Расчеты параметров рычажных бревносбрасывателей. Схемы к расчетам рычажных бревносбрасывателей

Расчеты параметров рычажных бревносбрасывателей

Для полной сброски бревна с траверс необходимо, чтобы центр его тяжести переместился за ребро седлообразной опоры на расстояние, обеспечивающее сваливание под действием собственного веса бревна

(рис. 2. 8, а). В соответствии с этим необходимую величину хода сбрасывающих рычагов определяют по формуле

, где  - ход сбрасывающих рычагов, под которым понимается расстояние, измеренное по прямой, лежащей в горизонтальной плоскости и перпендикулярной оси транспортера, между крайними положениями конца рычага ( в исходном положении и в конце рабочего хода);

- соответственно наибольший и наименьший диаметы бревна, м;

;

 - ширина опоры, м, м;

с – расстояние между рычагом, находящимся в исходном положении, и бревном максимального диаметра, м, м ;

- поперечное смещение тягового устройства под влиянием усилия сброски (мм);

- величина на которую должен сместиться центр тяжести бревна за ребро опоры, м, , м,

м.

На величину усилия сброски оказывают влияние размеры и вес бревна, характер его движения в поперечном направлении по опоре (скольжение, качение), скорость сброски и конструкция сбрасывателя.

Рис. 2. 8 Схемы к расчетам рычажных бревносбрасывателей

На рис. 2. 8, б изображена схема расположения сил, действующих на бревно в начальный период сброски, для случая скольжения бревна по седлообразной опоре с углом подъема α. На бревно действуют следующие: усилие сброски P; вес бревна Q; реакция опоры N;  силы трения и :

, ,

где, - соответственно коэффициенты трения скольжения между рычагом сбрасывателя и бревном и между бревном и опорой, , ;

сила инерции массы бревна , возникающая вследствие того, что бревно в начальный период сброски движется с ускорением;

, где  - ускорение свободного падения;

 - ускорение движения бревна в поперечном направлении.

Усилие Р направлено под углом β к горизонту. Примем для расчетов, что      β > α, то бревно при его поперечном перемещении опускается относительно рычагов сбрасывателя  и сила трения  направлена вверх. Принимаем  α = 25⁰, β= 30⁰.Проектируя на оси x и у  все силы, действующие на бревно, для случая

β > α ( ось x параллельна ребру опоры) получим:

;

.

Решая эти уравнения относительно P, находим

.

Определим максимальный  вес бревна

, где- плотность древесины, кг/м³;

l- длина бревна, м.

 Н.

Для расчетов принимаем усилие, необходимое для сброски бревен

P=15 кН.

Общий момент, передаваемый валом на сбрасыватели

, где  - плечо сбрасывателя, м;

кН.

Момент на одном сбрасывателе

, где n – количество сбрасывателей;

кН.

Результирующий момент на среднем сбрасывателе

;

кН.

Усилие, прикладываемое одним сбрасывателем к бревну

;

кН.

Сила трения одного сбрасывателя о бревно

, где - коэффициент трения сбрасывателей о бревно, .

 кН.

Усилие, необходимое на штоке гидроцилиндра

, где  - плечо, на  котором приложено усилие гидроцилиндра к валу, м;

кН.

Результирующие силы приложенные к валу

;

кН.

;

где - равнодействующая в вертикальной плоскости,

;

кН;

кН.

Расчет вала

Рис. 2.9 Схема для расчета вала

Построим схему результирующих сил, действующих в одной плоскости

(рис. 2.10).

1)  Для данной системы сил определим степень статической неопределимости

, где - количество опорных связей данной системы;

3 -  количество уравнений равновесия статики, которое может быть составлено для данной системы.

.

Система один раз статически неопределима.

2)  Выбираем основную систему, отбрасываем одну реакцию опоры (рис. 2. 10).

3)  Записываем для данной системы уравнение деформации

,

где - единичный коэффициент при неизвестной силе;

- единичная сила;

- грузовой коэффициент.

4)  а)Строим эпюры от изгибающих моментов от действия единичных сил и заданной нагрузки (рис. 2. 10).

б) Определим единичный коэффициент канонического уравнения.

, где - площадь элементарной фигуры;

- ордината эпюры, взятая под центром тяжести элементарной фигуры.

;

; ;

 ; ;

.

в) Определим грузовой коэффициент канонического уравнения.

;

;

; ; ; ; ; .

; ; ; ;  ; .

5)  Определяем внешнюю неизвестную

;

 кН;

кН.

Рис. 2. 10 Расчетные схемы

6)  Определим опорные реакции

;

: ;

;

кН;

;

кН.

7)  Строим эпюру изгибающих моментов (рис. 2. 11)

;

;

 кН×м;

кН×м;

;

 кН×м;

 кН×м;

;  кН×м; ;

 кН×м;

;  кН×м;

 кН×м.

8)  Строим эпюру крутящих моментов (рис. 2. 11)

;

 кН×м;

;

 кН×м;

 кН×м;

9)  Строим эпюру суммарных моментов (рис. 2. 11)

;

 кН×м;

 кН×м;

 кН×м;

 кН×м;

 кН×м;

 кН×м;

 кН×м;

 кН×м.

Рис. 2. 11 Расчетные схемы