doloČitev vrtilnega mehanizmaidentification and selection of the appropriate standard components...

66
UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Marjan BUKŠEK DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMA MOBILNEGA ŽERJAVA Diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje Strojništvo Maribor, september 2010

Upload: others

Post on 05-Mar-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO

Marjan BUKŠEK

DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMA

MOBILNEGA ŽERJAVA

Diplomsko delo

univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje

Strojništvo

Maribor, september 2010

Page 2: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMA

MOBILNEGA ŽERJAVA

Diplomsko delo

Študent: Marjan BUKŠEK

Študijski program: Univerzitetni študijski program 1. stopnje

Strojništvo

Smer: Konstrukterstvo

Mentor: red. prof. dr. Iztok POTRČ

Somentor: doc. dr. Tone LERHER

Maribor, september 2010

Page 3: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

- II -

Page 4: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

- III -

I Z J A V A

Podpisani Marjan BUKŠEK izjavljam, da:

je bilo predloţeno diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom red. prof.

dr. Iztoka POTRČA in somentorstvom doc. dr. Toneta LERHERA;

predloţeno diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloţeno za pridobitev

kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;

soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjiţnici tehniških fakultet

Univerze v Mariboru.

Maribor, 20. 9. 2010 Podpis: ___________________________

Page 5: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

- IV -

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju red. prof. dr. Iztoku

POTRČU in somentorju doc. dr. Tonetu LERHERU

za pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega dela.

Zahvaljujem se tudi doc. dr.

Janezu KRAMBERGERJU za koristne nasvete.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili

študij.

Page 6: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

- V -

DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMA MOBILNEGA ŽERJAVA

Ključne besede: avtodvigalo, dvigalni mehanizmi in naprave, hidravlični pogoni,

mehanizem za obračanje bremena

UDK: 621.87:531.232(043.2)

POVZETEK

Diplomsko delo obravnava postopek določitve vrtilnega mehanizma izbranega mobilnega

ţerjava proizvajalca Liebherr LTM 1100-4.2. Na osnovi podatkov ţerjava je prikazana

določitev posameznih komponent vrtilnega mehanizma: veliki zobati leţajni venec, planetno

gonilo s hidromotorjem in hidravlično črpalko, hidravlično olje ter tlačna in povratna

hidravlična cev. Pri obravnavanju omenjene problematike je poudarek na postopku določitve

in izbiri ustreznih standardnih komponent, ki so izbrane iz spletnih katalogov proizvajalcev.

Omenjene komponente vrtilnega mehanizma so zbrane v zadnjem delu diplomskega dela.

Preračuni so izdelani v skladu z evropskimi standardi.

Page 7: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

- VI -

DETERMINATION OF ROTATION MECHANISM FOR MOBILE CRANE

Key words: mobile crane, lifting mechanisms and gear, hydraulic drives, mechanism for

load rotation

UDK: 621.87:531.232(043.2)

ABSTRACT

The present work discusses the process of the determination of the rotating mechanism of the

selected mobile crane, namely Liebherr LTM 1100-4.2 . Based on the data of the crane the

determination of the individual components of rotational mechanism is presented: a large

slewing bearings, planetary transmission with hydro engine and hydraulic pump, hydraulic oil

and hydraulic pressure and return tube. In addressing this issue the focus is on the process of

identification and selection of the appropriate standard components which are selected from

the online catalogues of the manufacturers. These components of rotating mechanism are

contained in the latter part of the work. Adjustments are made in accordance with European

standards.

Page 8: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

- VII -

KAZALO

1 UVOD ................................................................................................................................ 1

1.1 OPIS SPLOŠNEGA PODROČJA DIPLOMSKEGA DELA ......................................................... 1

1.2 OPREDELITEV DIPLOMSKEGA DELA ............................................................................... 6

1.3 STRUKTURA DIPLOMSKEGA DELA ............................................................................... 10

2 DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMA MOBILNEGA ŽERJAVA ............... 11

2.1 SPLOŠNO ..................................................................................................................... 11

2.2 DOLOČITEV LEŢAJA OBRAČALA .................................................................................. 13

2.2.1 Splošno ............................................................................................................... 13

2.2.2 Izračun sil ........................................................................................................... 15

2.2.3 Izračun pogonskega momenta ............................................................................ 16

2.2.4 Izbira leţaja......................................................................................................... 17

2.3 DOLOČITEV POGONA VRTILNEGA MEHANIZMA ........................................................... 18

2.3.1 Izračun pogonskega momenta ............................................................................ 18

2.3.2 Izbira pogonskega gonila .................................................................................... 21

2.3.3 Izbira hidravlične črpalke ................................................................................... 24

2.3.4 Kontrola hidravličnega motorja .......................................................................... 25

2.3.5 Določitev hidravličnih cevi ................................................................................ 27

2.4 POVZETEK ................................................................................................................... 32

3 DISKUSIJA ..................................................................................................................... 33

4 SKLEP ............................................................................................................................. 34

KAZALO SLIK ...................................................................................................................... 35

SEZNAM UPORABLJENIH VIROV .................................................................................. 36

PRILOGE ................................................................................................................................ 39

Page 9: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

- VIII -

UPORABLJENI SIMBOLI

‒ skupna teţa na vrtišču obračala

‒ teţa obračala

‒ teţa protiuteţi

‒ teţa ročice

‒ teţa bremena

‒ aksialna obremenitev na leţaj

‒ gravitacijski pospešek

‒ sila vetra na ročico

‒ koeficient profila

‒ površina ročice izpostavljene vetru

‒ dinamični tlak

‒ dolţina ročice

‒ višina profila ročice

‒ sila vetra na breme

‒ pogonski moment

‒ razdalja od vrtišča do teţišča bremena

‒ razdalja od vrtišča do teţišča ročice

‒ razdalja od vrtišča do teţišča obračala

‒ razdalja od vrtišča do teţišča protiuteţi

‒ višina, na kateri deluje sila vetra na ročico

‒ višina, na kateri deluje sila vetra na breme

‒ moment na leţaju

‒ koeficient trenja

‒ sila vetra

‒ premer kotalnega kroga leţaja

‒ absolutna razdalja od vrtišča

‒ srednja kotalna obremenitev

‒ moment v leţaju

‒ moment pri nagibanju

‒ korekcija ravnine, na kateri se sistem vrti

Page 10: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

- IX -

‒ vztrajnostni moment obračala

‒ širina obračala

‒ dolţina obračala

‒ vztrajnostni moment protiuteţi

‒ vztrajnostni moment ročice

‒ vztrajnostni moment bremena

‒ skupni vztrajnostni moment

‒ moment pri obračanju

‒ kotni pospešek

‒ vrtilna frekvenca

‒ čas pospeševanja

‒ kotna hitrost

‒ moment, ki ga povzroča sila vetra

‒ celotni pogonski moment

‒ moment na odgonu gonila

‒ razdelilni krog zobnika gonila

‒ razdelilni krog zobatega leţajnega venca

‒ izkoristek leţaja

‒ korigiran moment na odgonu gonila

‒ korekcijski faktor

‒ pretok hidravlične tekočine HM

‒ prostornina hidravlične tekočine

‒ število vrtljajev HM

‒ izkoristek HM

‒ pogonski tlak HM

‒ prestavno razmerje med zobnikom gonila in zobatim vencem

‒ prestavno razmerje gonila

‒ konstanta vrtilnega momenta HM

‒ varnostni tlak na varnostnem ventilu

‒ pretok hidravlične tekočine črpalke

‒ prostornina hidravlične tekočine pri enem vrtljaju črpalke

‒ največje število vrtljajev

Page 11: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

- X -

‒ izkoristek črpalke

‒ pogonska moč črpalke

‒ število vrtljajev gonila

‒ število vrtljajev HM pri polni obremenitvi

‒ število vrtljajev obračala

‒ maksimalno število vrtljajev HM

‒ pogonska moč črpalke

‒ kotna hitrost pastorka

‒ število vrtljajev na odgonu gonila

‒ potreben moment HM

‒ potrebna moč HM

‒ izkoristek stopenj gonila

‒ statični moment zavore

‒ moment zavore

‒ varnostni faktor

‒ zaviralni moment mirujoče zavore

‒ moment ob zagonu

‒ iz diagrama izbran premer tlačne cevi

‒ premer tlačne cevi

‒ predpostavljena hitrost olja v tlačni cevi

‒ iz kataloga izbran premer tlačne cevi

‒ realna hitrost olja tlačne cevi

‒ Reynoldsovo število

‒ kinematična viskoznost

‒ koeficient trenja v cevi

‒ izgube v ravnih delih cevi

‒ dolţina cevi

‒ specifična gostota hidravličnega olja

‒ izgube na kroţnih lokih cevi

‒ koeficient lokalnih izgub pri pravem kotu

‒ korigiran koeficient lokalnih izgub pri poljubnem kotu

‒ faktor kota kolena cevi

Page 12: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

- XI -

‒ skupne izgube

‒ premer povratne cevi

‒ dolţina povratne cevi

‒ hitrost olja v povratni cevi

‒ iz kataloga izbran premer povratne cevi

Page 13: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

- XII -

UPORABLJENE KRATICE

ISO International Organization for Standardization

DIN Deutsches Institut für Normung

EN Europäische Norm

LTM Liebherr Teleskopmobil

SSKJ Slovar slovenskega knjiţnega jezika

HM Hidromotor

FS Fakulteta za strojništvo

Page 14: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 1 -

1 UVOD

Diplomsko delo spada v splošno področje transportnih sredstev in naprav in obravnava

določitev komponent vrtilnega mehanizma mobilnega žerjava. Komponente so na podlagi

izračunov, ki so v skladu z evropskimi standardi, izbrane iz katalogov.

1.1 Opis splošnega področja diplomskega dela

Če pogledamo v Slovar slovenskega knjižnega jezika, najdemo za pojma dvigalo in žerjav

naslednji razlagi:

dvigalo: »Teh. naprava ali priprava za dviganje in navadno tudi prenašanje bremen:

električno, ročno dvigalo; avtomobilsko dvigalo / ladijsko, pristaniško dvigalo; mostno

dvigalo, ki se premika po dveh, od tal dvignjenih tirnicah.« [30];

žerjav: »Naprava za dvigovanje, prenašanje na vrvi obešenih bremen po zraku na manjše

razdalje: nakladati ladjo z žerjavom; ladijski žerjav; žerjav z obtežilom; nosilnost žerjava;

ročica žerjava; stroj. kabelski žerjav, pri katerem se maček premika po jekleni vrvi, razpeti

nad deloviščem; mostni žerjav, pri katerem se po nosilcu vozi maček; teh. premični žerjav, ki

se premika z lastnim pogonom.« [31].

Kot lahko razberemo, so mobilni žerjavi (ali avtodvigala) premični žerjavi na kolesih ali

gosenicah vozila. So naprave, ki so namenjene dviganju in prenašanju tovora.

Page 15: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 2 -

Slika 1.1: Mobilni žerjav Liebherr LTM 1500-8.1 pri dviganju bremena [20]

Glede na podlago ali kraj uporabe, kjer žerjavi obratujejo, jih v osnovi delimo na:

- cestna (mobilni žerjavi),

- tirna (pristaniški razkladalci, žerjav na podvozju vagona),

- plovna (morska ali rečna).

Slika 1.2: Primer tirnega žerjava (pristaniški razkladalec) [24]

Page 16: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 3 -

Slika 1.3: Primer plovnega žerjava na reki [19]

Najbolj so razširjeni mobilni žerjavi. Po izvedbi voznega dela so lahko na kolesih ali

gosenicah. Zgornji del mobilnega žerjava ali nadgradnjo vozila sestavljajo: obračalo, ležaj z

zobatim vencem, ročica, dvižni vitel, dvižna vrv, protiutež, podajalec protiuteži, kavelj z

opremo, pomožni dizelski motor za pogon hidravličnih črpalk, hidravlični motorji in

hidravlične črpalke, linearni hidravlični motorji za nagibanje ročice, hidravlična in električna

inštalacija …

Ročica je lahko teleskopska ali rešetkasta. Za doseganje večjih višin se pojavljajo tudi

kombinacije obeh. Pri mobilnem žerjavu se najpogosteje uporablja teleskopska ročica, pri

goseničnem žerjavu rešetkasta ročica.

Ker lahko mobilni žerjav srečamo tudi na cesti, zanje veljajo določeni predpisi, katerih ne

smejo presegati. Ko mobilni žerjav ni v obratovanju dviganja in je teleskopska ročica v stanju

za vožnjo, mobilni žerjav ne sme presegati 4 m širine, 4 m višine in 25 m dolžine. Ker lahko

skupna teža mobilnega žerjava presega tudi 109 ton, jih uvrščamo v vrh težkih cestnih vozil.

Page 17: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 4 -

Slika 1.4: Gosenični žerjav Liebherr LR 1600/2 s kletkasto ročico [25]

Slika 1.5: Mobilni žerjav Liebherr LTM 11200-9.1 s teleskopsko ročico [27]

Mobilne žerjave zelo pogosto najdemo v vsakdanjem življenju, kjer je potrebna hitra in

zanesljiva uporaba le-teh. Tako so nepogrešljiva pomoč v gradbeništvu in transportu težkega

tovora.

Page 18: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 5 -

Uporabljamo jih vsepovsod:

- za hitro razkladanje težkega tovora;

- za razkladanje in nakladanje tovora na velikih višinah;

- za namestitev montažnih, betonskih ali jeklenih konstrukcij (npr. gradnja radio

stolpov);

- pri gradnji mostov, blokov, vetrnih turbin, kontejnerskih terminalov;

- pri gradnji elektrarne;

- za reševanje oseb, vpletenih v prometne nesreče ali reševanje železniških ali cestnih

vozil;

- za popravilo ali pregled opreme na zgradbah;

- za transportiranje različnega tovora na različne tipe vozil, plovil itn.

Slika 1.6: Reševanje vozila s pomočjo mobilnega žerjava [18]

Iz naštetega je razvidno, da se mobilni žerjavi zelo pogosto uporabljajo v vsakdanjem

življenju. Prav mobilnost teh žerjavov je tista, ki jim omogoča, da jih lahko uporabljamo

skoraj na vsakem delovnem mestu. S kombinacijo vrtilnega mehanizma in dvižne teleskopske

ročice (ali rešetkaste ročice) lahko tako dosežemo njihovo visoko uporabnost.

Page 19: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 6 -

1.2 Opredelitev diplomskega dela

Tema diplomskega dela je določitev vrtilnega mehanizma mobilnega žerjava, pri čemer se

bomo seznanili z napravo, ki omogoča premik težkega bremena in za obratovanje uporablja

hidravliko in hidravlične komponente.

Ker mobilni žerjav ni enostavna konstrukcijska zasnova in je sklop različno zapletenih

pogonskih mehanizmov, je izbran le eden izmed prej naštetih pogonov, za katerega so

izračunani potrebni parametri. Izbrana je določitev vrtilnega mehanizma.

Vrtilni mehanizem je pomemben del strojev, ki uporabljajo za svoje delovanje rotirajočo

nadgradnjo na podvozju. Mehanizem tako omogoča opravljanje del v prostoru. Sestavljen je

iz velikega kotalnega ležaja, ki je pritrjen na podvozje ter pogona, pritrjenega na nadgradnjo.

Pri tem je lahko kotalni ležaj ozobljen po zunanji ali notranji strani. Pogon obračala sestavlja

planetno gonilo s hidromotorjem in hidravlično črpalko.

Takšen način vrtilnega mehanizma uporabljajo tovorna vozila v gradbeni industriji,

kmetijstvu itd. To so bagri, gradbeni žerjavi, pristaniški razkladalci, stoji za sečnjo dreves v

gozdovih, rotirajoče izkopne žlice bagrov ali klešče stroja za nakladanje lesa … Takšen

mehanizem najdemo tudi v vojaški industriji pri tankih in raznih drugih topovih.

Ta mehanizem je izredno koristen, saj omogoča opravljanje dela okoli celotnega vozila in pri

tem ni potreben premik podvozja.

Slika 1.7: Vrtilni mehanizem pri bagru [22]

Page 20: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 7 -

Slika 1.8: Stroj za nakladanje dreves z vrtljivo nadgradnjo in kleščami [21]

Pri obravnavi vrtilnega mehanizma je v diplomski nalogi določen ustrezen:

- hidromotor,

- gonilo,

- hidravlična črpalka,

- hidravlična napeljava,

- hidravlično olje,

- zobati ležajni venec.

Slika 1.9: Obračalni mehanizem mobilnega žerjava [26]

Page 21: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 8 -

Na sliki 1.7 je prikazan obračalni mehanizem z vidnim zobatim ležajnim vencem, ki je

pritrjen na podvozje vozila. Posebnost na tej sliki je ta, da ima to dvigalo zaradi velikih

obremenitev, ki jih mora premagovati, vgrajeni dve gonili s hidromotorjem.

Za osnovo preračuna je izbran mobilni žerjav Liebherr LTM 1100-4.2.

LTM 1100-4.2 ponuja v razredu 4-osnih avtodvigal največjo dvižno zmogljivost. Dolga

teleskopska roka se lahko podaljša s kletkasto konstrukcijo in dvoje zložljivim vrhom. Večjo

varnost in učinkovitost zagotavlja možnost krmiljenja vseh osi ter pnevmatsko aktivne

kolutne zavore.

Tabela 1.1: Tehnični podatki mobilnega žerjava LTM 1100-4.2 [11]

Tehnični podatki

Največja nosilnost: 100 t pri radiu 3 m

Teleskopsko podaljšanje: 11,5 m – 60 m

Kletkast vrh: 10,8 m – 33 m

Prevozni motor / zmogljivost: Liebherr, 6-Zylinder-Turbo-Diesel, 350 kW

Delovni motor / zmogljivost: Liebherr, 4-Zylinder-Turbo-Diesel, 129 kW

Pogon / krmiljenje: 8 x 8 x 8

Hitrost vožnje: 80 km/h

Delovna teža: 48 t

Skupna protiutež: 28,2 t

Page 22: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 9 -

Slika 1.10: Liebher LTM 1100-4.2 [23]

Page 23: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 10 -

1.3 Struktura diplomskega dela

Diplomsko delo je strukturirano iz štirih poglavij. V Uvodu je predstavljen splošen pregled

tematike mobilnih žerjavov. Predstavljena je delitev dvigal, namen uporabe, različne

konstrukcijske izvedbe nadgradnje s kombinacijo podvozja, opredelitev ter druge aplikacije

vrtilnega mehanizma itd. Sledi vsebina s preračuni določitve vrtilnega mehanizma, ki se

nadaljuje s povzetkom izbranih komponent vrtilnega mehanizma. Sledita poglavji Diskusija

in Sklep, kjer so podane temeljne ugotovitve. V zadnjem delu diplomskega dela je dodano

Kazalo slik, Uporabljeni viri in Priloge.

Page 24: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 11 -

2 DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMA MOBILNEGA

ŽERJAVA

2.1 Splošno

Obračalo je element mobilnega žerjava, ki povezuje podvozje vozila s teleskopsko ročico in

nam omogoča delo z žerjavom v prostoru. Konstrukcija ohišja obračala je zelo toga in je

izdelana iz visokokvalitetnega mikrolegiranega jekla. Na to konstrukcijo je pritrjena

teleskopska ročica z enim ali dvema hidravličnima cilindroma, ki omogočata pozicijo nagiba.

Ohišje obračala je pritrjeno na zgornjo stran trivrstnega valjčnega aksialnega ležaja z zobatim

vencem, ki nam omogoča povezavo s podvozjem vozila in neskončno vrtenje nadgradnje.

Pogonski motor obračala sestavlja planetno gonilo in hidromotor, katerega poganja

hidravlična črpalka. Ta pogonska enota je zelo pomembna za natančno izpolnjevanje zahtev

obračanja. Planetno gonilo ima vgrajeno zavoro, ki skrbi za natančno ustavitev teleskopske

ročice med delovanjem.

Slika 2.1: Pogon obračala z zobatim ležajnim vencem obravnavanega žerjava [10]

Page 25: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 12 -

Pomembna zveza med pogonsko napravo in zobatim vencem je pogonski pastorek. Nameščen

je na zunanjem ali notranjem obodu velikega ležajnega venca in služi obračanju nadgradnje in

s tem prenašanju bremena.

Takšen obračalni mehanizem se uporablja pri večini naprav, kjer se nadgradnja vrti na

podvozju. To so bagri, gradbeni žerjavi, avtodvigala, ladijski razkladalci itd. Konstrukcija

obračalnega mehanizma je majhna in se zato lahko vgradi neposredno v samo napravo.

Pomembna je zelo natančna izdelava komponent pogona. Ob nenatančni izdelavi teh

komponent bi to pomenilo zračnost v gonilu in posledično nenatančno upravljanje

avtodvigala. Zato je pomembno, da je zračnost med pogonsko in gnano gredjo neznatna.

Slika 2.2: Shematski prikaz obravnavanega področja diplomskega dela [10]

Krmilje z zaslonom na dotik Zaslon

Krmilna enota

Dvigalo

Teleskopski

cilinder

Cilinder

naklona

Krmilna

plošča

Nastavljiva

dvojna črpalka

Črpalka obračala

Obračalo

Liebherr-

dizel motor

Page 26: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 13 -

Tabela 2.1: Podatki o razdelitvi mehanizma za obračanje bremena po ISO 4301

Namen mehanizma Obračanje

Dvigalna skupina H1

Obratovalna skupina T4

Standardni kolektiv L1

Skupina mehanizma M2

Skupni čas 1600h

2.2 Določitev ležaja obračala

2.2.1 Splošno

Ležaj z zobatim vencem omogoča vrtenje nadgradnje z bremenom in hkrati povezuje

podvozje vozila z nadgradnjo. Vgrajeni ležaj je zmeraj kotalni; v odvisnosti od velikosti

obremenitev pa je lahko kroglični ali valjčni. Za povezavo električne ali hidravlične energije

je lahko v vrtišču zobatega ležaja vgrajen rotostator.

Pri konstrukciji mobilnih žerjavov se uporabljajo:

- enovrstni kroglični ležaji (manjše obremenitve), slika 3.3 a;

- trivrstni valjčni ležaji (večje obremenitve), slika 3.3 b.

a b

Slika 2.3: Kroglični in valjčni ležaji [12]

Page 27: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 14 -

Slika 2.4: Ležajni venec z notranjim ozobjem [29]

Slika 2.5: Ležajni venec z zunanjim ozobjem [28]

Page 28: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 15 -

2.2.2 Izračun sil

Na spodnji sliki so prikazane obremenitvene veličine, ki jih je potrebno upoštevati pri

izračunu obremenitev, ki se pojavijo na zobatem ležajnem vencu (slika je simbolična).

Slika 2.6: Slika s podatki obremenitev

Izračun sil na ležaju:

(2.1)

‒ skupna teža na vrtišču obračala

‒ teža obračala

‒ teža protiuteži

‒ teža ročice

‒ teža bremena

Page 29: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 16 -

(2.2)

‒ aksialna obremenitev na ležaj

‒ gravitacijski pospešek

Sila vetra, ki deluje na ročico in breme med obratovanjem:

(2.3)

‒ sila vetra na ročico

‒ koeficient profila

‒ površina ročice izpostavljene vetru

‒ dinamični tlak

Pri žerjavih moramo upoštevati tudi obremenitev vetra. Upoštevamo dinamični tlak, ki deluje

med obratovanjem na ročico in sicer . Obremenitev glede na koristno breme se

računa kot 3 % bremena, oz. vsaj 500 N če površina ni natančno določena.

(2.4)

‒ dolžina ročice

‒ višina profila ročice

29,43kN (2.5)

‒ sila vetra na breme

2.2.3 Izračun pogonskega momenta

Pogonski moment:

(2.6)

‒ pogonski moment

‒ razdalja od vrtišča do težišča bremena

‒ razdalja od vrtišča do težišča ročice

‒ razdalja od vrtišča do težišča obračala

‒ razdalja od vrtišča do težišča protiuteži

‒ višina, na kateri deluje sila vetra na ročico

‒ višina, na kateri deluje sila vetra na breme

Page 30: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 17 -

2.2.4 Izbira ležaja

Iz kataloga proizvajalca Rothe Erde izberemo [12]:

Triredni valjčni ležaj: Rothe Erde št. risbe: 191.25.1800.990.41.1502

Tabela za izbiro ležaja je navedena v prilogi 1.

Ležaj ima naslednje podatke, ki so prikazani na sliki 3.7.

- zunanji premer:

- notranji premer:

- premer kotalnega kroga ležaja:

- razdelilni krog zobatega ležajnega venca:

- višina ležaja:

- teža ležaja:

- dovoljen moment na ležaj:

Slika 2.7: Triredni valjčni ležaj [12]

Page 31: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 18 -

Moment, ki ga mora ležaj prenašati:

(2.7)

‒ moment na ležaju

‒ koeficient trenja

‒ sila vetra

‒ premer kotalnega kroga ležaja

(2.8)

Izbrani ležaj ustreza.

2.3 Določitev pogona vrtilnega mehanizma

2.3.1 Izračun pogonskega momenta

2.3.1.1 Zaviralni moment zaradi ležaja

Skupna razdalja od vrtišča:

(2.9)

‒ absolutna razdalja od vrtišča

Srednja kotalna obremenitev in moment:

(2.10)

(2.11)

(2.12)

‒ srednja kotalna obremenitev

Page 32: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 19 -

Koeficient trenja trirednega kotalnega ležaja izberemo iz kataloga proizvajalca, in sicer:

[12].

(2.13)

‒ moment v ležaju

2.3.1.2 Izračun moment pri nagibanju

(2.14)

‒ moment pri nagibanju

‒ korekcija ravnine na kateri se sistem vrti

Pri mobilnih žerjavih je predpostavljena lega zasučne ravnine (približno )

relativno na horizontalno ravnino, obremenitev je približno centrirana v vrtišču. Pozicija

ravnine, na kateri se sistem vrti, se lahko zaradi ponastavitve preračuna upošteva kot

horizontalna ravnina. Tako lahko vrednost nagibanja znaša (približno ).

2.3.1.3 Moment zaradi pospeška pri obračanju

Izračun dinamične obremenitve zaradi pospeška ali pojemka zasuka sistema:

Izračun vztrajnostnega momenta obračala:

(2.15)

‒ vztrajnostni moment obračala

‒ širina obračala

‒ dolžina obračala

Izračun vztrajnostnega momenta protiuteži:

(2.16)

‒ vztrajnostni moment protiuteži

Page 33: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 20 -

Izračun vztrajnostnega momenta ročice:

(2.17)

‒ vztrajnostni moment ročice

Izračun vztrajnostnega momenta bremena:

(2.18)

‒ vztrajnostni moment bremena

Vsota vseh vztrajnostnih momentov:

(2.19)

‒ skupni vztrajnostni moment

Iz tega sledi, da je moment zaradi pospeška pri obračanju:

(2.20)

‒ moment pri obračanju

‒ kotni pospešek

Pri največji obremenitvi je hitrost obračanja omejena na:

‒ vrtilna frekvenca

Čas pospeševanja do največje hitrosti:

‒ čas pospeševanja

(2.21)

‒ kotna hitrost

(2.22)

Page 34: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 21 -

2.3.1.4 Izračun momenta zaradi obremenitve vetra

(2.23)

‒ moment, ki ga povzroča sila vetra

2.3.1.5 Izračun celotnega pogonskega momenta

(2.24)

‒ celotni pogonski moment

se pojavi v vrtišču zobatega ležaja, iz česar sledi, da je moment na obodu ležaja ustrezno

manjši za ročico, na kateri je nameščeno predležje s pogonskim motorjem.

Iz spodaj navedene enačbe izpeljemo odgonski moment, ki znaša:

(2.25)

‒ moment na odgonu gonila

‒ razdelilni krog zobnika gonila

‒ razdelilni krog zobatega ležajnega venca

‒ izkoristek ležaja

Pri planetnih gonilih proizvajalca ne najdemo podatka o razdelilnem krogu pogonskega

zobnika (pastorka), zato si ga moramo določiti tako, da nam ustreza prestavno razmerje.

2.3.2 Izbira pogonskega gonila

Iz kataloga proizvajalca planetnih gonil določimo korekcijski faktor. Določimo ga glede na

obratovalni čas in obremenitveno skupino [7].

Page 35: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 22 -

2.2: Izbira korekcijskega faktorja

Obratovalni čas: T4

Predpostavljeno število obratovalnih ur na

dan:

Teoretična življenjska doba v urah:

Korekcijski faktor:

Obratovalna skupina: L2

Majhne, srednje in največje obremenitve

enakomerno razporejene skozi obratovalni

čas.

Tabela za izbiro je navedena v katalogu proizvajalca gonila (priloga 2).

Tako znaša moment na odgonu:

(2.26)

‒ korigiran moment na odgonu gonila

‒ korekcijski faktor

Hidromotor s planetnim gonilom mora torej zagotoviti velik pogonski moment.

Iz kataloga proizvajalca planetnih gonil izberemo[7]:

Bosch Rexroth AG; Mobilex GFB 0036 T3 1000/1 - A2FM 45, A6VM 55

Tabela za izbiro planetnega gonila je navedena v prilogi 2.

Slika 2.8: Gonilo Bosch Rexroth Mobilex GFB s hidromotorjem [7]

Page 36: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 23 -

Pogon ima naslednje podatke:

- prestavno razmerje gonila:

- moment zavore:

Iz kataloga izbrano gonilo ima vgrajen hidromotor za pogon gonila (slika 3.9), za katerega

ugotovimo, da zagotovi ustrezno velik pogonski moment [4]. Izbran je torej hidromotor:

Bosch Rexroth AG; A2FM 45

Tabela izbranega hidromotorja je navedena v prilogi 3.

Slika 2.9: Hidromotor Bosch Rexroth A2FM [4]

Hidromotor ima naslednje podatke:

- prostornina hidravlične tekočine pri enem vrtljaju motorja:

- število vrtljajev hidromotorja:

- moment hidromotorja:

- največji pretok hidromotorja:

- konstanta vrtilnega momenta:

Pretok hidravlične tekočine hidromotorja znaša:

(2.27)

‒ pretok hidravlične tekočine HM

‒ prostornina hidravlične tekočine

‒ število vrtljajev HM

‒ izkoristek HM

Page 37: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 24 -

Pogonski tlak hidromotorja:

(2.28)

‒ pogonski tlak HM

‒ prestavno razmerje med zobnikom gonila in zobatim vencem

‒ prestavno razmerje gonila

‒ konstanta vrtilnega momenta HM

Prestavno razmerje med zobatim ležajnim vencem in zobnikom gonila:

(2.29)

Nastavljen varnostni tlak na varnostnem ventilu:

(2.30)

‒ varnostni tlak na varnostnem ventilu

2.3.3 Izbira hidravlične črpalke

Glede na potrebni pretok, , in delovni tlak, , izberemo iz

kataloga hidravlično črpalko (slika 3.10) z naslednjimi podatki [5]:

Bosch Rexroth AG; A4VG 71

Tabela za izbiro hidravlične črpalke je navedena v prilogi 4.

Slika 2.10: Črpalka Bosch Rexroth A4VG [5]

- prostornina hidravlične tekočine pri enem vrtljaju motorja:

- največje število vrtljajev:

- največji pretok:

- največji pogonski moment črpalke:

- največja moč črpalke:

Page 38: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 25 -

Črpalka lahko zagotovi:

(2.31)

‒ pretok hidravlične tekočine črpalke

‒ prostornina hidravlične tekočine pri enem vrtljaju črpalke

‒ največje število vrtljajev

‒ izkoristek črpalke

Pogonska moč:

(2.32)

‒ pogonska moč črpalke

Predpostavimo, da se obračalo pri polni obremenitvi vrti s hitrostjo:

.

Pogonsko število vrtljajev gonila pri predpostavljenem številu vrtljajev:

(2.33)

‒ število vrtljajev gonila

Največje pogonsko število vrtljajev hidromotorja:

(2.34)

‒ število vrtljajev HM pri polni obremenitvi

2.3.4 Kontrola hidravličnega motorja

Predpostavimo, da se obračalo zavrti 1,5 krat v minuti.

Število vrtljajev obračala pri največjem številu vrtljajev hidromotorja:

(2.35)

‒ število vrtljajev obračala

‒ maksimalno število vrtljajev HM

Page 39: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 26 -

Potrebna moč na pastorku:

(2.36)

‒ pogonska moč črpalke

‒ kotna hitrost pastorka

(2.37)

‒ število vrtljajev na odgonu gonila

(2.38)

Potreben moment na motorju:

(2.39)

‒ potreben moment hidromotorja

Prestava gnila je dosežena s tremi planetnimi stopnjami, katere izkoristek je 0,98.

Potrebna moč hidromotorja:

(2.40)

‒ potrebna moč HM

‒ izkoristek stopenj gonila

Kontrola zavore:

(2.41)

‒ statični moment zavore

‒ moment zavore

Moment drži obračalo zavrto v mirujočem stanju.

(2.42)

‒ varnostni faktor

Zavora ustreza.

Page 40: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 27 -

Zaviralni moment mirujoče zavore:

(2.43)

‒ zaviralni moment mirujoče zavore

Izračunati moramo tudi zagonski moment, ki nastane pri zagonu naprave. Pojavi se, ko pri

zagonu gnana gred hidravličnega motorja drsi po lamelah zavore. Lamele so naoljene. V

primeru, da niso naoljene, se pojavi 50 % večji zagonski moment, kot je zaviralni moment.

Moment ob zagonu tako znaša:

(2.44)

‒ moment ob zagonu

Za ta moment morajo biti vsi deli menjalnika pravilno dimenzionirani, in sicer tako, da

izračunane vrednosti ne presežejo dopustne napetosti.

2.3.5 Določitev hidravličnih cevi

2.3.5.1 Določitev tlačnih hidravličnih vodov

Slika 2.11: Diagram za določitev ustreznega premera hidravlične cevi [8]

Page 41: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 28 -

Diagram je povzet po proizvajalcu Danfoss. Premer cevi določimo glede na pretok in hitrost

hidravlične tekočine.

Iz diagrama odčitamo premer hidravlične cevi, ki znaša:

‒ iz diagrama izbran premer tlačne cevi

Preračun premera cevi:

(2.45)

‒ premer tlačne cevi

‒ predpostavljena hitrost olja v tlačni cevi

Hitrost olja za hidravlične cevi znaša:

Iz kataloga proizvajalca Hib, d. o. o., izberemo visokotlačno hidravlično cev, in sicer [9]:

‒ iz kataloga izbran premer tlačne cevi

Hib; DIN EN 856 4 SH Φ31,8

Tabela za izbiro hidravličnih cevi je navedena v prilogi 5.

Slika 2.12: Visokotlačna hidravlična cev DIN EN 856 4 SH [9]

Realna hitrost olja pri izbranem premeru cevi znaša:

(2.46)

‒ realna hitrost olja tlačne cevi

Reynoldsovo število - določitev vrste toka olja:

(2.47)

‒ Reynoldsovo število

‒ kinematična viskoznost

Page 42: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 29 -

Za preračun potrebujemo podatke hidravličnega olja.

Iz kataloga proizvajalca Shell izberemo hidravlično olje [13]:

Shell Tellus Oils 32

Tabela za izbiro hidravličnega olja je navedena v prilogi 6.

Olje ima naslednje podatke:

- kinematična viskoznost:

- specifična gostota:

Meja med turbulentnim in laminarnim tokom je . Iz tega sledi, da se v cevi

pojavlja turbulentni tok.

Hidravlični premer voda:

(2.48)

Hidravlično trenje v cevi:

(2.49)

‒ koeficient trenja v cevi

Izgube v ravnih delih hidravlične cevi:

(2.50)

(2.51)

(2.52)

(2.53)

‒ izgube v ravnih delih cevi

‒ dolžina cevi

‒ specifična gostota hidravličnega olja

Page 43: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 30 -

Izgube na krožnih lokih cevi:

šest lokov ima kot upogibanja in radij upogibanja .

Koeficient lokalnih izgub se izbere glede na razmerje med polmerom radia upogibanja in

premerom cevi. Odčitamo ga iz Strojniškega priročnika (str. 165) [14].

(2.54)

‒ izgube na krožnih lokih cevi

‒ koeficient lokalnih izgub pri pravem kotu

Dva loka pa imata kot upogibanja in radij upogibanja .

(2.55)

‒ korigiran koeficient lokalnih izgub pri poljubnem kotu

(2.56)

‒ faktor kota kolena cevi

Pri kotih upogibanja med je potrebno faktor pomnožiti s faktorjem n, ki ga

prav tako najdemo v Strojniškem priročniku.

Faktor kota kolena cevi pri kotu znaša .

Skupne tlačne izgube:

(2.57)

‒ skupne izgube

Page 44: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 31 -

2.3.5.2 Določitev povratnih hidravličnih vodov

Izračun premera povratne cevi:

(2.58)

‒ premer povratne cevi

‒ dolžina povratne cevi

‒ hitrost olja v povratni cevi

Pri predpostavljenem povratnem tlaku 80 barov izberemo iz kataloga

proizvajalca Hib, d. o. o., povratno hidravlično cev, in sicer [9]:

‒ iz kataloga izbran premer povratne cevi

Hib; DIN EN 853 2 ST Φ50,8

Tabela za izbiro hidravličnih cevi je navedena v prilogi 5.

Slika 2.13: Hidravlična cev DIN EN 853 2 ST [9]

Page 45: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 32 -

2.4 Povzetek

Komponente vrtilnega mehanizma smo določili na podlagi izračunanih parametrov. Izbrali

smo jih iz katalogov standardnih delov proizvajalcev. Pri izbiri posamezne komponente smo

zmeraj izbrali komponento višjega razreda. Tako smo zagotovili, da so bili parametri izbrane

komponente višji od teoretično izračunanih. V nasprotnem primeru bi pomenilo, da izbrana

komponenta ne bi zagotovila predvidenega delovanja. Proizvajalce smo izbirali s pomočjo

spletnih virov, od koder smo dobili omenjene kataloge.

Tako smo iz katalogov izbrali:

- zobati ležajni venec: Rothe Erde št. risbe: 191.25.1800.990.41.1502

- planetno gonilo: Bosch Rexroth AG; Mobilex GFB 0036 T3 1000/1

- hidromotor: Bosch Rexroth AG; A2FM 45

- hidravlično črpalko: Bosch Rexroth AG; A4VG 71

- visokotlačno hidravlično cev: Hib; DIN EN 856 4 SH Φ31,8

- hidravlično olje: Shell Tellus Oils 32

- povratno hidravlično cev: Hib; DIN EN 853 2 ST Φ50,8

Page 46: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 33 -

3 DISKUSIJA

Predstavljeni rezultati so določeni glede na izračunane parametre. Tako smo iz katalogov

določili ustrezne komponente. Vendar je izbira in postopek določitve odvisna od izkušenosti

in kritičnih ocen inženirja, saj je nemogoče poznati celotno okolje obravnavanega problema.

Pri pridobivanju določenih podatkov smo naleteli na težave, saj nekaterih podatkov nismo

mogli pridobiti iz katalogov ali pa so poslovna tajnost podjetja. Zato smo morali manjkajoče

podatke določiti z oceno. Zaradi takšnih poenostavitev se lahko komponente predstavljene v

prejšnjem poglavju razlikujejo od komponent, ki so dejansko vgrajene v obravnavan mobilni

žerjav.

Page 47: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 34 -

4 SKLEP

V diplomski nalogi je predstavljen postopek določitve vrtilnega mehanizma avtodvigala, in

sicer: zobati ležajni venec, planetno gonilo, hidromotor, hidravlična črpalka, visokotlačne

hidravlična cev, povratna hidravlična cev ter hidravlično olje. Za osnovo je izbrano

avtodvigalo Liebherr LTM 1100-4.2. Imenska nosilnost tega avtodvigala je 100 t na radiju 3

m, pri čemer je teleskopska ročica pod naklonom 82° in iztegnjena za 11,5 m. Vrh

teleskopske ročice je tako na približno 15 m. Ti podatki so osnova za preračun. Postopek

določevanja temelji na ciklu, pri katerem smo na začetku določili obremenitve, ki se pojavijo

ob zgoraj navedenem stanju. Tako na začetku izberemo zobati ležajni venec in gonilo. Nato

glede na predpostavljene podatke določimo še pripadajoč hidromotor in hidravlično črpalko.

Na koncu smo določili še hidravlično olje ter visokotlačno hidravlično in povratno cev, ki

povezujeta ti komponenti.

Težave, ki so se pojavile pri tem, so bili te, da iz dostopnih katalogov nismo mogli razbrati

vseh potrebnih podatkov. Tako smo se morali zanesti na oceno podatkov, zaradi česar so

lahko dejanske komponente, ki so vgrajene v avtodvigalu LTM 1100-4.2, nekoliko razlikujejo

od izbranih.

Namen diplome smo dosegli, saj smo z njo prikazali postopek določitve vrtilnega mehanizma

izbranega mobilnega žerjava. Z diplomsko nalogo smo tako lahko pridobili »občutek«

dimenzioniranja glede na velikosti obremenitev, ki se pojavijo pri takšnih problemih.

Page 48: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 35 -

KAZALO SLIK

Slika 1.1: Mobilni žerjav Liebherr LTM 1500-8.1 pri dviganju bremena [20] .......................... 2

Slika 1.2: Primer tirnega žerjava (pristaniški razkladalec) [24] ................................................. 2

Slika 1.3: Primer plovnega žerjava na reki [19] ......................................................................... 3

Slika 1.4: Gosenični žerjav Liebherr LR 1600/2 s kletkasto ročico [25] ................................... 4

Slika 1.5: Mobilni žerjav Liebherr LTM 11200-9.1 s teleskopsko ročico [27].......................... 4

Slika 1.6: Reševanje vozila s pomočjo mobilnega žerjava [18] ................................................. 5

Slika 1.7: Vrtilni mehanizem pri bagru [22]............................................................................... 6

Slika 1.8: Stroj za nakladanje dreves z vrtljivo nadgradnjo in kleščami [21] ............................ 7

Slika 1.9: Obračalni mehanizem mobilnega žerjava [26]........................................................... 7

Slika 1.10: Liebher LTM 1100-4.2 [23] ..................................................................................... 9

Slika 2.1: Pogon obračala z zobatim ležajnim vencem obravnavanega žerjava [10] ............... 11

Slika 2.2: Shematski prikaz obravnavanega področja diplomskega dela [10] ......................... 12

Slika 2.3: Kroglični in valjčni ležaji [12] ................................................................................. 13

Slika 2.4: Ležajni venec z notranjim ozobjem [29] .................................................................. 14

Slika 2.5: Ležajni venec z zunanjim ozobjem [28] .................................................................. 14

Slika 2.6: Slika s podatki obremenitev ..................................................................................... 15

Slika 2.7: Triredni valjčni ležaj [12] ......................................................................................... 17

Slika 2.8: Gonilo Bosch Rexroth Mobilex GFB s hidromotorjem [7] ..................................... 22

Slika 2.9: Hidromotor Bosch Rexroth A2FM [4] ..................................................................... 23

Slika 2.10: Črpalka Bosch Rexroth A4VG [5] ......................................................................... 24

Slika 2.11: Diagram za določitev ustreznega premera hidravlične cevi [8] ............................. 27

Slika 2.12: Visokotlačna hidravlična cev DIN EN 856 4 SH [9] ............................................. 28

Slika 2.13: Hidravlična cev DIN EN 853 2 ST [9] ................................................................... 31

Page 49: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 36 -

SEZNAM UPORABLJENIH VIROV

[1] Friščić Franjo. Transportna sredstva: Dvigala in prenašala: Učbenik za 2. letnik za

predmet Transportna sredstva v programu Prometni tehnik, 1. natis. Ljubljana:

Tehniška založba Slovenije, 2004.

[2] Hoffmann Klaus, Krenn Erhard, Stanker Gerhard. Fördertechnik: Band 2:

Maschinensätze, Fördermittel, Tragkonstruktionen, Logistik, Sechste Auflage. Linz:

Veritas-Verlag, 2009.

[3] Isakovič Sabina, Klopčar Fedor. Transportne naprave: Srednje izobraževanje vzgojno-

izobraževalni program kovinarstvo in strojništvo. Ljubljana: Tehniška založba

Slovenije, 1986.

[4] Katalog. Bosch Rexroth AG: Axial Piston Fixed Motor A2FM [svetovni splet].

Dostopno na WWW:

http://www.boschrexroth.com/various/utilities/mediadirectory/index.jsp?publication=N

ET&ccat_id=30050&remindCcat=on&search_action=submit&language=en-

GB&search_query=77201 [29. 8. 2010].

[5] Katalog. Bosch Rexroth AG: Axial Piston Variable Pump A4VG [svetovni splet].

Dostopno na WWW:

http://www.boschrexroth.com/various/utilities/mediadirectory/index.jsp?publication=N

ET&ccat_id=30050&remindCcat=on&search_action=submit&language=en-

GB&search_query=92003 [29. 8. 2010].

[6] Katalog. Bosch Rexroth AG: Hydraulische Formelsammlung [svetovni splet]. Dostopno

na WWW:

http://www.boschrexroth.com/business_units/bri/de/downloads/hydformel_de.pdf

[29. 8. 2010].

[7] Katalog. Bosch Rexroth AG: Swing Drives Mobilex GFB [svetovni splet]. Dostopno na

WWW:

http://www.boschrexroth.com/various/utilities/mediadirectory/index.jsp?publication=N

ET&ccat_id=30050&remindCcat=on&search_action=submit&language=en-

GB&search_query=77201 [29. 8. 2010].

Page 50: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 37 -

[8] Katalog. Danfoss Hydraulic: Facts worth knowing about hydraulics [svetovni splet].

Dostopno na WWW:

http://www.bethandevans.com/pdf/HydraulicFactsWorthKnowing.pdf [29. 8. 2010].

[9] Katalog. Hib: Katalog hidravlike [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.hib.si/docs/Visokotlacne_hidr_cevi.pdf [29. 8. 2010].

[10] Katalog. Mobilkran Liebherr LTM 1100-4.2. Liebherr-Werk Ehingen GmbH [svetovni

splet]. Dostopno na WWW: http://www.liebherr.com/AT/en-GB/products_at.wfw/id-

11970-0/measure-metric/tab-8113_1477 [29. 8. 2010].

[11] Katalog. Mobilkran Liebherr LTM 1100-4.2. Tehnische daten, Liebherr-Werk Ehingen

GmbH[svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://www.liebherr.com/AT/en-

GB/products_at.wfw/id-11970-0/measure-metric/tab-8113_1477 [29. 8. 2010].

[12] Katalog. Rothe Erde: Großwälzlager [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.rotheerde.com/download/info/Rothe_Erde_GWL_D.pdf [29. 8. 2010].

[13] Katalog. Shell Tellus Oils: High performance hydraulic oil [svetovni splet]. Dostopno

na WWW: http://www.lubricants.com/BuyersGuide/HydraulicOil/pdf/ShellTellus.pdf

[30. 8. 2010].

[14] Kraut Bojan. Krautov strojniški priročnik, 14. slovenska izdaja / izdajo pripravila Jože

Puhar, Jože Stropnik. Ljubljana: Littera picta, 2002.

[15] Kušter Janez. Diplomsko delo: Določitev gibalnih mehanizmov pri mobilnem žerjavu

LTM 1300/1. Maribor: Fakulteta za strojništvo, 2003.

[16] Potrč Iztok. Dvigalne naprave in mehanizmi. Maribor: Fakulteta za strojništvo, 1999.

[17] Potrč Iztok. Dvigalne naprave: Zapiski in literatura iz predavanj.

[18] Slika [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://ais.badische-

zeitung.de/piece/01/20/a0/8b/18915467.jpg [14. 8. 2010].

[19] Slika [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://image18.webshots.com/19/4/17/12/209241712mEtDlO_fs.jpg [10. 8. 2010].

[20] Slika [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.biovoigt.de/eisenbahn/Liebherr1.jpg [10. 8. 2010].

[21] Slika [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.deere.com/en_US/cfd/forestry/deere_forestry/media/images/landing/stories/

excavator_forest-1-lg.jpg [12. 8. 2010].

Page 51: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 38 -

[22] Slika [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.komatsuamerica.com/images/products/Hybrid_PC200LC-8.jpg 11.8.2010

[10. 8. 2010].

[23] Slika [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.liebherr.com/catXmedia/at/Thumbnails/223d2db7-5dd0-41c2-8f90-

c9b2267b5c11_W615H615.jpg [5. 8. 2010].

[24] Slika [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.msc.navy.mil/sealift/2004/June/graphics/GantryCraneOps.jpg

[10. 8. 2010].

[25] Slika [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.northwestcraneservice.com/Portals/0/UltraPhotoGallery/430/2/large/100_07

48.jpg [11. 8. 2010].

[26] Slika [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.equipmentimages.net/image/equipment/liebherr/lr1600/cc_lr1600_8.jpg

[10. 8. 2010].

[27] Slika [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://www.kransite.de/__krane/-

liebherr/ltm11200-9.1/liebherr/liebherr_ltm_11200.htm [13. 8. 2010].

[28] Slika [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.lyzpzc.com/eng/client/user/upimage/product_englyzp20090509155743QX

YVT.jpg [11. 8. 2010].

[29] Slika [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://www.ui-

pi.com/userfiles/image/two%204M%20single%20row%20ball%20bearing.JPG [14. 8.

2010].

[30] SSKJ: Dvigalo. [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://bos.zrc-

sazu.si/cgi/a03.exe?name=sskj_testa&expression=dvigalo&hs=1 [4. 8. 2010].

[31] SSKJ: Žerjav. [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://bos.zrc-

sazu.si/cgi/a03.exe?name=sskj_testa&expression=%C5%BEerjav&hs=1 [4. 8. 2010].

[32] Wikipedia - Die freie Enzyklopädie: Fahrzeugkran. [svetovni splet]. Dostopno na

WWW: http://de.wikipedia.org/wiki/Mobilkran [4. 8. 2010].

[33] Zoran Ren, Glodež Srečko. Strojni elementi: I. del: univerzitetni učbenik. Maribor:

Fakulteta za strojništvo, 2001.

Page 52: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 39 -

PRILOGE

Priloga 1: Katalog za izbiro zobatega ležajnega venca [12]

Priloga 2: Katalog za izbiro planetnega gonila [7]

Priloga 3: Katalog za izbiro hidromotorja [4]

Priloga 4: Katalog za izbiro hidravlične črpalke [5]

Priloga 5: Katalog za izbiro hidravličnih cevi [9]

Priloga 6: Katalog za izbiro hidravličnega olja [13]

Page 53: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

TK

Niko
Typewritten Text
Priloga 1
Niko
Typewritten Text
Page 54: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

158

®

191.25.1800.990.41.1502 1126 2076,8 1619 147 1925 1685 36 33 30 6 1836 1826 117 138 9 30 2032 16 127 + 8 –1,6 117 162,7 325,4

191.25.2000.990.41.1502 1216 2268,8 1819 147 2125 1885 44 33 30 7 2036 2026 117 138 9 30 2224 16 139 + 8 –1,6 117 162,7 325,4

191.25.2240.990.41.1502 1378 2516,4 2059 147 2366 2125 48 33 30 8 2276 2266 117 138 9 30 2466 18 137 + 9 –1,8 117 183,1 366,2

191.25.2500.990.41.1502 1567 2786,4 2319 147 2625 2385 54 33 30 6 2536 2526 117 138 9 30 2736 18 152 + 9 –1,8 117 183,1 366,2

191.25.2800.990.41.1502 1785 3096,4 2619 147 2925 2685 60 33 30 10 2836 2826 117 138 9 30 3040 20 152 +10 –2,0 117 203,4 406,8

6

7

8

9

10

192.25.1800.990.41.1502 1101 1981 1520 147 1915 1675 36 33 30 6 1763 1774 117 138 9 30 1536 16 96 – 8 – 117 162,7 325,4

192.25.2000.990.41.1502 1202 2181 1728 147 2115 1875 44 33 30 7 1963 1974 117 138 9 30 1744 16 109 – 8 – 117 162,7 325,4

192.25.2240.990.41.1502 1406 2421 1944 147 2355 2115 48 33 30 8 2203 2214 117 138 9 30 1962 18 109 – 9 – 117 183,1 366,2

192.25.2500.990.41.1502 1545 2681 2214 147 2615 2375 54 33 30 6 2463 2474 117 138 9 30 2232 18 124 – 9 – 117 183,1 366,2

192.25.2800.990.41.1502 1767 2981 2500 147 2915 2675 60 33 30 10 2763 2774 117 138 9 30 2520 20 126 –10 – 117 203,4 406,8

6

7

8

9

10

Rothe Erde Großwälzlager

Zeichnungs-Nummer

Laufk

reis

-D

urc

hm

ess

er

DL

[mm]

Gew

icht

[kg]

Auß

en-

Durc

hm

ess

er

Da

[mm]

Innen-

Durc

hm

ess

er

Di

[mm]

Gesa

mth

öhe

H

[mm]

Loch

kreis

-D

urc

hm

ess

er

auß

en

La

[mm]Loch

kreis

-D

urc

hm

ess

er

innen

Li

[mm]

Bohru

ng

sanza

hl

je L

och

kreis

n

Bohru

ng

s-D

urc

hm

ess

er

B

[mm]

Sch

raub

eng

röß

e

M

[mm]

Anza

hl d

er

Sch

mie

r-nip

pel j

e E

bene

n1

Durc

hm

ess

er

O

[mm]

Durc

hm

ess

er

U

[mm]

Rin

ghöhe

H1

[mm]

Rin

ghöhe

H2

[mm]

Ab

stand

unte

nA

enri

ng

/Innenri

ng

Hu

[mm]

Ab

stand

ob

en

Auß

enri

ng

/Innenri

ng

Ho

[mm]

Teilk

reis

-D

urc

hm

ess

er

d

[mm]

Mod

ul

m

[mm]

Zähneza

hl

z

Pro

filve

rsch

ieb

ung

Vorz

eic

hen D

IN 3

96

0O

ktob

er

19

76

x · m

[mm]

Kop

fhöhenänd

eru

ng

k · m

[mm]

Zahnb

reite

b

[mm]

zul. U

mfa

ng

skrä

fte

norm

al

[kN]

zul. U

mfa

ng

skrä

fte

maxi

mal

[kN]

Kurv

en

Grenzlastkurven statisch ––––––– Laufbahn – – – Schrauben

––––

––R

esu

ltie

rend

es

Mom

ent

(kN

m)

–––

–––

–––––– Axiallast (kN) ––––––

Lager mit Innenverzahnung

Typenreihe RD 900

Lager mit Außenverzahnung

Lagerringe vergütet

Page 55: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

159

®

Rothe Erde Großwälzlager

Typenreihe RD 900

Gebrauchsdauerkurven · 30 000 Umdrehungen Zeichnungslage = Einbaulage

––––

––R

esu

ltie

rend

es

Mom

ent

(kN

m)

–––

–––

–––––– Axiallast (kN) ––––––

Page 56: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

RE 77201 / 05.06 1/20Replaces: 07.02Swing Drives

MOBILEX

GFB

Contents Page

Description, Lubrication, Brake, Hydraulic Motors 2

Type of Construction, Overview of Swing Drives 3

Application Conditions, Gearbox Design,

Higher Torques, Gearbox Selection, Brake

Driver Groups and Service Time Categories 4

Classification Examples 5

Dimensions and technical data for

output torques from:

4000 Nm to 10600 Nm for excavators

7000 Nm to 17500 Nm for cranes 6/7

10000 Nm to 18000 Nm for excavators

16500 Nm to 29000 Nm for cranes 8/9

22000 Nm to 54000 Nm for excavators

38000 Nm to 94500 Nm for cranes 10/11

Fixed-displacement motors 12

Variable-displacement motors 13

Design data sheet 14/15

Dimensions and technical data for

output torques up to 485 kNm 16/17

Special Features

- Compact, space-saving two or

three-stage planetary design

- Easy mounting

- Integrated multi-disk parking brake

- Low-noise operation

- High efficiency

- Long service life

- Convenient oil change

For further information go to: www.boschrexroth.com/gears

Swing Drives with Output Torques of between 4 and 485 kNm

Hydraulics

Electric Drives

and Controls

Linear Motion and

Assembly Technology Pneumatics Service

Niko
Typewritten Text
Priloga 2
Niko
Typewritten Text
Page 57: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

RE 77201/05.06Bosch Rexroth AG4/20 MOBILEX GFB

Service time category

Assumed average service time per day in hours

Theoretic service life in hours

Collective load class

Co

llective

gro

up

s

L 1

L 2

L 3

L 4

low

medium

high

veryhigh

Maximum loads occur only inexceptional cases; low loadsare present at all times

Low, medium and high loadsare present for roughly equalperiods of time

Loads are always near themaximum

Always maximum loads

T 2

0.25 - 0.5

400 -800

T 3

0.5 - 1

800 -1600

T 4

1 - 2

1600 -3200

T 5

2 - 4

3200 -6300

T 6

4 - 8

6300 -12500

T 7

8 - 16

12500 -25000

T 8

>16

25000 -50000

Driver group with K factor

M 1

0.90

M 2

0.90

M 3

0.90

M 4

0.90

M 5

0.95

M 6

1.05

M 7

1.2

M 2

0.90

M 3

0.95

M 4

0.95

M 5

1

M 6

1.15

M 7

1.30

M 8

1.50

M 31.05

M 41.05

M 51.10

M 61.25

M 71.40

M 81.60

M 81.80

M 41.25

M 51.30

M 61.45

M 71.65

M 81.85

M 82.10

M 82.40

Driver Groups and Service Time Categories to FEM, Section I, 3rd Edition 1987(FEM: Fédération Européenne de la Manutention)

Gearbox Selection

• T2 = Output torque

• T2K = Corrected output torque

K factor according to service time category and collective

group given in the table.

• T2 K of the gearbox to be selected must be T2 max (accor-

ding to this product catalog).

Brake

The holding torque multiplies with the selected transmission ra-

tio.

See also Gearbox Design.

A design data sheet for swing drives is reproduced on pages

14 and 15.

T2 K = T2 • K

Application Conditions

The gearboxes are designed for use at ambient temperatures

of between -20° C and +40° C. Environmental influences such

as salt water, salty air, sand, dust, overpressure, heavy vibra-

tions, extreme shocks and ambient temperatures, aggressive

fluids and the like may affect the function of the gearbox. All

such conditions must be specified so that the gearbox can be

designed for safe operation.

Gearbox Design

The gearbox design is based on many years of practical appli-

cation experience. The maximum output torques T2 max indicated

under technical data for crane applications relate to FEM Sec-

tion I, 3rd Edition and Section IX (FEM - Fédération Européen-

ne de la Manutention), as well as DIN 15020, collective load

class L2, service time category T5 corresponding to driver

group M5. The reference output speed is 25 revolutions per

minute maximum. If the swing drive is to be classified in anot-

her driver group, the required output torque must be converted

using the K factor (see table).

This conversion gives you the maximum admissible output tor-

que for the new driver group selected. Whether or not the cho-

sen overall classification can be met will be determined by the

Rexroth gear technology experts.

Higher Torques

For gearboxes transmitting higher torques than those indicated

in this product catalog, please contact us.

TBr sta. min = 1,3 • T1 (input torque)

Page 58: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Dimensions

RE 77201/05.06Bosch Rexroth AG8/20 MOBILEX GFB

Technical Data

Output Torque Gear RatioType/Version

GFB

GFB 0026 T2 1000

GFB 0026 T2 2000

GFB 0036 T2 2000

GFB 0036 T3 1000/1

GFB 0036 T3 1000/2

GFB 0036 T3 1000/3

GFB 0036 T3 2000

GFB 0040 T2 1000/1

GFB 0040 T2 1000/2

GFB 0040 T2 1000/3

GFB 0040 T2 1000/4

GFB 0040 T2 1000/5

GFB 0040 T2 2000/1

GFB 0040 T2 2000/2

GFB 0040 T2 2000/3

10000

10000

17500

17500

17500

17500

17500

18000

18000

18000

18000

18000

18000

18000

18000

31.36 • 43.87 • 51.52 • 63

31.36 • 43.87 • 51.52 • 63

20.71 • 24 • 28.93

67.96 • 80.36 • 101.02 • 117.55

67.96 • 80.36 • 101.02 • 117.55

67.96 • 80.36 • 101.02 • 117.55

67.96 • 80.36 • 101.02 • 117.55

42.04 • 49.28 • 60.13

42.04 • 49.28 • 60.13

42.04 • 49.28 • 60.13

42.04 • 49.28 • 60.13

42.04 • 49.28 • 60.13

42.04 • 49.28 • 60.13

42.04 • 49.28 • 60.13

42.04 • 49.28 • 60.13

332

332

390

332

332

332

332

588

588

588

588

588

588

588

588

A2FE 80 • 90

A2FE 80 • 90

A2FE 107

A2FM 45 • A6VM 55

A2FE 45 • 56 • 63

A2FE 80 • 90

A2FE 45 • 56 • 63

A2FE 45 • 56 • 63

A2FE 80 • 90

A2FE 107 • 125

A2FE 45 • 56 • 63

A2FM 125

A2FE 45 • 56 • 63

A2FE 80 • 90

A2FE 107 • 125

Nm

BrakingTorque

Nm

Hydraulic Motor

T2 max.

Excavator Crane

16500

16500

28500

28500

28500

28500

28500

29000

29000

29000

29000

29000

29000

29000

29000

Dimensions and technical data for output torques from

10000 Nm to 18000 Nm for excavators

16500 Nm to 29000 Nm for cranes

GFB 0040 T2 1000/5 = Identification number for different overall lengths/diameters and motor attachment variants.

GFB T2/T3 1000 GFB T2/T3 2000

X The gearing of the output pinion (mo-

dule, number of teeth, tooth width, etc.) is

governed by the customer´s ring gear.

i TBr max.

L4

D1

Motor attachment surface

D4

D2

D3

h8

L3

L1

L5

L2

L7

D5

L3

Motor attachment surface

D1

D2

D3

D4

h8

h8

L2

L5

L4

L6

L1

X

X

Page 59: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Linear Motion andAssembly Technologies ServicePneumaticsHydraulics

Electric Drives and Controls

Contents

Ordering Code / Standard Program 2...3

Technical Data 4...7

Ordering Code / Unit Dimensions, Size 5 8

Unit Dimensions, Sizes 10, 12, 16 9

Unit Dimensions, Sizes 23, 28, 32 10...11

Unit Dimensions, Size 45 12...13

Unit Dimensions, Sizes 56, 63 14...15

Unit Dimensions, Sizes 80, 90 16...17

Unit Dimensions, Sizes 107, 125 18...19

Unit Dimensions, Sizes 160, 180 20...21

Unit Dimensions, Size 200 22

Unit Dimensions, Size 250 23

Unit Dimensions, Size 355 24

Unit Dimensions, Size 500 25

Unit Dimensions, Size 710 26

Unit Dimensions, Size 1000 27

Flush and Boost Pressure Valve 28

Pressure Relief Valve 29

BVD Counterbalance Valve 30...31

Speed Measurement 32

Installation Notes 33

General Notes 36

Axial Piston Fixed Motor A2FM

RE 91001/09.07 1/36Replaces: 07.05

Technical data sheet

Features

– Fixed motor with axial tapered piston rotary group of bent axis design, for hydrostatic drives in open and closed circuits

– For use in mobile and stationary application areas

– The output speed is dependent on the flow of the pump and the displacement of the motor.

– The output torque increases with the pressure differential between the high and low pressure sides and with increas-ing displacement.

– Careful selection of the displacements offered, permit sizes to be matched to practically every application

– High power density

– Compact design

– High overall efficiency

– Good starting characteristics

– Economical conception

– One piece pistons with piston rings

Series 6Sizes Nominal pressure/Peak pressure5 315/350 bar10 to 200 400/450 bar250 to 1000 350/400 barOpen and closed circuits

Niko
Typewritten Text
Priloga 3
Niko
Typewritten Text
Page 60: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

6/36 Bosch Rexroth AG A2FM RE 91001/09.07

Technical DataTable of values (theoretical values, without efficiency and tolerances; values rounded)

Size 5 10 12 16 23 28 32 45 56 63 80

Displacement Vg cm3 4,93 10,3 12 16 22,9 28,1 32 45,6 56,1 63 80,4

Max. speed nmax rpm 10000 8000 8000 8000 6300 6300 6300 5600 5000 5000 4500

nmax limit1) rpm 11000 8800 8800 8800 6900 6900 6900 6200 5500 5500 5000

Max. flow qV max L/min 49 82 96 128 144 176 201 255 280 315 360

Torque at ∆p = 350 bar T Nm 24,7 2) 57 67 88 126 156 178 254 312 350 445

∆p = 400 bar T Nm – 65 76 100 144 178 204 290 356 400 508

Rotary stiffness c Nm/rad 625 922 1250 1590 2560 2930 3120 4180 5940 6250 8730

Moment of inertia for rotary group

JTW kgm2 0,00006 0,0004 0,0004 0,0004 0,0012 0,0012 0,0012 0,0024 0,0042 0,0042 0,0072

Angular acceleration maximum

α rad/s2 5000 5000 5000 5000 6500 6500 6500 14600 7500 7500 6000

Filling capacity V L 0,17 0,17 0,17 0,20 0,20 0,20 0,33 0,45 0,45 0,55

Mass (approx.) m kg 2,5 5,4 5,4 5,4 9,5 9,5 9,5 13,5 18 18 23

Size 90 107 125 160 180 200 250 355 500 710 1000

Displacement Vg cm3 90 106,7 125 160,4 180 200 250 355 500 710 1000

Max. speed nmax rpm 4500 4000 4000 3600 3600 2750 2700 2240 2000 1600 1600

nmax limit1) rpm 5000 4400 4400 4000 4000 3000 – – – – –

Max. flow qV max L/min 405 427 500 577 648 550 675 795 1000 1136 1600

Torque at ∆p = 350 bar T Nm 501 595 697 889 1001 1114 1393 1978 2785 3955 5570

∆p = 400 bar T Nm 572 680 796 1016 1144 1272 – – – – –

Rotary stiffness c Nm/rad 9140 11200 11900 17400 18200 57300 73100 96100 144000 270000 324000

Moment of inertia for rotary group

JTW kgm2 0,0072 0,0116 0,0116 0,0220 0,0220 0,0353 0,061 0,102 0,178 0,55 0,55

Angular acceleration maximum

α rad/s2 6000 4500 4500 3500 3500 11000 10000 8300 5500 4300 4000

Filling capacity V L 0,55 0,8 0,8 1,1 1,1 2,7 2,5 3,5 4,2 8 8

Mass (approx.) m kg 23 32 32 45 45 66 73 110 155 325 336

1) Intermittent maximum speed: overspeed at discharge and over-running travel operations, t < 5 s and ∆p < 150 bar 2) Torque at ∆p = 315 bar

Caution: Exceeding the permissible limit values may result in a loss of function, a reduction in service life or in the destruction of the axial piston unit. Other permissible limit values with respect to speed variation, reduced angular accelaration as a function of the frequency and the permissible startup angular acceleration (lower than the maximum angular acceleration) can be found in data sheet RE 90261.

Determining the size

Flow qv =Vg • n

L/min1000 • ηv

Speed n =qV • 1000 • ηv

rpmVg

Torque T = Vg • ∆p • ηmh

Nm20 • π

Power P =2 π • T • n

=qv • ∆p • ηt

kW60000 600

Vg = Displacement per revolution in cm3

∆p = Differential pressure in bar

n = Speed in rpm

ηv = Volumetric efficiency

ηmh = Mechanical-hydraulic efficiency

ηt = Overall efficiency

Page 61: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Linear Motion andAssembly Technologies ServicePneumaticsHydraulics

Electric Drives and Controls

Axial Piston Variable PumpA4VG

Data sheet

Series 32Sizes 28...250Nominal pressure 400 barPeak pressure 450 barClosed circuit

Features

– Variable axial piston pump of swashplate design for hydro-static closed circuit transmissions

– Flow is proportional to drive speed and displacement and is infinitely variable

– Output flow increases with the swivel angle of the swash-plate from 0 to its maximum value

– Flow direction changes smoothly when the swashplate is moved through the neutral position

– A wide range of highly adaptable control devices is available for different control and regulating functions

– The pump is equipped with two pressure-relief valves on the high pressure ports to protect the hydrostatic transmission (pump and motor) from overload

– The high-pressure relief valves also function as boost valves

– The integrated boost pump acts as a feed and control oil pump

– The maximum boost pressure is limited by a built-in boost pressure relief valve

– The integral pressure cut-off is standard

RE 92003/06.09 1/64Replaces: 03.09

Contents

Ordering Code / Standard Program 2Technical Data 5High-Pressure Relief Valves 9Pressure Cut-Off, D 10NV - Version Without Control Unit 11DG - Hydraulic Control, Direct Operated 11EZ - Electric Two-Point Control, With Switching Solenoid 11HD - Hydraulic Control, Pilot-Pressure Related 12HW - Hydraulic Control, Mechanical Servo 13EP - Electric Control, With Proportional Solenoid 14DA - Hydraulic Control, Speed Related 16Unit Dimensions, Size 28 18Unit Dimensions, Size 40 22Unit Dimensions, Size 56 26Unit Dimensions, Size 71 30Unit Dimensions, Size 90 34Unit Dimensions, Size 125 38Unit Dimensions, Size 180 42Unit Dimensions, Size 250 46Through Drive Dimensions 50Overview of Attachments on A4VG 53Combination Pumps A4VG + A4VG 53Mechanical Stroke Limiter, M 54Ports X3 and X4 for Positioning Pressure, T 54Filtration Types 55Swivel Angle Indicator 59Connector for Solenoids (Only for EP, EZ, DA) 60Rotary Inch Valve 61Installation Situation for Coupling Assembly 62Installation Notes 63General Notes 64

Niko
Typewritten Text
Priloga 4
Niko
Typewritten Text
Page 62: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

RE 92003/06.09 | A4VG Bosch Rexroth AG 7/64

Technical DataTable of values (theoretical values, without effi ciencies and tolerances; values rounded)

Size 28 40 56 71 90 125 180 250

Displacement

variable pump Vg max cm3 28 40 56 71 90 125 180 250

boost pump (at p = 20 bar) Vg Sp cm3 6.1 8.6 11.6 19.6 19.6 28.3 39.8 52.5

Speed

maximum at Vg max nmax continuous rpm 4250 4000 3600 3300 3050 2850 2500 2400

limited maximum 1) nmax limited rpm 4500 4200 3900 3600 3300 3250 2900 2600

intermittent maximum 2) nmax interm. rpm 5000 5000 4500 4100 3800 3450 3000 2700

minimum nmin rpm 500 500 500 500 500 500 500 500

Flow

at nmax continuous and Vg max qv max l/min 119 160 202 234 275 356 450 600

Power 3)

at nmax continuous and Vg max ∆p = 400 bar Pmax kW 79 107 134 156 183 237 300 400

Torque 3)

at Vg max ∆p = 400 bar Tmax Nm 178 255 356 451 572 795 1144 1590

∆p = 100 bar T Nm 44.5 63.5 89 112.8 143 198.8 286 398

Rotary stiffness Shaft end S c Nm/rad 31400 69000 80800 98800 158100 218300 244500 354500

Shaft end T c Nm/rad – – 95000 120900 – 252100 318400 534300

Shaft end A c Nm/rad – 79600 95800 142400 176800 256500 – –

Shaft end Z c Nm/rad 32800 67500 78800 122800 137000 223700 319600 624200

Shaft end U c Nm/rad – 50800 – – 107600 – – –

Moment of inertia for rotary group JGR kgm2 0.0022 0.0038 0.0066 0.0097 0.0149 0.0232 0.0444 0.0983

Angular acceleration max. 4) α rad/s2 38000 30000 24000 21000 18000 14000 11000 6700

Filling capacity V L 0.9 1.1 1.5 1.3 1.5 2.1 3.1 6.3

Weight approx. (without through drive) m kg 29 31 38 50 60 80 101 156

1) Restricted maximum speed: – at half corner power (e.g. at Vg max and pN /2)2) Intermittent maximum speed: – at high idle speed – at overspeed: ∆p = 70...150 bar and Vg max

– at reversing peaks: ∆p < 300 bar and t < 0.1 s.3) Without boost pump4) – The area of validity is situated between the minimum required and maximum permissible speed.

It applies for external stimuli (e.g. engine 2-8 times rotary frequency, cardan shaft twice the rotary frequency).

– The limit value applies for a single pump only.

– The load capacity of the connection parts has to be considered.

Caution: Exceeding the permissible limit values may result in a loss of function, a reduction in service life or in thedestruction of the axial piston unit.A calculation can be performed to determine the permissible values.

Determining the size

Flow qv =Vg • n • ηv

l/min1000

Torque T = Vg • ∆p

Nm20 • π • ηmh

Power P =2 π • T • n

=qv • ∆p

kW60000 600 • ηt

Vg = displacement volume per revolution in cm 3

∆p = differential pressure in bar

n = speed in rpm

ηv = volumetric efficiency

ηmh = mechanical-hydraulic efficiency

ηt = total efficiency

Page 63: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

KATALOG HIDRAVLIKE stran4

DIN EN 853 2 ST

Sestava cevi:

notranjost:sinteti�na oljeodporna guma

oja�itev: dvojni kovinski oplet

zunanjost: abrazijsko in temperaturno odporna guma

obmo�je temperature: -40 do 100 stopinj C (+120 C max)

Premer notranji oplet zunanji delovni testni eksplozijski radij teža

cevi fi tlak tlak tlak prepogiba

mm cole mm mm mm bar psi bar bar mm kg/m

6 1/4" 6,4 12,7 17,5 400 5805 960 1600 100 0,41

8 5/16" 7,9 14,3 19,1 350 5080 840 1400 115 0,47

10 3/8" 9,5 16,7 21,4 330 4790 195 1320 130 0,6

12 1/2" 12,7 19,8 24,6 275 3990 660 1100 180 0,7

16 5/8" 15,9 23 27,8 250 3625 600 1000 200 0,83

19 3/4" 19 27 31,8 215 3120 510 850 240 1,02

25 1" 25,4 34,9 39,7 165 2395 390 650 300 1,38

31 1 1/4" 31,8 44,5 50,8 125 1815 300 500 420 2,23

38 1 1/2" 38,1 50,8 52,7 90 1305 220 360 500 2,46

51 2" 50,8 63,5 69,8 80 1160 195 320 630 3,14

DIN EN 853 2 SN

Sestava cevi:

notranjost:sinteti�na oljeodporna guma

oja�itev: dvojni kovinski oplet

zunanjost: abrazijsko in temperaturno odporna guma

obmo�je temperature: -40 do 100 stopinj C (+120 C max)

Premer notranji oplet zunanji delovni testni eksplozijski radij teža

cevi fi tlak tlak tlak prepogiba

mm cole mm mm mm bar psi bar bar mm kg/m

5 3/16" 4,8 11,1 13,4 415 6020 990 1650 90 0,31

6 1/4" 6,4 12,7 15 400 5805 960 1600 100 0,33

8 5/16" 7,9 14,3 16,6 350 5080 840 1400 115 0,39

10 3/8" 9,5 16,7 19 330 4790 795 1320 130 0,5

12 1/2" 12,7 19,8 22,2 275 3990 660 1100 180 0,59

16 5/8" 15,9 23 25,4 250 3625 600 1000 200 0,71

19 3/4" 19 27 29,3 215 3120 510 850 240 0,86

25 1" 25,4 34,9 38,1 165 2395 390 650 300 1,28

31 1 1/4" 31,8 44,5 48,3 125 1815 300 500 420 2,02

38 1 1/2" 38,1 50,8 54,6 90 1305 220 360 500 2,23

51 2" 50,8 63,5 67,3 80 1160 195 320 630 2,85

Niko
Typewritten Text
Priloga 5
Niko
Typewritten Text
Page 64: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

KATALOG HIDRAVLIKE stran8

MULTIŠPIRALNE HIDRAVLI�NE CEVI

DIN EN 856 4 SP

Sestava cevi:

notranjost:sinteti�na oljeodporna guma

oja�itev: štirojni kovinski oplet

zunanjost: abrazijsko in temperaturno odporna guma

obmo�je temperature: -40 do 100 stopinj C (+120 C max)

Premer notranji oplet zunanji delovni testni eksplozijski radij teža

cevi fi tlak tlak tlak prepogiba

mm cole mm mm mm bar psi bar bar mm kg/m

10 3/8" 9,5 17,5 21,4 445 6450 1070 1780 180 0,78

12 1/2" 12,7 20,2 24,6 415 6000 995 1660 230 0,93

16 5/8" 15,9 23,8 28,2 350 5000 840 1400 250 1,17

19 3/4" 19 28,2 32,2 350 5000 840 1400 300 1,48

25 1" 25,4 35,3 39,7 280 4000 670 1120 340 2,02

31 1 1/4" 31,8 46 50,8 210 3000 500 840 460 3,05

38 1 1/2" 38,1 52,4 54,2 185 2650 445 740 560 3,52

51 2" 50,8 65,3 69,8 165 2360 400 660 660 5,2

DIN EN 856 4 SHSestava cevi:

notranjost:sinteti�na oljeodporna guma

oja�itev: štirojni kovinski oplet

zunanjost: abrazijsko in temperaturno odporna guma

obmo�je temperature: -40 do 100 stopinj C (+120 C max)

Premer notranji oplet zunanji delovni testni eksplozijski radij teža

cevi fi tlak tlak tlak prepogiba

mm cole mm mm mm bar psi bar bar mm kg/m

19 3/4" 19 28,4 32,2 420 6095 1000 1680 280 1,53

25 1" 25,4 35,2 38,7 380 5515 910 1520 340 2,06

31 1 1/4" 31,8 41,9 45,5 345 5000 830 1380 460 2,46

38 1 1/2" 38,1 48,8 53,5 290 4200 700 1160 560 3,35

51 2" 50,8 63,2 68,1 250 3625 600 1000 700 4,55

Page 65: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Shell Tellus Oils High performance hydraulic oil Shell Tellus Oils are premium quality, solvent refined, high viscosity index mineral oil based fluids generally acknowledged to be the 'standard-setter' in the field of industrial hydraulic and fluid power lubrication.

Applications • Industrial hydraulic systems • Mobile hydraulic fluid power transmission

systems • Marine hydraulic systems

Performance Features and Benefits Thermal stability

Thermally stable in modern hydraulic systems working in extreme conditions of load and temperature. Tellus Oils are highly resistant to degradation and sludge formation therefore improving system reliability and cleanliness.

Oxidation resistant Resist oxidation in the presence of air,

water and copper. Turbine Oil Stability Test (TOST) results show outstanding performance for Tellus Oils; low acidity, low sludge formation, low copper loss; therefore extending oil drain interval life and minimising maintenance costs.

Hydrolytic stability Tellus Oils have good chemical stability in

the presence of moisture, which ensures long oil life and reduces the risk of corrosion and rusting.

Outstanding anti-wear performance Proven anti-wear additives are

incorporated to be effective throughout the range of operating conditions, including low and severe duty high load conditions. Outstanding performance in a range of piston and vane pump tests; including the tough Denison T6C (dry and wet versions) and the demanding Vickers 35VQ25. Tellus Oils help system components last longer.

Superior filterability Tellus Oils are suitable for ultra-fine

filtration, an essential requirement in today's hydraulic systems. Unaffected by the usual products of contamination, such as water and calcium, which are known to cause blockage of fine filters. Customers can use finer filters, therefore achieving all the benefits of having in use cleaner

fluids.

Low friction Tellus Oils possess high lubrication

properties and excellent low friction characteristics in hydraulic systems operating at low or high speed. Prevents stick-slip problems in critical applications enabling very fine control of machinery.

Excellent air release and anti-foam properties

Careful use of additives to ensure quick air release without excessive foaming. Quick air release helps minimise cavitation and slow oxidation, maintaining system and fluid performance.

Good water separation Good water separation properties

(demulsibility). Resists the formation of water-in-oil emulsions and prevents consequent hydraulic system and pump damage.

All round versatility Tellus Oils are suitable for a wide range of

other industrial applications.

Specifications and Approvals

Tellus Oils have the following approvals:

CINCINNATI P-68 (ISO 32) CINCINNATI P-70 (ISO 46) CINCINNATI P-69 (ISO 68) DENISON HF-0 DENISON HF-1 DENISON HF-2 Eaton (Vickers) M-2950 S Eaton (Vickers) I-286 S Tellus Oils meet the requirements of: DIN 51524 PART 2 ISO 11158 AFNOR NF-E 48-603 Mannesman Rexroth RE 90 220-1 Swedish Standard SS 15 54 34 AM

Tellus 09.07.03.doc Page 1 of 2 09/07/03

Niko
Typewritten Text
Priloga 6
Niko
Typewritten Text
Page 66: DOLOČITEV VRTILNEGA MEHANIZMAidentification and selection of the appropriate standard components which are selected from the online catalogues of the manufacturers. These components

Compatibility Tellus Oils are compatible with most pumps. However, please consult your Shell Representative before using in pumps containing silver plated components Seal & Paint Compatibility Tellus Oils are compatible with all seal materials and paints normally specified for use with mineral oils.

Health & Safety Guidance on Health and Safety are available on the appropriate Material Safety Data Sheet which can be obtained from your Shell representative. Protect the environment Take used oil to an authorised collection point. Do not discharge into drains, soil or water.

Typical Physical Characteristics

Shell Tellus Oil 22 32 46 68 100

ISO Oil Type HM HM HM HM HM

Kinematic Viscosity @ 0°C cSt 40°C cSt 100°C cSt (IP 71)

180 22 4.3

338 32 5.4

580 46 6.7

1040 68 8.6

1790 100 11.1

Viscosity Index (IP 226)

100 99 98 97 96

Density @ 15°Ckg/l (IP 365)

0.866 0.875 0.879 0.886 0.891

Flash Point °C (Pensky-Martens Closed Cup) (IP 34)

204 209 218 223 234

Pour Point °C (IP 15)

-30 -30 -30 -24 -24

These characteristics are typical of current production. Whilst future production will conform to Shell's specification, variations in these characteristics may occur.

Tellus 09/07/03.doc Page 2 of 2 09/07/03