Определение основных параметров гидроклина

Усилие, необходимое для внедрения клина в рез;

, (1.35)

где α – угол наклона рабочей поверхности клина, град; τ – угол трения (; где f – коэффициент трения опорной поверхности клина о его щеки), град.

Угол α – принимается из условий самоисторжения клина, чтобы избежать выбрасывания его из реза во время работы, т.е . При использовании симметричных клиньев с направляющими α принимают равным половине угла заострения клина. Например, клинья КГМ-1А, КВГ-5 имеют угол α =9,5˚.

, (1.36)

где Т_о - давление жидкости на поршень, кН; T₁ – сила трения манжетки поршня, кН; Т₂ – противодействующая сила возвратной пружины, кН.

, (1.37)

где d_k - диаметр цилиндра клина; р – давление жидкости в системе (для гидроклина КГМ-1А кПа, для гидроклина КВГ –5 кПа), кПа.

; (1.38)

кН, (1.39)

где f – коэффициент трения манжетки при движении в цилиндре (f_м = 0,11); d_м – диаметр манжетки, м; b_м – ширина поверхности манжетки, создающей уплотнение (b_м =0,004…0,006 м).

Диаметр цилиндра может быть определен из следующего уравнения:

(1.40)

Ход клина

. (1.41)

В уравнение (1.42) подставляется значение h_k, полученное по графику на рис.1.3

Производительность насоса (м³/с) при рабочем режиме определяется по формуле

, (1.42)

где d_n – диаметр плунжера насоса (у КГМ-1А d_n =0,008 м), м; s_n – ход плунжера (s_n=0,04 м), м; η_n – коэффициент подачи насоса (η_n = 0,8); n – число рабочих ходов плунжера, с.

Расчетное время нагнетания жидкости в цилиндр гидроклина можно определить по формуле

, (1.43)

где V – рабочий объем цилиндра клина, м³; η_k – коэффициент перетекания жидкости в насос и увеличения объема шланга (η_n = 1,05).

Задания для выполнения практической работы

1. Изучить устройства для сталкивания деревьев с пня, изобразить схемы гидроклина, гидродомкрата и гидронасоса с приводом от бензопилы.

2. Представить расчетную схему для определения сталкивающей силы при механизированной валке. Рассчитать параметры подпила, недопила, срезания.

3. Рассчитать моменты, препятствующие валке дерева, от сил: М_д - тяжести дерева в начале сталкивания; М_н – сопротивление перемычки (недопила); М_в - ветровой нагрузки; М_ст - опрокидывающий момент, необходимый для сталкивания дерева с пня;

4. Рассчитать усилие, необходимое для сталкивания дерева с пня на различных этапах валки дерева.

5. Построить график зависимости моментов, препятствующих валке от угла отклонения дерева от первоначального положения в процессе валки.

6. Определить наибольшие значения Р и М_ст, необходимых при сталкивании деревьев при валке, угол отклонения дерева от первоначального положения при котором начинается падение дерева.

7. Рассчитать элементы гидроклина: усилие для выдвигания клина в рез; диаметр цилиндра; высоту подъёма комля гидроклином; ход клина, расчетное время нагнетания жидкости в цилиндр гидроклина.

Пример построения необходимых для выполнения практической работы графиков и расчета опрокидывающего момента и усилия, необходимых для сталкивания дерева с пня, приведен на рис.1.4.

Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что при использовании рекомендуемой на практике ширине недопила ствола, наибольшее значение опрокидывающего момента и усилия, необходимых для сталкивания дерева с пня, приходится на начальный период сталкивания дерева, т.е. при γ близком к 0˚. Влияние момента сопротивления перемычки на этом этапе незначительно, а последующее его увеличение компенсируется за счет уменьшения влияния момента от силы тяжести дерева.

Тогда можно записать

. (1.44)

Результаты сравниваются со значениями опрокидывающего момента, полученными ЦНИИМЭ для деревьев с различными диаметрами и наклонами ствола, приведенными в прил. 5 (табл.П.5.3.).

Дата добавления: 2015-12-07