Ho

Lo

ho Ro

1

Hd

INCĂRCĂTOARE FRONTALE CU O CUPĂ

1. Construcţia încărcătoarelor frontale cu o cupă

Încărcătoarele frontale sunt utilaje destinate pentru:

- lucrări de . . . . . .

- lucrări de . . . . . .

- unele lucrări . . . . . . . .

- încărcare . . . . . . .

Se caracterizează prin . . . . . . . .

După sistemul de deplasare se deosebesc: . . . . . . .

După construcţia şasiului pot fi: . . . . . . . .

Schema constructivă a unui încărcător frontal cu cupă 1.autoşasiu (tractor pe pneuri sau pe şenile); 2.cupă; 3.mecanism (braţ) de ridicare a cupei;

4.cilindru hidraulic de ridicare; 4.mecanism cu pârghii pentru bascularea cupei; 5.cilindru

hidraulic pentru acţionarea mecanismului de basculare

Cupa încărcătorului prezintă : - un perete posterior curbat

- doi . . . .

- un . . . . . . .

- un . . . .

Braţul încărcătorului are : - două bare simetrice . . . . .

şi este . . . . . .

Sistemul de basculare a cupei (din bare articulate) asigură :

- . . . . . . . . . .

Sistemul de ridicare a braţului cupei asigură :

- . . . . . . . .

- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,

atunci când braţul se găseşte în poziţia extremă de încărcare, la începutul

cursei de ridicare

Echipamente de încărcătoare frontale cu o cupă 1. . . . . . . . . .

2. Determinarea parametrilor încărcătoarelor frontale 2.1. Parametrii constructivi ai cupei

Forma şi dimensiunile cupei depind de : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

Lăţimea cupei se determină din trei condiţii ce trebuie îndeplinite simultan:

Bc = Bc = Bc <

unde: Fi – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fp – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Btr – lăţimea de gabarit a tractorului, cm;

Br – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Forţa de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : NfFF ti

Ft – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

f – coeficient global de rezistenţă la înaintare

(f = 0,06 0,1 – încărcătoare cu şenile; f = 0,03 0,4 – încărcătoare cu pneuri)

N – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Lăţimea interioară a cupei : Bo =

Aria utilă a peretelui lateral al cupei : Al =

Vn (în m3) – volumul nominal al cupei

Gex (kN) – greutatea de exploatare a utilajului Gex =

2.2. Parametrii constructivi ai braţului de ridicare a cupei

Parametrii constructivi ai braţului de ridicare a cupei depind de: . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Cursa unghiulară a braţului este de circa : 85 105o.

Înălţimea articulaţiei braţului la şasiul maşinii : Ho =

unde: Ro – distanţa de la articulaţia braţului cu cupa la vârful cupei

Înălţimea de ridicare a cupei în timpul descărcării Hd : Hd =

unde: hm – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

hs – înălţimea suplimentară care ţine seama de încărcarea cu vârf a benei

Lungimea de descărcare (raza de acţiune) a braţului cupei : Ld =

unde: Br – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Bs – distanţa de siguranţă la descărcarea cupei

Lungimea braţului de ridicare se determină cu relaţia:

2'2' sincos dooddoodb RHHRLLl

în care: 1' dd

d – unghiul de descărcare a cupei (d = 42 46o);

1 – unghiul dintre segmentul de dreaptă Ro şi planul tangentei la fundul cupei

o

o

R

h1sin

ho – distanţa pe verticală, cu cupa ridicată, de la articulaţia braţului la vârful cupei;

Lo – distanţa de la articulaţia braţului la şasiu la marginea din faţă a şasiului.

2.3. Parametrii tehnologici ai încărcătoarelor cu cupă frontală

Capacitatea nominală de ridicare Qn a unui încărcător frontal se determină din . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Pentru că utilajul trebuie să se deplaseze pentru descărcarea cupei în mijlocul de

transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Qn =

rtr, re, rQ – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Schemă de calcul pentru determinarea capacităţii nominale de ridicare

Capacitatea cupei de bază Vn se determină şi în funcţie de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cu greutatea volumetrică etalon =1600 daN/m3.

][ 3mk

QV

u

nn

unde: ku – coeficientul de umplere a cupei ( ku=1,25).

Greutatea constructivă a echipamentului : Ge =

ko = 0,25 0,35 – coeficient de proporţionalitate.

Greutatea de exploatare a utilajului : Gex =

unde: G’ – greutatea combustibilului, a uleiului şi a altor instrumente de lucru.

Viteza de lucru a încărcătoarelor frontale în timpul pătrunderii cupei în material este de

3 4 km/h, iar la deplasarea înapoi cu circa 25 40 % mai mare.

Forţa specifică de pătrundere a cupei în material FP’ este : Fp’ =

în care: Fî max – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

B – lăţimea cupei B

FP este . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

FP=25 40 daN/cm pentru materiale pulverulente sau abrazive în bucăţi mici;

FP=40 70 daN/cm pentru roci explodate.

2.4. Calculul mecanismului de ridicare a cupei

Forţe maxime în cilindrii hidraulici ai mecanismului de ridicare pot apare în 2 situaţii:

- la ridicarea echipamentului . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

- la ridicarea echipamentului . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

In prima situaţie, forţa Pr din

cilindrul de ridicare a braţului se

determină din . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Pr =

unde: R1 este . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

determinată din suma momentelor

faţă de punctul de sprijin:

,1

R

eetrtr

r

rGrGR

rR – braţul forţei R1 faţă de punctul O;

Pbc’ – reacţiunea din cilindrul de ridicare (basculare) a cupei;

Ge – greutatea echipamentului de lucru;

Gc+ Qn – greutatea cupei şi a încărcăturii sale.

In a doua situaţie, forţa din cilindrul de ridicare a braţului se determină din schema

forţelor care acţionează asupra mecanismului cu cupa ridicată.

'rP

unde: Pbc” se determină din condiţia de basculare a cupei în poziţia cea mai de sus :

"bcP

2.5. Parametrii de tracţiune ai încărcătoarelor frontale

Forţa de tracţiune a încărcătoarelor se calculează pentru diverse condiţii de lucru :

a) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

)1(

kv

PPF etm

t

unde: Pm – puterea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Pe – puterea necesară . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

t – randamentul total al lanţului cinematic de tracţiune;

v – viteza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

k – coeficientul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

k =0,15 0,30 – pentru tractoare pe pneuri ; k =0,05 0,15 – pentru tractoare pe şenile

b) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ft =

c) Acţionarea echipamentului cu utilajul staţionat :

tmet PPF ;0

În această situaţie echipamentul poate utiliza întreaga putere furnizată de motor

2.6. Capacitatea de lucru a încărcătoarelor

Capacitatea teoretică se poate determina cu relaţia:

Qo =

unde: Vn – volumul nominal al cupei;

T – durata unui ciclu complet, care se determină prin însumarea timpilor necesari

pentru încărcarea şi descărcarea cupei în mijlocul de transport

9321 ... ttttT

t1, …t9 – timpii pentru umplerea cupei, ridicarea braţului, deplasarea la mijlocul de

transport, ridicarea braţului şi bascularea cupei, golirea cupei, coborârea cupei în poziţie

de transport şi retragerea utilajului, deplasarea înapoi pentru încărcarea cupei, coborârea

cupei şi introducerea în grămada de material, acţionarea manetelor utilajului pentru diferite

mişcări.

Capacitatea tehnică se determină cu relaţia:

Qt =

n – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Tt – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(8 ore sau 24 ore);

ku – coeficientul de umplere a cupei (ku=0,7 1,2),

ka – . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Capacitatea de exploatare se referă la . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

eQ

unde: ke este un coeficient de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ke =0,6 0,8).