Transport drewna
Grupa tematyczna:
Obliczenia trakcyjne taboru zrywkowego
Katedra Techniki Leśnej
Grupa 6
Anna Sarzyńska
Zestaw 16
Uniwersytet Przyrodniczy im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu
1.1 Określanie siły uciągu koniecznej do zerwania dłużycy.
Dane:
Q = 13,0 ciężar dłużycy
fz = 0,7 współczynnik oporów zrywki
α = 15° kąt pochylenia stoku
sinα = 0, 2588
cosα = 0, 9659
Siła uciągu konieczna do zerwania dłużycy w górę stoku.
Pu = Q(fz cosα+ sinα)
Pu = 12, 15 kN
Siła uciągu konieczna do zerwania dłużycy w dół stoku.
Pu = Q(sinα−cosα)
Pu = 5, 31 kN
Siła uciągu potrzebna do ruszenia.
Pu, = Q(1,5fzcosα+sinα)
Pu, = 16, 54kN
Pu − 12, 15 kN − 100%
Pu, − 16, 54 kN − x
x = 136, 13%
WNIOSKI
Chwilowa siła uciągu potrzebna do ruszenia dłużycy z miejsca jest o 36,13% większa od chwilowej siły uciągu potrzebnej do utrzymania dłużycy w ruchu przy zrywce w górę stoku.
Bardziej korzystny jest kierunek zrywki w dół stoku.
1.2. Określenie siły uciągu przy zrywce drewna na urządzeniach pomocniczych.
Dane:
f=0,22 współczynnik oporów toczenia dwukółki
Gp=1,5 ciężar urządzenia pomocniczego
α = 15° kąt pochylenia stoku
ft= 0,6 współczynnik oporów tarcia dłużycy o podłoże
Q=13,0 ciężar dłużycy
k=0,6 przy zrywce półpodwieszonej za odziomek
k=0,4 przy zrywce półpodwieszonej za wierzchołek
k=1,0 przy zrywce podwieszonej
Pu = [f(Gp+kQ)+ft(1−k)Q]cosα + (Gp+Q)sinα
Zrywka półpodwieszona za odziomka
Pu = 8, 74 kN
Zrywka półpodwieszona za wierzchołek
Pu = 9, 70 kN
Zrywka podwieszona
Pu = 6, 83 kN
WNIOSKI
Najbardziej korzystna jest zrywka podwieszona.
W ten sposób unika się oporów wynikających z tarcia bądź odziomka, bądź wierzchołka o podłoże.
1.3. Wyznaczanie wielkości jednorazowego ładunku zrywanego przez sprzężaj konny.
Dane:
Gk= 6,0 ciężar konia (koń lekki)
Gp= 1,6 ciężar urządzenia pomocniczego
fz= 0,5 współczynnik oporów zrywki
f= 0,14 współczynnik oporów urządzenia pomiarowego
ft= 0,40 współczynnik oporów tarcia dłużycy
α = 15° kąt pochylenia stoku
φ= 1,96 współczynnik nierówności pracy koni
tg α=0,2679
Siła uciągu pary koni przeciętnie w ciągu dnia.
Pu2 = Puγ
Pu2 = 1, 47 kN
Siła uciągu pary koni na krótkich odległościach (do 200m).
Pu2 = 2, 94 kN
Siła uciągu pary koni - krótki zryw (do 10 sek.).
Pu2 = 14, 70 kN
Wielkość jednorazowego ładunku przy zrywce przez wleczenie parą koni w dół stoku.
$$Q = \frac{P_{u2} + 2G_{k}\operatorname{tg} \propto}{f_{z} - \operatorname{tg} \propto}$$
Przeciętnie w ciągu dnia Q = 20, 18 kN
Na krótkich odległościach Q = 26, 52 kN
Krótki zryw Q = 77, 19 kN
Wielkość jednorazowego ładunku dla pary koni przy zrywce w dół stoku za pomocą dwukółki.
$$Q = \ \frac{P_{u2} + \left( 2G_{k} + G_{p} \right)\operatorname{tg} \propto - fG_{p}}{kf + \left( 1 - f \right)f_{t} - \operatorname{tg} \propto}$$
Przeciętnie w ciągu dnia Q = 22, 63kN
Na krótkich odległościach Q = 29, 43 kN
Krótki zryw Q = 83, 85 kN
WNIOSKI
Jednorazowy ładunek zrywany przez sprzężaj konny jest większy przy zrywce dwukółką, związane jest to z uniknięciem oporów tarcia związanych z wleczeniem wierzchołka po podłożu.
1.4. Zależność między siłą uciągu wciągarki a prędkością ruchu liny.
Dane:
Ns=8 moc silnika napędzającego wciągarkę
V= 0,25 – 2,0 $\frac{m}{s}$
φ= 0,7 współczynnik sprawności silnika
Siła uciągu wciągarki Pu w kN.
$$P_{u} = \ \frac{N_{s}\varphi}{v}\text{\ kN}$$
| V | 0,25 | 0,50 | 0,75 | 1,00 | 1,25 | 1,50 | 1,75 | 2,00 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pu | 22,40 | 11,20 | 7,47 | 5,60 | 4,48 | 3,73 | 3,20 | 2,80 |
WNIOSKI
W miarę jak zwiększa się prędkość wciągania zmniejsza się siła uciągu. Początkowo zmiany te przebiegają gwałtownie (co widać na wykresie), natomiast po początkowym skoku nastepne zmiany są zrównoważone.
Można zwiększyć siłę uciągu wciągarki przy większych prędkościach jeżeli za każdym razem lina wciagrki będzie rozciągnięta na pełną długość.
1.5. Określ moc silnika wciągarki linowej.
Dane:
V = 0,95 $\ \frac{m}{s}$ prędkość ruchu wciągarki
Q = 13,00 ciężar ładunku
fz= 0,7 współczynnik oporów zrywki
α = 15° kąt pochylenia stoku
Moc silnika napędzajacego wciągarkę Ns w kW
Ns = QV(fzcosα + sinα)
Ns = 11, 55 kW
Obliczona moc silnika jest wystarczająca do zerwania ładunku w podanych warunkach, ale byłoby to wykorzystanie mocy silnika w 1005, dlatego aby silnik pracował z pewnym zapasem mocy obliczoną moc silnika należy zwiększyć o 12,5%.
11,55 kW – 100%
x - 112,5%
x = 12,99 kW
1.6. Określenie wielkości jednorazowego ładunku wywożonego przez ciągnik rolniczy.
Dane:
hz= 0,58 odległośc punktu zaczepienia ładunku od podłoża
c = 0,5 odległość punkyu zaczepienia ładunku od osi tylnych kół
Ns = 32 moc silnika
G = 29 ciężar ciągnika
h = 0,65 odległość środka cięzkości ciągnika od podłoża
rk = 0,815 promień tylnych kół
VIb = 1,0 najmniejsza prędkośc jazdy
φ =0,7 współczynnik przyczepności kół do podłoża
f = 0,1 współczynnik przyczepności kół do podłoża
α = 15° kąt pochylenia stoku
a = 1,7
L = 2,6 odległość środka ciężkości
fz = 0,7 współczynnik oporów zrywki
ft = 0,4 współczynnik tarcia dłużycy o podłoże
η= 0,7 sprawność układu napędowego
k= 0,5 współczynnik rozkładu ciężaru dłużycy
Wielkość jednorazowego ładunku przy pełnym wykorzystaniu mocy silnika dla zrywki przez wleczenie oblicza się ze wzoru:
$$Q_{w}^{m} = \ \frac{\frac{3,6N_{s}\eta}{V_{\text{Ib}}} - G\left( f\cos \propto + \sin \propto \right)}{f_{z}\cos \propto + \sin \propto}\text{\ kN}$$
Qwm = 75, 23 kN
W przypadku zrywki półpodwieszonej bezpośrednio na ciągniku stosujemy wzór:
$$Q_{p}^{m} = \ \frac{\frac{3,6N_{s}\eta}{V_{\text{Ib}}} - G\left( f\cos \propto + \sin \propto \right)}{\left\lbrack kf + \left( 1 - k \right)f_{t} \right\rbrack\cos \propto + \sin \propto}\text{\ kN}$$
Qpm = 140, 59 kN
Wielkość jednorazowego ładunku, jaki może być zerwany przy pełnym wykorzystaniu siły przyczepności tylnych kół napedzających ciągnik oblicza się:
w przypadku zrywki przez wleczenie ze wzoru:
$$Q_{w}^{p} = G\left\lbrack \frac{\varphi a - f\left( L - \varphi r_{k} \right) - \left( L - \varphi h \right)\tan\alpha}{\left( f_{z} + \tan\alpha \right)\left( L - \varphi h_{z} \right)} \right\rbrack\text{kN}$$
Qwp = 2, 97 kN
w przypadku zrywki półpodwieszonej bezpośrednio na ciągniku ze wzoru:
$$Q_{p}^{p} = G\left\{ \frac{\varphi(a + fr_{k} + h\tan{\alpha) - L(f + \tan{\alpha)}}}{\left\lbrack \left( 1 - k \right)f_{t} + \tan\alpha \right\rbrack\left( L - \varphi h_{z} \right) - k\left\lbrack \varphi\left( L + c + fr_{k} \right) - fL \right\rbrack} \right\}\text{kN}$$
Qpp = − 412, 26 kN
Wielkość jednorazowego ładunku ze względu na kierowalność ciągnika określa się:
w przypadku zrywki przez wleczenie ze wzoru:
$$Q_{w}^{k} = \ \frac{G\left( b - fr_{k} \right)\cos{\alpha - h\sin{\alpha\rbrack - Z_{\text{pmin}}L}}}{\left( f_{z}\cos\alpha + \sin\alpha \right)h_{z}}\text{\ kN}$$
Qwk = 17, 18
w przypadku zrywki półpodwieszonej bezpośrednio na ciągniku ze wzoru:
$$Q_{p}^{k} = \frac{G\lbrack\left( b - fr_{k} \right)\cos{\alpha - h\sin{\alpha\rbrack - Z_{\text{pmin}}L}}}{k\left( c + fr_{k} \right)cos\alpha + \lbrack(1 + k)f_{t}cos\alpha + sin\alpha\rbrack h_{z}}$$
Qpk = 20, 00
| Wielkość ładunku zdeterminowana przez | |
|---|---|
| ZRYWKA | MOC |
| WLECZONA | 75,23 |
| PÓŁPODWIESZONA | 140,59 |
WNIOSKI
Zrywka wleczona jest bardziej ograniczona od półpodwieszonej, dlatego też zrywka półpodwieszona jest bardziej korzystnym sposobem. Zrywka wleczona najbardziej ograniczona jest przyczepnością pojazdu natomiast półpodwieszona kierowalnością pojazdu.
Wyszukiwarka