Файл: Рахманов С.И. Основы расчета оборудования лесозаготовок.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.07.2024

Просмотров: 101

Скачиваний: 0

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

[cos ( ф 0 у) — H s i n ((Po Y)l c o s K — ^sin a + ——j X

N = Q

X [sin (cp0 Y) +

H cos (Фо Y)]

 

(1 + Wb) c OS (фо Y) +

(H-a — Ы S'n (ф о Y)

В приведенных формулах (рис. 3, б)

M

( 1 5 )

Фо = Ф&—а.

Если у = 0, направление движения рабочего органа т—т совпа­ дает с нормалью к подвижной опоре п—п. Для этого случая

 

 

 

 

\х,а cos a

 

а

 

 

 

 

 

NB = Q-

sin a +

-j

£

 

 

.

(16)

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 +

\la\lb)

COS фо + (]Xa — ць) sin

фо

 

Если cpft < a ,

то направление силы трения Fb

изменяется на обратное,

вследствие чего знак при коэффициенте ь

следует

также

изменить.

В этом случае, например при у

= 0 и

при

ср0

=

a — срй,

формула

(14) примет

вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin a +

| i a cos a

-(

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NB

= Q

 

 

:

 

Я

 

 

.

(17)

 

(1 — (J.a fj.u )

cos (a

ф Ь ) — а

+

\ib)

sin

(a

<p6)

 

Если знаменатель в этой формуле близок к 0, то NB получает бес­ конечно большое значение и движения не будет. Во избежание этого явления следует иметь

L ^ ^ - > t g : ( a - ? 4 ) .

M-a +

Дифференцирование знаменателя в формуле (14) по ф0 у показы­ вает, что наименьшее значение NB будет при

c t g ( 9 0 - Y ) = ^ + M ^ .

(18)

Ha— V-Ь

 

Вэтом уравнении произвольной величиной является у, которую можно подобрать при известных ср0, а и ь.

Втом случае, когда в процессе движения смещение груза по ра­ бочему органу невелико или^ коэффициент \ib незначителен по своей

величине, можно принимать ь = 0.

Тогда формула (14)

принимает

вид

 

 

 

 

а

 

 

sin ос -J— [Хд cos a -)

 

 

NB = Q

£

.

(19)

cos (ф о Y) +

Ha sin (ф о Y)

 

Трения груза о рабочий орган не будет и в том случае, когда cp6 = а , т. е. когда направления движения рабочего органа и груза будут сов-

13


падать. При этом условии \ib = 0, ф0 = 0 и

а

 

sin а +

а cos а

-{

 

^ = Q

:

^ .

(20)

 

cos у — jxa sin у

 

При тех же условиях и у = 0

Wu = Q^sina + |xa cosa + - | - j .

(21)

Если в качестве рабочего органа применяется канат (строп), то вследствие его большой гибкости, трения его по грузу не будет и для перемещения груза тяговым канатом во всех формулах для Nb можно принимать (хь = 0, а Nb — Т, где Т — тяговое усилие каната. В ча­ стности, формула (16) примет вид

а

si n a + ца cos a -j

Nb = T = Q

:

(22)

 

COS<Po + HaSin<p„

 

Формулы для определения Na и Nb применимы и для случая, когда груз лежит на подвижной опоре (рис. 2, б). При этом условии a, \ia и цй равны нулю и формула (14) принимает вид

Nb = Q, f n a

, •

(23)

Lcos (ф0 — v)

 

При смещении груза по рабочему органу, усилие на нем Р.р

 

Pv = NbY\+v\,

 

(24)

где Nb находят по приведенным выше формулам.

Особенности перемещения груза канатом

 

Для поперечного перемещения лесоматериалов в качестве

рабочих

и тяговых органов находят применение канаты.

 

В общем случае (рис. 4, а) направления движения тягового

каната

и груза не совпадают и составляют угол ср0. Вследствие этого соотно­ шение между скоростями движения груза о г р и каната v выражается уравнением

v

 

 

 

r p

COS ф 0

 

 

 

Следовательно,

при <p0£>0

скорость груза

больше

скорости

каната.

 

 

 

 

 

 

 

Как

правило,

грузовой

канат огибает

направляющий блок

(рис. 1, б), не изменяющий

своего положения

в

процессе

движения

груза, что приводит к изменению угла cp0 от меньшего значения к боль­ шему и к возрастанию скорости движения груза. Изменение скорости сопровождается появлением ускорения и действием силы инерции.

14


Ускорение движения

груза

 

Н

v2 или а = — tg2 (ф—а),

(25)

где Н я х приведены на рис. 1, а.

При подъеме пачки лесоматериалов или одного бревна весом Q двумя стропами затяжной петлей при одном тяговом канате наиболь­ шее натяжение в стропах будет равно

sin(P + Y)

(26)

sin 2Р

 

Рис. 4. Схемы перемещения груза канатом

где углы |5 и 7 показаны на рис. 4, в; угол у определяется из формулы

(27)

1 In

где с—~- и п = ~у~" Р а з м е р ы I, h и а приведены на рис. 4, в.

При перемещении, пачки по подкладкам (рис. 4, г) наибольшее натяжение в стропах 5 определяется по формуле

5 _ т

s i n Ф + У)

(28)

 

sin 2р '

 

 

где Т — тяговое усилие в канате.

15

При поперечном перемещении пачки по опоре для определения тягового усилия Т на канате в общем случае применима формула

 

 

 

 

rp

Q

 

sin а -\- w cos а

 

 

 

 

 

 

 

cos(<p — а) + w sin(cp — а) + гп

 

где а

и ф — углы наклона

опоры

и тягового каната;

 

 

w — коэффициент

сопротивления движению

пачки по опоре;

 

 

Q —• вес

пачки;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

So

 

Для

открытой

петли

(рис. 4, б)

Sc = Т — натяжение сбегающей

ветви каната и S„ — натяжение набегающей ветви каната. Для за­

тяжной

петли

5Н

=

0

и m

= 0 (рис. 4, а).

наблюдается ка-

Если

при перемещении

бревна

открытой петлей

 

 

 

 

 

 

 

 

2/

 

чение его по опоре, то m = 1, а коэффициент w = — ,

где / — коэффи-

d

циент трения качения (/ = 0,3 см) и d = диаметр бревна по кругу качения.

В случае перемещения пачки бревен или хлыстов открытой петлей канат, скользя по поверхности внешних бревен, смещает их в пачке, вследствие чего коэффициент трения каната о пачку значительно меньше, чем при обычном трении скольжения металла по дереву и в = 0,15-0,2 (первое значение — для бревен, второе — для хлы­ стов). Коэффициент

m -

где е — основание натурального логарифма; ф' — угол обхвата пачки открытой петлей, приближенно

ф' = я .

Коэффициент сопротивления движению w = \i, где |х — коэффици­ ент трения скольжения пачки по опоре.

Применение петли с двойным обхватом пачки увеличивает трение каната о пачку и канат не скользит по ней, а перекатывает ее по опоре.

В этом случае в формуле (29) m = 0, a w = , где / = (0,18-0,2) d d

и d — диаметр пачки.

Усилие на рабочем органе при продольном • перемещении груза

В продольном направлении лесоматериалы перемещают волоком или полуволоком, а также на ходовых опорах. При перемещении груза волоком он полностью лежит на опоре, а при передвижении по­ луволоком или полуподвесным способом передний конец его лежит или висит на ходовой опоре, тогда как задний конец волочится по земле.

16


При продольном перемещении груза, когда задний конец его во­ лочится по земле, а передний лежит на ходовой опоре В, реакция опоры (рис. 5, а)

Qb = Q~Y >

где /0*— расстояние от центра тяжести

груза до заднего конца;

/ — длина груза.

 

Соответственно реакция опоры С

 

Q c = Q f l — l f )

 

Рис. 5. Схемы продольного перемещения груза

 

 

 

 

Сопротивление движению конца груза, лежащего на

земле,

=

Тс

определяется

по формуле

(22), в

которой Nb = Тс, а =

0,

ца

ц

и Фо =

Ро. г Д е

Ро У г о л

наклона

груза к опоре. Так как

при боль­

шой длине груза угол (30

незначителен, можно принять

cos

р о

=

1

и sin р 0

г: tg р 0 . Тогда формула (22) примет вид

 

 

 

 

где

 

 

 

Tc = QwT,

 

 

 

 

 

__Л'.

А>_\

Ц cos а + sine

 

 

 

 

 

 

 

 

(30)

 

 

 

 

 

 

 

 

На опоре В усилие, передаваемое грузу по продольной оси его,

 

 

 

 

 

Tb = Q йУт + -y-sin.(cc + Ро)

 

 

(31)

Тяговое усилие, передаваемое от ходовой опоры к грузу и направлен­ ное параллельно его движению,

Тх = Tb cos Ро = Т,

2 Заказ Jft 1330

ЭКЗЕМПЛЯР ЧИТАЛЬНОГО З А « * .


Давление, производимое грузом на ходовую опору,

 

T ^ T j S i n P o s T j t g P o ,

(33)

где угол р 0 определяется по высоте ходовой опоры и длине

груза /.

При полуподвесном способе продольного передвижения груза перед­ ний конец его подвешен к тяговому канату и поднят над опорой

(рис. 5, б), а задний волочится по ней. Такой подъем переднего

конца

возможен при выполнении условия (рис. 5, б, положение I).

 

Т > Q

-

(34)

 

I sin (фо +

а )

 

Тяговое усилие при перемещении груза с поднятым концом представ­ ляет собой геометрическую сумму сил, приложенных к этому концу

Q4 = Q - ^ и Tb = QwT

(рис. 5, б, положение II)

T = Q

] / (-^)V^ + 2 - ^^ T sin( a + P0 ),

(35)

угол р о находят при а = 0 и

 

 

 

 

tgc P = H - l x

i g V ° ,

(36).

 

tgP„ = ^ / / " У " , * / 0 .

(37)

где х — расстояние

по горизонтали

между

точкой подвеса

каната и

грузом (см. рис. 5, б). Уравнение (37) применимо для углов наклона Р „ < 0 , 1 7 5 рад.

Сопротивление движению и расчетный вес груза

Сопротивление движению груза зависит от условий перемещения и типа рабочих и тяговых органов.

У лебедочных установок рабочие органы — стропы прикрепляются к концу грузового каната. Сопротивление движению от груза, пере­ даваемое ими канату и обозначенное в формуле (10) через Р, равно Nb, определяемому по формулам (21 и 22). Так, для случая, когда направ­ ления движения каната и груза совпадают,

Р = Q (sin а + г cos а) или Р — wQ,

(38)

где цг — коэффициент сопротивления движения груза.

У транспортеров и элеваторов груз размещен по всей длине рабочей ветви тягового.органа и перемещается или непрерывным потоком или

отдельными порциями. Во всех случаях

груз рассматривается как

распределенная нагрузка qr, отнесенная

к 1 м тягового органа. При

перемещении непрерывным потоком

 

qr = Fy,

(39)

18