Расчет диаметра трелевочной мачты и крепящих ее растяжек

Диаметр трелевочной мачты и крепящих ее растяжек зависят от тягового усилия грузового барабана лебедки, высоты мачты, количества растяжек и схемы расположения трелевочных канатов и растяжек (рис. 12).

Усилие в ветви грузового каната, направленной в сторону лебедки, принимаем F₁=Fт, а в ветви, направленной к трелюемой пачке, F₂=Fт×h_б. Усилие в возвратном канате лебедки не учитываем, так как очень мало по сравнения с усилием в грузовом канате.

Чтобы определить усилие в растяжке, принимаем равной нулю сумме проекций на ось Х всех сил, действующих на вершину мачты. При этом полагаем, что усилия, возникающие в растяжках и , воспринимаются одной растяжкой, т.е. эти растяжки заменяются по методу С.И. Рахманова одной фиктивной растяжкой. Тогда

,

откуда

, (1)

где — усилие в фиктивной растяжке, Н.; α — угол наклона местности ветви грузового каната, идущей к лебедке; β — угол наклона к местности ветви грузового каната, идущей к пачке; ω — угол между линией, соединяющей лебедку с основанием мачты, и направлением трелевки: ω = 0…π/2 рад.; γ — угол наклона растяжек к местности; δ — угол между линией, соединяющей лебедку с основанием мачты, и проекцией фиктивной растяжки на поверхность грунта.

Наибольшее значение будет при ω = π/2 рад. и δ = π/4 рад. Подставив эти значения углов в формулу (1) и сделав соответствующие преобразования, получим, что

(2)

Если вместо одной растяжки усилие воспринимают две симметрично расположенные растяжки, то усилие в каждой из них

(3)

где ψ — угол между растяжками.

Диаметр растяжек выбирают так же, как и грузового каната. При этом коэффициент запаса прочности принимают равным 3.

Для определения усилия в мачте сумму проекций на ось У всех сил, действующих на вершину мачты, принимаем равной нулю:

,

откуда

(4)

Наибольшее усилие в мачте возникает тогда, когда угол, образованный растяжкой, воспринимающей нагрузку, и ветвью грузового каната, направленной в сторону трелюемой пачки, равен π/2 рад., т.е. когда δ + ω = π/2 рад. По усилию и определяется диаметр деревянной мачты. Сечение мачты рассчитывается с учетом ее устойчивости на продольный изгиб. Пологая, что мачта шарнирно закреплена по концам и модуль упругости Е = 10000 МПа, получим диаметр мачты (см.)

где — максимальное усилие в мачте, кН; Н — высота мачты, м.

Если диаметр мачты при расчете окажется очень большим, необходимо применить составную конструкцию мачты.

Расчет производительности канатных установок.Производительность трелевочной установки зависит от расстояния трелевки, среднего объема трелюемой пачки древесины, а также от почвенно-грунтовых условий, времени года и может быть определена по формуле, приведенной в лабораторной работе "Трелевочные машины".

При полуподвесной трелевке древесины с применением постоянного прицепного оборудования время на сбор и прицепку пачки к грузовому канату на лесосеке и время на отцепку пачки и прицепного оборудования на погрузочном пункте (мин) зависит от среднего объема хлыста, объема трелюемой пачки и может быть определена по следующим эмпирическим формулам:

;

Коэффициенты , и определяются опытным путем и приведены в табл.

Таблица. Значение коэффициентов , ,

Средний объем хлыста, м³	Значения коэффициентов	Средний объем хлыста, м³	Значения коэффициентов
0,15…0,25	4,1	3,0	0,38	0,51…0,75	3,1	3,1	0,18
0,26…0,50	3,5	2,9	0,24	0,76…1,0	2,3	2,1	0,13

По вышеуказанной формуле определяется так же производительность канатной установки, занятой на трелевке и погрузке. Причем, если трелевка и погрузка производятся в одно и тоже время, то производительность установки на погрузке должна быть равной или несколько выше производительности на трелевке. Если же трелевка и погрузка совмещены так, что погрузка производится в процессе трелевки, как, например, в установке УК-1Р, общая производительность определяется ее производительностью на трелевке.