Ddetermining centre of mass of walking dragline excavation system

• Autorzy: Krauze K. , Kotwica K. , Grądkowski P.

Warianty tytułu

PL

Wyznaczenie środka masy koparki zgarniakowej na podwoziu kroczącym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The stability analysis of a processing machine, including a dragline excavator, involves determining its centre of mass analytically or empirically. Therefore, the centre of mass of Esz 6/45 walking excavator, which was to be modernised, needed to be located. Due to the lack of any technical documentation, it was necessary to conduct the stocktaking process first and, subsequently, the centre of mass was searched analytically. Computing results and following conclusions allowed to maintain the excavator stability and formulate the requirements concerning the empirical research into the centre of mass.

PL

Ocena stateczności maszyny roboczej, a w tym również koparki zgarniakowej, związana jest z koniecznością wyznaczenia, analitycznego lub empirycznego, jej środka masy. Problem ten należało rozwiązać w przypadku zgarniakowej koparki kroczącej Esz 6/45, która ma być poddana kompleksowej modernizacji, polegającej na wymianie układów napędowych (silniki elektryczne, przekładnie itp.) oraz innych newralgicznych jej podzespołów. Brak dokumentacji wymusił najpierw przeprowadzenie inwentaryzacji istniejącej wersji koparki, a następnie poszukiwanie środka jej masy na drodze analitycznej. Wykonane obmiary, przy wykorzystaniu pakietu do komputerowego wspomagania projektowania inżynierskiego, pozwoliły na zamodelowanie przedmiotowej koparki. Model ten był podstawą do analitycznego określenia położenia środka masy maszyny. Zamodelowanie i przeprowadzenie obliczeń dokonano dla jednego z ustawień koparki zarówno w pakiecie Inventor, jak też w pakiecie Excel. Ze względu na bardziej skomplikowane modelowanie w pakiecie Inventor (konieczność graficznego rozmieszczenia na rysunku przestrzennym poszczególnych komponentów) i porównywalność wyników z obydwu aplikacji, w dalszej fazie obliczeń wykorzystano tylko pakiet Excel. Obliczenia wykonano przy założeniu, że na wysięgniku podpięty jest czerpak wypełniony urobkiem, natomiast koparka opiera się na podstawie oporowej a płozy układu kroczenia są podniesione. Uzyskane wyniki zamieszczono w tabelach. Dla zachowania stateczności koparki, zarówno w fazie kroczenia, jak i w fazie pracy, istotne jest, aby środek masy maszyny znajdował się w obrysie rzutu stopy na płaszczyznę poziomą. Dlatego opracowano również model matematyczny, pozwalający na określenie dopuszczalnych kątów nachylenia podłoża, przy których koparka zachowuje stabilność. Następnie, z wykorzystaniem programu PTC Mathcad 14, opracowano procedurę, która pozwoliła wyznaczyć, dla jakich kątów nachylenia podłużnego [...] i poprzecznego [...] wypadkowy środek masy układu znajdzie się w zarysie elipsy, będącej rzutem stopy koparki na płaszczyznę poziomą. Przeprowadzona inwentaryzacja koparki, oraz wykorzystanie odpowiednich programów komputerowych umożliwiły określenie mas poszczególnych podzespołów. Natomiast opracowany analityczny model koparki umożliwił wyznaczenie środka masy dla różnych stanów pracy koparki oraz zakresy nachylenia granicznego. Model ten pozwala również na oszacowanie położenia środka masy po modernizacji koparki. Wyniki obliczeń oraz wynikające z tego wnioski pozwoliły na ustalenie warunków pracy umożliwiających zachowanie dotychczasowej stateczności koparki oraz ustalić wymagania odnośnie badań empirycznych środka masy.

Słowa kluczowe

EN

dragline excavator; centre of mass; stability; modelling; analytical computing

PL

koparka zgarniakowa; środek masy; stabilność; modelowanie; obliczenia analityczne

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 55, no 1
• Strony: 5--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Krauze K.

autor

Kotwica K.

autor

Grądkowski P.

• AGH University of Science and Technology, Department of Mining, Dressing and Transport Machines, 30-059 Cracow, Al. Mickiewicza 30, Poland

Bibliografia

• Aykul H., Mehmet Tos., 2009. Product (Coal) Design Using Quality Function Deployment with New Decision Approach for an Open Pit Coal Mine. Archives of Mining Sciences, vol. 54, issue. 2.
• Craig John J. 1989. Introduction to Robotics. 2nd edition. Addison-Wesley Publishing Company. Massachusetts.
• Kasztelewicz Z., Zajączkowski M., Jagodziński Z., 2008. Technology of Exposing Lignite Deposit with Application of the Temporary Dump on the Pre-field of Exploitation Front Based on Example of Open Pit „Drzewce” in Konin Lignite Mine. Archives of Mining Sciences, vol. 53, issue. 2.
• Krauze K., Kotwica K., et al., 2008. Projekt wstępny części mechanicznej koparek ESZ 6/45 nr 2 i 3 i Modernizacja części mechanicznej koparki ESZ 6/45 – projekt wstępny. BEA Wrocław – AGH Kraków, (in polish not publishing).
• Krauze K., Kotwica K., Scheffzyk P., 2009. Przystosowanie koparek ESZ 6/45 do zastosowania nowoczesnych napędów elektrycznych. Kwartalnik „Górnictwo i geoinżynieria”, AGH Kraków, Rok 33, zeszyt 2.
• Stevens B., Lewis F., 2003. Aircraft Control and Simulation, 2nd Edition. Wiley-Interscience; New Jersey October 6.