DÖKME MALZEMENİN EKSKAVATÖR KEPÇESİ ÜZERİNDEKİ ETKİLEŞİMLİ ETKİLERİNİN ANALİZİ

Yıl 2021, Cilt: 4 Sayı: 1, 1 - 12, 01.07.2021

Pınar Demircioğlu , İsmail Böğrekci , Salim Hamısu

Öz

Hidrolik ekskavatör, genellikle inşaat ve madencilik işlerinde, dökme malzemelerin kazılması, taşınması ve bazen tesviye edilmesi için kullanılan ağır hizmet tipi bir makinedir. Motor bölmesi, bom, kol, kepçe, döner yatak, araba vb. birkaç bileşenden oluşur. Ekskavatörler, büyük taş ocağı kayalarından yapışkan topraklara, aşındırıcı cevherlere veya akan granüller serbest malzemelere kadar şekil ve biçimde değişebilen dökme malzemeleri işlemek için tasarlanmıştır. Bu malzemeler ve bunların makine parçalarıyla etkileşimi, ekipman performansı üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir. Dökme malzemelerin ekipmanla nasıl etkileşeceğini anlamak, güç ve dayanıklılığı performans verimliliği ile birleştiren optimum bir tasarım sağlamak için kritik öneme sahiptir. Bu makalede, dökme malzeme etkileşimlerinin ekskavatör kepçesi üzerindeki etkisini anlamak için bir araştırma yapılmıştır. Ekskavatör, Autodesk Inventor yazılımı ile tasarlanmış ve EDEM simülasyon ortamında dökme malzeme simüle edilmiş, kepçe üzerine etkiyen toplam basınçların ve sıkıştırma kuvvetleri, deformasyonları ve mevcut gerilmeleri kontrol etmek için Ansys Mekanik ile değerlendirilmiştir. Analizlerin bir sonucu olarak, kepçe sırasıyla 0,55145 mm ve 138,75 MPa maksimum kayıtlarla küçük deformasyon ve gerilmelere maruz kaldı. Bu gerilme ve deformasyonların kepçeye ciddi zarar vermediği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Autodesk Inventor, Ansys Mechanical, Kepçe - Dökme Malzeme Etkileşimleri, Dökme Malzemeler, EDEM Simülasyon Yazılımı, Ekskavatör

ANALYSIS OF INTERACTIVE EFFECTS OF BULK MATERIAL ON EXCAVATOR BUCKET

Öz

Hydraulic excavator is a heavy-duty machine that is generally employed in constructional and mining works for digging, carrying and sometimes leveling of bulk materials. It consists of several components such as the engine house, boom, arm, bucket, swing bearing, carriage, etc. Excavators are designed to handle bulk materials that can vary in shape and form, from large quarry rocks to cohesive soils, abrasive ores or free flowing granules. These materials and their interaction with the machine parts have a strong effect on the equipment performance. Understanding how bulk materials will behave with equipment is critical to ensure an optimal design that combines strength and durability, with performance efficiency. In this paper, research was conducted to understand the effect of bulk material interactions on the excavator bucket. The excavator was designed with Autodesk Inventor software and simulated in an EDEM bulk material simulation environment, the results of the total pressures and compressive forces acting on the bucket were investigated in Ansys Mechanical to check for deformations and available stresses. As a result of the analyses, the bucket suffered small deformation and stresses with maximum recordings of 0.55145mm and 138.75MPa respectively. It has been found that these stresses and deformations do not seriously damage the bucket.

Anahtar Kelimeler

Autodesk Inventor, Ansys Mechanical, Bucket - Bulk Material Interactions, Bulk Materials, EDEM Simulation Software, Excavator

Kaynakça

• 1. Eugeniusz, R., Damian, P., Moczko, P. (2018). Material Handling and Mining Equipment-International Standards Recommendations for Design and Testing. FME Transactions, 46.
• 2. Tupkar, M.P., Zaveri, S.R. (2015). Design and Analysis of an Excavator Bucket. International Journal of Scientific Research Engineering & Technology, 4, 227-229.
• 3. Dey, T., Padasalagi, Y., Khedkar, Y. (2017). Study of Forces Acting on Excavator Bucket While Digging. Journal of Applied Mechanical Engineering, 6.
• 4. Kim, Y., Ha, J., Kang, H., Kim, P., Park, J., Park, F.C. (2011). Dynamically Optimal Trajectories for Earthmoving Excavators. Automation in Construction, 568-578.
• 5. Suryo, S., Bayuseno, A., Jamari, J., Ramadhan, G. (2018). Simulation of Excavator Bucket Pressuring Through Finite Element Method. Civil Engineering Journal, 4, 478-487.
• 6. Patel, B., Prajapati, J. (2012). Evaluation of Bucket Capacity, Digging Force Calculations and Static Force Analysis of Mini Hydraulic Backhoe Excavator. Machine Design: The Journal of Faculty of Technical Sciences, 4, 59-66.
• 7. Bennett, N., Walawalkar, A., Heck, M., Schindler, C. (2016). Integration of Digging Forces in a Multi-Body-System Model of an Excavator. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multibody Dynamics, 230, 159-177.