Материал: 4297
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Воронежская государственная лесотехническая академия
Проектирование самоходных лесных машин
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторно-практическим занятиям для студентов
лесомеханического факультета по специальности 170400 – Машины и механизмы лесного комплекса
Воронеж 2004
2
УДК 630*377.4
Попиков П.И. Проектирование самоходных лесных машин. Методические указания к лабораторным работам для студентов лесомеханического факультета по специальности 170400 – Машины и механизмы лесного комплекса / П.И. Попиков, Л.Д. Бухтояров, - Воронеж:ВГЛТА, 2004, - 32 с.
Печатается по решению редакционно-издательского комитета ВГЛТА
Рецензент д-р. техн. наук, проф. К.Р. Казаров
Научный редактор д-р. техн. наук. проф. И.М. Бартенев.
Попиков Петр Иванович Бухтояров Леонид Дмитриевич
Методические указания к лабораторно-практическим занятиям по курсу Проектирование самоходных лесных машин для студентов лесомеханического факультета специальности 170400 - Машины и механизмы лесного комплекса
Редактор С.Г. Герасименко
Подписано в печать 18.03.04 Формат 60×84 1/16 Бумага оберточная. Объем 2.1 п.л. Усл. п.л. 1, 92. Уч. – изд. л. 2,5. Тираж 100.
Воронежская государственная лесотехническая академия РИО ВГЛТА. УОП ВГЛТА: 394613, Воронеж, ул. Тимирязева, 8
3
ЗАНЯТИЕ №1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСНОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ С ПАЧКОЙ ДЕРЕВЬЕВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ
1.1 Цель работы.
Определение влияния методов трелевки на конструктивные параметры транспортной системы.
1.2Оборудование и приборы. ЭВМ и чертежные инструменты.
1.3Исходные данные.
1.3.1. Расчетные схемы трелевки деревьев в полуподвешенном состоянии (рис. 1.1).
1.3.2 Исходные данные по заданию преподавателя. 1.4 Расчетные зависимости.
1.4.1 На основании расчетной схемы (рис. 1.1б) определяются технологические силы T и N из условия равновесия пакета [1]
|
|
f |
|
cosα + [(1− n)ctgγ − |
n |
|
]sinαg |
|
||||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
T = M g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
(1.1) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f2 ctgγ + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
N = M g |
f2 cosα +[n( f2 ctgγ +1)sinαg |
; |
|
|
(1.2) |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
f2 ctgγ +1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
sin γ = |
1 |
(1± |
|
|
|
); |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
1+ AB |
|
|
|
|
|
|
(1.3) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
A = |
Lg (1− n) |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1.4) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lтр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
Lg |
|
|
n |
|
|
n |
|
|
2 |
|
|
||||||
|
B = |
A − |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
, |
|
(1.5) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
A |
|
(1− n)Lтр |
f |
2 |
|
|
|
|
L |
g |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где Mg |
– масса пакета хлыстов, кг; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
f2 |
– коэффициент сопротивления волочению пакета; |
|
||||||||||||||||||||||||||
4
n– коэффициент, учитывающий часть силы тяжести пакета, приходящийся на тягач (при трелевке комлями вперед n=0,67, при трелевке вершинами вперед n=0,33);
lтр –длина троса, м; lg – длина пакета, м; Н –высота трелевочной арки, м;
g–ускорение свободного падения, м/с;
1.4.2 Определяем суммарный реактивный момент:
M p |
= M1 + M2 = Zk [(N + Mт cosαg) f1 + T + Mт sinαg], |
(1.6) |
где |
Мт– эксплуатационная масса машины, кг; |
|
|
f1 – коэффициент сопротивления движению машины; |
|
|
Zk– радиус колеса, м; |
|
М1; М2 – реактивные моменты на передних и задних колесах, Н м.
а)
б)
Рис. 1.1 Расчетные схемы трелевки деревьев транспортной системой: а – схема сил, действующих на тягач; б – схема сил, действующих на трелюемый пакет
5
1.4.3 Определяются опорные реакции на передние и задние колеса Z1 и
Z2:
Z |
|
= |
1 |
{M |
|
g[a cosα − (h |
− Z |
) sin α]−T(H − Z |
) − Na |
|
− Mp}; (1.7) |
|
1 |
|
|
|
|||||||||
|
|
l |
т |
т |
т |
k |
k |
|
N |
|
||
|
|
|
|
|
|
Z2 |
= M |
т cosαg + N − Z1 , |
|
|
(1.8) |
|
где значения l, aт, aN, H ясны из рис. 1.1.
Суммарное давление на грунт от передних и задних колес тягача:
Z1n |
= Z1 |
+ 2m1 |
cosαg; |
(1.9) |
|
Z2n |
= Z2 |
+ 2m2 |
cosαg, |
||
|
где 2m1 и 2m2 – массы двух колес передней и задней оси.
1.4.4 Заносят данные в программу «Оценка компоновки технологического оборудования на базовой машине», текст приведён в Приложении 1, получают значения максимально допустимого угла подъема αmax и наибольшей нагрузки на рейс с учетом заданных ограничений для различных способов трелевки:
Z1n ≥ 0; Z2n ≤ 2Pдоп , (1.10) где Рдоп – допустимая нагрузка на одну шину заднего места.
Кроме того, получают зависимости от конструктивных параметров:
Z1 = f (aN ,H); |
Z2 = f (aN ,H); |
(1.11) |
1.5 Порядок выполнения работы. |
|
|
1.5.1 Введите исходные данные по заданию преподавателя: |
||
Коэффициент сопротивления волочения пакета f2=F |
0,5…0,8 |
|
Угол наклона пути АО |
|
0…0,6 рад |
Длина троса lтр = L1 |
|
0,4…0,7 м |
Коэффициент n = NO |
|
|
при трелевке комлями вперед, |
0,67 |
|
при трелевке вершинами вперед |
0,33 |
|
Радиус колеса Zk = R |
|
0,5…0,8 |
Эксплуатационная масса машины Мт =М4 |
2000…12000 кг |
|