ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКИМ СПОСОБОМ ВЕЛИЧИНЫ ХОДА ШТОКА ПОРШНЕЙ ГИДРОЦИЛИНДРОВ ЗАХВАТНЫХ УСТРОЙСТВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ЛЕСНОЙ ОТРАСЛИ

Захватные устройства широко применяются в лесной отрасли. Их устанавливают на трелевочные трактора, валочно-трелевочные и валочно-пакетирующие машины и др. Примерами использования захватного устройства могут служить процесс загрузки сортиментов с площадки лесосеки в коники транспортной машины и процесс выгрузки сортиментов на верхний или нижний склад.

При проектировании захватных устройств для лесных машин основными исходными данными являются наименьший и наибольший диаметры деревьев, для работы с которыми предназначается устройство. А одним из выходных параметров является ход штока гидроцилиндра, приводящего в действие рычаг захватного устройства. При этом существует два механизма осуществления обжатия дерева [1, с. 32]. В первом случае, захват производится за счет подачи жидкости в поршневую полость, во втором случае – за счет подачи жидкости в штоковую полость. В данной работе рассмотрен первый вариант, так как он обеспечивает более удачную компоновку гидроцилиндра в корпусе захватного устройства.

При расчете производительности машин с захватными устройствами необходимо знать время захвата, т.е. время, которое требуется рычагам для того, чтобы сомкнуться и крепко зажать дерево.

Это время может определяться экспериментально в том случае, если речь идет об уже существующих захватных устройствах. Если же время, а вместе с ним и производительность, необходимо оценить на этапе проектирования, то остается использовать аналитический способ. В этом случае время захвата определяется по формуле:

                                                                    (1)

де D – диаметр поршня гидроцилиндра, м;

l – ход штока, м;

Q – объемная подача насоса, м³/с;

η – КПД гидросистемы.

Параметры считаются заданными, а ход штока l определяется из компоновочно-кинематической схемы (рис. 1). Принято брать l равным ходу штока, соответствующему перемещению рычага из положения захвата дерева с наибольшим диаметром в положение захвата дерева с наименьшим диаметром.

Рисунок 1. Компоновочно-кинематическая схема

Поскольку l зависит от принятых минимального и максимального диаметров дерева, то возможно построить трёхмерный график зависимости хода штока от двух диаметров. Это позволит быстро определять величину l без построения чертежа.

Наиболее распространенные значения диаметров находятся в данных диапазонах:

Именно они и использовались для построения трехмерного графика. В программе AutoCAD 2016 проектировался рычаг захватного устройства, и замерялось значение хода штока для различных диаметров из указанных диапазонов. Полученные значения сводились в таблицу, часть которой представлена в табл.1.

Таблица 1

Значения хода штока в зависимости от диаметров

По собранным таким образом данным была построена трехмерная модель, представленная на рис.2.

Рисунок 2. График зависимости хода штока от диаметров

Полученная трехмерная модель наглядно показывает, как ход штока поршня меняется в зависимости от разницы диаметров захватываемых деревьев.

При проектировании захватного устройства для лесной отрасли всегда решается вопрос о том, деревья каких диаметров оно сможет захватывать. Это зависит от возраста дерева, от породы. Чем больше диапазон диаметров, тем шире область применения проектируемого устройства, но такой вариант не лишен недостатков. Это влечет за собой большую громоздкость конструкции, увеличение массы, необходимость в использовании более мощной гидравлической системы (чем больше диаметр, тем крупнее, а значит, и тяжелее дерево).

Полученный график дает возможность не только быстрее определять производительность, но и примерно оценивать габариты рабочей части, потому что ход штока может влиять на выбор гидроцилиндра и на компоновку, взаимное расположение рычагов и гидроцилиндров захватного устройства. При большем ходе штока взаимное расположение деталей менее компактно.

Список литературы:

1. Александров В. А., Шоль Н. Р. Конструирование и расчет машин и оборудования для лесосечных работ и нижних складов: Учебник. 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: «Издательство Лань», 2012. – 256 с.
2. Пижурин, А. А. Основы научных исследований в деревообработке: учебник для вузов — М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2005. – 305 с.
3. Матвейко А.П. Технология и оборудование лесозаготовительного производства — Минск: Техноперспектива, 2006. — 447 с.
4. Э.О. Салминен, Г.Ф. Грехов, Н.А.Тюрин и др. Транспорт леса. В двух томах. Том 1. Сухопутный транспорт / Под ред. Э.О. Салминена. — М.: Академия, 2009. — 368 с.