CC BY
12
синусо1дним законом, що принципово неможливо для класичних мальтшсь-ких механiзмiв. Синтез проводився за таких параметрiв: Аа = 0.15, А = 0.15, А = 0.05, z = 4. Як бачимо, синтезований профшь випуклий, а рiз-ниця мiж максимальним i мiнiмальним значеннями радiуса-вектора дорiвнюe
8т = 1.048 - 0.95017 = 0.0964, що становить 10,1 % вщ початкового значення. Обчислеш початковi кути на-хилу ланок дорiвнюють: початковий кут нахилу водила (0 = 36.8°, ланки АС - (ра0 = 117°.
Висновки
• отримано аналгтичт залежност! для синтезу комбшованих мальтшських ме-хатзм1в з коромисловим штовхачем;
• показано, що реальний синтез комбшованих мальтшських мехатзм1в з коро-мисловим штовхачем можливий.
Лггература
1. Фишин М.Е. Расчет механизмов транспортно-подающих систем полиграфических машин. - М.: Машиностроение, 1979. - 256 с.
2. Паака В.Р. Регулювання часу повороту хреста в комбшованих мальтшських меха-тзмах. М1жнародна наук.-техн. конференщя: "Надежность и долговечность приводных механизмов и машин". Севастополь, 5-8 вересня. - 2005. - 10 с.
3. Кухаренко П.Г. Систематика кулисно-рычажных механизмов прерывистого движения// Сб.: Анализ и синтез механизмов. - К.: Наука. - С. 127-141, 1970.
УДК 630.0370 Проф. М.П. Мартинщв1, д-р техн. наук;
1.В. Бичинюк1 - НЛТУУ
АНАЛ1З СХЕМ ТА РОЗРАХУНОК ОПОР П1ДВ1СНИХ КАНАТНИХ Л1СОТРАНСПОРТНИХ УСТАНОВОК
Виконано аналiз схем юнуючих кшцевих та промiжних опор канатних люот-ранспортних установок. Запропоновано розрахункову схему та методику розрахунку опор, а також практичш рекомендацп для вибору 1'х основних параметрiв.
Prof. M.P. Martynciv; eng. I.V. Bychynyuk-NUFWTof Ukraine
Analysis of charts and calculation of the supports of suspended cable timbertransporting plants
The analysis of charts of existent eventual and intermediate supports of cable tim-bertransporting plants is executed. A calculation chart and method of calculation of supports and practical recommendations for the choice of their basic parameters is offered.
Шдвюш канатш установки широко використовуються в уЫх крашах свггу, як освоюють прсью люи [1-3]. Вони забезпечують правильне транс-портування деревини не пошкоджуючи шдрют та грунтовий покров, а також мають мш1мальну метало- та енергоемшсть пор1вняно з шшими видами пер-винного транспортування деревини.
1 НЛТУУ, вул. ген. Чупринки 103, каф. прикладно1 мехашки, м. Льв1в, 79057, Тел. роб.: (032) 233-96-57, E-mail: [email protected]
Рис. 1. Варiанти оснащення головное опори канатно'1 системи: а - башмаком I двома блоками; б - монтажним I трьома напрямниими блоками; в - двома блоками I пол1спастом; г - трьома напрямними блоками I башмаком; д - двома блоками та закр1пленим ктцем несучого каната; е - двома блоками I башмаком; ж - двома
пол1спастами, трьома допом1жними та двома напрямними блоками; з - монтажним I двома напрямними блоками; и, к - навантажувальною стрыою, пол1спастом, напрямним та допом1жним блоками.
1 - опора; 2 - монтажний блок; 3 - башмак; 4 - направляючий блок;
5 - полюпаст; 6 - кшець каната; 7 - допомiжний блок; 8 - вантажний канат;
9 - навантажувальна стрша
Одним з основних елеменлв канатних установок, як ще недостатньо дослщжеш, е опори [3-5]. Для мобшьних канатних установок як опор вико-ристовуються металев1 щогли. Вони можуть бути телескотчними, нетелеско-шчними, у вигляд1 ферм, змонтоваш на власному або самохщному шаЫ. Зараз широко використовуються щогли з додатковими опорами, яю забезпечу-
ють 1х стiйкiсть. Такi щогли виготовляються в заводських умовах, а 1х конст-рукцп широко висвiтленi в [2, 3, 5]. Довжини щогл становлять вщ 3 до 40 м. опорами багатопрольотних канатних установок здебшьшого слугують росту-чi дерева. Тому надшшсть таких установок значною мiрою залежить вiд правильного вибору схеми та основних параметрiв опор. Залежно вiд техноло-пчних операцiй, якi виконуе установка, головна опора може бути оснащена за рiзними варiантами (рис. 1).
Опори оснащуються розтяжками, як забезпечують 1х стiйкiсть. При розрахунку такi опори розглядаються, як стшки з шаршрно закрiпленими кш-цями. Вони розраховуються на поздовжнш згин [6]. Зусилля, що дiе на щог-лу, можна визначити з рiвняння рiвноваги, спроектувавши сили на вертикаль-ну вюь [5].
Умова мiцностi для щогли мае вигляд:
F (1)
а
<
A-ф
Н.
де: атах - максимальт напруження, що виникають в nepepi3i опори; F - зусилля, що дае на опору; А - площа поперечного nepepi3y опори; [а] - допустимi напруження на стиск; ф - коефiцiент зменшення допустимих напружень (0-1,0);
h (2)
ф = f(X) ; Х = -
де: imn - радiус iнерцiï поперечного перерiзу опори; h - висота опори.
Для опори круглого nepepi3y:
Рис. 2. Залежшсть довжини стшки опори i ïi diaMempa eid осьового навантаження
1 =
4 - h
don
де аоп - дтметр поперечного перерiзу опори.
Висоту опори визнача-ють з умови забезпечення гра-вiтацiйного руху вантажу i проходження ним промiжних опор та найбшьш складних дь лянок траси. Методика розра-хунку висоти опор наведена в роботах [4, 5].
Залежно вщ осьового навантаження i необхiдноï ви-соти вибираеться дiаметр дерева. Така залежшсть наведена на рис. 2, з якого видно, що при дiаметрi дерева 46 см можна висоту опори визначити 26 м для осьового навантаження N=140 кН i 17 м для N=320 кН.
Пiд час монтажу багатопрольотних установок найбшьш складним е влаштування промiжних опор. Несучий канат промiжноl опори навiшуеться на ростучi дерева, а опора являе собою трипрольотну установку. Для й влаштування необхiдно мати ростучi дерева вiдповiдного дiаметра, якi розташоваш на одному рiвнi [4, 5]. У виробничих умовах часто немае таких дерев, що значно ускладнюе вибiр траси. В таких випадках рекомендуеться використо-вувати штучнi опори. Вони можуть бути виготовлеш iз стовбурiв у формi тра-пецй або трикутникiв, нахилених до основно! траси для крiплення башмакiв [2, 3]. Але таю опори можуть використовуватися для одте! установки з пев-ними параметрами. Знизити собiвартiсть монтажно-демонтажних робгт i шд-вищити ефективнiсть роботи пiдвiсних канатних установок можна, розробив-ши штучнi промiжнi опори багаторазового використання. Така опора може складатися з трьох металевих стiйок, з'еднаних вверху шарнiром, а внизу кож-на стшка мае клиновий упор { опорнпй диск. Схема опори показана на рис. 3.
Рис. 3. Штучна промiжна опора багатопрольотно'1 канатноХ установки:
а -робоче положення опори; б - транспортне положення опори.
1 - стшки; 2 - башмак; 3 - несучий канат; 4 - холостий канат; 5 - тяговий канат;
6 - блок; 7 - головне кршлення опори; 8 - каретка; 9 - шаршр; 10 - клиновий упор;
11 - опорний диск
В середиш опори кршиться башмак, на який навiшуеться несучий канат. В робочому положенш стшки розставлеш i утворюють робочу трашду. В транспортному положенш стшки за допомогою шарнiрiв складаються i в такому виглядi промiжна опора перебазовуеться на нову трасу багатопрольотно! установки. Монтаж опори здшснюеться за допомогою ручних або малогаба-ритних приводних лебщок. Приводами таких лебiдок можуть слугувати бензо-моторнi пилки. При необхщносп змiнювати висоту опор, стшки можна виго-товити у виглядi телескопiчних труб круглого або прямокутного перерiзiв.
Для вибору основних геометричних параметрiв опору розглядаемо у вигляд1 розрахунково! схеми, наведено! на рис. 4.
Рис. 4. Розрахункова схема для визначення внутршнх зусиль в основних елементах опори: а) розрахункова схема; б) основна система; в) епюра згинальних момент1в в1д зовншньог сили; г) епюра згинальних момент1в в1д одиничног сили Х1; а, в, у- кути нахилу стток опори до вертикали; в- кут нахилу поперечних опор до горизонтали; I12, 13 - довжини стток; а - довжина поперечини; Н - висота опори
Представлена рама шють разiв статично невизначена, тому для 11 роз-в'язку скористаемося методом сил, розглянувши систему каношчних рiвнянь у виглядi [6]:
8ц • Х1 + 812 • Х2 + 813 • Х3 + 814 • Х4 + 815 • Х5 + 816 • Хб + А^ = 0
8б1 • Х1 + 8б2 • Х2 + 8бз • Х3 + 864 • Х4 + 8б5 • Х5 + 8бб • Хб + Аб^ = 0 Вiдповiдно матрицi коефiцiентiв наберуть вигляд:
(3)
А =
811 812 813 814 815 816 Аш
821 822 823 824 825 826 А2Е
831 832 833 834 835 836 ; в = А3Е
841 842 843 844 845 846 А4Е
851 852 853 854 855 856 А5Е
861 862 863 864 865 866 А6Е
(4)
де: А, В - матрищ, вщповщно, коефщенпв при невiдомих та вшьних членiв системи лiнiйних рiвнянь; 811, 812, ..., 866 - параметричш коефiцiенти, отриманi
шляхом перемноження одиничних епюр основно! системи; А\р;..Аб^ - коефь щенти, отримаш шляхом перемноження епюр одиничних та зовшшшх сил основно! системи, (рис. 4).
Як приклад, на цьому рисунку показано епюру згинальних момеш!в вiд сили ^ та одинично! сили Х1. Для реально! розрахунково! схеми (рис. 4.) визначаемо параметричш коефщенти i, розв'язуючи систему рiвнянь (4) за допомогою ЕОМ, знаходимо значення зусиль Х^,.. ,,Хб.
Скориставшись вщомою методикою [б], та залежностями (1, 2) з умо-ви мщност i стiйкостi визначаемо основнi геометричш параметри опор:
• для круглого перертзу
• для к1льцевого перертзу
• для квадратного перертзу
• = ^ •
•шт = , ;
4
• ° /Г
■ш1п = — VI-4
•шп = — VI + а ; де а =
В
а
л/2"
• для трубчастого перер1зу
— ♦ —
1
а
+ Ь2
12
Лггература
1. Шкчря Т.М. Технология 1 машини люоачних робгт - Льв1в: Тр1ада плюс, 2003. - 346 с.
2. Занегин Л.А., Воскобойников И.В., Еремеев Н.С. Машины и механизмы для канатной трелевки. - М.: МГУ леса, 2004, ч. I. - 445 с.
3. Ливанов А.П. Эксплуатация горных лесов. - М.: Лесн. пром-сть, 1983. - 224 с.
4. Белая Н.М., Прохоренко А.Г. Канатные лесотранспортные установки. - М.: Лесн. пром-сть, 19б4. - 298 с.
5. Адамовський М.Г., Мартинщв М.П., Бадера Й.С. Пщвюш канатт люотран-спортш системи. - Льв1в: 1ЗМН, 1997. - 156 с.
6. Писаренко Г.С., Яковлев А.Г., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. - К.: Наук. думка, 1988. - 734 с.
ь
