n condiii optime, cerinele procesului de lucru. Mijloacele i procedeele de realizare a acionrilor hidrostatice destinate excavatoarelor sunt influenate de principiile i metodele de preluare a energiei, de la motorul termic la transformrile la care este supus aceasta i la modul cum este ea transferat, n final, echipamentului, respectiv organului activ. Sistemul hidraulic este un ansamblu de componente ce alctuiesc o transmisie, i care servete la acionarea hidrostatica a excavatorului. Sistemele hidraulice ale excavatoarelor se gsesc ntr-o permanent dezvoltare i perfecionare.

4. CALCULUL MECANIC GENERAL AL ECHIPAMENTULUI DE LUCRU 4.1. Calculul parametrilor constructivi ai echipamentului de lucru

Calculul echipamentului de lucru, ncepe cu stabilirea parametrilor constructivi evident, avndu-se n vedere masa constructiv rezultat dintr-un calcul de stabilitate efectuat iniial.Stabilitatea utilajului s-a efectuat inndu-se seama de ipotezele defavorabile aprute n procesul de lucru. Parametrii funcionali se vor stabili n corelaie cu cei ai mainii de baz, inndu-se seama c puterea motorului termic se determin din condiii de deplasare. Cu alte cuvinte parametri funcionali respectiv cei de spare vor fi calculai n funcie de puterea util rezultat din deplasarea utilajului n condiii grele de antier. a Determinarea maselor componentelor

Date iniiale:

masa constructiv a echipamentului de lucru: Me [kg] volumul cupei: V [ m3] caracteristicile pmntului, n care se urmeaz a se executa sparea :

-rezistena specific la spare: Ks [daN/cm2] - densitatea: p [daN/m3]

a1 Parametrii constructivi ai cupei Calculul cupei const n determinarea masei proprii i a elementelor ce definesc forma i dimensiunile acestora. Deoarece singurele date iniiale certe sunt masa echipamentului de lucru i volumului iniial, vom utiliza date empirice.

Astfel, vom avea:

Mc = (0,190,23) Me [kg] Pentru determinarea limii de tiere folosim relaia:

b = ( 0,681,26) 3 V [m] Aria lateral a cupei:

A = i

Vb

[m2],

unde bi este limea interioar a cupei.

a2 Parametrii constructivi ai mnerului Calculul parametrilor constructivi ai mnerului, se face din aceleai considerente prezentate mai sus, la care se mai adaug unele elemente stabilite iniial:

* Masa constructiv a mnerului (aceasta include sistemul de basculare a cupei i anume: cilindru hidraulic, balansier, tij de basculare): Mm [kg] * Lungimea util a mnerului:Lm [mm] * Lungimea total a mnerului:Ltm [mm] *nlimea mnerului: hm = (0,140,23) Lm [mm] *Limea mnerului: lm = 0,58 hm [mm]

Dup definitivarea dimensiunilor geometrice ale braului i cupei, lungimea util mnerului trebuie s verifice relaia: Lm = 1,05( R X0) (R0 + Lb) [m],

unde R reprezint raza maxim de acionare a echipamentului de lucru; X0 distana de poziionare a articulaiei braului fa de axa de rotaie a platformei; R0 raza rotirii cupei; Lb lungimea braului.

a3 Parametrii constructivi ai braului Braul echipamentului este o construcie metalic, de seciune tip cheson aezat n planul median al utilajului.

Braul este articulat la un capt la platforma utilajului iar la cellalt capt este prevzut mnerul. Pe bra sunt montate tijele cilindrilor hidraulici de acionare a acestuia i cilindri hidraulici de manevrare a mnerului. Avnd n vedere ntregul ciclu de lucru al utilajului n procesul de spare, braul trebuie s asigure prin forma i dimensiunile sale urtoarele condiii:

construcie compact i rigid;

realizarea parametrilor tehnologici i funcionali;

rezisten i stabilitate corespunztoare. * Masa constructiv a braului:Mb [kg] * Lungimea braului: Lb[ mm]

* nlimea braului: hb = (0,250,31) Lb [mm] * Limea braului: lb = (0,430,45) hb [mm]

Dup definitivarea calculelor lungimea braului trebuie s verifice relaia de calcul:

Lb = ,

2 sin2

s dz z

[mm],

unde: zs este adncimea de spare; z`d nlimea de descrcare minim; cursa unghiular a braului.

Coordonatele de prindere a braului la platforma rotitoare dat n fig.8 sunt;

Fig.8

xo = xA-bsin,

unde: xA = 0,275 3 Mex +0,8 [m]

b = coso Az z

; = 3545

zo =0,5 [z`d zs+2(R+Lm)] [m]

zA = 0,3 3 Mex +(0,250,30) [m] Notaii utilizate:

exM masa de exploatare a utilajului:

ex o combG G G= + [daN]

unde: oG = greutatea constructiv a utilajului; Gcomb= greutatea combustibilului. n relaia Mex se introduce n tone.

4.2. Calculul parametrilor funcionali ai echipamentului de lucru

Pentru determinarea parametrilor funcionali trebuie identificate principalele fore care ai definesc i anume: fore de spare la organul activ (cup), ce sunt condiionate de caracteristicile pmntului asupra cruia se lucreaz;

fore fortante, aici fiind incuse cele care susin greutatea proprie a maini i cele normale, exercitate de sol la contactul direct cu utilajul; fore motoare (fore tangeniale de traciune) la mecanismul de deplasare i la mecanismele echipamentului n procesul de lucru.

a Calculul mecanismului de acionare a mnerului Calculul mecanismului se face pentru n situaia n care utilajul execut operaia de spare i umplerea cupei.

Acest calul se face ntotdeauna dup definitivarea diagramei de lucru, a utilajului dup ce au fost determinate lungimile de montaj i cursele cilindrilor hidraulici ce deservesc echipamentul de lucru (cilindrii hidraulici bra, cilindrii hidraulicii mner, cilindrii hidraulici basculare cup). Puterea motorului termic i a componentelor hidraulice specifice acionri se determina din condiia de deplasare (la senile), motiv pentru care vom considera ca date iniiale de calcul: puterea furnizat de pompa hidraulic pentru realizarea sprii umplerii cupei: Np [KW] turaia pompei: np [rot/min] caracteristicile constructive ale echipamentului determinate de punctul 4.1. Parametrii funcionali ai mecanismului de acionare a mnerului sunt: fora dezvoltat n cilindru hidraulic de acionare a mnerului n perioada sprii umplerii cupei;

timpul de spare umplere cup; presiunea maxim n circuitul hidraulic de acionare a mnerului; viteza pistonului cilindrului hidraulic; debitul de ulei hidraulic, necesar cilindrului hidraulic, pentru realizarea sprii umplerii cupei n timpul de spare TS. Schema standard pentru calculul mecanismului de acionare a mnerului, este prezentat n fig.9.

Fig.9

n fig.9. este reprezentat configuraia echipamentului de lucru, astfel nct ansamblul mner cup s execute sparea pmntului, pe traiectoria I, II, situaie n care spre sfritul sprii n

cilindru hidraulic apare fora Fcm .

a1 Fora dezvoltat n cilindru hidraulic de acionare a mnerului Aceasta se mai determin scriind o ecuaie de moment fa de punctul O1 (articulaie bra mner).

10= OM ,

de unde rezult:

Fcm = 1CMr

(Rst rst + Gm rm + Gc+p rc+p) [daN],

unde Rst reprezint rezistena tangenial la spare; Gm greutatea mnerului; Gc+p greutatea cupei cu pmnt; rCM, rst, rm, rc+p distanele de la forele respective la punctul O1. Rst = ks b hmax [daN];

hmax = ua s

k Vk b z

[m]

n aceste relaii semnificaia mrimilor este: ks rezistena specific la spare; b limea de tiere a cupei; hmax grosimea brazdei spate; ku coeficientul de umplere a cupei; V volumul cupei; ka coeficient de afnare; zs adncimea de spare.

a2 Presiunea maxim n circuitul hidraulic de acionare a mnerului Valoarea acestei presiuni se alege de ctre proiectant: Pmax [bar]

a3 Diametrul pistonului cilindrului hidraulic Diametrul pistonului cilindrului hidraulic respectiv alezajul cilindrului hidraulic, se calculeaz cu relaia.

max

410 =

cmFDPpi

[mm]

Se alege dimensiunea de catalog i anume: Dcat D, Dcat [mm] Deoarece valoarea pistonului a fost adoptat la valoarea de catalog, vom recalcula presiunea efectiv n circuitul hidraulic.

a4 Debitul util n vederea realizrii cursei efective pentru realizarea sprii Debitul necesar cilindrilor hidraulici se calculeaz cu formula:

[ ]612 / minp pcsp

NQ lP

= ;

unde: p reprezint randamentul total la pompei hidraulic; Psp presiunea specific la pomp. Presiunea specific al pomp se calculeaz cu formula:

Psp = Pef + Dp [bar]; unde: Dp reprezint cderea de presiune n circuitul hidraulic de acionare al mnerului.

a5 Timpul de spare Timpul de spare se calculeaz cu formula:

[ ]1 601000= ef

s

c

Ct A sQ ;

unde: A1 este aria forei pistonului cilindrului hidraulic; Cef cursa efectiv necesar tijei pistonului, pentru realizarea sprii traiectoria I, II.

a6 Diametrul nominal al conductei circuitului hidraulic Aceasta se calculeaz cu relaia:

[ ]4,6= cQDN mmw

,

unde: w reprezint uleiul hidraulic n circuit.

b Calcul mecanismului pentru bascularea cupei Pentru calculul mecanismului de basculare a cupei trebuie cunoscut in ce pamant se executa saparea si care este raza de rotire a cupei R0 [mm]. Calculnd rezistena tangenial la sparea i grosimea brazdei se obine:

[ ]'max0

u

a

k Vh mk b R

=

Rezistena tangenial la spare cu cupa, va fi:

R`st = ks b h`max [daN] Procednd analog ca n cazul mnerului se va determina fora maxim n cilindrii de basculare a cupei: Fcc [daN]. c Calculul mecanismului pentru acionarea braului Calculul acestui mecanism se elaboreaz pentru dou situaii defavorabile i anume:

cupa se afl spre sfritul sprii, cnd n cilindrii de acionare a mnerului se induc fore interioare;

echipamentul este extins la raza maxim cupa fiind goal.

Pentru primul caz scriind ecuaia de momente fa de punctul O, de prindere a braului la platforma rotitoare, conform din figura 8 se obine fora maxim n cilindrii: Fcm [daN] Deoarece valoarea acestei fore este mai mare dect n situaia echipamentului extins, dimensionarea cilindrilor, se va face pe baza acesteia. Fora de calcul dintr-un singur cilindru va fi:

F`cb = 12

Fcb [daN]

4.3. Calculul parametrilor tehnologici i de exploatare ai echipamentului de lucru a Productivitatea teoretic a utilajului

Productivitatea teoretic se poate identifica n formula:

60 =t

c

VPT

[m3/or],

unde Tc este durata ciclului de lucru a excavatorului.

b Consumul orar de combustibil (teoretic) Consumul orar de combustibil se calculeaz cu formula: Cc = 10-3 cs N [kg/or], unde cs este consumul specific de combustibil (luat de pe diagrama motorului termic); N puterea mecanic a motorului termic.