3.2. Проектирование состава лесовозного поезда

Для формирования состава автомобильного поезда на базе заданного автомобиля сначала необходимо определить расчетную предельную полную массу его из условия обеспечения возможности равномерного движения на руководящем уклоне в заданных дорожных условиях по формуле

, (3.5)

где – предельная полная масса лесовозного поезда (по силе тяги автомобиля), т;

– расчетная касательная сила тяги автомобиля с учетом ограничения по сцеплению, Н;

– основное удельное сопротивление движению, Н/т;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

– руководящий уклон дороги, ‰.

Значение силы тяги по двигателю принимают для второй передачи коробки скоростей и низшей передачи раздаточной коробки.

Силу тяги по сцеплению определяют по формуле

, (3.6)

где – сцепная масса машин (масса, приходящаяся на ведущие оси), т;

– коэффициент сцепления колеса дорогой. Для летних условий можно принять = 0,3…0,4; для зимних – = 0,2…03.

Для различных автомобилей величины по двигателю и G_сц приведены в прил. 3.

Для расчета принимают меньшее значение силы тяги.

Величины основного удельного сопротивления движению в зависимости от типа дорожного покрытия и его состояния даны в табл. 3.2. Меньшие значения принимают для хорошего состояния покрытия.

Затем следует подобрать, исходя из имеющегося прицепного состава и применяемых сейчас схем комплектования (прил. 6), такой состав автопоезда, полная масса которого будет близка , то есть

, (3.7)

где  фактическая полная масса лесовозного автопоезда (по грузоподъемности), т;

 масса автомобиля без груза, т;

 масса всех прицепных единиц автопоезда без груза, т;

 масса навесного гидроманипулятора, т;

 грузоподъемность автомобиля, т;

 суммарная грузоподъемность всех единиц прицепного состава, т.

Таблица 3.2

Основное удельное сопротивление движению автомобильных транспортных средств

Тип покрытия	Wo, Н/т
Цементобетонное, асфальтобетонное	150…200
Колейное из железобетонных плит	200…250
Гравийное, щебеночное и грунтовое, обработанное вяжущими	250…300
Гравийное и щебеночное без обработки	350…400
Грунтовое	350…600
Снежно-уплотненное	250…400
Ледяное	250…300
Деревянно-лежневое	200….300

Технические характеристики автомобилей и прицепного состава приведены в прил. 3, а навесных автомобильных гидравлических манипуляторов - в прил. 4.

При проектировании автопоездов с навесными погрузочными манипуляторами по данным прил. 4 следует выбрать марку манипулятора, привести его основные технические характеристики и уточнить грузоподъемность той единицы подвижного состава, на которой он установлен.

В зависимости от состава автомобильного поезда и вида транспортируемых лесоматериалов гидроманипулятор может быть установлен в следующих местах:

• на автомобиле за кабиной или в задней части шасси. Стрела манипулятора в транспортном положении при этом располагается над кабиной, на лесоматериалах или поперек платформы в месте установки;

• на полуприцепе в его передней или средней части платформы с размещением стрелы в транспортном положении на лесоматериалах или поперек платформы в месте установки;

• на прицепе в передней его части с размещением стрелы аналогично полуприцепу.

Изменение грузоподъемности подвижной единицы зависит от места установки манипулятора и размещения его стрелы в транспортном положении. Влияние трех навесных гидроманипуляторов на грузоподъемность пяти автомобилей приведено в прил. 5. Для других автомобилей и навесных гидроманипуляторов величину снижения грузоподъемности следует устанавливать по аналогии с прил. 5.

При установке гидравлического манипулятора на прицепе или полуприцепе их грузоподъемность должна быть снижена на величину веса погрузочного устройства, так как добиться нормативных значений осевых нагрузок (нагрузки на опорно-сцепное устройство) можно путем продольного смещения лесоматериалов по платформе прицепной единицы. На автомобиле это сделать невозможно из-за малой длины платформы.

После формирования состава автопоезда определяется полезная нагрузка на автопоезд.

Возможная полезная нагрузка на автопоезд по силе тяги автомобиля

, (3.8)

где  полезная нагрузка на автопоезд, м³;

 средняя плотность (объемная масса) древесины в зависимости от породы, влажности и т.п. (в расчетах можно принять = 0,8 т/м³).

Полезная нагрузка по грузоподъемности автопоезда

. (3.9)

При наличии на автопоезде навесного гидроманипулятора в формулу (3.9) следует подставлять уточненное значение грузоподъемности подвижной единицы с манипулятором.

Для дальнейших расчетов принимают меньшее значение из сравниваемых величин.

Для сортиментных автопоездов, кроме того, необходимо проверить грузовместимость. Она рассчитывается по формуле

, (3.10)

где  грузовместимость (объем груза в плотном теле) автопоезда, м³;

 ширина груза, м;

 высота i-ой пачки груза, м;

 длина i-ой пачки груза, м;

 коэффициент полнодревесности i-ой пачки груза: для бревен = 0,5…0,65; для хлыстов = 0,4…0,5;

 количество пачек древесины на автопоезде.

Ширину груза можно определить по формуле

, (3.11)

где В – габаритная ширина автопоезда, В = 2,5 м;

– ширина стоек коника, = 0,2 м.

Высота груза при условии полного использования допустимой габаритной высоты автотранспортного средства

, (3.12)

где  допустимая габаритная высота автопоезда, = 4,0 м;

 погрузочная высота, м.

Погрузочная высота приведена в технических характеристиках автомобилей и прицепного состава (прил. 3).

Если окажется меньше , то принимают .

При хлыстовой вывозке следует проверить возможность распределения груза на автопоезде пропорционально грузоподъемности автомобиля и прицепного состава.

Лесозаготовительные предприятия, работающие на базе специализированных лесовозных дорог, как правило, производят вывозку хлыстов полной длины двухзвенными автопоездами, состоящими из автомобиля и одного двухосного роспуска. Хлысты на автопоезде размещают комлями вперед. При такой погрузке и вывозке хлыстов изменение расстояния между кониками автопоезда является единственно возможным способом обеспечения нормального распределения массы перевозимого груза по коникам без снижения величины полезной рейсовой нагрузки. Искомое расстояние (рис. 3.1) может быть определено по формуле

, (3.13)

где b  расстояние между кониками, м;

 длина перевозимой пачки хлыстов, м;

r  коэффициент, значения которого изменяются в зависимости от величины обрезки хлыстов перед погрузкой [12, рис. 2.3];

а  свес груза за коник: автомобиля а = 1 м, полуприцепа а = 2,5 м;

 реакция коника автомобиля, равная величине нагрузки на коник от , т.

Следует принять = .

Рис. 3.1. Расчетная схема

После определения расстояния между кониками автопоезда необходимо найти величину свеса вершинной части хлыстов за коник

.

На специализированных лесовозных дорогах длина автопоезда не ограничивается, а свес груза за коник роспуска (С) допускается до 8…10 м. Если получается С > 10 м, следует уменьшить длину перевозимых лесоматериалов путем опиливания вершиной части хлыстов, снизить нагрузку на коник или подобрать другой состав автопоезда [19, 20].

Вывозка лесоматериалов с использованием дорог общей сети требует загружать автопоезда хлыстами с обрезанными вершинами другими способами – комлями на коник роспуска или вразнокомелицу. Эти способы подробно рассмотрены в учебном пособии [19].

Таким образом, окончательно полезную нагрузку на автопоезд при хлыстовой вывозке устанавливают после определения способов погрузки их на автопоезд, но она не должна превышать допустимые значения из условий грузоподъемности и тяговых возможностей.