WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

В случае если тяговое усилие лебедки больше допускаемого натяжения каната, необходимо предусмотреть встраиваемую в лебедку муфту предельного момента или систему автоматики, срабатывающую при превышении допускаемого натяжения.

Для определения по заданному наибольшему натяжению каната Тmax потребного начального монтажного натяжения каната Т0 можно воспользоваться существующим уравнением:

n 3lx q2lx EkFq2 3 lx P2 coscp qPlx li cos2cp 3coscp T03 T02Tmax n 24Tmax li (4) n EkFq2 li 0, n li где Т0 – начальное монтажное натяжение каната, кН; Тмах – максимальное натяжение каната, кН; Е – модуль упругости каната, кПа; F – площадь сечения каната, м2; Р – вес груза, кН; q – интенсивность нагрузки от м каната, кН/м; – средневзвешенный угол наклона хорды пролета, рад; li – длина i-го пролета между опорами, м; lx– длина загруженного пролета после деформации, м.

Решая уравнение (4) находим начальное монтажное натяжение каната как функцию от груза Т0=f(P).

n 3 q2Ek Fl xli Tmax 3 Tmax 2 T0P n 24T02P li (5) n 12 q2lx P2axbx cos cp Ek F q2 3 lx qPa bx li x cos cp 12cos cp li 0, n 24T02P li где ах – расстояние от головной мачты до груза, м; bx – расстояние от тыловой мачты до груза, м.

Известно уравнение общего состояния каната для многопролетной схемы его навески (5), связывающее начальное монтажное натяжение Т0 и конечное натяжение Тмах при произвольном положении груза Р в одном из пролетов длиной lx.

Подставляя в уравнение (5) все известные величины а также Т0=f(P), решаем это уравнение относительно веса груза Рmax.

Для дальнейших расчетов принимаем, что реакция в опоре R= Рmax, т.к. реакцию (рис. 3) можно определить по формуле:

Pmax b Rmax Pmax. (6) a b Тогда момент, приложенный к опоре, будет равен:

Мопоры= Рmax· с. (7) а – расстояние от головной мачты до груза, м; b – расстояние от тыловой мачты до груза, м; с – расстояние от опоры до точки закрепления (плечо момента), м.

Рис. 3 - Схема распределения нагрузок при транспортировке Приравнивая Мопоры к моменту дифферента М из выражения (1) определяется угол наклона :

3Pmax c. (8) l3 b g По выведенной формуле (8) определяется угол наклонения плавучего основания устройства при транспортировке древесины.

Далее полученный угол наклона сравнивается с допускаемым значением [], определяемым по формуле (3). После этого делается вывод о работоспособности устройства при заданных параметрах.

Решая уравнение состояния каната можно определить зависимости между Р и заданными исходными значениями канатной установки Т0, l,, Тмах.

Данные зависимости теоретических исследований и выведенные математические зависимости позволяют определить технические и технологические параметры устройств.

R ( T0 P ) R( lP) 1 2 3 4 100 200 300 400 Tl Рис. 4 - График функции Р=f(Т0) Рис. 5 - График функции Р=f(l) 55 R( P Tmax )R( P )40 0 10 20 30 40 0 0.1 0.2 0.3 0.P Рис. 6 - График функции Р=f() Рис.7 - График функции Тмах=f(Р) В третьей главе приведена методика исследования сложного процесса воздействия натяжений от канатно-блочной системы устройства для сбора и транспортировки древесины на деревья береговой зоны. Целью настоящих исследований являлось определение возможности использования деревьев береговой зоны в качестве опор канатной установки путём установления величин усилий, при которых деревья могут быть извлечены из грунта.

Рис. 8 - Схема проведения экспериментов Для подготовки и проведения серии экспериментов за основу была взята существующая методика определения усилия, необходимого для извлечения дерева из грунта опрокидыванием.

Особенность проведенных в ходе диссертационных исследований серии экспериментов заключается в том, что в качестве тягача был использован не трактор, а буксирный катер пр. 433. Дерево закрепляли стальным канатом диаметром 18 мм и длиной 50 м. Усилие замеряли промышленным стальным динамометром 9016, ДПУ-100-1 УХЛ 2 ТУ-25-06.2088-83 с предельной нагрузкой 100 кН. В ходе проведения опыта замерялись различные параметры эксперимента: высота дерева, высота дерева от комля до кроны, диаметр дерева на высоте 1,3 м, ширина кроны, высота берегового уступа, расстояние от кромки обрыва до дерева, длина боковых корней первого порядка.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных натурных исследований. Был произведен расчет объема ямы под пнем и усилий от канатной установки на поваленные деревья. После компьютерной обработки результатов многофакторного эксперимента получены регрессионные модели процесса воздействия усилий от канатно-блочной системы устройства на деревья береговой зоны водохранилищ.

Модель, описывающая процесс воздействия канатных установок в условиях водохранилищ на деревья сосны, произрастающие на берегах, сложенных суглинистыми грунтами, выражена уравнением:

Y=0,695х12+1,792(х1+х22)+1,610х3-2,053(х1х2+(х5/х4)2)+ +0,238(х1-х2)2х4+0,029ехр(х6+х8)+0,341ехр(х6+х7)- (9) -0,143(ехр(х8)+х3х1)-0,005(х8(х1+х3)), для деревьев сосны, произрастающих на берегах водохранилищ, сложенных песчаными грунтами:

Y=0,125х12+0,631(х1+х22)+0,664х3-0,668(х1х2+(х5/х4)2)+ +0,027(х1-х2)2х4+0,019ехр(х6+х8)+0,358ехр(х6+х7)- (10) -0,013(ехр(х8)+х3х1)-0,002(х8(х1+х3)), где Y – максимальный вес транспортируемого груза P, кН; x1 – высота дерева Hдер, м; x2 – высота дерева от комля до кроны h2, м; x3 – диаметр дерева на высоте 1,3 м. d1.,3, м; x4 – ширина кроны Вкр, м; x5 – высота берегового уступа Hбе.р, уст, м; x6 – расстояние от кромки обрыва до дерева Lоб, м; x7 – длина боковых корней первого порядка lкорн, м; x8– объем ямы под пнем Vям, м3.

Производилась оценка эффективности полученных регрессионных моделей и установлено, что данные модели являются эффективными.

Построены графики зависимостей веса транспортируемого груза P от различных параметров.

Анализ зависимости максимального веса транспортируемого груза от высоты дерева для суглинков (рис. 9) и песков (рис. 13) позволяет сделать вы вод о том, что с увеличением высоты дерева максимальный веса транспортируемого груза увеличивается.

Графики зависимостей для суглинков:

40 38 y = 0,1186x2 - 3,485x + 45,y = -0,0004x2 + 0,8146x - 1,R2 = 0,34 R2 = 0,20 21 22 23 24 25 26 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 Высота дерева Ндер, м Диаметр на высоте 1,3 м(d1,3), м Рис. 9 - Функция Р = f(Hдер.) Рис. 10 - Функция Р = f (d1,3) 40 38 y = 0,4776x2 + 0,4597x + 17,262 y = 1,986x2 - 7,0827x + 29,36 R2 = 0,8507 R2 = 0,34 32 30 28 26 24 22 20 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7 3,9 4,1 4,3 4,Длина боковых корней первого порядка, м Объем ямы под пнем, м.куб.

Рис. 11 - Функция Р = f (lкорн) Рис. 12 - Функция Р = f (Vямы) Графики зависимостей для песков:

30 28 y = 0,0678x2 - 1,9323x + 27,y = 0,0351x2 - 2,1082x + 46,26 R2 = 0,8353 R2 = 0,17 18 19 20 21 22 23 24 25 28 30 32 34 36 38 40 42 44 Высота дерева Ндер, м Диаметр на высоте 1,3 м(d1,3), м Рис. 13 - Функция Р = f(Hдер.) Рис. 14 - Функция Р = f (d1,3) 30 28 y = 0,9838x2 - 2,5317x + 15,y = 0,0351x2 - 2,1082x + 46,26 R2 = 0,9215 R2 = 0,2 2,5 3 3,5 4 4,28 30 32 34 36 38 40 42 44 Объем ямы под пнем, м.куб.

Диаметр на высоте 1,3 м(d1,3), м Рис. 15 - Функция Р = f (lкорн) Рис. 16 - Функция Р = f (Vямы) Влияние диаметра на высоте 1,3 м на развитие корневой системы, обусловливающую степень устойчивости дерева, не вызывает сомнений, и подтверждается данной зависимостью (рис. 10,14), с увеличением диаметра на высоте 1,3 м, происходит увеличение веса транспортируемого груза.

Вес груза, кН Вес груза, кН Вес груза, м Вес груза, кН Вес груза, кН Вес груза, кН Вес груза, кН Вес груза, кН При анализе графиков функции веса транспортируемого груза от длины боковых корней первого порядка (рис. 11,15) видно, что функция возрастает, это говорит о том, что с увеличением длины боковых корней первого порядка возрастает максимальный вес транспортируемого груза.

Анализ зависимости веса транспортируемого груза от объема ямы под пнем (рис. 12,16) позволяет определить, что с увеличением объема ямы возрастает максимальный вес транспортируемого груза, это объясняется тем, что объем непосредственно связан с длиной боковых корней первого порядка.

В пятой главе приводится описание разработанных устройств для доставки древесины с береговой зоны водохранилищ, новизна которых подтверждается патентами РФ на полезную модель №83737, №83759, №83767 и технологических схем сбора и транспортировки древесины на базе данных устройств Разработано устройство и получен патент на полезную модель № 83767 от 20 июня 2009 г.

10 7 11 12 ГВ 1 4 15 18 Рис. 17 - Агрегат для сбора и транспортировки древесины с берегов Агрегат состоит из плавучего основания 1, выполненного в виде понтона, кабины управления 2, лебедки 3, мачты канатной установки 4, направляющих блоков 5, 6, рабочего 7 и возвратного 8 каната, напалубных стенок накопителя 9, тросо-блочной системы 10 для подъёма и опускания рампы 11, рольгангов 12, прицепного устройства для транспортировки древесины 13, машинного отделения 15, накопителя 16, барабанов 18, угловых вращающихся блоков 19.

Сформированная в пачку древесина 14, зацепляется прицепным устройством 13 к рабочему канату 7, закреплённому на берегу угловыми блоками 19. Агрегат, находясь в акватории 17, опускает в воду с помощью тро со-блочной системы 10 борт-рампу 11 с рольгангами 12, включением привода барабанов 18 начинается движение каната 7 с древесиной 14 к агрегату.

По борту-рампе 11 и установленным на нём рольгангам 12 осуществляется облегчённая загрузка древесины в накопитель 16. после погрузки, прицепное устройство 13 отцепляется и возвратный канат 8 приводит его в исходное положение.

Разработано устройство и получен патент на полезную модель № 83759 от 20 июня 2009 г.

11 2 3 4 6 7 8 ГВ 1 5 Рис. 18 - Устройство для сбора и транспортировки древесины с береговой зоны Устройство состоит из плавучего основания 1, выполненного в виде понтона, лебёдки 2, платформы для лебёдки 3, рабочего каната 4, напалубных стенок трюма 5, тросо-блочной системы для подъёма и опускания рампы 6, рампы 7, рольгангов 8, прицепного устройства для транспортировки древесины 9, кабины управления 11, машинного отделения 12, трюма 13, угловых вращающихся блоков 15, возвратного каната 17.

На плавучем основании 1 установлена лебёдка 2, закреплённая на платформе 3, управляемая из кабины 11, собранная на берегу древесина 10, сформированная в пачку, зацепляется прицепным устройством 9 к рабочему канату 4, закреплённому на берегу угловыми блоками 15. Устройство, находясь в акватории 14, опускает в воду с помощью тросо-блочной системы борт-рампу 7 с рольгангами 8, включением привода лебёдки 2 начинается движение каната 4 с древесиной 10 к устройству. По борту рампе 7 и установленным на нём рольгангам 8 осуществляется облегчённая загрузка древесины в трюм 13. после погрузки, прицепное устройство 9 отцепляется и возвратный канат 17 приводит его в исходное положение.

Разработано устройство и получен патент на полезную модель № 83737 от 20 июня 2009 г.

Рис. 19 - Устройство для сбора и доставки древесины Устройство состоит из плавучего основания 1, на палубе располагаются накопитель 9, лебедка 2, головная мачта 5 с растяжками 6 и полиспастом 14. От барабанов канатной установки, через закрепленные на мачте направляющие блоки 7,8 протянуты несущий канат 3, по которому имеет возможность перемещается каретка 12 с грузом 11, и тягово-подъемный канат 4. Несущий канат проходит через промежуточный башмак 15, закрепленный канатами 17 на промежуточной опоре 16. Несущий канат проходит через тыловую опору 13, расположенную в береговой зоне, и закреплен зажимом 14 и канатами 18.

Собранная в береговой зоне 10 пачка древесины подцепляется к тяговоподъемному канату 4 и с помощью лебедки 2 трелюется полуподвесным способом к несущему канату 3. Затем каретка 12 с грузом 11 поднимается и перемещается в подвешенном положении по несущему канату 3 к понтону 1, находящемуся в акватории озера или водохранилища, где древесина выгружается в накопитель 9.

Предложены технологические схемы очистки береговой зоны водохранилищ с использованием разработанных устройств для сбора и транспортировки древесины.

Схема (рис.20) предназначена для очистки береговой зоны от обсохшей древесины с помощью устройства для сбора и транспортировки на базе канатной установки. Преимущество данной схемы заключается в снижении металлоёмкости, снижении числа машин, участвующих в сборе древесины с берегов, возможности доставки на плавучее основание с берега нескольких брёвен или сформированного пучка.

1 - тягово-несущий рабочий канат; - опоры канатной установки; 3 – обсохшая аварийная древесина; 4 – береговая зона; 5 – боновое заграждение;6 – акватория залива; 7 - устройство для сбора и транспортировки древесины; 8 – буксирный катер;

9 – собранная в трюм древесина; 10 – борт-рампа с рольгангами; 11 – прицепное устройство; 12 – чокера; 13 – возвратный канат; 14 – собранная на берегу древесина.

Рис.20 - Схема очистки береговой зоны от древесины 1 – трактор с манипулятором для сбора древесины на берегу; 2 – опоры канатной установки; 3 – обсохшая древесина; 4 –тяговый канат; 5 – береговая зона; 6 – боновое заграждение; 7 - устройство для сбора и транспортировки древесины; 8 – акватория залива; 9 – плашкоут для транспортировки собранной древесины; 10 – буксирный катер; 11 – накопитель с древесиной; 12 – несущий канат; 13 – тяговая каретка; 14 – трелюемая пачка древесины; 15 - собранная на берегу древесина Рис. 21 - Схема очистки береговой зоны от древесины с применением механизированного сбора на берегу и подвесной трелевки Схема (рис.21) предназначена для очистки береговой зоны от обсохшей древесины с применением механизированного сбора древесины на берегу и подвесной трелевки до накопителя или плашкоута устройством для доставки обсохшей аварийной древесины. При данной схеме уменьшается время простоя оборудования, снижается количество машин, участвующих в сборе аварийной древесины и возможность его в условиях, где применение другой техники затруднительно. Имеется возможность транспортировки свежесрубленной древесины при заготовках в береговой зоне.

На основании технико-экономических расчетов работы комплекса агрегатов на базе разработанных устройств, при сборе и транспортировке древе сины в береговой зоне водохранилищ при объеме 50000 м3 в навигацию, окупаемость капиталовложений составит пять лет. Инвестиции должны составить 12,5 млн. рублей при объеме реализуемой продукции 10,7 млн. рублей (по ценам, действующим на 2008 год).

Pages:     | 1 || 3 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.