Задания для выполнения практической работы 3.3

1. Резание элементарным резцом

1. Изучить виды резания элементарным резцом.

2. Произвести расчет удельного сопротивления, усилия и мощность резания элементарным резцом.

3. Рассчитать и построить графики функций Р_р=f(h) и N_р=φ(h) при h =0,2·10^-4; 0,4·10^-4; 0,6·10^-4; 0,8·10^-4; 1·10^-4.

2. Пиление цепными пилами

1. Вычертить схему срезания дерева цепной пилой.

2. Рассчитать тяговое усилие, сообщаемое пильной цепи ведущей звездочкой.

3. Рассчитать мощность, потребную на пиление.

4. Рассчитать среднее время, необходимое для выполнения одного пропила при раскряжевке сортиментов.

5. Рассчитать и построить графики функций Р_n=f(d_c) и N_n=φ(d_c) при d_c =0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 м.

Пример расчета №1. Определить удельную работу резания при пилении свежесрубленного елового кряжа диаметром d_с = 0,3 м круглой пилой с приводом мощностью N_n = 10 кВт = 1010³ Вт, шириной пропила b = 3,5 мм = 3510^-4 м и подачей на зуб 0,3 мм.

Значения параметров определим по данным приложения 2 (k₀ = 49 МДж/м³ = 4610⁶ Дж/м³; = 0,9; = 1.1). Продолжительность работы пилы принимаем 0,5 часа, при этом = 1,2. Древесина талая, поэтому = 1.

К = 490,91,21 = 58 МДж/м³ = 5810⁶ Дж/м³

Пример расчета №2. Определить время пропила свежеcрубленного елового кряжа диаметром d_c = 0,3 м круглой пилой с приводом мощностью N_n = 10 кВт = 1010³ Вт, шириной пропила b = 3,5 мм = 3510^-4 м и подачей на зуб 0,3 мм.

По формуле (3.53) находим удельную работу резания при пилении. Значения параметров берем из таблиц приложения 2 ( = 49 МДж/м³ = 4610⁶ Дж/м³), ( = 0,9), ( = 1.1). Продолжительность работы пилы принимаем 0,5 часа, при этом = 1,2. Древесина талая, поэтому = 1.

k_n = 490,91,21 = 58 МДж/м³ = 5810⁶ Дж/м³

Используя формулу (3.58), находим производительность чистого пиления

.

Принимая и подставляя значения в формулу (3.59), находим

= 1,8 с.

3.4. Валочные, валочно-пакетирующие и валочно-сучкорезно-пакетирующие машины

Валка деревьев может осуществляться машиной, выполняющей только одну операцию, состоящую из двух элементов: отделение дерева от пня, сталкивание (снятие и укладка) в заданном направлении. В этом случае необходима машина для сбора деревьев в пачки, которая полностью или частично должна повторить маршрут движения валочной машины по лесосеке, что отрицательно сказывается на состоянии почвенного покрова и окружающей природной среды. В связи с этим широко распространено совмещенное выполнение процессов валки и пакетирования деревьев одной машиной, что является логически верным и наиболее целесообразным объединением функций, когда после отделения дерева от пня оно и может быть уложено в пачку. Применяются машины комбинированного типа, осуществляющие, наряду с валкой, обрезку сучьев дерева и пакетирование хлыстов в пачки, что позволяет увеличить число функций, выполняемых лесозаготовительной машиной, и сократить количество машин на лесосеке.

По способу разработки лент машины, выполняющие валку деревьев, разделяются на фланговые и фронтальные. У фланговых машин велики холостые перемещения при переходе между лентами. Фланговые могут работать и без холостых перемещений, двигаясь по спирали или периметру делянки, однако это создает трудности для выполнения последующих после валки операций (сбора пачки и трелевки). Схемы работы машин представлены на рис. 3.8.

Часовая производительность машины может быть определена из выражения

, (3.60)

где Т – время, затрачиваемое на выполнение машиной всех операций в расчете на одно дерево, с; V – средний объем хлыста, м³.

Значение Т рассчитывается по формулам:

для ВМ-4Б

, (3.61)

для ЛП-19

, (3.62)

для ЛП-54

, (3.63)

для ЛП-17А и ЛП-49 (валка-пакетирование)

(3.64)

для ВМ-4Б (валка пакетирование)

(3.65)

где – время на обработку одного дерева, с. Оно складывается из времени: доставки и установки срезающего и валочного механизмов и погрузочного рычага у дерева (t_ус = 8…12 с); срезания дерева (t_c = d_с/u); сталкивания его с пня (t_а = 3…5 с); подъема комля погрузочным рычагом (t_п = 4…7 с); t₁ – время на поворот манипулятора, доставку ЗСУ к дереву, захват, срезание, сталкивание (снятие) дерева с пня и доставку его в пакетирующее устройство или на землю, с;  - время на переход машины от одного дерева к другому, с; t₂ – время перехода машины на смежную рабочую позицию, с; t₃ ‑ время перехода машины между лентами в расчете на одно дерево, с; t₄ - время на раскрытие и закрытие коникового зажимного устройства, с (t₄ = 25…30с); с; t₅ - время на разгрузку пачки, с (t₅ = 10 с); t₆ ‑ время на установку и снятие машины с аутригеров, с (t₆ = 50…70 с); d_с - диаметр дерева в месте спиливания, м; u – скорость подачи, м/c (для ВМ-4Б u = 0,06…0,08 м/с); n₁ - число деревьев, обрабатываемых с одной рабочей позиции; n₂ - число деревьев в пачке.

, (3.66)

, (3.67)

где V - средний объем хлыста, м³; q - запас леса на 1 га, м³; а - расстояние между смежными рабочими позициями машины, м; υ - скорость движения машины по лесосеке, м/с.

, (3.68)

где С – расстояние перехода машины между лентами, м (для машин ЛП-54 и ЛП-19 С=Δ); L - длина ленты, м; υ_л - скорость перехода машины между лентами, м/с.

, (3.69)

, (3.70)

где М - объем формируемой пачки, м³ (для ЛП-54 М = 4…6 м , для ЛП-17 М = 5…6 м³; для ЛП-49 М = 8 м³; для ВМ-4Б М = 8…10 м³).

Для машин, оборудованных манипуляторами, время t зависит в основном от объема хлыста V, м³, и может быть определено из уравнения . Значения коэффициентов и , полученных опытным путем, представлены в приложении 2. Для ЛП-49 значения и можно принять такими же, как для ЛП-17. Сменная производительность машин определяется из выражения:

, (3.71)

где m-число часов в смене, ч (m = 7 ч);  - коэффициент использования времени смены.

.