Utjecaj značajki stijenskoga materijala na učinak i optimalne radne veličine hidrauličkoga bagera

disertacija

• Naslov: Utjecaj značajki stijenskoga materijala na učinak i optimalne radne veličine hidrauličkoga bagera : doktorski rad
• Naslov (engleski): The influence of rock material properties on excavator productivity and optimal operating parameters : doctoral dissertation
• Autor: Vjekoslav Herceg
• Mentor: Mario Klanfar (mentor)
• Član povjerenstva: Tomislav Korman (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Trpimir Kujundžić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Petar Ilinčić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Rudarsko-geološko-naftni fakultet; Zagreb
• Datum i država obrane: 2023-06-15, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Rudarstvo, nafta i geološko inženjerstvo; Rudarstvo
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 622 - Rudarstvo

Sažetak

Hidraulički bager jedan je od najčešće korištenih strojeva u rudarstvu te zbog toga postoji veliki interes istraživača za proučavanjem njegovoga učinka i optimizacije rada. Istraživanje u okviru ovog rada zasniva se na detaljnom proučavanju rada bagera u realnim uvjetima. Takva su istraživanja, prema dostupnoj literaturi, relativno skromna te postoji veliki prostor za napredak. Kako bi se pristupilo podatcima koji pružaju uvid u realni rad bagera potrebno je kontinuirano mjerenje produljenja i tlakova na hidrauličkim cilindrima. To je ostvareno pomoću specifičnoga mjernog sustava kojim se izvodi simultano mjerenje većeg broja parametara na bageru pri radu u realnim uvjetima. Izmjereni podatci obrađeni su pomoću računalnoga programa napisanoga u programskom jeziku Python. Pomoću standardnih kinematičkih i dinamičkih modela bagera dobivene su vrijednosti dinamičkih veličina rada (sila, snaga i utrošak energije pri kopanju) te geometrijskih veličina kopanja (kut upada zuba, duljina i površina reza). Terenska mjerenja izvedena su na pet različitih modela bagera te ukupno trinaest materijala. Laboratorijskim i terenskim ispitivanjima utvrđene su značajke materijala (granulacija, sadržaj vlage i nasipna gustoća). U radu je proračunat učinak kopanja koji predstavlja masu ili volumen iskopanog materijala u vremenu koje je bilo potrebno za izvođenje kopanja. U okviru statističke obrade podataka izvedene su višestruke regresijske analize utjecaja značajki materijala na dinamičke veličine rada bagera i geometriju kopanja. Regresijskom analizom također je prikazan utjecaj karakteristika materijala i geometrije kopanja na učinak. Utvrđeno je da granulometrijski sastav rastresitih materijala predstavlja najutjecajnije svojstvo na učinak kopanja, dok je duljina trajektorije kopanja najutjecajnija geometrijska veličina. Detaljnom analizom zasebnih ciklusa rada bagera utvrđena je razlika optimalne trajektorije kopanja u različitim materijalima. Predložena je klasifikacija učinka kopanja bagera u različitim materijalima. Također je predložen model za procjenu značajki materijala na temelju dinamičkih veličina rada bagera.

Sažetak (engleski)

The hydraulic excavator is one of the most commonly used machines in mining. Because of this, researchers have a great interest in studying its productivity and optimization of work. The research within this work is based on a detailed study of the operation of an excavator in real conditions. According to the available literature, such research is relatively modest and there is a lot of room for improvement. In order to access the data that provides insight into the real operation of the excavator, it is necessary to continuously measure the extension and pressures on the hydraulic cylinders. This is achieved by using a specific measuring system that can perform a simultaneous measurement of several parameters on the excavator during its work in real conditions. The measured data was processed using a computer program written in the Python programming language. Using standard kinematic and dynamic models of excavators, values of dynamic parameters of work (force, power, and energy consumption during digging) and geometric parameters of digging (tooth angle, length, and cutting area) were obtained. The field measurements were performed on 5 different machines and a total of 13 materials. Laboratory and field measurements determined the characteristics of the material (granulation, moisture content, and bulk density). In the paper, the productivity of digging was calculated, which represents the mass or volume of the excavated material in the time it took to perform the digging. In the frame of the statistical processing of data, multiple regression analyses have been performed on the influence of the characteristics of the material on the dynamic parameters of the excavator and the digging geometry. By regression analysis, the influence of the characteristics of the rocks and the geometry of digging on the productivity of digging are also shown. The size distribution has been found to be the most influential property of non-cohesive materials on the productivity of digging, while the length of the digging trajectory is the most influential geometric size. Through detailed analysis of the separate work cycles of the excavators, the difference in optimal digging trajectory in different materials has been determined. The classification of productivity of excavators digging in different materials is proposed. A model for assessing the characteristics of the materials based on the dynamic working parameters of the excavator is also proposed.

• Ključne riječi: rudarstvo; bager; učinak; površinski kop; dinamičke radne veličine; fizikalno-mehaničke značajke stijena
• Ključne riječi (engleski): mining; excavator; productivity; open pit mine; dynamic working parameters; rocks characteristics
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:169:273045
• Studijski program: Naziv: Primijenjene geoznanosti, rudarsko i naftno inženjerstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: poslijediplomski doktorski; Akademski / stručni naziv: doktor znanosti/doktorica znanosti (dr. sc.)
• URL zapisa u katalogu: http://katalog.nsk.hr/F/?func=direct&CON_LNG=ZAG&local_base=ZAG01_WEB&doc_number=000717637
• Vrsta resursa: Tekst
• Opseg: [10], [177] str. ; 30 cm
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-07-11 11:46:37