Файл: Жуков А.В. Колебания лесотранспортных машин.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 80

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Рис. 12. Зависимость веса дерева второго (1) и третьего (2) разря­ дов от диаметра на высоте груди.

Многочисленными опыта­ ми [2] установлено, что на от­

клонение дерева от

заданного

направления

валки

в

момент

падения значительное

влияние

оказывает

направление

его

е с т е с т в е н н о г о

 

н а к л о ­

н а и а с и м м е т р и ч н о с т ь

к р о н ы .

К возрасту

спелости

деревья

всех

пород

 

имеют

естественный

наклон

ствола в

пределах от 1

до 4°. Это необ­

ходимо учитывать при

проек­

тировании

валочных

средств,

приемных

устройств, при

опре­

делении

направления

повала

дерева.

 

 

 

 

П л о щ а д ь п о п е р е ч н о г о (вдоль

ствола) с е ч е н и я

к р о н ы

дерева определяется по

формуле

[1]

где Ак

— коэффициент формы

кроны;

 

D K

—• наибольший диаіметр

кроны;

 

/к

— протяженность кроны.

 

Коэффициент Ак для .конусовидной кроны равен 7г. для параболической — 2 /3 .

Особенно следует учитывать влияние ветра на повал деревь­ ев. Для определения д а в л е н и я в е т р а н а к р о н у дерева скорость движения воздушного потока принимается, с известным допущением, равномерной, а вектор скорости ветра — нормаль­

ным к оси

дерева. Тогда давление ветра на крону

определяется

по

формуле

 

 

 

 

где

SlK

площадь проекции кроны дерева на плоскость, пер­

 

 

 

пендикулярную

к направлению ветра;

 

 

с х

коэффициент лобового сопротивления;

 

 

р

плотность

воздуха;

 

 

 

vB

— скорость

ветра;

 

 

 

 

^к — коэффициент заполнения кроны.

 

 

О п р о к и д ы в а ю щ и й

м о м е н т

от действия ветра оп­

ределяется

из уравнения

 

 

 

 

 

 

 

MS = Q L,Ц.Т.К )

 

 

где

Ln.T i K

расстояние от расчетного

сечения до

центра тяже-

с т а к р о н ы .


Д и а м е т р к р о н ы и

е е п р о т я ж е н н о с т ь можно

определить по эмпирическим

зависимостям [1] . Для спелых со­

сновых

насаждений

эти

зависимости следующие: d 1 3 = 5 , 5 9 A < +

+8,24; 1К =1,82£)к

+5,23.

Для

валки деревьев

в строго заданном направлении с уче­

том веса дерева и его естественного наклона валочные средства должны создавать опрокидывающий момент 2—2,5 тс-м. Еще большее влияние на валку оказывает ветровая нагрузка. Так, при силе ветра 3—4 балла необходим опрокидывающий момент около 5 тс-м.

При расчетах, связанных с колебаниями машины при .повале дерева в процессе поворота ствола, пользуются уравнениями, учитывающими вращательное движение. Для решения таких уравнений необходимо знать момент инерции дерева относитель­ но оси вращения и высоту расположения центра тяжести дерева.

Исследования, проведенные в Ленинградской лесотехниче­ ской академии им. С. М. Кирова, показали, что деревья, пред­

ставляющие промышленный

интерес, можно считать эквивалент­

ными усеченным конусам с

к о э ф ф и ц и е н т о м

ф о р м

ы q0,

равным 0,67, и в и д о в ы м

ч и с л о м / в , равным

0,5. Для

таких

деревьев центр тяжести находится на расстоянии 0,35 их

высо­

ты, считая от основания.

 

 

 

При определении м о м е н т а и н е р ц и и

дерева относи­

тельно оси, проходящей через плоскость основания, можно поль­

зоваться

аналитической формулой [1]:

 

/, = M[(R2+SRr+6r)L2+

32-(R<+Rir+Rh2+Rr3

+

 

 

+,•*)]/[ 10 (# 2 +/?/ - +/*)],

 

где М — масса дерева;

 

 

R — радиус основания конуса;

 

г — радиус вершины конуса;

 

L

длина конуса.

 

 

Если

^0 =

0,67, /8 =0,5, высота дерева 15—30 м,

/"=(0,25—

—0,30) R. Тогда / , = (40—150)

М[кге - м - с 2 ] .

 

Поскольку леса, отводимые для рубки, различны, располо­

жены в разных местах, нужно иметь лесные машины

различной

конструкции.

Так, около 70%

лесосек БССР, отводимых для

освоения, расположены в болотистых местах, что, естественно, требует применения трелевочных машин с малыми удельными нагрузками на грунт.

Лесосечные работы производятся как в зимнее, так и в лет­ нее время. Поэтому лесные машины должны быть надежны при работе в условиях низких и .высоких температур, приспособлены для движения по снежной целине, снежным и ледяным дорогам.



Движение машин, работающих «а лесосеке, происходит в крайне сложных дорожных условиях. Наличие пней, завалов и т. п. предъявляет повышенные требования к конструкции под­ вески. Машина, работающая в лесу, должна быть маневренной, обладать повышенной прочностью, высокопроизводительной и надежной в эксплуатации.

При эксплуатации машин на заготовке леса необходимо ис­ ходить из лесохозяйственных требований по скорейшему возоб­ новлению и выращиванию леса. Технологический процесс, а так­ же конструкция машин, механизмов и оборудования должны проектироваться с учетам максимального сохранения имеюще­ гося под пологом леса подроста как при выборочной, так и при сплошной рубке.

В настоящее время в СССР лесозаготовки ведутся только в лесах, сформировавшихся путем естественного возобновления. Древостой в таких лесах по породам, размерам и расположению деревьев на площади зависят от условий произрастания. Объем

древесины

хлыста на лесосеке может изменяться от 0,1

до 3 м 3

и более.

При падении крупных деревьев возникают

большие

ударные силы. Поэтому в целях безопасности машины, работаю­ щие на лесосеке, должны иметь соответствующее ограждение, а валочно-трелевочные машины с повалом дерева на себя — соот­ ветствующие приемные приспособления достаточной прочности и

необходимой упругости

для снижения

динамических

ударных

нагрузок.

 

 

 

 

 

 

При проектировании лесовозных транспортных средств,

кроме

специфики

лесных

грузов,

необходимо учитывать

слож­

ность

условий эксплуатации, особенно

дорожных.

 

 

В

настоящее

время

вывозка

леса

автотранспортом

дости­

гает 70% общего

объема

механизированной вывозки.

До 30%

леса вывозится автопоездами по обычным грунтовым дорогам. Лесовозные автомобильные дороги строятся часто на огра­ ниченный срок с использованием наиболее дешевых дорожностроительных материалов. Лесозаготовительные предприятия не всегда обеспечивают удовлетворительный уход за дорогами. Неудовлетворительные дорожные условия снижают полезную нагрузку и скорость движения автопоезда, увеличивают расход топлива и степень износа подвижного состава, а также в значи­

тельной маре определяют проходимость транспортных средств. М и к р о р е л ь е ф лесовозных дорог может иметь различ­ ный характер. Высота и длина неровностей, глубина впадин из­ меняются в больших пределах. Характер чередования неровно­

стей также не постоянный.

С т е п е н ь р о в н о с т и

п р о е з ж е й ч а с т и

д о р о г и

иногда оценивается

величиной просвета

между рейкой

длиной

3 м и поверхностью

дороги

в наиболее

глубоком месте.

Более


объективным критерием оценки ровности покрытий является ве­

личина средней

квадратичной высоты неровностей [3,4] (табл.

2). О влиянии

степени ровности покрытия

(определенной с по­

мощью рейки)

на допустимую скорость движения транспортных

средств можно

получить представление,

анализируя данные

табл. 3.

Т а б л и іі а 2. Средняя квадратичная

высота

неровностей

( а н )

для

разных

типов

дорог

 

 

Тип д о р о ж н о г о

покрытия

 

 

 

 

Булыжное:

 

 

 

 

 

 

 

с впадинами

и буграми

 

 

2,50—3,28

удовлетворительного

качества

 

1,35—2,29

ровное

 

 

 

 

0,92

 

Асфальто-бетонное

 

 

 

0,80—1,26

Цементно-бетонное

 

 

 

0,5 —1,24

Гравийное:

 

 

 

 

 

 

 

удовлетворительного

качества

 

3,33—4,27

хорошего качества

 

 

 

2,00—2,45

Грунтовое:

 

 

 

 

 

 

 

удовлетворительного

качества

 

4.8

 

плохого качества

 

 

 

8—10, до 15

Т а б л и ц а

3. Допустимая

скорость

движения

в зависимости

от состояния

проезжей

части

дороги

 

П р е д е л ь н о

Средняя

глубина

П р о е з ж а я

допустимая

 

просвета

по д

часть дороги

 

скорость,

3-метровой рей­

 

 

км/ч

 

 

кой,

см

Ровная

 

Более

50

 

Менее

2

Малоухабистая

 

»

40

 

2 - 3

 

Среднеухабистая

Менее

30

 

3 - 5

 

Ухабистая

 

»

25

 

Более

5

Геометрические параметры проходимости автомобилей и ав­ топоездов (дорожные просветы, радиус продольной проходимо­ сти, углы свеса) определяются глубиной колеи, высотой пней, виадин и буправ. Проходимость автомобиля и других машин зависит также от характера оцепления колес с дорогой и удель­ ного давления шин на дорогу. За счет сцепления колес с доро­ гой преодолевается повышенное сопротивление движению на мягких или топких местах, на крутых подъемах по скользкой