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
[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 \ьь |
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 ) — (ца |
+ |
\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, \ла и \ль.
Втом случае, когда в процессе движения смещение груза по ра бочему органу невелико или^ коэффициент \ib незначителен по своей
величине, можно принимать \хь = 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 + |
|ха 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 \хв = 0,15-г-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-т-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 + (хг 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