книги из ГПНТБ / Рахманов С.И. Основы расчета оборудования лесозаготовок

УДК 634.0.361.001.24

Г»с. пу**ич*«в

бивлиУ" »к* C C V F

и другие органы установки, параметры рабочих органов и устройств; мощности

Таблиц 9, иллюстраций 42.

3152—070 037 (01)—73

© Издательство «Лесная промышленность», 1973 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Лес имеет большое значение в народном хо­ зяйстве СССР. Ведущие отрасли промышленно­ сти и транспорта нашей страны потребляют еже­ годно огромное количество лесоматериалов. Бо­ лее половины заготовляемой древесины идет на промышленное и жилищное строительство. Лесоматериалы потребляют горнорудная и угольная промышленность, железнодорожный, транспорт. В химической и бумажной промыш­ ленности древесина служит сырьем для получе­ ния различных химических продуктов и бумаги. В большом количестве деревообрабатывающая промышленность потребляет круглые лесома­ териалы.

Обеспечение лесоматериалами нашего народ­ ного хозяйства — почетная задача, возлагае­ мая на лесную промышленность, на лесозагото­ вителей. Эта задача может быть успешно решена только при высокой степени механизации и ав­ томатизации лесозаготовительного производ­ ства. Особое место занимает комплексная меха­ низация, при которой все операции выполняют машины и механизмы, а роль рабочего сводится к управлению ими.

Комплексная механизация и автоматизация дают должный эффект только при сочетании современной технологии и нового высокопроиз­ водительного оборудования, применяемого на перемещении и обработке круглых лесоматериа­ лов. При проектировании такого оборудования основное значение имеют, методы расчета, выбор параметров машин и механизмов и определение усилий, действующих на их рабочие органы.

Условия, в которых используется лесозаго­ товительное оборудование,- весьма разнообразны

Г л а в а I

ЛЕСОМАТЕРИАЛЫ, КАК О Б Ъ Е К Т ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ

Подъемно-транспортные машины всегда конструируют с учетом формы и размеров груза и условий его перемещения. Это особенно проявляется при транспортировании лесных грузов.

В процессе лесозаготовок, на лесосеке, верхних и нижних складах лесных предприятий лесоматериалы перемещают поштучно, пачками и как сыпучий груз. Дерево, срубленное на лесосеке, транспортируют целиком или частями в виде хлыстов, сортиментов и пр. Форма и раз­ меры их крайне разнообразны, что имеет значение как при выборе типа рабочего и тягового органов транспортного устройства, так и при определении их параметров.

Дерево и ствол

Форма кроны и размеры дерева. Характерным для дерева является форма кроны и расположение ее на стволе. У таких пород деревьев, как ель и пихта крона имеет форму, близкую к конусу, у сосны, бе­ резы, осины и других крона подобна эллипсоиду. Форма кроны и ее расположение оказывают влияние на положение центра тяжести де­ рева.

Обычно крона у спелых деревьев находится на некоторой высоте от шейки корня. Длина кроны для спелой сосны составляет 7 4 н- V5 высоты дерева, т. е. она начинается на 0,75 ч- 0,8 высоты его. У бе­ резы и осины крона занимает V 3 - г - 1 / i часть высоты дерева, и начало ее находится на 0,65 -н- 0,75 высоты его от земли.

Высота дерева зависит от возраста, породы и условий произраста­ ния. Средняя высота деревьев для лесов СССР (без Дальнего Востока) колеблется от 19 до 22,5 м, а для Дальнего Востока — 26 ж.

Вес дерева и его частей. Вес поваленного дерева

Уобъемный вес древесины ствола, зависящий от породы и влажности дерева.

5

У свежесрубленной сосны влажность 60% и 7 = 860 дан/м3. Для

других пород отношение — имеет следующее значение: ели — 0,93,

Ус

березы — 1,02; осины — 0,89; где ус — объемный вес древесины ствола свежесрубленной сосны.

Объемный вес древесины сучьев больше, чем ствола на 10—20%.

увеличение диаметра поперечного его сечения, что носит название закомелистость. Вследствие этого за основной размер ствола прини­ мается его диаметр d0 примерно на высоте 1,3 м от шейки корня. Если принять высоту пня, равной 1 / 3 его диаметра, то для поваленного де­

где / — расстояние между поперечными сечениями с диаметрами d x

иd2.

Из формулы (3)

Д = (2 + Ь + 20d0) • Ю - 3 .

Можно принять приближенно Д = 0,01 или 1 см на 1 м длины ствола. Длина ствола дерева при rf0<40 см достаточно точно опреде­ ляется по уравнению

6

Х л ы с т представляет собой ствол поваленного дерева, отделен­ ный от корневой части и очищенный от сучьев. Длина хлыста, у ко­ торого отрезана вершина длиной около 3 м, равна

1Х = 1С—3 м.

Диаметр его комля находят по уравнению (2). Так как объем вер­ шины незначителен, то для технических расчетов объем хлыста при­ нимается равным объему ствола дерева.

Объем хлыстов Qx определяют по таксационным таблицам, но для технических расчетов с достаточной точностью их объем можно найти по формуле

=0,52.

При известном объеме хлыста сосны и ели диаметр d0 для I I и I I I

бонитетов приближенно следующий:

Круглые лесоматериалы, сучья и кора

Б р е в н о — круглый деловой сортимент, предназначенный для использования в круглом виде или в качестве сырья для выработки пиломатериалов. При известном диаметре бревна в вершине диаметр его комля

7

вязывают стропами или формируют челюстными или клещевыми за­ хватами и грейферами.

П а ч к а лесоматериалов характеризуется длиной и объемом. Длина ее соответствует средней длине лесоматериалов, а средний диаметр пачки находят по формуле

для кряжей и чураков Ку = 0,75.

Центр тяжести пачки занимает положение, зависящее от разме­ щения комлей лесоматериалов по длине пачки. Если хлысты или бревна лежат комлями в одну сторону, то положение центра тяжести определяют по средним размерам хлыста или бревна. Для хлыстов расстояние до центра тяжести 10 = 0,33/х, а для бревен ./0 находят по формуле (7). Если пачку формируют вразнокомелицу, то можно принимать положение центра тяжести на середине ее длины.

Коэффициент сопротивления движению лесоматериалов

При проектировании и расчете транспортных устройств для лес­ ных грузов большое значение имеют способы перемещения и коэффи­ циенты сопротивления движению. Без большого ущерба для состояния лесоматериалов их часто перемещают непосредственно по непод­ вижной опоре. При этом тяговое усилие, приложенное к грузу, за­ висит от коэффициента трения груза об опору. Если опора искусствен­ ная и работа происходит в закрытом помещении, то значение коэффи­ циентов трения или сопротивления движению будет более или менее постоянным. Но если транспортное устройствоработает на открытом воздухе, а опоры естественные, (грунт, лед, снег}, то значение сопро-

8

тивления движению может колебаться в больших пределах. Так, сма­ чивание трущихся поверхностей дождем или появление льда на них резко изменяет величину коэффициентов сопротивления движению.

При трелевке хлыстов ели лебедками коэффициент сопротивления движению для лета \ах = 0,96 и для зимы |лх = 0,5. При трелевке деревьев летом (хд = 0,85 и зимой (хд = 0,7. При сдвиге с места со­ противление движению возрастает примерно в 1,5 раза.

Сопротивление движению лесоматериалов при работе с транспор­ терами зависит от условий перемещения груза. При движении круг­ лых неокоренных лесоматериалов по сухим деревянным опорам ко­

эффициент сцепления и близкий к нему коэффициент трения в покое.

смачивание поверхностей трения, значения коэффициента сцепления колеблются в больших пределах. Так, коэффициент сцепления хлы­ стов с ребристыми роликами колеблется от 0,4 до 0,8, а с поперечинами транспортера хвойные породы имеют |хс = 1,1 -н 1,2.

Г л а в а II

ОСНОВЫ РАСЧЕТА ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН И УСТРОЙСТВ С ГИБКИМ ТЯГОВЫМ ОРГАНОМ

При расчете таких машин обычно определяют сопротивление дви­ жению и скорость груза, усилия на рабочих органах, мощность дви­ гателя, производительность и т. д. Метод расчета принимается в за­ висимости от особенностей устройства машин. Характерным для них является способ приведения в движение гибкого тягового органа.

В лебедочных устройствах конец тягового органа, обычно каната, закреплен на барабане и его движение вместе с грузом происходит в результате наматывания каната на барабан. В таких установках рабочий ход тягового органа чередуется с обратным.

В транспортных устройствах непрерывного действия движение тяговому органу придается в результате трения его об .обод тягового колеса или вследствие зацепления за зубья, помещенные на этом ободе, что обеспечивает непрерывность движения тягового органа.

Мощность двигателя транспортирующих устройств и машин за­ висит от величины сопротивлений, которые преодолевает тяговый ор­ ган при перемещении груза. Общее сопротивление движению при по­ стоянстве скорости складывается из сопротивления сил трения и подъема. И то, и другое находится в зависимости от веса груза и тягового органа, а также от их положения в пространстве в процессе перемещения.

9