SPRAWOZDANIE Z TRANSPORTU LEŚNEGO

,,OPORY WYSTĘPUJĄCE PRZY ZRYWCE I OBLICZENIA TRAKCYJNE,,

Wykonali:

Emilia Wysocka

Marcin Żmich

Grupa IX

Zestaw nr. 12
Zad. 1.1
Q=	7,8	[kN]
fz=	0,6
	0,1	[rad]
ft=	0,4
1.1 a) Stała siła uciągu potrzebna do utrzymania dłużycy przy zrywce
- w górę stoku ;
Pu=	5,44	kN	;Q
Pu=	5,98	kN	;Q+10%
Pu=	5,51	kN	+10%;Q
Pu=	6,06	kN	+10%;Q+10%
- w dół stoku:
Pu=	3,88	kN	;Q
Pu=	4,27	kN	;Q+10%
Pu=	3,80	kN	+10%;Q
Pu=	4,17	kN	+10%;Q+10%
Chwilowa siła potrzebna do ruszenia dłużycy z miejsca
Pul=	7,76	kN	;Q
Pul=	8,54	kN	;Q+10%
Pul=	7,83	kN	+10%;Q
Pul=	8,62	kN	+10%;Q+10%
1.1 b) Siła uciagu potrzebna do zerwania dłużycy przy urządzeniu pomocniczym
Gp=	1,5	kN
f=	0,15
k=	0,6	rozkład ciężaru sposobem półpodwieszonym za odziomek
k=	0,4	rozkład ciężaru sposobem półpodwieszonym za wierzchołek
k=	1	rozkład ciężaru sposobem				podwieszonym
Obliczenia:
- za odziomek w górę stoku
Pu2=	3,09	kN	;Q
Pu2=	3,36	kN	;Q+10%
Pu2=	3,18	kN	+10%;Q
Pu2=	3,46	kN	+10%;Q+10%
- za odziomek w dół stoku
Pu2=	1,24	kN	;Q
Pu2=	1,35	kN	;Q+10%
Pu2=	1,14	kN	+10%;Q
Pu2=	1,25	kN	+10%;Q+10%
- za wierzchołek w górę stoku
Pu2=	3,48	kN	;Q
Pu2=	3,79	kN	;Q+10%
Pu2=	3,57	kN	+10%;Q
Pu2=	3,89	kN	+10%;Q+10%
- za wierzchołek w dół stoku
Pu2=	1,62	kN	;Q
Pu2=	1,78	kN	;Q+10%
Pu2=	1,53	kN	+10%;Q
Pu2=	1,68	kN	+10%;Q+10%
- podwieszony w górę stoku
Pu2=	2,32	kN	;Q
Pu2=	2,51	kN	;Q+10%
Pu2=	2,41	kN	+10%;Q
Pu2=	2,61	kN	+10%;Q+10%
- podwieszony w dół stoku
Pu2=	0,46	kN	;Q
Pu2=	0,50	kN	;Q+10%
Pu2=	0,37	kN	+10%;Q
Pu2=	0,40	kN	+10%;Q+10%
Zadanie1.2. Określanie wielkości jednorazowego ładunku zrywanego przez ciągnik rolniczy
Dane
hzn=	0,5
hz=	0,8		a=	1,4			0,2
c=	0,75		h=	0,75			0,6
Ns=	44,1		rk=	0,75		f=	0,2
G=	30		Vlb=	1,2		fz=	0,6
L=	2,22		η=	0,7		ft=	0,35
k=	0,5		b=	0,82		Zpmin=	2
Wielkość jednorazowego ładunku przy pełnym wykorzystaniu mocy silnika
a) zrywka przez wleczenie:
Qmw=	80,769521	=	102,6676
	0,7867093
b) zrywka półpodwieszona bezpośrednio na ciągniku:
Qmp=	87,384521	=	172,5153
	0,4681876
Wielkość jednorazowego ład. jaki może być zerwany przy pełnym wykorzystaniu
siły przyczepności kół tylnych napędzających ciągnik
a) zrywka przez wleczenie:
Qpw=	3,8160971	=	2,47605
	1,5412033
b) zrywka półpodwieszona bezpośrednio na ciągniku:
Qpp=	3,8160971	=	-67,2031
	-0,056785
Wielkość jednorazowego ładunku ze względu na kierowalność
a) zrywka przez wleczenie:
Qkw=	10,789278	=	27,42888
	0,3933546
b) zrywka półpodwieszona bezpośrednio na ciągniku:
Qkp=	10,789278	=	14,63598
	0,7371747
OBLICZENIA	Nr. 4
zmiana odległości punktu zaczepienia ładunku od podłoża
hz=	0,6
Qkp=	16,270021
hz=	1
Qkp=	13,300213
Zmiana odległości punktu zaczepienia ładunku od osi kół tylnych ciągnika
c=	0,5
Qkp=	17,553063
c=	1
Qkp=	12,550298
zmiana obu parametrów jednocześnie
c=1 hz=1
Qkp=	11,555163
c=1 hz=0.6
Qkp=	13,732987
c=0,5 hz=1
Qkp=	15,666092
c=0,5 hz=0,6
Qkp=	19,956854

TABELA 1

Wartości Q i α	Rodzaj zrywki	Pu - siła uciągu potrzebna do utrzymania dłużycy w ruchu	Pu1-chwilowa siła potrzebna do ruszenia dłużycy z miejsca
Q=7,8 [Kn] α= 0,1 [rad]	W górę stoku	5,44 [Kn]	7,76 [Kn]
		W dół stoku		3,88 [Kn]
	Q+10%	W górę stoku		5,98 [Kn]	8,54 [Kn]
		W dół stoku		4,27 [Kn]
	α+10%	W górę stoku		5,51 [Kn]	7,83 [Kn]
		W dół stoku		3,80 [Kn]
	α+10% i Q+10%	W górę stoku		6,06 [Kn]	8,62 [Kn]
		W dół stoku		4,17 [Kn]

TABELA 2

		Pu2 -siła uciągu konieczna do zerwania dłużycy na urządzeniu pomocniczym
Wartości Q i α	Rodzaj zrywki	Zrywka półpodwieszona za wierzchołek (k=0,4)	Zrywka półpodwieszona za odziomek (k=0,6)	Zrywka podwieszona (k=1,0)
Q=7,8 [kN] α= 0,15 [rad]	W górę stoku	3,48	3,09	2,32
		W dół stoku	1,62	1,24	0,46
	Q+10%	W górę stoku	3,79	3,36	2,51
		W dół stoku	1,78	1,35	0,50
	α+10%	W górę stoku	3,57	3,18	2,41
		W dół stoku	1,53	1,14	0,37
	α+10% i Q+10%	W górę stoku	3,89	3,43	2,61
		W dół stoku	1,68	1,25	0,40

TABELA 3

Zrywka	Wielkość jednorazowego ładunku w [kN]
		Przy pełnym wykorzystaniu mocy silnika	Przy pełnym wykorzystaniu siły przyczepności tylnych kół napędzających ciągnik	Ze względu na kierowalność
Przez wleczenie	Qmw = 102,6676	Qpm=2,47605	Qkw=27,42888
Półpodwieszona	Qmp= 172,5133	Qpp=-67,2031	Qkp=14,63598

Ad.1a

Podczas analizy wyników z tabeli 1 stwierdzono że:

1. Siła potrzebna do ruszenia dłużycy z miejsca Pu1 osiąga wartości większe niż siła uciągu potrzebna do utrzymania dłużycy w ruchu Pu. Dzieje się tak ponieważ:

1. w chwili ruszenia dłużycy z miejsca musi zostać pokonane tarcie spoczynkowe, którego wartość jest zawsze większa od wartości tarcia w ruchu

2. podczas zrywki w górę stoku wykonuje się zawsze większa prace niż w zrywce w dół stoku ( kiedy działa na dłużycę siła ciężkości)

3. występują większe opory zrywki więc konieczne jest przezwyciężenie siły grawitacji i zwiększenie ilości pracy do wzniesienia dłużycy na określoną wysokość ( wzrost energii potencjalnej dłużycy)

zalety zrywki w dół:

* przy stałej wartości masy dłużycy wartość siły uciągu jest mniejsza

* pozwala zaoszczędzić moc silnika

* pozwala na zwiększenie masy dłużycy ( związek z G, Q, α )

wady zrywki w dół ( pozorne- mogące wystąpić, choć nie zawsze)

* gdy zaistnieje możliwość zniszczenia odnowienia naturalnego bądź strumienia i innych naturalnych przeszkód, których nie chcielibyśmy uszkodzić

* brak miejsca na składowanie drewna

* uniemożliwiony dojazd po zerwane drewno ( przypadki występujące w górach)

Zrywka w dół stoku jest zdecydowanie łatwiejsza, ale należy pamiętać o tym iż taki sposób zrywki może mieś bardzo szkodliwy wpływ na środowisko. Z ekonomicznego punktu widzenia może to być nieopłacalne, gdyż za duże koszty możemy ponosić na zniwelowanie trudnych warunków spowodowanych dużym pochyleniem stoku i np. grawitacyjnym staczaniem się drzew. Przy zrywce w dół stoku nie zawsze będziemy mogli wykorzystać dostępne nam maszyny.

Jeśli chcielibyśmy obniżyć siłę uciągu można to osiągnąć poprzez np. dokładne okrzesanie pni, pozyskiwanie drewna w określonej porze roku ( zima ), stosując różne technologie jak np. zrywka nasiębierna. Można to też osiągnąć stosując różnego rodzaju urządzenia pomocnicze jak np. wciągarki, czy czepce.

Ad. 1b

Analizując wyniki z tabeli 2 stwierdzono, że:

1. Im większą wartość osiąga współczynnik rozkładu ciężaru dłużycy k tym mniejszą wartość osiąga siła uciągu konieczna do zerwania dłużycy ( na urządzeniu pomocniczym Pu2)

2. Najkorzystniejszą zrywką jest zrywka podwieszona [k=1,0], przy którym ciężar dłużycy w pełni obciąża urządzenie pomocnicze, co prowadzi do likwidacji oporów tarcia dłużycy o podłoże

3. Najmniej korzystną jest zrywka półpodwieszona za wierzchołek w górę stoku

Zalety zrywki podwieszonej w dół stoku

* Opory zrywki najmniejsze, najmniejsza siła tarcia, działamy zgodnie z kierunkiem wektora przyciągania ziemskiego

* występują opory toczenia, lecz są one mniejsze niż przy zrywce półpodwieszonej

*zwiększona przyczepność kół napędowych do podłoża przez nacisk dłużycy podwieszonej do ciągnika

* korzystna ze względów ekonomicznych i wydajności pracy

Wady :

* niebezpieczna jeżeli chodzi o stoczenie się dłużycy bądź samoczynne stoczenie się urządzenia pomocniczego

Podsumowanie:

Gdy wzrasta ciężar kłody wzrastają wszystkie obliczone siły ( bez znaczenia czy mamy zrywkę w górę czy w dół stoku ). Zwiększając jednak kąt przy zrywce w górę siły wyraźnie wzrastają a w dół wyraźnie maleją. Należy jednak uważać bo gdy Pu będzie mniejsze od 0 wtedy może dochodzić do samoczynnego lub z małą pomocą staczania się kłody co w konsekwencji może pociągnąć za sobą duże niebezpieczeństwo dla pracujących przy zrywce ludzi i w związku z tym w takiej sytuacji należy odpowiednio zabezpieczyć kłody.

W celu dobrania odpowiedniego sposobu zrywki dla danego drzewostanu należy rozpatrzyć aspekty ekonomiczne, bezpieczeństwo pracy i ich wpływ na siedlisko. Niemały wpływ na zrywkę ma tutaj również system pozyskiwania drewna ( pozyskiwanie całego drzewa, strzały, odcinków [ okrzesanie] ).

Proponowane ułatwienia podczas zrywki:

1. przy zrywce ciągnikiem i koniem stosowanie urządzeń takich jak:

• czepiec szwedzki, tarcza poślizgowa, walec poślizgowy, dwukółka podsiębierna

• mechanizacja prac przez zastosowanie specjalistycznych maszyn tj. skiddery, forwardery.

Ad.1.2

W przypadku zrywki wleczonej czynnikiem ograniczającym będzie ten czynnik, który jest najmniejszy, a jest nim przy zrywce wleczonej przyczepność, w przypadku zrywki półpodwieszonej kierowalność ( wykorzystanie pełnej mocy silnika)(tabela 3). Przy wykorzystaniu pełnej przyczepności kół przy zrywce półpodwieszonej uzyskano wynik ujemny, oznacza to, że przyczepność więc nie jest czynnikiem ograniczającym na wartość jednorazowego ładunku, a jest nim ciężar ładunku. Na każdą jednostkę ciężaru ładunku przypada większy przyrost siły przyczepności niż oporów ładunku. Ze względu na kierowalności - stosując zrywkę przez wleczenie można zerwać jednorazowo większy ładunek niż stosując zrywkę półpodwieszoną. Różnice w wynikach są duże tj. ponad dwukrotne ( patrz tabela)

Dla zachowania kierowalności ciągnika duże znaczenie ma położenie środka ciężkości pojazdu. Im hak zaczepu ciągnika będzie znajdował się bliżej tylnej osi i niżej tym większe ładunki będziemy mogli jednorazowo zerwać przy zastosowaniu zrywki półpodwieszonej ( związek ze zmianą punktu ciężkości ciągnika)(OBLICZENIA 4).

Na podstawie powyższych obliczeń stwierdza się, że ciągnik rolniczy nie jest najlepiej przystosowany do zrywki w lesie są natomiast o wiele lepsze ciągniki specjalistyczne, których rozwiązania technologiczne dotyczące ich budowy odpowiadają trudnym warunkom terenowym ( lepszy rozkład mas na osie, wzmocnienia, duży prześwit, napęd na 4 koła, wciągarki, mygłownice, skręt )

Za udogodnienie występujące w ciągniku rolniczym można uznać podział biegów na polowe i szosowe ( przy małych prędkościach pojazdu można uzyskać maksymalne obroty silnika).

Współczynnik przyczepności kół ciągnika można zwiększyć przez- zamocowanie kół bliźniaczych, odpowiedni dobór kształtu bieżnika i szerokości opony, zastosowanie łańcuchów pomocniczych, praca przy bezdeszczowej pogodzie, zmniejszenie ciśnienia w oponach itp. Innym sposobie może też być zamontowanie mygłownicy. Na kierowalność wpływa- promień kół tylnych, współczynnik oporów poruszania się ciągnika i odległość zaczepu ładunku od osi tylnych kół ciągnika.

Wnioski ogólne:

Z powyższych obliczeń wynika iż trzeba odpowiednio dobierać środki do określonych prac. Próbę kontrolną można wykonywać używając do zrywki nasiębiernej forwordery. W młodszych klasach wieku kiedyś większą niż obecnie rolę odgrywały mini ciągniki typu ,,żelazny koń”. Nastawiając się na zrywkę półpodwieszoną dobre efekty można osiągnąć używając skinderów i klembanków. Małe znaczenie w naszym kraju ma zrywka powietrzna , która w niektórych krajach w lasach górskich jest dość powszechnie wykorzystywana, a przecież jest ona obwarowana małymi oporami i stratami środowiskowymi.

Wykres obrazuje, w jaki sposób zmienia się wielkość maksymalnego jednorazowego ładunku przy zrywce półpodwieszonej podczas zmiany wysokość punku podwieszenia (hz) i jego odległość od tylnej osi (c). Najgwałtowniejszy spadek i największą różnice wartości obserwujemy przy jednakowo zmieniającym się c i hz. Początkowo maksymalny jednorazowy ładunek jest bardzo wysoki , potem około wartości 0,8 wszystkie wartości się zrównują by potem tu maksymalny jednorazowy ładunek przyjął najniższe wartości. Najmniej na wielkość jednorazowego ładunku wpływają zmiany hz. Do wartości około 0,8 większe znaczenia ma wysokość punktu w którym zaczepiony jest ładunek a później większe znaczenie ma odległość od tylnej osi.

Warszawa 15.10.2004

---