UNIVERSITATEA “DUNĂREA DE JOS” DIN GALAŢI

FACULTATEA DE INGINERIE DIN BRĂILA

Sesiunea de Comunicări ale Cercurilor Ştiinţifice Studenţeşti, mai 2012

Modelarea geometrică parametrizată a echipamentului de tip graifăr

Autor: Ing. Tureac Cornel

Profesor îndrumator: S.l. dr. ing. Diana ANGHELACHE

Rezumat: Articolul presupune modelarea geometrica al unui echipament de tip graifăr precum si analiza cu element finit al unei semicupe. Cu ajutorul programului de analiza cu elementelor finite am analizat starile de tensiune si de deformatii ce se dezvolta in semicupele cupei de graifer cand aceasta este solicitata de incarcarea functionari maxime.

Introducere

In funcție de modul de amplasare a doua element se disting douã categorii de graifãre (cupe cu inchidere si deschidere comandată) graifăre bicablu si monocablu. In functie de tipurile constructive de graifãre bicablu distingem:

Graifãrele rãzuitoare - compus din două cupe, articulate printr-o traversă superioară; Graifãrele foarfecã - suspendarea cupelor de traversa superioarã este realizatã prin

patru cabluri cu rol de tiranți; Graifare polip - construit de la 3 la 8 cupe – gheare,care realizeazã o închidere

completã; Graifãrele bicablu cu bare - timpul pãtrunderii în material poate deterioara structura de

rezistențã a acestora; Trolii pentru graifăre - folosesc la echipamentele cu funcționare continuã şi de lungã

duratã, realizând un randament energetic ridicat;

Calculul graifãrelor constã în determinarea masei proprii, a elementelor care defines geometria şi cinematic sistemului. Valabilitatea lor este testate experimental, dupã realizarea produsului, parcurgând urmatoarele etape:

Stabilirea masei graifãrului (masa proprie a graifãrului trebuie corelatã cu masa şi proprietãțile materialului);

Elementele geometrice şi cinematice (principalele elemente geometrice ale graifãrelor se exprimã de regulã în funcție de deschiderea maxima a cupelor);

Determinarea eforturilor în elementele graifãrului (calculul eforturilor în elementele graifãrului se face pentru poziția deschis, la începutul umplerii şi pentru poziția închis,după umplere).

Caracteristici tehnice:1

Presiune nominal 300 bar; Forța de împingere 9.37 tf; Sarcină 610.2 kg;

Schema hidraulică. MT-motor termic; CD-cutie de distrubuţie; P1,P2 - pompe pentru circuit deschis; P3-pompe pentru circuit închis;MR-motorul hidrostatic al rotirii platformei; DH1,DH2-distribuitoare hidraulice

Graficul evidențiază instalația hidraulică a excavatorului pe şine şi schema hidraulica a graiferului ataşat in poziția auxiliară, cei 5 cilindri de lucru cu dubla acționare precum şi distribuitoarele cu 3 căi care pot permite sincronizarea tuturor cilindrilor.Parametrii tehnico-funcționali precizati, în general, de tema de proiectare sunt: 1. Forța necesară la tijă - unică - F[daN], sau diferită în raport cu sensul de mişcare –Fd, Fi [daN], forța pe cursă de ducere, respectiv pe cursa de întoarcere;2. Cursa necesară c[m];3. Timpul maxim de realizare a cursei tc[s];4. Presiunea de alimentare posibilă la orificiile de alimentare – evacuare (de circuit) p[bar]Modelarea geometrică parametrizată a echipamentului de graifăr.Fiecare parte componentă a fost executata in programul NX 7.5. Pentru aceasta s-a realizat schiţa fiecarei piese in parte folosind următoarele comenzi: Sketch, Profile (Line), Arc, Circle, Quick trim, Quick extend, Constraints. În funcţie de aspectul fiecărei piese se pot folosi şi alte comenzi cum ar fi: Chamfer, Rotate, Mirror curve, Offset curve, etc. După realizarea schiţei aceasta se dimensionează şi se extrudează folosind comezile: Extrude, Revolve după caz. Şi în acest stadiu piesa mai poate suferi diverse modificări cum ar fi găurirea, îndepărtarea anumitor volume din piesă care prezintă diverse forme sau modificarea aspectului unor

2

suprafeţe (filetare, teşire). Pentru aceasta se folosesc comenzile: Hole, Edge blend, Chamfer, Unite, Subtract, etc.După realizarea tuturor pieselor componente am realizat ansamblul.

Semicupă graifăr Furcă

Rolă mică Rolă mare

Roată dințată Distanțier

3

Ax cupă furcă

4

Ultimele doua imaginii reprezintă ansamblul echipament de tip graifăr cu cupe deschise si cupe închise.

Cu ajutorul programului de analiza cu elementelor finite am analizat starile de tensiune si de deformatii ce se dezvolta in semicupele cupei de graifer cand aceasta este solicitata de incarcarea functionari maxime.

Datorita simetriei geometrice si de incarcare am analizat numai o semicupa careia pe langa conditia de rezemare din articulatii i-am aplicat constrangeri ca nodurile aflate in planul de simetrie sa ramana in acest plan.

Totodata am incarcat semicupa cum e si firesc cu jumatate din incarcarea funtionarii maxime

5

Concluzii: În vederea proiectării unui echipament de tip graifăr a fost necesar studiul bibliografic

asupra stadiului actual al diferitelor tipuri de soluții constructive de echipament de încarcat tip graifăr. Folosirea calculatorului în proiectarea sistemelor largeste posibilitatea de studiere a a unui

număr mare de variante de modele complexe într-un timp redus in scopul găsiri variantei optime care constituie întotdeauna (sau ar trebui) țelul oricărui inginer.

Bibliografie:

[1]. Eduard Oprea; Adrian Dumitraşcu; Daniel Boricean “Simularea şi analiza folosind prototipul virtual”Cluj-Napoca: Qual Media, 2010

[2]. Stephen Samuel, Anuranjini Pragada and Eric Weeks “Basic and Intermediate NX5 Modeling, Drafting, and Assemblies” Oct 22, 2007

[3] Oproescu Gheorghe “Masini si instalatii de transport industrial” Editura Edmunt, Braila 2001, ISBN 973-98906-9-5.

6