Разработка коникового зажимного устройства с тросовой петлей тележки агрегатируемой с трактором БЕЛАРУС серии 1000

Во втором случае обжима пачки, когда ролики вершин рычагов не касаются деревьев, собственно рычаги и их вершины представляют одно целое, и на каждый из обжимных рычагов действуют следующие силы (рисунок 12, б): — усилие привода, Н; - натяжение в тросовом отрезке, Н; - часть силы сопротивления перемещению одного конца пачки по поверхности лесосеки при принятом допущении, что сила равномерно распределена между опорной балкой и рычагами, Н, и моменты: — изгибающий момент в продольной плоскости OXZ обжимного рычага от силы натяжения тросового отрезка, Нм; и — соответственно, изгибающий момент в поперечной плоскости расчетного сечения рычага и крутящий момент относительно оси, перпендикулярной к центру расчетного сечения, от силы, Нм. Из рисунка 14, б для сечения I-I имеем:; (28); (29). (30)Значения соответствующих плеч, ,, и находим из компоновочнокинематической схемы (рисунок 12);;. Определим результирующий изгибающий момент для обоих случаев по формуле:; (31) (;. Из полученных значений выберем наибольшее значение результирующего изгибающего момента и для данного случая нагружения определим размеры поперечного сечения рычагов по допускаемым напряжениям при обеспечении достаточного запаса прочности. Наиболее сильно нагружен рычаг в первом случае. 3.

5.2 Выбор материала

В качестве основного конструкционного материала для кониковых зажимных устройств рекомендуется применять низколегированные стали, например, марки 15ХСНД [3, с. 156]. Для пластичных материалов опасным напряжением следует считать предел текучести допускаемых напряжений: (32)где — предел текучести материала; - запас прочности (при динамических нагрузках принимают равным 2,0−2,5).Предел текучести для стали 15ХСНД [6, с. 620]:; ;. 3.

5.3 Определение размеров сечения зажимных рычагов

По рекомендациям наиболее предпочтительной формой сечения зажимных рычагов является сечение сваренное из двух швеллеров равнополочных (рисунок 13). Рисунок 13 — Швеллер равнополочный Сварной шов расположен в области нейтральных волокон, поэтому не ослабляет сечение. Так же по оси Х изгибающий момент меньше, чем изгибающий момент по оси Y. Сечение самое нематериалоемкое. Рисунок 14 — Поперечное сечение зажимного рычага Поверочный расчет прочности сечения:

Примем размеры сечения 200*180*9, т. е. размер швеллера 100*180*9 мм (рисунок 14) h = 20 см; b = 18 см; S = 0,9 см. Момент инерции сечения относительно оси Х:; (33). Момент инерции сечения относительно оси Y:; (34). Момент инерции при кручении:; (35). Нормальное напряжение (Yа = 0,1 м, Ха = 0,09м):; (36).; (37). Касательное напряжение от кручения: (38) где — расстояние, м; - крутящий момент.

(39);. Приведенные напряжения:; (40). По окончании расчетов должно выполняться следующее условие: приведенные напряжения должны быть меньше допускаемых напряжений. ≤ (41)172,6 ≤ 184,1 Условие выполняется. Таким образом, на основании поверочного расчета прочности заданного сечения приходим к выводу о том, что напряжения в этом сечении не превосходят допустимых. 3.

5.4 Расчет оси неподвижных блоков

Произведем расчет данной оси. На этой оси расположены два блока, через которые проходят обвязочные тросы. Используя предыдущие расчеты найдем усилия, которые действуют на ось. Приведем расчетную схему (рисунок15). Натяжение тросов:; (42). Построим эпюру изгибающих моментов:; (43). (44). Рисунок 15 — Расчетная схема оси блоков 3.

5.5 Выбор материала для осей

Для осей коникового зажимного устройство выберем сталь 30ХГТ5 с дополнительной термообработкой. Для пластичных материалов допускаемые напряжения: (45) где — предел текучести материала;

— запас прочности (=2,0 — 2,5).Для стали 30ХГТ5 [6, с. 620]:; ;. Максимальные напряжения по условию прочности должны быть меньше допускаемых напряжений:. (46)Момент сопротивления сечения такой оси будет рассчитываться по формуле:, (47) где — диаметр оси, м.; (48) Диаметр оси:. 5 Безопасность жизнедеятельности

Тракторы для бесчокерной трелевки оборудуют устройством, позволяющим трактористу из кабины трактора формировать заранее поваленные деревья в пачки без участия чокеровщика. После валки деревьев на ленте шириной 6—8 м трактор, соблюдая безопасный разрыв с вальщиками, заходит на лесосеку и собирает пачку. Клещевым захватом, расположенным на конце манипулятора, он берет дерево за комель и укладывает на зажимной коник, который перед этим раскрывается. Перед троганием трактора коник снова закрывается. Сформированный таким образом пакет объемом до 4 м³ трактор везет на лесопогрузочный пункт, где зажимной коник открывается и трактор выходит из-под пакета. При движении трактора тракторист сидит в кабине свободно, без напряжения, на уровне, позволяющем хорошо видеть дорогу впереди трактора и все приборы.

При движении задним ходом тракторист, повернувшись в пол-оборота вправо, через заднее смотровое окно кабины следит за движением трактора. При движении трактора без груза захваты следует закреплять за кронштейны зажимного коника, поставив все приводы манипулятора в запертое положение. Для сбора пачки трактор устанавливают в направлении грузового хода на площадке свободной от пней, справа от места начала сбора хлыстов (деревьев) в пачку. Концы хлыстов (деревьев), расположенных сзади — трактора, должны быть удалены находиться по возможности ближе к трактору и на уровне коника или не далее задней стенки кабины. Установив трактор, тракторист принимает рабочую позу для управления технологическим оборудованием машины. При номинальных оборотах двигателя он раскрывает зажимные рычаги коника и кратковременным включением рычага управления рукоятью гидроманипулятора приподнимает ее от основания коника, одновременно, поднимая стрелу. Продолжая подъем (опускание) стрелы, тракторист одновременно выносит рукоять до положения, когда захват будет располагаться сзади трактора на уровне зажимных рычагов коника. По возможности вынос рукояти совмещают с раскрытием захвата.

Зажим дерева клещевым захватом при формировании пачки следует производить не далее 1,4 м от среза комля или вершины. Включая в нужном сочетании гидроприводы и совмещая работу рукояти со стрелой или поворотом, комель или вершину дерева приподнимают и укладывают на коник. Во время переездов при формировании пачки и движении с грузом захваты манипулятора следует располагать над пачкой, а приводы стрелы, рукояти и поворота оставлять в запертом положении. Первым захватывается и укладывается на коник хлыст (дерево), расположенный сзади трактора, затем следующие начиная с ближнего от трактора. Коник нужно равномерно заполнять по ширине, не допуская перекрещивания хлыстов (деревьев).Свес концов нижних деревьев пачки относительно-удерживающего ножа не должен превышать 1 м, остальные деревья должны обеспечивать беспрепятственный' разворот трактора на угол до 90° в каждую сторону. На каждой стоянке следует брать, а пачку не менее двух хлыстов (деревьев) при одном раскрытии коника. Погруженные на коник деревья (хлысты) закрепляют при помощи зажимных рычагов, тракторист принимает рабочую позу для управления движением трактора и переезжает на новое место вдоль поваленных деревьев, продолжая сбор пачки. Последнее дерево (хлыст) диаметром не свыше 25 см не укладывают в пачку, а оставляют зажатым в захвате примерно на расстоянии 1 м сзади коника и 1 м от верхних деревьев (хлыстов) уложенных в пачку. При работающем на стоянке двигателе и во время движения трактора следует опасаться случайного включения привода манипулятора.

По этой причине посторонним лицам при работающем двигателе трактора запрещается находиться в зоне1 действия манипулятора, т. е. ближе 10 м от оси его поворота. Запрещается находиться под стрелой и захватом даже при неработающем двигателе трактора. Если во время стоянки тракторист вышел из кабины трактора, то захват манипулятора необходимо опустить на землю. После формирования пачки тракторист разворачивается вместе с сиденьем через правое плечо на 180° и занимает рабочую позу для управления движением трактора. Движение начинает с I передачи, а продолжает на II, III передачах в зависимости от состояния пути.

При заезде на лесопогрузочный пункт трелюемую пачку следует располагать параллельно ранее уложенным в запас. Для разгрузки пачки деревьев (хлыстов) трактор устанавливают на горизонтальном участке лесопогрузочного пункта. Тракторист принимает положение, необходимое для управления технологическим оборудованием, и открывает полностью рычаг коника. Подтянув зажатое в гидроманипуляторе дерево так, чтобы его торец находился в плоскости торцов пачки и располагался на высоте не более 20 см под ее верхним уровнем, тракторист открывает захват. Закончив разгрузку пачки, манипулятор и коник нужно установить в положение для порожнего движения. Все операции по техническому обслуживанию и ремонту трактора, а также его чистку от грязи нужно проводить только при остановленном двигателе. Заключение

Разработанная в данном курсовом проекте конструкция коникового зажимного устройства (КЗУ) может быть смонтирована на базовый трактор БЕЛАРУСЬ-100. Применение КЗУ на лесосечных работах повышает производительность труда и снижает затраты на содержание машины и как следствие увеличивает прибыль предприятия. Все вышеперечисленное дает основание предположить, что внедрение проектируемого технологического оборудования экономически целесообразно. Список используемой литературы1. Жаденов В. С, Заикин А. Н. технологическое оборудование лесозаготовительных машин (Теория, конструкция, эксплуатация):Учебное пособие для студентов лесного комплекса.

брянска: БГИТА, 2005. 254с.

2. Васильченко В. А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. М.: Машиностроение, 1983.-301с.

3. Воскобойников И. В. Устройство, эксплуатация, ремонт и обслуживание лесозаготовительных машин. — М.: Лесн. пром-ть, 1977 — 192с.

4. Кусакин Н. Ф. Устройство и эксплуатация трелевочных тракторов: Учеб. Пособие для профтехучилищ. М.: Лесн. пром-ть, 1985 — 272с.

5. Перфилов М. А. Многооперационные лесные машины. — М.: Лесн. пром-ть, 1974 — 208с.

6. Зайчик М. И. Проектирование и расчет специальных лесных машин./ Зайчик М. И., Гольдберг А. М., Орлов С. Ф. и др./ - М.: Лесн. пром-ть, 1974 — 208с.

7. Кочегаров В. Г. Технология и машины лесосечных и лесовосстановительных работ/ В. Г. Кочегаров, Л. Г. Федлев, И. Л. Лавров — М.: Лесн. пром-ть, 1970 — 400с.