Задача 2

Условие.

Марка трелевочного трактора - ТТ-4М.

Способ трелевки - комлями.

Состав насаждений - ЗСЗБ2Е20с.

Средний объем хлыста V_x = 0,45 м³.

Вид трелюемого леса - деревья.

Уклон волока а = 15°.

Температура воздуха - минус 10 °С.

Коэффициент сцепления движителя с грунтом ц = 0,40.

Расстояние подачи собирающего каната L = 19 м.

Запас леса - 210 м³/га.

Среднее расстояние трелевки L_cp = 200 м.

Необходимо определить рейсовую нагрузку и производительность треле­вочного трактора.

Решение.

1. Составляем уравнение равномерного движения трактора с пачкой (рис. 3) [1, с. 18]:

F_k -Р‘(ф_т -cosa + smo^-k-Q-^ -cosa + sma)- -(l - k) • Q • (ф_п • cos a + sina) = 0,

где Fk - касательная сила тяги;

Р - эксплуатационный вес трактора;

Фг = 0,15 - коэффициент сопротивления движению трактора, принятый по мето­дическим указаниями для зимних условий [1, с. 18];

ф_п = 0,90 - коэффициент сопротивления движению пачки, принятый по методи­ческим указаниям [1, с. 18];

к = 0,64 - коэффициент распределения веса трелюемой пачки между трактором и волоком, принятый по справочной таблице [1, с. 62];

Q - вес трелюемой пачки.

Рис. 3. Схема расчета рейсовой нагрузки на трелевочный трактор.

Отсюда получаем формулу для вычисления веса трелюемой пачки:

F_k -Р*(ф_т -cosa + sina) k • (ф_т • cosa + sina) + (1 - k) * (ф_п • cos a + sina)

2. Для вычисления веса трелюемой пачки определяем касательную силу тя­ги по формуле [1, с. 18]:

F_k = j-LHiL - ⁹⁶⁰⁰⁰ °>^8Q _ Ю6667 Н, ^k v_p 0,72

где N = 96 кВт - мощность двигателя заданного трактора, принятая по справоч­ной таблице [1, с. 61];

т|тр = 0,80 - КПД трансмиссии трактора, принятый самостоятельно;

v_p = 0,72 м/с - скорость движения трактора на второй передаче, принятая по

справочной таблице [1, с. 61].

Определяем эксплуатационный вес трактора по формуле:

Р = mg = 14500-9,81 = 142245 Н, где m - 14500 кг - масса трактора, принятая по справочной таблице [1, с. 61].

3. Подставляем и вычисляем вес трелюемой пачки:

F_k -Р*(ф_т -cosa + sina)

к-(ф_т • cosa + sina) + (l-к)-(ф_п - cosa + sina)

106667 -142245 • (ОД 5 • cos 15° + sinl 5°)

“ 0,64 • (0,15 • cos 15° + sin 15°) + (l - 0,64) • (0,90 • cos 15° + sinl5°) ~

= 73495 H.

4. Определяем силу тяги по сцеплению движителя трактора с грунтом по формуле [1, с. 19]:

¥_еа = (Р + k • Q) • р = (142245 + 0,64 • 73495) • 0,40 = 75713 Н.

5. Проверяем выполнение условия ограничения по сцеплению [1, с. 19]:

F_c„ > F_k;

75713 Н> 106667 Н.

Условие не выполняется. Поэтому заново вычисляем вес трелюемой пачки,

подставляя F_c„ вместо F_k:

q ₌ Р_сц-Р-(ф_т-cosa + sina) ₌

к • (ф_т • cos a + sina) + (1 - к) • (ф_п • cosa + sin a)

75713-142245-(0,15-cosl5° + sinl5°)

~ 0,64-(0,15 -cosl5° + sinl5°) + (1 - 0,64) -(0,90 • cosl5° + sinl5°) ~

= 27295 H.

6. Проверяем выполнение условия ограничения по допускаемой грузоподъ­емности трактора [1, с. 19]:

^Qsk^;

27295

0,64

27295^91969.

где q = 6000-9,81 = 58860 Н - допускаемая грузоподъемность трактора, принятая по справочной таблице [1, с. 61]

Условие выполняется.

7. Проверяем выполнение условия ограничения по тяговому усилию лебед­ки [1, с. 19]:

F

Q<

Ф_п •(cosP + sin{3)’ 130000

27295 <

0,90 • (cos 30° + sin 30°) ’

27295 H< 105691H,

где F„ = 130 кН - тяговое усилие лебедки трактора, принятое по справочной таб­лице [1, с. 61];

Р = 30° - угол наклона щита при затаскивании пачки хлыстов, принятый по ме­тодическим указаниям [1, с. 19].

Условие выполняется.

8. Определяем средний объемный вес древесины на участке трелевки по формуле [1, с. 19];

Р = (0,3-р_с + 0,3-р_б + 0,2-р_е + 0,2-p_o)-g =

= (0,3-800+ 0,3-950+ 0,2-750+ 0,2-880)-9,81 =

= 8348 Н/м³,

где р_с = 800 кг/м - плотность сосны, принятая по справочной таблице [1, с. 63]; р_б = 950 кг/м - плотность березы, принятая по справочной таблице [1, с. 63]; р_е = 750 кг/м^Л - плотность ели, принятая по справочной таблице [1, с. 63]; ро = 880 кг/м³ - плотность осины, принятая по справочной таблице [1, с. 63].

0,3; 0,3; 0,2; 0,2 - доли пород в заданной структуре насаждений (ЗСЗБ2Е20с).

9. Определяем объем древесины в трелюемой пачке по формуле [1, с. 19]:

_у .. Q (1-Р.р-Р.) 27295-(1-0,10-0,20) ,

р 8348

где Ркр = 0,10 - доля веса пачки, приходящаяся на кору, принятая по методиче­ским указаниям [1, с. 19];

Р* = 0,20 - доля веса пачки, приходящаяся на крону, принятая по методическим указаниям [1, с. 19].

10. Определяем среднюю скорость движения трактора по формуле [1, с. 20]:

_Mv₁₌№№ ^ф 2 2

где vn = 0,72 м/с - скорость движения трактора на второй передаче, принятая по справочной таблице [1, с. 61];

Vin = 0,93 м/с - скорость движения трактора на третьей передаче, принятая по

справочной таблице [1, с. 61].

11. Определяем время движения трактора в рабочем и холостом направле­ниях по формуле [1, с. 20]:

2-L, 2-200

= 488 с.

0,82

°р

12. Определяем время формирования пачки хлыстов по формуле для трак­торов со скользящим канатно-чокерным оборудованием [1, с. 20]:

8. (

   V 2-V

0. ¹60 •

   + 0,08-L + ^у°+±-1д.

n-V

п