Зависимость поправочного коэффициента от породы дерева

Порода	С	Е	О	Б
		1,2	0,8	1,4

Выполнение задания.

1. Выбор предпочтительной схемы выполняем путем качественного сравнения схем, показанных на рис. 1.7.

Наибольшей жесткостью обладает схема б) – ножи вращаются в одной плоскости, срез происходит встык, нет передаточных рычагов. Наименьшей жесткостью обладает схема в) – ножи перемещаются в разных плоскостях и внахлест. Схема а) по требованию жесткости занимает промежуточное положение. Наименьшие габариты по длине имеет срезающее устройство, выполненное по схеме а). Компоновка по схеме а) проще и надежнее в смысле управления (требуется один гидроцилиндр вместо двух у других схем).

Таким образом, с точки зрения удовлетворения заданным требованиям предпочтение следует отдать компоновке срезающего устройства по схеме а).

2. Максимальное усилие резания достигается при врезании ножей примерно на (1/3) D₀. При этом высота среза составляет примерно 0,95 D₀. Примем в расчетной формуле D₀. Тогда будем иметь

= кН.

а)		б)
в)		г)
Рис. 1.7. Принципиальные схемы срезающих устройств

Максимальное усилие на штоке гидроцилиндра зависит от компоновки срезающего устройства. Компоновочно-кинематическая схема срезающего устройства показана на рис. 1.7, г.В соответствии со схемой имеем приближенное равенство

откуда

.

Для выбора проектных параметров a, b проведем исследование.

3. При выборе параметров а, b необходимо исходить из следующих соотношений:

1) запас раствора ножей должен составлять 0,1…0,2 м;

2) плечо должно быть больше на некоторую величину, которая выбирается также в пределах 0,1…0,2 м.

С целью компактности компоновки примем величины и c по нижнему пределу.

Относительное перемещение точек 1, 1' при резании дерева составляет 2×( + ). Перемещение штока гидроцилиндра в раз меньше:

.

Так как a = , а c принято равным , то имеем конструктивное соотношение

.

С другой стороны

.

Итак, имеем соотношение между диаметром и ходом штока гидроцилиндра

,

или

.

Произведение хода штока на площадь поршня есть величина постоянная. Поэтому имеется принципиальная возможность выбора величин и . Для этого проведем необходимые расчеты в соответствии с таблицей 1.5.

Таблица 1.5

Расчетная таблица зависимости = ( )

, м	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18	0,2
	0,01	0,0144	0,0196	0,0214	0,0324	0,04
м2	0,00787	0,0113	0,0155	0,0168	0,0256	0,0314
, м	1,1	0,77	0,56	0,51	0,34	0,28

Как это следует из табл. 1.5, желаемое уменьшение диаметра цилиндра сопровождается увеличением хода штока. Между тем длина гидроцилиндра должна вписываться в определенное конструктивное пространство. Поскольку = и от величины b зависит суммарная длина гидроцилиндра вместе со штоком, то представляется возможным замкнуть задачу определения проектных параметров. Для этого достаточно ввести еще один конструктивный параметр – расстояние оси шарнира ножа до центра дерева. Это расстояние равно плюс размеры обоймы с проушиной. Пусть искомое расстояние равно . Тогда расстояние между шарнирами рычагов будет равно

Это расстояние равно сумме длины цилиндра плюс половины хода штока

Располагая каталогом гидроцилиндров, подбираем такой гидроцилиндр, у которого сумма

Только после этого устанавливаем окончательно значение плеча рычага .

В качестве примера решим приближенно эту задачу. Пусть общая длина гидроцилиндра с вытянутым штоком равна

где – длина поршня;

– длина уплотнения;

– длина проушин.

Обозначим

Тогда будем иметь систему уравнений

Отсюда

Пусть

м.

Тогда

м,

= 0,6 м,

м.

Общая длина

м.

Как видим, поперечные размеры срезающего устройства получаются почти полтора метра. Если судить о поперечном размере на уровне ножей, то будем иметь

м.

В принципе за счет изменения проектных параметров имеет смысл уменьшить длину цилиндра с 1,45 м до ширины устройства на уровне ножей. Однако эта проблема непроста. Так что компоновка срезающего устройства с одним гидроцилиндром требует тщательного подбора гидроцилиндра.

4. Ножевое срезающее устройство, спроектированное для березы, может также применяться и для срезания деревьев других пород. Оценим величину максимального диаметра деревьев различных пород, которые могут быть срезаны спроектированным срезающим устройством.

Максимальный диаметр срезаемого дерева для различных пород определяется квадратным уравнением

или

Проверка для березы дает при = 1,4

Отсюда имеем

м см.

Решая квадратное уравнение при различных , получим для каждой породы свой предельный диаметр. Результаты расчетов сведены в табл. 1.6.

Таблица 1.6