Задания для выполнения практической работы

Изучить устройства для сталкивания деревьев с пня, изобразить схемы гидроклина, гидродомкрата и гидронасоса с приводом от бензопилы.
Представить расчетную схему для определения сталкивающей силы при механизированной валке. Рассчитать параметры подпила, недопила, срезания.
Рассчитать моменты, препятствующие валке дерева, от сил: М_д- тяжести дерева в начале сталкивания; М_н – сопротивление перемычки (недопила); М_в- ветровой нагрузки; М_ст - опрокидывающий момент, необходимый для сталкивания дерева с пня;
Рассчитать усилие, необходимое для сталкивания дерева с пня на различных этапах валки дерева.
Построить график зависимости моментов, препятствующих валке от угла отклонения дерева от первоначального положения в процессе валки.
Определить наибольшие значения Р и М_ст, необходимых при сталкивании деревьев при валке, угол отклонения дерева от первоначального положения при котором начинается падение дерева.
Рассчитать элементы гидроклина: усилие для выдвигания клина в рез; диаметр цилиндра; высоту подъёма комля гидроклином; ход клина, расчетное время нагнетания жидкости в цилиндр гидроклина.

Пример построения необходимых для выполнения практической работы графиков и расчета опрокидывающего момента и усилия, необходимых для сталкивания дерева с пня, приведен на рис.1.4.

Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что при использовании рекомендуемой на практике ширине недопила ствола, наибольшее значение опрокидывающего момента и усилия, необходимых для сталкивания дерева с пня, приходится на начальный период сталкивания дерева, т.е. при γ близком к 0˚. Влияние момента сопротивления перемычки на этом этапе незначительно, а последующее его увеличение компенсируется за счет уменьшения влияния момента от силы тяжести дерева.

Тогда можно записать

. (1.44)

Результаты сравниваются со значениями опрокидывающего момента, полученными ЦНИИМЭ для деревьев с различными диаметрами и наклонами ствола, приведенными в прил. 5 (табл.П.5.3.).

1.3. Резание и пиление древесины

1.3.1. Резание древесины

Резец – это клиновидное тело на инструменте, которое в зависимости от его формы может быть ограничено несколькими (тремя, четырьмя и более) плоскими или криволинейными плоскостями (гранями).

Элементарный резец (рис. 1.5) является составной частью инструментов для механической обработки древесины и представляет собой клин, имеющий одну режущую кромку (1-2) и ограниченный четырьмя гранями: передней (1-2-3-4), задней (1-2-5-6) и двумя боковыми (1-3-5 и 2-4-6). При элементарном резании длина режущей кромки должна быть больше ширины обрабатываемого материала. Передняя и задняя грани резца должны быть плоскими, а угол резания δ и задний угол резца α постоянными. При элементарном резании лезвие резца должно быть перпендикулярно направлению его движения, траектория любой точки резца прямолинейна, а скорость движения и толщина стружки постоянны. Перечисленные условия упрощают анализ стружкообразования и позволяют рассматривать процесс резания при плоском напряженном состоянии древесины, если при этом ширина обрабатываемого материала велика по сравнению с толщиной стружки.

Основные виды резания древесины элементарным резцом (в торец, вдоль и поперек волокон) представлены на рис.1.6.

При элементарном резании удельное сопротивление резанию k, МН/м², определяется по формуле

, (1.45)

где k_о – основное сопротивление резанию, Н/м; - коэффициент, учитывающий изменение удельного сопротивления резанию в зависимости от породы; - коэффициент, учитывающий влияние угла резания на удельное сопротивление резанию;– коэффициент, учитывающий влияние влажности древесины W на удельное сопротивление резанию;- коэффициент, учитывающий влияние затупления резца на удельное сопротивление резанию (зависит от t-времени работы инструмента); - коэффициент, учитывающий влияние толщины стружки на удельное сопротивление резанию;- коэффициент, учитывающий влияние скорости резания на удельное сопротивление резанию (Скорость резания в пределах 50…60 м/с не оказывает заметного влияния на усилие резания. Поэтому можно принять= 1);- коэффициент, учитывающий состояние древесины, для талой древесины=1, для мерзлой=1,3…1,5 (в зависимости от температуры).

Основное удельное сопротивление резанию древесины при резании воздушно-сухой сосны (влажность W=15%) острым резцом, при угле резания δ = 45°, толщине стружки h = 1 мм, скорости резания ν до 50…60 м/с составит при резании в торец 19,6…24,5 МН/м²; при продольном резании – 6,9…9,8 МН/м²; при поперечном 4,9.

Значения ,,,,приведены в прил. 5.