Задача 2

Условие задачи

Дано

Установить расчетом основные эксплуатационные параметры сплоточной машины типа ЛР-21. Исходные данные приведены в таблице 2.

Таблица 2

Исходные данные	Вариант
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Длина сплачиваемых бревен, м:
lmax	8,0	6,5	7,5	8,0	8,0	8,0	6,5	8,0	7,5	6,0
lmin	4,5	4,5	5,0	5,0	4,5	4,5	4,5	5,0	4,5	4,5
Средний диаметр бревен, м, dср	0,19	0,18	0,20	0,21	0,17	0,17	0,20	0,16	0,19	0,22
Плотность древесины, кг/м3,	700	720	810	840	750	740	820	760	850	790
Осадка пучка, м, Т	2,3	2,0	2,4	2,3	2,1	1,9	2,4	2,5	2,0	2,2
Скорость движения стоек машины, м/с:
передних, vП	0,96	0,90	0,86	0,86	0,78	0,70	0,70	0,96	0,86	0,78
задних, vЗ	0,48	0,45	0,43	0,43	0,39	0,35	0,35	0,48	0,43	0,39

Задание на выполнение работы

1. Определить объем сплачиваемых пучков при максимальной и минимальной длине бревен.
2. Установить ширину и длину сплоточного коридора машины.
3. Рассчитать усилие, возникающее при сжатии пучка.
4. Рассчитать толщину каната для задних стоек.
5. Определить тяговое усилие на барабане сплоточной лебедки и мощность на ее валу.
6. Рассчитать длину, диаметр и число оборотов барабанов лебёдки задних стоек.
7. Рассчитать производительность машины в смену для максимальной и минимальной длинны бревен.
8. На схеме сплоточной машины обозначить основные узлы, проставить основные размеры. Знать принцип работы сплоточной машины стоечного типа.

Указания по решению

Сплоточная машина ЛР-21 предназначена для сплотки брёвен в речные пучки объёмом до 50 м³ и озёрные - до 35 м³. ЛР-21 относится к машинам стоечного типа. Пучок образуется сжатием поперечного ряда брёвен между стойками.

1. Решение задачи начинается с расчета объемов пучков для минимальной и максимальной длины бревен для заданной осадки и коэффициента формы пучка. Затем устанавливается число бревен в пучках путем деления объема пучка на средний объем бревен в том пучке.

Высота пучка определяется по следующей зависимости: ,
где Т - осадка пучка, м; - плотность воды, кг/м³; - плотность древесины, кг/м³; = 0,94 - коэффициент, учитывающий непропорциональность осадки пучков и плотности древесины.

Ширина пучка определяется по формуле: ,
где С - соотношение осей поперечного сечения пучка.

Объём лесоматериалов в пучке определяется по зависимости: ,
где К_П = 0,65 - коэффициент полнодревесности пучка; l_бр - длина брёвен в пучке, м.

2. Усилие, возникающее в каждой из двух обвязок пучка, определяется по следующей зависимости: ,
где K_C - коэффициент сжатия бревен, для бревен в коре, K_C = 1,5, для окоренных K_C = 1,05; - относительная плотность древесины, кг/м³; d - средний диаметр бревен,м; l, H - соответственно длина и высота пучка, м; g = 9,81 м/сек² - ускорение силы тяжести.

Разрывное усилие определяется по формуле: ,
где m - коэффициент запаса прочности, m = 3 - для проволоки и канатов, m = 4 - для цепных и прутковых обвязок.

Длина обвязки определяется по формуле: ,
где m1 = 0,10…0,12 - коэффициент запаса; - периметр поперечного сечения пучка.

3. После этого рассчитывается длина сплоточного коридора машины по формуле: ,

где n - число бревен в пучке; d_ср - средний диаметр бревна, м; K - коэффициент, учитывающий неровности бревен, K = 1,2; i - число рядов бревен в сплоточном коридоре, i = 2…3.

Число брёвен в пучке с достаточной для расчёта точностью можно определить по формуле: .

4. Габаритные размеры машины определяют по формуле ,
где В_П.М = 2 - ширина переднего моста машины, м; l_Н.Щ = 4 - длина выступающей части нагнетателя щети, м; l_ФОР = 8,7 - длина участка формировочной части машины, м.

Ширина коридора: ,
где l_max - максимальная длина сплачиваемых брёвен, м; l_ЗАП = 1,6 - запас, необходимый для установки уравнителей щети, м.

Габаритная ширина машины: ,
где В_П = 1,5 - ширина понтона, м.

5. Усилие, необходимое для сжатия пучка задними стойками, определяется по формуле: .

6. Мощность электродвигателя лебедки: ,
где v_З - скорость движения задних стоек, м/с; = 0,9 - к.п.д. привода.

7. Диаметр тягового каната лебедки задних стоек определяется по усилию сжатия, приходящемуся на одну ветвь каната с учетом коэффициентов запаса прочности m = 3 и неравномерности распределения усилий K = 1,2: .

8. Длина барабана, на который наматывается канат в один ряд, может быть определена по следующей зависимости: ,
где L_КАН = L_К - длина каната, наматываемая на барабан, м; D = 0.4 м - диаметр барабана; b₀ = d_КАН+3 - расстояние между витками каната, м; d_КАН - диаметр каната, м.

Число оборотов барабана лебедки определяется по зависимости: .

9. Производительность машины для сплотки бревен каждой заданной длины: ,

где V_П - объем пучка, м³; - коэффициент использования рабочего времени; = 0,8 ….0,9; t - продолжительность дожатия и обвязки пучков, t = 120 с; L_k - длина сплоточного коридора, м; n - скорость движения передних стоек, м/с.