Захватные устройства лесных машин: назначение, классификация, последовательность расчета

ЗУ предназначено для захвата и надежного удержания дерева. Классификация: однорычажные +простота конструкции – низкие условия удержания.

Двурычажные(с одним гидроцилиндром) +в момент захвата дерево не двигается – разные усилия в разных направлениях работы г.ц. (с двумя г.ц.) – большие габарты.

Захватно-срезающее устройство (ЗСУ) лесозаготовительных машин предназначено для выполнения технологических операций валки и пакетирования деревьев. При валке и пакетировании деревьев ЗСУ должно эффективно выполнять такие элементы, как зажим дерева в захвате и его срезание, валку дерева и его пакетирование или перенос дерева в вертикальном положении к пачке и его укладку, а также зажим отдельного дерева, лежащего на земле или в пачке.

Рисунок 1 – Прототип ЗСУ: 1 – стойка, 2 – гидроцилиндры, 3,4 – зажимные рычаги, 5 – дерево, 6 – ножи, 7 – рама, 8 – шток, 9 – гидроцилиндр механизма привода ножей

Захватно-срезающие устройства манипуляторных машин мощно разделить на две группы. К первой группе необходимо отнести ЗСУ машин, переносящих одно или несколько деревьев в вертикальном положении, ко второй – ЗСУ, конструкция которых предусматривает валку деревьев с последующей укладкой.

В настоящее время получили распространение ЗСУ, выполняющие следующие функции: захват дерева, срезание, валку дерева, пакетирование в коник или на землю. Способы выполнения этих функций определяют конструктивные схемы ЗСУ лесозаготовительных машин.

На рис.1 приведена схема устройства для перерезания стволов деревьев. Анализируемое устройство состоит из захвата и механизма срезания. Захват служит для зажима дерева и удерживания его после спиливания при переносе к месту пакетирования. Захват выполнен сварным и включает стойку, нижний и верхний зажимные рычаги, приводимые в движение гидроцилиндрами, к нижней части стойки крепится механизм срезания, предназначенный для спиливания растущих деревьев. Он состоит из рамы, на которой установлен механизм привода ножей.

В рассматриваемом ЗСУ в механизме срезания используется режущий инструмент − нож. Для срезания ствола дерева таким способом требуется приложить большое усилие к режущему инструменту, что требует весомых затрат энергии. Для увеличения производительности данного ЗСУ следует заменить срезающее устройство, в частности режущий инструмент.

Последовательность расчета

Валочно-пакетирующие машины производят срезание деревьев с последующей укладкой их в пачки, удобные для трелевки. Рабочий цикл валочно-пакетирующей машины состоит из следующих операций: наведение захватно-срезающего устройства (ЗСУ) на дерево, захват и зажим де­рева в ЗСУ, создание натяга ствола для беззажимного сре­зания, срезание дерева, отрыв дерева от пня, перенос дерева в вертикальном положении к месту пакетирования, укладка на землю или в кониковое зажимное устройство.

Проектирование ЗСУ начинается с разработки компо­новочной схемы. Она строится на основании приведенных в задании значений ОП1ах и Отш - диаметров деревьев, кото­рые может обработать проектируемое ЗСУ. В задании на проектирование значения диаметров деревьев приведены на высоте груди, для их пересчета в диаметры в месте среза следует умножить значения диаметров на высоте груди на коэффициент 1,25. Схема выполняется в масштабе на мил­лиметровой бумаге или на отдельном листе в тетради для трех положений: зажим деревьев минимального, макси­мального диаметров и полное открытие рычагов для захвата дерева. Из точек 1 и 2 (рис. 32) с помощью циркуля мето­дом засечек определяется положение оси шарнира враще­ния рычага (точка 0), поворачиваясь относительно которо­го, он может обхватить дерево минимального и максималь­ного диаметров. Угол обхвата (3 для однорычажных уст­ройств равен 50°-60°, а для устройств с двумя подвижными рычагами - 20°-30°. К оси шарнира достраивается рычаг, к которому компонуется гидроцилиндр управления.

Из компоновочной схемы определяются в масштабе все необходимые для расчетов размеры, в том числе ход штока гидроцилиндра.

Расчет захватных устройств ведется для наиболее тя­желых случаев нагружения, возникающих в процессе функ­ционирования машин с предметом труда - деревом.

Для в ал очно-пакетирующих машин такими случаями являются: отрыв дерева от пня и поворот манипулятора в горизонтальной плоскости с деревом в ЗСУ. В этих режи­мах захватное устройство должно обеспечить надежное удержание дерева, исключающее его перемещение относи­тельно захватных рычагов.

При отрыве дерева от пня захватные рычаги ЗСУ должны создавать в точках контакта рычагов с деревом суммарную силу трения, исключающую проскальзывание ствола вниз.

Таким образом, механизм прижима рычагов ЗСУ к де­реву должен создавать в контактных точках такую силу нормального давления, чтобы исключить проскальзывание дерева относительно рычагов.

После проведенных расчетов необходимо оценить

время зажима дерева, т. е. время срабатывания рассчитан­ного устройства.

3. Срезающие устройства: Назначение, классификация, последовательность расчета ножевых срезающих устройств.

Захватно-срезающее устройство (ЗСУ) навешивается на конце манипулятора. Основными элементами этих уст­ройств являются захватные рычаги с приводными гидрав­лическими цилиндрами, срезающий механизм, корпус и шарниры. ЗСУ ВПМ выполняется, как правило, двухуров­невым с размещением на стойке. Стойка через систему тяг и шарниров соединяется с манипулятором. Такой тип устрой­ства позволяет переносить деревья в вертикальном положе­нии до момента укладки на землю.

6. Методика расчета ножевого срезающего устройства

Ножевые срезающие устройства (НСУ) служат для срезания дерева с целью его повала. По числу ножей различают одноножевые и двух ножевые срезающие устройства; по принципу используемой для привода энергии НСУ бывают гидравлические и импульсные. Ими могут оснащаться валочные, валочно-трелевочные и валочно-пакетирующие машины.

Проектирование НСУ начинается с разработки компо­новочной схемы.

Компоновочно-кинематическая схема (ККС) строится на миллиметровой бумаге в определенном масштабе.

Построение ККС проводится в следующей последова­тельности:

• на бумаге изображается дерево расчетного диаметра (окружность диаметром, равным диаметру дерева);

• из плотной бумаги или картона вырезается нож (длина ножа должна быть чуть больше диаметра де­рева);

• подбираются такие точки шарниров, вращаясь отно­сительно которых нож (или ножи, если схема двух ножевая) перерезает дерево. При этом гидроцилинд­ры привода НСУ компактно размещаются в корпусе;

• вычерчиваются контуры корпуса НСУ, уточняются места расположения шарниров сочленений "нож-корпус" и "нож-гидроцидиндр";

• из вычерченной в масштабе ККС для заглубления ножа в дерево, определяются плечи си­лы резания А (расстояние от линии действия силы, определенной по формуле, до шарнира поворота ножа относительно корпуса) и силы

развиваемого гидроцилиндром.

После разработки схемы определяем потребную вели­чину силы резания.

По величине потребной силы резания определяется диаметр гидроцилиндра привода НСУ.

Ход штока определяют непосредственно из ККС как расстояние между центрами шарнира "нож-гидроцилиндр" для двух крайних положений ножа: нож полностью открыт и нож полностью перерезал дерево.

Полученный из ККС ход штока сравнивается с допус­тимым по условию времени срезания ходом штока, равным при работе штоковой полостью или при работе поршневой полостью

4. Валочные устройства: назначение, классификация, последовательность расчета.

Захватно-срезающие устройства ВТМ оснащаются валочными устройствами, предназначенными для захвата дерева, беззажимного срезания, обеспечения направленного повала.

Практика проектирования лесных машин выработала ряд схем валочных механизмов, представленных на рисунке 4.12.

Рисунок 4.12 - Конструктивные схемы валочных устройств ЗСУ ВТМ

Валочные устройства, представленные на рисунке 4.12, а, б, создают момент повала внедрением клина в прорезь и упором в пень. Следует при этом отметить, что автономно данные устройства работать не могут. Одновременно должно происходить натяжение ЗСУ манипулятором, так как в противном случае реакция от пня будет восприниматься рукоятью и момент повала от валочного устройства создаваться не будет. При этом должно быть обеспечено синхронное движение штока гидроцилиндра валочного устройства и рукояти. Указанное обстоятельство стало причиной того, что ВТМ ЛП49 не оснащено специальными валочными устройствами, а валка деревьев осуществляется за счет усилия, передаваемого на ЗСУ манипулятором. В автономном режиме момент повала может создавать валочное устройство выполненное по схеме в, рисунок 4.12. Таким устройством было оснащено ЗСУ ЛП53 конструкции СибНИИЛП и завода Краслесмаш. Испытания опытных образцов; машин с такими валочными устройствами показали недостаточную эффективное работы по следующим причинам:

•• захват дерева за пень не обеспечивал надежного контакта зажи: рычагов с деревом в процессе работы валочного устройства;

•• увеличивалась высота пня;

•• наблюдались сколы древесины из-за несвоевременного вклю1 гидроцилиндра валочного устройства.

ЗСУ ВТМ ЛП17 на базе машины ТБ1 оснащено валочным устройством в рычажного домкрата, выполненного по схеме д, рисунок 4.12. Домкрат состоит из двуплечего рычага 1 и гидроцилиндра привода 2. Двуплечий рычаг средней частью; шарнира закреплен на корпусе ЗСУ. Вращаясь относительно оси опоры под дейс усилия на штоке гидроцилиндра, рычаг взаимодействует с пнем дерева. В контакта рычага с деревом возникает нормальная реакция, действующая на ры создающая момент повала относительно оси недопила. Одновременно с ра рычажного домкрата на корпус ЗСУ должно передаваться усилие Pz от ру манипулятора.

Валочные устройства такого типа так же оказались не эффективными из-за что в процессе работы не обеспечивался надежный контакт валочного рычага с де; вследствие не рациональной траектории движения конца рычага - дуги окружное!

Таким образом, в зависимости от устройства и способа создания момента г ЗСУ ВТМ можно разделить на следующие типы:

•1. ЗСУ, оснащенные валочными устройствами и создающие момент пов счет этого устройства и усилия, предающегося от манипулятора маши

•2. ЗСУ, создающие момент повала только за счет силы, приложенной к от манипулятора.

ЗСУ первого типа обеспечивают больший момент повала и менее нагруж! режим работы манипулятора, но более сложны по конструктивному выполнению.

ЗСУ второго типа более просты по конструкции, менее металлоемки, но ее более тяжелые режимы работы манипулятора, что приводит к увели металлоемкости, грузового момента и, следовательно, к удорожанию машины.

Организация и планирование. Экономика машиностроительных производств.

1. Предприятие, как хозяйствующий субъект. Признаки предприятия особенности его деятельности в условиях рынка.

В экономике действуют три хозяйствующих субъекта : домохозяйства, предприятия и государство. Основными хозяйствующими субъектами, которые сосредоточивают в своей собственности большую часть общественного капитала, являются предприятия различных организационно-правовых формах.

Под предприятием понимается самостоятельно хозяйствующий субъект, созданный в соответствии с действующим законодательством для производства продукции, выполнения работ и оказания услуг в целях удовлетворения общественных потребностей и получения прибыли. Предприятие после государственной регистрации, в установленном порядке, приобретает статус юридического лица. Под ним понимается организация, имеющая в собственности, хозяйственном ведении или оперативном управлении обособленное имущество. Оно отвечает по своим обязательствам этим имуществом, от своего имени приобретает и осуществляет имущественные и личные неимущественные права, исполняет обязанности и выступает истцом и ответчиком в суде. Следовательно, предприятие как юридическое лицо приобретает все права и несет ответственность в соответствии с гражданским законодательством, другими федеральными законами и постановлениями правительства. Предприятие как самостоятельно действующий субъект должно иметь самостоятельный баланс или смету, свое наименование, содержащее указание на его организационно-правовую форму.