Расчет мощности двигателя и производительности при валке деревьев моторными инструментами. Определение рейсовой нагрузки и производительности трелевочного трактора

Министерство образования и наук Российской Федерации

Санкт-Петербургский Государственный Лесотехнический Университет

Им. С.М.Кирова

Кафедра лесной политики, экономики и управления

КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ

По дисциплине «ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕСОЗАГОТОВОК»

Выполнил:                                                              

ФЭУ, I курс, 31 группа

№ з/книжки: 613175

Проверил:                                                            

Санкт-Петербург

2014 г.

Содержание

Задача №1.

Расчет мощности двигателя и производительности при валке деревьев моторными инструментами

Задача №2.

Определение рейсовой нагрузки и производительности трелевочного трактора

Задача №3.

Трелевка леса канатными установками с несущим канатом

Задача №4.

Расчет производительности самоходной сучкорезной машины

Задача №5.

Расчет цепного продольного лесотранспорта

Задача №6.

Определение скорости подачи дисковой пилы при раскряжёвке производительности раскряжёвочной установки

Задача №7.

Расчет основных параметров однопильного круглопильного станка для продольной распиловки

Задача №8.

Расчет двигателя ротора и мехонизма подачи кряжей роторного окорочного станка

Задача №9.

Расчет мощности привода и производительности окорочного барабана

Задача №10.

Расчет мощности привода дисковой рубительной машины

Задача №1

«Расчет мощности двигателя и производительности при валке деревьев

моторными инструментами»

Исходные данные:  порода древесины береза марка пильной цепи ПЦУ-15

кол-во часов работы без заточки цепи - 2.5

диаметр хлыста , d1.3 - 30см влажность древесины, % - 100

производительность чистого пиления, м ч/с - 0.008

скорость резанья, м/с - 13

ширина пропила, мм - 8.4

рабочая длинна пильной шины, м - 0.44

температура воздуха, С° +12

бонитет насаждения – 4

Решение:

Мощьность двигателя цепной пилы расходуется на пиление, трение пильной цепи о шину и преодоление сопротевлений при передаче вращения от вала двигателя к вращающей звездочке.

Для определения мощьности двигателя составляется расчетная схема(рис 1)

Определение потребной мощьности двигателя выполняется в следующей последовательности:

Методом обхода по контуру пильной шины определяются натяжение пильной цепи в точках 0-3.

Минимальное натяжение пильная цепь имеет в точке О (место сбега ее с ведущей звездочки). В этом месте цепь испытывает только монтажное натяжение(Zм). Оно должнобыть, таким, чтобы цепь плавно облегала шину.

Монтажное натяжение(Zo=Zм) 1 ветви пильной цепи для мелкозвенных цепей, используемых на переносных моторных инструментах, находится в пределах 150...200H. Для крупнозвенных цепей валочных машин 200..400Н.

Натяжение в точке 1 составит:

Z1=Z0+q*l*µ

Где q-вес одного погонного метра цепи,H

l- длина пильной шины по осям звёздочек,м

µ- коэффициент трения цепи о шину (0,15..0,20)

Z1=

Натяжение в точке 2 увеличивается за счёт трения в шарнирах цепи и сил трения в подшипниках ведомой звёздочки:

На участке 2-3 цепь находится под воздействием собственной силы тяжести, трения о шину, усилие подачи и усилие отжима. Следовательно, в месте набегания цепи на ведущую звездочку ,натяжение будет максимальным:

Z3=Z2+q*l*µ+Pu*µ+Pp

Сила резания при пилении:

Pp=k*B*Hu/v

Где к-удельная работа резания древесины, Дж/м3, в – ширина пропила; Н-высота пропила,м; U-скорость подачи (надвигания) пилы,м/с; V- скорость резания, м/с.

H=0.8d

d=1.21d_1.3 – 3.4

d=1.21*…..

H=

Удельная работа при пилении:

k=k₀*a_n*a_w*a₃*a_i

k₀=

U=

Где t_µ - шаг цепи по заклепкам

t=

Величина подачи на зуб:

U_z=Ut/V

U_z=

k₀=

P_p=

P_p=

Окружное усилие на ведущей звездочке пильной цепи:

Z_тяг=

Pu=

Z_тяг=

Мощность, затрачиваемая на пиление и преодоление всех сопротивлений:

N_p=

N_p=

Мощность двигателя внутреннего сгорания:

N_g=

Где K_c – коэффицент перегрузочной способности двигателя (1.25)

N_g=

Объем хлыста:

V_хл=

Где l_x – длинна хлыста, м; k_ф – коэффициент, учитывающий форму ствола (для сосны 0.55)

l_x=

где a,n – коэффицент зависящий от породы дерева(для сосны а=10.5, n=25); b- класс бонитета

l_x=

V_x=

Производительность пилы в смену:

П_см=…………………….где    Т_см- продолжительность смены (8ч), ȹ₂- коэффицент, использования рабочего времяни(0.86)

Часовая производительность операций валки деревьев:

П_ч=

П_ч=

П_см=

Где V_х – средний объем хлыста, м³; К_l – коэфицент учитывающий увеличение площади пропила за счет выполнения пропила (1.2); ȹ₃ – коэффициент использования производительности чистого пиления (0.6); К_с – коэффициент, учитывающий время сталкивания дерева с пня, переходы от дерева к дереву и подготовку рабочего места.

Проверочный расчет пильной цепи.

Z_max=Z_т+Z_м+Z_µ

Где Z_м – максимальное окружное усилие на ведущей звездочка, H; Z_µ - натяжение цепи от центробежной силы, возникающее при огибании пильной цепью ведомой звездочки, Н;

Z_т=

Z_µ=

Z_max=

Напряжения, возникающие в крайнем звене при растяжении:

σ_р=

где h₁ – васота крайних звеньев в опасном сечении, мм, δ₁ – толщина боковых звеньев, мм, d₁ – диаметр отверстий в боковых звеньях, мм, d₂ – деаметр зенковки, мм, b – глубина зенковки, мм.

σ_р=

Напряжения, возникающие в среднем звене при растяжении:

σ_р=

Где h₂ – высота среднего звена в месте ослабления его отверстием заклепки, мм, δ₂ – толщина средних звеньев, мм, d₃ – диаметр отверстий в средних звеньях, мм.

σ_р=

Напряжение, возникающее в оси вследствие среза:

t=

τ=

Напряжения, возникающие в цепях вследствие смятия:

δ_см=

Задача №2

«Определение рейсовой нагрузки и производительности трелевочного трактора»

Исходные данные: марка машины – способ трелевки – состав насождения – средний обем хлыста – вид трелюемог леса – уклон волока, ° - температура воздуха, коэффицент сцепления движителя с грунтом – расстояние подачи собирающего каната, м – запас леса на гектар, м³ – среднее расстояние трелевки, м – схема расчета рейсовой нагрузки на (рис. 2)

Решение:

Уравнение равномерного движения трактора с пачкой:

F_k – P*

Касательная сила тяги:

F_k=

Вес трелюемой пачки:

Q=

Q=

Сила тяги по сцеплению движителя трактора с грунтом:

F_cµ=(P+h*Q)*µ

Где µ - коэффициент сцепления с грунтом µ=0.55

F_cµ=

Условные ограничения по сцеплению:

F_cµ>F_k

Условные ограничения по допускаемой грузоподъёмности трактора:

Q_n=

где q – грузоподемность трактора, H.

Q_n≤

где F_n – тяговое усилие лебедки, H; β – угол наклона щита при затаскивании пачки (30°)

Q_n≤

Q_n≤

Объем древесины в трелюемой пачке:

V_n=

где Q_n –

β_к -

β_кр -

P -

Ρ =

Где n –

p_i –

P_i -

10 – сумма долей всех лессообразующих пород по таксационному                   описанию.

V_n =

Производительность трелевочного трактора:

П_ч=

где ϕ₂ – коэффицент использования расчетного объема пачки (0.8…0.9)