Технологические процессы лесосечных и лесоскладских работ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1. Роликовые транспортеры

 

Роликовые лесотранспортеры служат в  основном для перемещения штучных  грузов в горизонтальной или слегка наклонной плоскости. Мелкие грузы  транспортируют в ящиках или на поддонах.

Расстояние между роликами  должно быть таким, чтобы груз всегда находился  не менее, чем на 2-х роликах. Груз может перемещаться толканием, за счет небольшого наклона или принудительного  вращения роликов от привода. Конструкцию  роликов выбирают в зависимости от формы перемещаемых грузов (рисунок 2.1).

 

 

 

 

Рисунок 2.1 – Роликовые транспортеры

 

Гладкие цилиндрические ролики (рисунок 2.1 а) применяют для перемещения плоскостных грузов (шпал, досок, брусьев). Диаметр роликов принимается в пределах 100-160мм.

При перемещении круглых лесоматериалов применяют седловидные и конические ролики (рисунок 2.1) с ребристой поверхностью, винтовые роликовые транспортеры для продольно – поперечного перемещения груза (рисунок 2.1).

Гладкие цилиндрические ролики (рисунок 2.1) применяют для перемещения плоскостных грузов (шпал, досок, брусьев). Диаметр роликов принимается в пределах 100-160мм.

При перемещении круглых лесоматериалов применяют седловидные и конические ролики (рисунок 2.1) с ребристой поверхностью, винтовые роликовые транспортеры для продольно – поперечного перемещения груза (рисунок 2.1).

Исходные данные:

• транспортер горизонтальный;
• длина транспортера, L = 10-15 м;
• ролики конические, расстояние между конусами а = 5…8 см;
• угол конусности α₁ = 40⁰…60⁰;
• наименьший диаметр конуса D_min = 8…10см;
• наименьшая длина бревен, l_min = 3…3,5м;
• наименьший объём бревна, V_max = 1,25…1,50 м³;
• длина бревна l_Б = 5,5…6,5 м;
• средний объём бревен, V_ср = 0,25…0,35 м³;
• скорость перемещения среднего бревна, υ = 0,6…1,0м/с;
• передаточное число от ведущего вала транспортера к валам роликов
• i = 1.

 

2.2. Определение основных параметров

 

Наибольший диаметр бревна посередине его длины, м:

 

d_max = ,           (2.1)

d_max = =0,69

 

С учетом сбега диаметр бревна в комле, м:

 

d_max = ,          (2.2)

d_max = 0,69+1,5+0,01=0,705

 

где - относительная сбеженность, = 0,01.

 

Расчетная масса бревна, кг:

 

m = V_{max ∙} γ,           (2.3)

m = 0,56 _∙ 800=448

 

где γ – плотность перемещаемого  груза, γ = 800…850 кг/м³.

 

Диаметр среднего бревна посередине его длины, м:

 

d_cp = ,           (2.4)

d_cp = =0,52

 

Длина усеченного конуса ролика, при  α = , м:

 

  ,           (2.5)

=0,09

 

Для устойчивого положения бревна на ролике принимаем h = 3 (h ≈ до 250 мм).

Наибольший диаметр ролика, м:

 

D_max = D_min + 2 h ∙ tg α,          (2.6)

D_max = 0,08+ 2 ∙ 0,27 ∙ tg 20=0,28

 

Масса ролика (двух усеченных конусов), кг:

 

m_p = 1600 ,       (2.7)

m_p = 1600 =78,1

 

где h, D_max, D_min – размеры ролика, м.

 

Диаметр круга качения для среднего бревна, м:

 

,         (2.8)

 

где d_ср – средний диаметр бревна.

 

Диаметр круга качения для наибольшего  бревна, м:

 

,         (2.9)

 

Угловая скорость роликов, рад/с:

 

,            (2.10)

 

Расстояние между роликами, м:

 

,            (2.11)

 

Число роликов на транспортере:

 

,            (2.12)

 

где L – длина транспортера.

 

Пусковой момент на ведущем валу транспортера, Нм:

 

,       (2.13)

 

где m – расчетная масса одной штуки груза, кг; D_p - диаметр круга качения, принимаем D_p = ; I – передаточное число от ведущего вала транспортера к валу ролика; ω₁ – коэффициент сопротивления движению на цапфах вала ролика, при скользящих опорах, ω₁ = 0,05…0,06, при шариковых ω₁ = 0,03…0,04; μ₀ - коэффициент трения скольжения груза по роликам с учетом угла корпусности:

 

где, I_p – момент инерции двух усеченных конических роликов,кгм²:

 

I_p = 0,5 m_p ,           (2.14)

I_p = 0,5∙ 78,1∙ _=0,92

 

где, ω – угловая скорость вращения ролика при установившемся движении, рад/с; t_p – время разгона, с:

 

t_p = ,            (2.15)

t_p = =7,2

 

Коэффициент полученного действия для конической зубчатой передачи η_к = 0,95 и для цепной:

 

,           (2.16)

где η_ц ≈ 0,96.

 

Для цепной передачи при η = η_п  пусковой момент М рассчитывается по формуле (2.10).

Мощность двигателя по пусковому  моменту с учетом коэффициента допускаемой  перегрузки к_д = 2.

 

N = ,          (2.17)

N =

 

где ω_д – угловая скорость вала двигателя, ω_д – 150рад/с; М_ц – момент для цепной передачи; i_n – передаточное число передаточного механизма:

 

i_n = ,            (2.18)

i_n =

 

Расчет вала ролика на прочность ведется из предположения, что груз лежит на двух роликах.

Крутящий момент на валу ролика, Нм:

 

М_кр = ,          (2.19)

М_кр =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1. Окорочные станки  и установки

 

Для окорки сырья применяются роторные окорочные станки, следует определить параметры и мощность двигателя станка.

 

Рисунок 3.1 – Схемы скобления

 

Рисунок 3.2 – Схема кольцевой головки окорочного станка

 

3.2. Определение основных  параметров окорочной головки  станка

 

Для определения основных параметров находим толщину снимаемой коры:

 

δ₀ = а +в₀ (d_в – 100),          (3.1)

δ₀ = 3 +0,024 (0,46 – 100)=0,61 

 

где, d_в – диаметр кряжа, мм; для сосны а = 2,8 мм, в₀ =0,018; для ели а = 3 мм, в₀ =0,024.

 

Толщина снимаемого слоя древесины:

 

h^´ = = 25 ^. 10^-4Δ^. d_max ,        (3.2)

h^´ = = 0,017

 

где, Δ – объём древесины, снимаемой  ножами при окорке, %; для многоножевых головок Δ = 7-15%; d_max – наибольший диаметр окоряемого кряжа без коры.

 

Выпуск ножей:

 

h = δ₀ + h^´,            (3.3)

h = 0,61 + 0,017=0,627

 

Длина режущей кромки ножа:

 

l_н = 2 ,          (3.4)

l_н = 2 =2,05

 

Угол охвата кряжа одним ножом 2α₀ (угол α – в градусах (радианах)):

 

сos α₀ = 1- ,           (3.5)

сos α₀ = 1-

 

Необходимое количество ножей:

 

Z ≥ = ,           (3.6)

Z =

 

Устанавливаем, как располагаются  ножи в головках, сколько штук в каждой и на какой угол повернуты головки относительно друг друга.

Удельное сопротивление резанию  при окорке:

 

К = К_с а_з а_п а_{в ,}           (3.7)

К =12∙1∙1∙1=12

 

где, К_с - удельное сопротивление резанию при строгании, К_с = 10-12 н/мм;  а_з , а_п , а_в – коэффициенты, учитывающие влияние затупления ножей, породы и состояния древесины, для острых ножей а_з = 1,0, затупленных а_з  = 1,2-1,4; для сосны и ели а_п = 1,0, для березы а_п =1,2; коэффициент а_в  для свежевырубленной древесины равен 1,0, для мерзлой равен 1,5.

 

Ширина слоя древесины снимаемого одним ножом, мм:

 

в = 2R₀ sin α_0,           (3.8)

в = 2∙0,23∙ sin 0,93=0,00746

 

при 2R₀ = d_max

 

Усилие на одном ноже, Н:

 

Р = 2/3 к в h ( h = h^´ ),          (3.9)

Р = 2/3∙12∙0,00746∙0,017=0,00102

 

Усилие на ножевой головке, Н:

 

Р_г = Р Z ,            (3.10)

Р_г =0,00102∙5,14=0,0052

 

где, Z – число ножей в головке.

 

Усилие на толкателе, Н:

 

Р_у = Р_max (μ_т + 1),          (3.11)

Р_у = 0,0052∙(0,1∙ + 1)=0,0018

где, Р_max =  Р_Г – наибольшее усилие, Н; μ_Т – коэффициент трения скольжения цепи и упора по опоре, μ_Т = ω_Т, ω_Т – коэффициент сопротивления движению толкателя, ω_Т = 0,08-0,1; h_у и l_у - высота и длина упора, l_у = 0,5м, h_у = 0,2м.

 

Тяговое усилие транспортера, Н:

 

Т = 2 m_ц g L₀ μ_ц + m_К g μ_К + m_Т g ω_Т + Р_у + Р_Г,      (3.12)

Т = 2∙15∙9,81∙5,5∙0,25+100∙9,81∙0,4+220∙9,81∙0,1+0,0018+0,0017=1012,9

 

где, m_ц – масса 1м цепи, m_ц = 15 кг; L₀ – длина транспортера, L₀=3,0-5,5; m_К и m_Т – масса кряжа и толкателя, m_К = 80-100кг,  m_Т=180-220кг; μ_К и μ_ц – коэффициенты трения кряжа и цепи об опору, μ_К = 0,4, μ_ц = 0,25; Р_у – усилие на толкателе.

 

Скорость цепи транспортера:

 

υ = ,           (3.13)

υ =

 

где, П₀ – производительность станка в смену, м³/см; l – размер груза в направлении его движения, для продольных транспортеров, l = L₀, м; V_ср – средний объём кряжа, м³; Т - продолжительность смены, сек; С₁ – коэффициент заполнения тягового органа, С₁ = 0,4-0,45; С₃ – коэффициент использования рабочего времени, С₃ = 0,85-0,9.

 

Мощность двигателя станка:

 

N = ,           (3.14)

N =

 

где, η_П  - КПД передаточного механизма, η_П  = 0,8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1. Ленточные транспортеры

 

Применяют для перемещения коротких сортиментов, щепы, опилок, мелких кусковых отходов, досок, шпал, горбыля и др. Они могут быть стационарными и передвижными, горизонтальными и наклонными с углом наклона не более (16⁰-20⁰).

Тяговым и рабочим органом служит прорезиненная лента. Ширина ленты (В) может быть от 0,3 до 1,2 м, в зависимости от назначения транспортера (рис. 7.1.д). Число хлопчатобумажных тканевых прокладок (n) определяют в зависимости от ширины ленты, м (при В = 0,35 n = 3…4; В = 0,4  n = 3…5; В = 0,5 n = 3…6; В = 0,65   n = 3…7; В = 0,9 n = 3…11).

Верхняя и нижняя ветви ленты  опираются на поддерживающие роликовые  опоры, которые по конструкции могут  быть прямыми и желобчатыми.

Расстояние между роликовыми опорами  для рабочей ветви i₁ = 1,2-1,5м, для холостой i₂ = 2,5-3м. Диаметр приводного барабана гладкого D_в = (125…150)n, натяжного D_к = (100…125)n, ширина барабана В_т = В + (0,05…0,1)м.

Коэффициент трения прорезиненной  ленты по металлическому (чугунному) барабану равен μ = 0,25…0,35; по дереву μ=0,3…0,4.

Скорость перемещения ленты  для сыпучих грузов υ= 0,75…1,5м/с; для штучных υ = 0,6…1,0 м/с.

 

4.2.Определение основных параметров

 

Тип транспортера – горизонтальный, Н = 0.

Ширина ленты, м:

 

В = в + (0,1…0,2),          (4.1)

В=0,41+0,1=0,51

 

Расстояние  между роликами i₁ и i₂  принимаем из задания.

Масса 1м ленты:

 

m₀ = 1,1 D (δ n + δ₁ + δ₂),         (4.2)

m₀ = 1,1∙0,51∙ (1,25∙5+3+1)=5,75

 

где В – ширина ленты, м; δ –  толщина прокладки, мм (δ= 1,25…1,35); δ₁ – толщина обкладки в рабочей части ленты, мм; δ₂ – толщина обкладки в нерабочей части ленты, мм; δ₁ =3,0…4,5; δ₂ =1,0…1,5; n – число прокладок.