Машиностроение \ Проектирование машин

Определение сил взаимодействия машины с деревом при валке и перемещении деревьев. Определение сил сопротивления перемещению дерева и параметров приводов рычагов захватных устройств, страница 4

Как показано на рисунке 2.3 а, зажимные рычаги при подтаскивании приподнятого дерева разворачиваются на некоторый угол относительно продольной оси дерева и соответственно на некоторый угол α₁ относительно вертикали. При этом рычаги упираются нижними частями в ствол дерева условно в точках А и Б, а верхней частью – в точках А₁ и Б₁, как бы заклинивая его.

На каждый рычаг в поперечной плоскости Х-Х захвата – рисунок 2.3б, в точке С₂ действует сила:

, (2.4)

в точке А (Б) – сила:

, (2.5)

и реакция Nр, нагружающая рычаг в этой плоскости изгибающим моментом .

В сечении I – I [6]:

; (2.6)

В сечении II – II [6]:

; (2.7)

Сила Р_Ц может быть определена по выражению [6]:

; (2.8)

где f – коэффициент трения ствола о рычаги (при наличии гребенки 0,8-1);

n₃ – количество захватов;

n₁ – количество рычагов в одном захвате.

а)

рисунок а

б)

рисунок б

в)

рисунок в

Рисунок 2.3 – Расчетная схема

При подтаскикании дерева к конику захват испытывает одновременно изгиб с кручением под действием внешних сил и реакций, действующих на зажимные рычаги перпендикулярно к поперечной плоскости захвата Х – Х рисунок 3в. Изгиб вызывается силами Рх = Fсопр и Pz = G max в шарнире О, соединяющем захват с рукоятью манипулятора.

Изгибающий момент в вертикальной продольной плоскости захвата относительно сечения I – I:

; (2.9)

где К_Д – коэффициент динамичности, 1,2 – 1,4;

; (2.10)

где .

Реакция R_A находится из условия равновесия зажимного рычага относительно опоры А:

; (2.11)

На зажимной рычаг действует крутящий момент:

. (2.12)

Нормальную реакцию со стороны дерева на зажимном рычаге можно определить по выражению [6]:

. (2.13)

4 Определение напряжений, возникающих в рычаге захватного устройства.

Следующим этапом необходимо определить максимальный эквивалентный момент и нормальную силу в сечении.

Для определения результирующего момента, изгибающие моменты М^П М^В во взаимно перпендикулярных плоскостях складываются геометрически для сечений I – I и II – II:

. (2.14)

Эквивалентный момент:

. (2.15)

Применительно к данной работе эквивалентный момент необходимо определить для каждого сечения в каждой плоскости (поперечной и вертикальной):

; (2.16)

. (2.17)

В силу такого факта, что конструкция зажимного рычага ЗУ, применяемая практически на всех бесчокерных трелевочных машинах вписывается в рамки условия: высота сечения рычага не превышает 1/4 – 1/5 величины радиуса его кривизны, то напряжения, возникающие в нём, допускается определять по выражениям для прямых брусьев. Таким образом, нормальную силу в рычаге ЗУ можно определить по выражению:

. (2.18)