Поверочный расчет пильной цепи

Наибольшее усилие, возникающее в пильной цепи равно:

, (19)

где: Z_T – максимальное окружное усилие на ведущей звездочке, Н; Z_Ц – натяжение цепи от центробежной силы, возникающее при огибании пильной цепью ведомой звездочкой, Н.

По величине наибольшего усилия производится расчет на разрыв в опасных сечениях боковых и средних звеньев, срез и смятие заклепок, а также определяется удельное давление в шарнирах. Расчетная схема приведена на рис. 3, необходимые для расчета характеристики пильных цепей даны в приложении П.1.

Напряжения, возникающие в крайнем звене при растяжении:

. (20)

где: h₁ ‑ высота крайних звеньев в опасном сечении, мм; δ ₁ ‑ толщина боковых звеньев, мм; d₁ ‑ диаметр отверстий в боковых звеньях, мм; d₂ ‑ диаметр зенковки, мм; b ‑ глубина зенковки, мм.

Напряжения, возникающие в среднем звене при растяжении:

(21)

где: h₂ ‑ высота среднего звена в месте ослабления его отверстием заклепки, мм; δ ₂ ‑ толщина средних звеньев, мм; d₃ ‑ диаметр отверстий в средних звеньях, мм.

Напряжения, возникающие в оси вследствие среза:

. (22)

Напряжения, возникающие в цевках вследствие смятия:

. (23)

Рис. 3. Схема для поверочного расчета пильной цепи

По рассчитанным значениям напряжений следует выбрать марку стали, допускаемые напряжения для которой наиболее близки к расчетным (см. табл. П. 16 Приложения).

Исследовательская часть:

Используя формулу (4) требуется рассчитать величины усилий резания для основных лесообразующих пород (сосна, ель, береза, осина) при прочих равных условиях.

Контрольные вопросы:

Для четных вариантов:

1. Перечислите основные признаки классификации пильных цепей и пильных аппаратов.

2. Поясните понятие «Бонитет»

3. От чего зависит подача на зуб и как она устанавливается на пильных цепях ПЦУ

Для нечетных вариантов:

1. Опишите технологию механизированной заготовки леса.

2. Перечислите основные узлы бензиномоторных пил, и их назначение.

3. В чем состоит физический смысл удельной работы резания.

Таблица 1

Исходные данные для расчета мощности и производительности валки деревьев моторными инструментами

Показатели	Варианты

Порода древесины	Сосна	Ель	Береза	Осина	Сосна	Береза	Ель	Береза	Сосна	Осина
Марка пильной цепи	ПЦУ-15	ПЦУ-10, 26	ПЦУ-9, 3	ПЦУ-15	ПЦУ-8, 25	ПЦУ-15	ПЦУ-15	ПЦУ-10, 26	ПЦУ-15	ПЦУ-10, 26
Количество часов работы без заточки цепи	1, 0	1, 5	2, 0	3, 0	2, 5	2, 5	4, 0	3, 0	3, 5	2, 0
Диаметр хлыста d_{1, 3}, см
Влажность древесины, %
Производительность чистого пиления, м²/с	0, 014	0, 015	0, 005	0, 018	0, 020	0, 008	0, 025	0, 006	0, 007	0, 022
Скорость резания, м/с	11, 0	12, 0	13, 0	16, 0	12, 0	13, 0	18, 0	15, 0	18, 0	16, 0
Ширина пропила, мм	8, 4	8, 8	8, 0	16, 0	7, 4	8, 4	24, 0	8, 0	16, 0	8, 8
Рабочая длина пильной шины, м	0, 44	0, 46	0, 48	0, 95	0, 90	0, 44	1, 10	0, 40	1, 00	0, 50
Температура воздуха С	+10	+15	+8	-12	-15	+12	-8	-10	+6	+16
Бонитет насаждений

Задача 2. Определение рейсовой нагрузки и производительности

Трелевочного трактора.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 2. Вариант задания выбирается по последней цифре номера зачетной книжки.

Объем пачки, трелюемой трактором, должен соответствовать силе тяги на крюке, тяговому усилию лебедки, силе тяги трактора по сцеплению и допустимой грузоподъемности. Эти данные берутся из технической характеристики, указанной в задании машины (табл. П.6, приложения). На рис. 4 приведена схема для расчета нагрузки на рейс трактора.

Уравнение равномерного движения трактора с пачкой:

(24)

Касательная сила тяги определяется по выражению:

, (25)

где: N – мощность двигателя трактора, Вт, η _ТР – КПД трансмиссии; v_Р – скорость движения трактора на второй передаче, м/с (приложение П.6).

Отсюда вес трелюемой пачки:

(26)

где: F_k – касательная сила тяги трактора, Н; Р – эксплуатационный вес трактора, Н; k – коэффициент распределения веса трелюемой пачки между трактором и волоком (приложение табл. П.7); Q – вес трелюемой пачки, Н.

Коэффициенты сопротивления движению трактора: зимой j_т=0, 09…0, 18; летом – 0, 14…0, 25; пачки при трелевке хлыстами зимой j_п=0, 50, летом – 0, 70; при трелевке деревьями зимой и летом j_п=0, 90; a ‑ угол уклона пути движения трактора с пачкой, град.

Рис. 4. Схема расчета рейсовой нагрузки на трелевочный трактор

Сила тяги по сцеплению движителя трактора с грунтом определяется:

(27)

где: m ‑ коэффициент сцепления движителя с грунтом или снегом (летом m=0, 4…0, 8; зимой m=0, 3…0, 5).

Условия ограничения по сцеплению:

F_сц> F_k. (28)

Если это условие не выполняется, то в формулу для определения веса пачки вместо F_к подставляется F_сц.

Условие ограничения по допускаемой грузоподъемности трактора:

, (29)

где: q – грузоподъемность трактора (берется из технической характеристики, табл. П.6 приложения), Н.

Проверка ограничения трелюемой пачки по тяговому усилию лебедки производится по следующей формуле:

(30)

где: F_л – тяговое усилие лебедки, Н; b ‑ угол наклона щита при затаскивании пачки (30°).

За расчетную рейсовую нагрузку принимается наименьшая величина Q_п.

Объем древесины в трелюемой пачки определяется по формуле:

(31)

где: Q_п – расчетная рейсовая нагрузка, кН; V_п – объем трелюемой пачки, м³; b_к – доля веса пачки, приходящаяся на крону (0, 13 – 0, 3); b_кр доля веса пачки, приходящаяся на кору (0, 08 … 0, 12); r ‑ объемный вес древесины, кН/м³, определяется как средневзвешенная величина для свежесрубленной древесины, исходя из породного состава насаждения.

, (32)

где: п – число пород древесины в насаждении, р_i – доля (вес) i-той породы в насаждении; r_i – объемный вес i-той породы древесины, кН/м³ (определяется по приложению П. 10); 10 – сумма долей всех лесообразующих пород по таксационному описанию.

Производительность трелевочного трактора может быть определена:

(33)

где: j₂ – коэффициент использования расчетного объема пачки (0, 8…0, 9); Т_ц – время цикла трелевки пачки леса, с.

(34)

где: t₁ – время холостого хода трактора, с; t₂ – время формирования пачки, с; t₃ – время движения трактора с грузом, с; t₄ – время разгрузки пачки, с;

Движение трактора с грузом можно принять на второй, без груза – на третьей передаче. Время движения трактора в рабочем и холостом направлении определяется как:

(35)

где: l_ср – среднее расстояние трелевки, м (берется из задания); v – средняя скорость движения трактора, м/с. Средняя скорость движения определяется по формуле:

(36)

где: v_II и v_III – соответственно скорости движения трактора на второй и третьей передаче (берется их характеристики трактора), м/с.

Значения t₂ и t₄ определяются по эмпирическим формулам:

Для тракторов со скользящим канатно-чокерным оборудованием:

, (37)

, (38)

Для бесчокерных трелевочных тракторов:

, (39)

, (40)

Для трелевочных тракторов с пачковым захватом:

. (41)

Время разгрузки пачки для тракторов с пачковым захватом определяется аналогично бесчокерным тракторам по формуле (40).

В формулах (36) – (40) обозначены: l — среднее расстояние подачи собирающего каната от трактора к месту чокеровки, м (берется из задания); V_x — средний объем хлыста, м³ (берется из задания); п — количество рабочих, участвующих в чокеровке (выбирается самостоятельно); q_га — ликвидный запас древесины на 1га, м³; к_ф.п. — коэффициент формирования пачки, при выполнении в один прием – 1; в два приема – 1, 2—1, 5; в три приема – 1, 7—2, 0.

Сменная производительность трактора определяется как:

(42)

где: t – число часов в смене (8 ч.); j₁ – коэффициент использования рабочего времени (летом – 0, 9; зимой – 0, 85).

Исследовательская часть.

Используя формулу (26) требуется рассчитать вес трелюемой пачки при трелевке хлыстов за вершины, за комли, трелевке деревьев за комли, при прочих равных условиях.

Контрольные вопросы:

Для четных вариантов:

1. Перечислите виды и способы трелевки.

2. Перечислите состав технологического оборудования и опишите технологию работы трелевочных тракторов со скользящим канатно-чокерным оборудованием.

3. От чего зависит среднее расстояние трелевки.

Для нечетных вариантов:

1. Перечислите и опишите основные характеристики работы первичного транспорта леса (грузооборот, грузовая работа, грузонапряженность, коэффициент пробега).

2. В каких случаях применяются тракторы с пачковым захватом, опишите их технологическое оборудование.

Таблица 2

Исходные данные для определения рейсовой нагрузки и производительности трелевочных машин

Показатель	Вариант

марка машины	ТДТ-55	ТТ-4М	ТБ-1М	ЛТ-157	ТБ-1М	ЛТ-18Г	ТДТ-55	ТТ-4М	ЛТ-157	К-703
способ трелевки	вершинами	вершинами	комлями	комлями	вершинами	вершинами	комлями	комлями	вершинами	комлями
состав насаждений	5Е2Ос2Б1С	6С2Б2Ос	3С3Е2Б2Ос	3С3Б2Е2Ос	5С3Е1Б1Ос
средний объем хлыста, м³	0, 25	0, 40	0, 45	0, 50	0, 35	0, 42	0, 40	0, 45	0, 60	0, 65
вид трелюемого леса	хлысты	деревья	хлысты	деревья	хлысты	деревья	хлысты	деревья	хлысты	деревья
уклон волока °
температура воздуха °С	-20	-15	-18	+10	-14	+16	+18	-10	+15	+20
коэффициент сцепления движителя с грунтом	0, 35	0, 30	0, 42	0, 45	0, 44	0, 46	0, 60	0, 40	0, 46	0, 65
расстояние подачи собирающего каната, м
Запас леса на га, м³
среднее расстояние трелевки, м

Задача 3. Трелевка леса

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒