
книги из ГПНТБ / Солопов С.Г. Торфяные машины и комплексы учеб. пособие
.pdfный вал через цепные муфты передает движение от вала редукто ра промежуточному валу.
Промежуточный вал смонтирован на подшипниках. На одном его конце свободно посажена звездочка цепной передачи, втулка на шлицах и предохранительная муфта. Вращение на шнек-фрезу передается цепной передачей. Натяжение цепи регулируется звез дочкой. Цепная передача вместе с предохранительной муфтой за крыта кожухом.
Механизм подъема и автоматического поддержания заданного уклона шнек-фрезы осуществляется через гидравлическую систему, состоящую из следящего устройства, двух гидравлических цилинд ров двустороннего действия, трубопроводов и гибких шлангов, с помощью которых гидросистема машины ТПШ-1 присоединяется к гидравлической системе трактора ДТ-55А. Последняя состоит из шестеренчатого насоса НШ-60В, гидрораспределителя Р40175 и масляного бака. Следящим устройством служит вертикально рас положенный маятник с клапанным механизмом, заключенный в герметический корпус, управляющий гидравлической системой ме ханизма подъема шнека. Корпус крепится шарнирно на раме шнек-фрезы: слева — на двух пальцах и справа — регулировочным болтом.
Благодаря воздействию следящего устройства на гидравличе скую систему в процессе работы машины, рабочий аппарат всегда находится в положении с постоянным поперечным уклоном. Необ ходимый поперечный уклон устанавливается с помощью регули ровочного болта. Гидравлические цилиндры двустороннего дейст вия устанавливают шарнирно на кронштейнах рамы задних катков.
Профилирование карт шириной 20 м производится за четыре прохода машины. Одновременно обрабатываются две карты, рас положенные через одну. На картах шириной 40 м машина делает 10 проходов. Работа выполняется одновременно на двух смежных картах в две стадии.
Цикл работы ТПШ состоит из прохода вдоль карты, поворота и холостого прохода по подштабельной полосе и поворота на кар ту с установкой машины в рабочее положение. Производительность машины ТПШ-1 за 7-часовую смену на 20-метровых картах сос тавляет 2,3 га, ТПШ-2—3,2 га; на 40-метровых картах со ответственно 1,6 H 2,5 га. Вес машины (без трактора) 5,7 т.
Энергетический расчет процесса экскавации рабочим органом шнекового профилировщика
Мощность на привод шнека определяется как произведение производительности шнека за секунду на затраты удельной рабо ты экскавации:
N = QAy,. |
(VII.8) |
Полная удельная энергия, затрачиваемая шнек-фрезой, расхо дуется на срезание материала, трение торфа о поверхность лопа
|
|
А = |
, |
(VII.9) |
где |
Трсз— работа, |
затрачиваемая |
на резание торфа |
шнеком, |
|
|
Tpc3 = Ppe3s, |
(VII. 10) |
|
где |
Ppes= fk — сила резания; |
|
|
|
г |
Л |
|
|
|
стей во время его перемещения вдоль шнека, сообщение срезае |
||||
мому материалу |
кинетической энергии, транспорт |
торфа вдоль |
шнека.
Удельная работа резания
f — с ------ — сечение срезаемой стружки; cosа
с — подача на нож;
h — глубина фрезерования;
а— угол наклона витка шнека к плоскости ортогональ ного сечения его осп.
|
Объем |
стружки, |
срезаемой |
одним витком |
за |
одни оборот, |
|||
(рпс. 75) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V = fHcosa = c —-— Я cos a = chH. |
(VIL II) |
||||||
|
|
|
|
cos |
а |
|
|
|
|
|
Удельная работа резания |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ch-------кНcosа |
b. |
|
|
|||
|
|
Лез = |
C0Saf |
„--------= |
|
(VIL 12) |
|||
|
Удельная работа, затрачиваемая на трение торфа о поверхность |
||||||||
шнека, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рР-'3Л |
, |
|
|
(VII. J3) |
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
где |
р, — коэффициент трения шнека о торф, равный 0,6; |
||||||||
, |
ITD |
— длина витка винтовой линии шнека. |
|
|
|||||
I — ------- |
|
|
|||||||
|
cosа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тогда |
|
h |
лD |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
с ------ к |
------- и |
|
яр |
|
|
||
|
|
Лтр — |
cos а |
cos а |
— k |
Н_ |
(VII. 14) |
||
|
|
chИ |
cos2 а |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
Удельная работа, |
затрачиваемая |
на |
сообщение срезаемому |
|||||
материалу кинетической энергии, |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
= |
рев, |
|
|
|
(VII. 15) |
где |
у — объемный вес торфа; |
|
|
результирующей двух |
|||||
|
£Ѵз — скорость резания, |
являющаяся |
|||||||
|
|
скоростей, |
|
|
|
|
|
|
|
«рез = Ѵ £ + |
CÙC |
2к |
(VII. 16)
(VII. 17)
гни от режима |
работы: |
|
1 — энергия, |
расходуемая |
на вращение шнека; |
2 — энергия, |
расходуемая |
на передвижение; |
3 — общая |
энергия, расходуемая машиной |
|
|
ТПШ-А |
|
С достаточной степенью точности можно принять |
|
|
|
|
(VII. 18) |
так как с по сравнению с шагом мало.
Удельная работа транспортирования торфа вдоль шнека |
|
|
4 = |
— , |
(VII. 19) |
2. |
ф |
|
где В — ширина захвата шнека; |
|
|
Pi |
— коэффициент трения торфа о торф, равный 0,8; |
ср |
— коэффициент наполнения шнека, равный 0,6. |
Заходность шнека влияет на коэффициент сопротивления ре занию
|
|
k ' = k Y z , |
(VII.20) |
|
где& — коэффициент резания при однозаходиом шнеке; |
|
|||
|
г — число заходов. |
|
|
|
|
Скорость движения машины W задается сравнением произво |
|||
дительности машины в целом |
/г с производительностью |
шнека: |
||
|
|
BhW = |
Н ~ ~ ф, |
(VII.21) |
где |
D — диаметр шнека; |
|
|
|
|
Н — шаг шнека; |
|
|
|
|
со — угловая скорость. |
|
|
|
|
При |
определении удельной работы резания необходимо знать |
||
k, который следует определять по формуле |
|
|||
|
|
Æ= -^fL- + 0,2ap, |
(VII.22) |
|
|
|
|
V Оср |
|
где |
о |
СІІ |
|
|
о = ---------средняя толщина срезаемой стружки, см; |
|
|||
|
|
R — радиус фрезы, см; |
|
|
|
|
qj — угол контакта |
резания. |
|
|
Кроме того, k можно определить по графикам, приведенным на |
|||
рис. 76. |
|
|
|
|
|
|
Г л а в а V I I I |
|
|
|
|
КОМПЛЕКС МАШИН для подготовки |
|
|
|
|
ПОВЕРХНОСТИ ЗАЛЕЖИ С МЕЛКОЛЕСЬЕМ |
|
|
|
|
§ 38. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СОСТАВЕ МАШИН КОМПЛЕКСА |
||
Для подготовки поверхности торфяных месторождений с ку |
||||
старниковой растительностью и мелколесьем (деревьями, |
имею |
|||
щими диаметр 13 см и менее) |
Калининский филиал ВНИИТП раз |
работал новую технологическую схему. Эта схема предусматривает максимальное сокращение числа операций. Главная технологиче ская операция по этой схеме заключается в глубокой (40 см) пере работке верхнего слоя залежи вместе с древесной растительностью, пнями, корневищами. Затем перемешенный раздробленный торфя ной слой укатывают. Операции глубокого фрезерования торфяной залежи вместе с древесиной и укатка поверхности производятся одним агрегатом МПГ-1,7.
Работа машины на подготовке пнистых торфяных залежей со провождается большой засоренностью поля мелкой древесной щепой. Поэтому производить машинами МПГ-1',7 подготовку фре
зерных полей для уборки торфа пневматическими комбайнами не рекомендуется. При пиистости фрезеруемого слоя около 3% сопла уборочных пневматических комбайнов засоряются древесной ще
пой и прекращают работать.
Последними операциями по технологической схеме предусмат риваются сбор древесных остатков и профилирование поверхности карты. Таким образом, во втором комплексе для подготовки по верхности торфяной залежи участвуют три машины.
§39. МАШИНА МПГ-1,7 ДЛЯ ГЛУБОКОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ ТОРФЯНОЙ ЗАЛЕЖИ С ДРЕВЕСИНОЙ
Машина МПГ-1,7 (рис. 77) предназначена для ремонта и под готовки к эксплуатации торфяных полей, а также для обработки заросших торфяно-болотных земель с последующим использова нием их под сельскохозяйственные угодья. Машина является при цепной к трактору Т-100 БГС или Т-100М БГС. Относительно оси трактора она смещена вправо, что позволяет сократить необрабо танные полосы у канав. Трактор оборудуют дополнительно перед ним буфером и редуктором уменьшения хода. Рабочие скорости 0,1—0,76 км/ч, без редуктора — 2,36—5,4 км/ч.
Принцип работы машины и ее рабочего органа заключается в следующем. Рабочим аппаратом машины служит фреза с тарель чатыми ножами, которая при поступательном движении трактора, вращаясь со скоростью 13 м/с, размельчает торфяную залежь глубиной 0,4 м на полосе шириной 1,7 м вместе с верховыми и скрытыми в залежь пнями, кочками, мелкой древесиной и кустар ником. Сфрезерованная, перемешенная и разрыхленная масса по падает под задний каток, уплотняется и укатывается им. Вращаю щаяся масса фрезы аккумулирует часть энергии в процессе фре зерования торфяной залежи и рационально расходует ее при реза нии древесных включений.
Машина состоит из следующих основных узлов: рабочего орга н а— фрезы, рамы, передней и задней опор, трансмиссии и гидрав-. лического механизма подъема. На сварной раме установлены фре за, гидравлическая система подъема и опускания фрезы и транс миссии. Рама имеет проушины для крепления заднего катка и двух гидроцилиндров. В передней ее части имеется гнездо для крепле ния шаровой опоры передних катков. К раме болтами крепится отбойная плита, которая удерживает слабо закрепленную в залежи древесную растительность и пни при фрезеровании. От нее в зна чительной степени зависят такие параметры, как усилие резания, скорость резания и толщина стружки. Кроме того, она ограничи вает глубину фрезерования.
Зазор между кромкой отбойной плиты и режущими кромками тарельчатых ножей должен быть от 3 до 5 мм. Величина зазора регулируется прокладками, закладываемыми под болты, между
0 S 9 Z -
009г -
'
---1 ООВі '■-------- < |
\\\ "
1
Il |
и |
|
|
4 =е |
; |
от-
7 —передняя |
вал |
Рис. 77. Машина для обработки торфяников сплошным фрезерованием МПГ-1,7: — редуктор конический; 4 — раліа; 5 — гидравлический механизм подъема; 6 — карданный вал; |
9 — ограждение; 10— кожух; // — ограждение муфты; 12 — карданный вал; 13 — промышленный |
3 |
|
2 — редуктор; задняя опора; |
|
/ — фреза; опора; £ — |
отбойной плитой и рамой машины. Отбойная плита сменная и ус танавливается в соответствии с заданной глубиной фрезерования.
Корпус фрезы (рис. 78) сварной, в который вварены специаль ные гнезда для крепления ножей. Нож в гнезде крепится болтом. Фреза насажена на ось, которая одним концом закреплена в стен ке редуктора, а другим — опирается через сферическую поверх-
Рис. 78. Фреза машины МПГ-1,7:
1 — редуктор; 2 — рабочий нож; 3 — ось фрезы; 4 — цилиндр; 5 — кронштейн
ность на кронштейн. Кронштейн и редуктор крепятся к раме ма шины болтами на подкладках со сферическими поверхностями. Передней опорой машины являются два полых металлических кат ка, которые смонтированы на самостоятельной раме, служащей прицепом машины. Задней опорой машины служит полый метал лический каток, который одновременно решает задачу уплотнения и укатывания сфрезерованной торфяной массы. Передние катки передвигаются по нефрезерованной торфяной залежи, а задние — по фрезерованной. Такая подвеска машины обеспечивает наимень шую зависимость ее положения от неровностей поверхности об рабатываемого участка.
Трансмиссия машины (рис. 79) состоит из карданного вала, муфты, двух промежуточных карданных валов, опоры, конического и цилиндрического редукторов и редуктора, встроенного в фрезу. Вращение фрезы осуществляется от вала отбора мощности трак тора.
Гидравлическая система подъема имеет два цилиндра и масло провод. Привод и управление подъема осуществляются от гидро системы трактора. Управление рабочими органами машины про
изводится из кабины трактора. Карданный вал имеет типовое ограждение.
На верховых залежах с картами через 20 м подготовка пло щади производится по кольцевой схеме, одновременно на двух картах через одну. На низинных залежах с картами 40 м машина вначале обрабатывает пять кольцевых проходов по одной карте, а затем такое же количество проходов на второй смежной карте.
Рис. 79. Кинематическая схема машины МПГ-1,7
После этого оставшиеся полосы машина обрабатывает кольцевы ми проходами, совершая движение против часовой стрелки. Цикл работы машины включает в себя следующие операции: рабочий проход вдоль карты,' подъем фрезы в транспортное положение с остановкой машины, поворот на конце карты, холостой проезд параллельно валовому каналу, второй поворот и опускание фрезы в рабочее положение.
Опыты показали, что измельчение древесины на фракции до 25 мм машиной МПГ-1,7 обеспечивается только при торцовом ре зании, а при фрезеровании вдоль и поперек волокон происходит скалывание материала, в результате чего в переработанной массе ■остаются древесные включения размерами более 25 мм. Для того чтобы частицы древесины более 25 мм удалить, площади обраба тывают машинами с накалывающими и цепными рабочими ор ганами.
Вес машины 5060 кг. Производительность за 7-часовую смену 0,25—0,3 га.
Энергетика сплошного фрезерования
На рис. 80 представлена схема сплошного фрезерования за лежи фрезой и примерная диаграмма изменения мощности на ободе фрезы. Обозначения на рисунке следующие:
УѴтт — соответствует мощности фрезерования торфяной залежи без древесных включений;
Nmax — соответствует мощности фрезерования древесных вклю чений и залежи;
уѴср — мощность фрезерования, подсчитанная в предположении, что древесные включения распределены в залежи со вершенно равномерно;
11 — время среза пня;
Рис. 80. Схема сплошного фрезерования |
|
|||||
І2 — время от |
встречи |
до |
встречи |
с древесными включения |
||
ми; |
|
|
мощностей, позволяющая |
двигате |
||
AN — избыточная разность |
||||||
лю вернуть кинетическую энергию, потерянную при пи |
||||||
ковом расходе; |
|
|
|
|
|
|
|
Ncp = BhW [Лт(1 - е) + |
А ав], |
(VIII. 1) |
|||
где В — ширина фрезера, м; |
|
|
|
|
||
W — поступательная скорость фрезера, м/с; |
|
|||||
е — средняя пнистость, |
% ; |
на |
фрезерование |
торфа, |
||
А т — удельный |
расход |
энергии |
||||
кгс • м/м3, |
|
|
|
|
|
|
Л т = |
/ ѵ 4І +О |
- Т - У р е з , |
(VIII.2) |
|
|
|
2g |
|
|
где k7 — коэффициент сопротивления резанию торфа, кгс/см2; |
||||
у — объемный вес торфа, кг/м3; |
|
|
||
g — ускорение силы тяжести, м/с2; |
|
|||
Урез — скорость резания, м/с; |
фрезерования пней, |
кгс-м/м3, |
||
Л п — удельный расход энергии |
||||
Лп = |
/Ѵ 104 + |
^ р |
е з , |
(ѴНІ.З) |
у — объемный вес пня; |
|
резанию пней, кгс/см2, |
||
&д — коэффициент сопротивления |
||||
&д = ап (78 — 0,9ирез+ |
(VIII.4) |
|||
Ô— средняя толщина стружки, мм; |
(табл. 8). |
|||
ûn — коэффициент, зависящий от породы древесины |
||||
|
|
|
Т а б л и ц а 8 |
|
Порода древесины |
°п |
|
Порода древесины |
°п |
Липа ............................................. |
0,8 |
О си н а ............................................. |
0,85 |
Е л ь ................................................. |
0,9 —1 |
Сосна ............................................. |
1,0 |
О л ь х а ............................................. |
1,05 |
Береза ............................................. |
1,2—1,3 |
Б у к ................................................. |
1,3—1,5 |
Я с е н ь ............................................. |
1,5—2,0 |
Мощность фрезерования |
|
|
|
Mmax = BhW [Ат(1 - |
е') + |
Л„е'], |
(VIII.5) |
где в' — местная пнистость, %, |
|
|
|
е' = ~ п ; |
|
|
(ѴІП.6) |
Ь ■— ширина среза, м. |
|
|
|
Свободная мощность на фрезерование |
|
|
|
ЛГсВ= [Мдв-(/Ѵ т + Мф)]г|, |
(VIII.7) |
||
где іѴдв — мощность двигателя; |
|
|
|
7ѴТ — мощность на передвижение трактора; |
|
||
/Ѵф — мощность на передвижение фрезера. |
|
||
. Полная энергия, которую фреза |
расходует при встрече с пнем, |
||
Е = N J , + - L j ' |
(coo2 - |
cot). |
(VIII.8) |