Определение сил взаимодействия машины с деревом при валке и перемещении деревьев. Определение сил сопротивления перемещению дерева и параметров приводов рычагов захватных устройств, страница 3

Θ₀ – начальный угол наклона дерева к вертикали.

Откуда

;                             (1.12)

4  Определение сил взаимодействия захватно – срезающего устройства с падающим деревом.

Силы взаимодействия захватно – срезающего устройства с падающим деревом – в точке М определяются на основании следующих расчетных формул:

;           (1.13)

где  - ускорение точки М вдоль оси х,

 - ускорение точки М вдоль оси z.

Учитывая тот факт, что ускорение точки М считаем равным нулю – уравнения приобретут следующий вид:

;                           (1.14)

Используя формулы 2.14 найти величины сил взаимодействия ЗСУ с падающим деревом и построить их зависимости от угла Θ.

В результате получаем нагруженность манипулятора в процессе валки и перемещения дерева.

Контрольные вопросы для самоподготовки:

1  Назвать факторы, влияющие на скорость падения дерева.

2  Назвать факторы, влияющие на время падения дерева.

3  Объяснить для чего производится определение сил взаимодействия манипулятора с деревом при валке и пакетировании.

4  Пояснить влияние принимаемых в расчетах допущений на результат.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

4 часа

Определение сил сопротивления перемещению дерева и параметров приводов рычагов захватных устройств.

Цель работы: расчет сил сопротивления перемещению дереваи параметров приводов рычагов захватов. Расчет прочности элементов конструкциии захватов.

Задачи работы: приобретение практических навыков в определении основных параметров захватных устройств.

Обеспечивающие средства: методика определения сил сопротивления и параметров приводов рычагов захватов.

Задание: на основании исходных данных определить усилия, действующие в захватном устройстве (ЗУ) при подъёме и подтаскивании дерева с последующим подбором геометрических сечений рычагов ЗУ.

Требования к содержанию отчета: по результатам работы оформляется отчет в соответствии с порядком выполнения работы.

Порядок выполнения:

1  Определение сил взаимодействия между деревом и захватным устройством в процессе работы машины.

Необходимые характеристики деревьев [5].

Рисунок 2.1 – Зависимость между объёмом хлыста и его диаметром

Таблица 2.1 - Плотность заготавливаемой древесины

На основании данных рисунка 2.1 и таблицы 2.1 можно определить массу ствола дерева по следующему выражению:

;                                                       (2.1)

Силы взаимодействия между захватом и деревом (хлыстом) при подъёме и подтаскивании его к кониково – зажимному устройству  по горизонтальному участку в установившемся режиме (угол наклона местности α=0, ускорение  j=0).

Рисунок 2.2 - Расчетная схема

На основании рисунка 2 с учетом преобразования выражения для определения  сил Pz и Px имеют следующий вид:

;                                                   (2.2)

;                                                  (2.3)

где  f₂ – коэффициент сопротивления волочению дерева по грунту, зависит от состояния волока, типа грунта и т.д. Средние значения при волочении деревьев или хлыстов по волоку: летом 0,4-0,6; по мокрой поверхности 0,6-0,8; зимой 0,3-0,5; по рыхлому снегу 0,5-0,7.

n – коэффициент распределения силы тяжести дерева (хлыста)

при подтаскивании за вершину n ≈ 0,3; при подтаскивании за комель n ≈ 0,5-0,6;

G – сила тяжести хлыста.

2  Определение наиболее опасного случая нагружения  захватного устройства.

На основании опыта проектирования установлено, что один из случаев наиболее опасного нагружения захватного устройства (ЗУ): подъём за один конец дерева максимального объёма; одновременно дерево перемещается в кониковое зажимное устройство манипулятора на вылете, при котором плечо усилия на штоке гидроцилиндра привода рукояти  является максимальным.

3 Составление расчетных схем и определение нагрузок, действующих на рычаг захватного устройства.