Розрахунок підвісної канатної установки

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ЛІСОТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

Кафедра: прикладної механіки

РОЗРАХУНКОВА РОБОТА

Розрахунок підвісної канатної установки

Львів - 2006

ЗАВДАННЯ

Ліквідний запас, м3

Об'єм стовбура, м3

Габаритна висота вантажу, м

Вантажопідіймальність установки, кН

1. ВСТАНОВЛЕННЯ ТИПУ І ВАНТАЖОПІДІЙМАЛЬНОСТІ

УСТАНОВКИ

За ліквідним запасом і об'ємом стовбура вибираємо установку типу ЛЛ-24.

Вага вантажу, що транспортується установкою, може бути визначена із залежності

де т - ціле число; т - 2..4;

qст - об'єм стовбура, м3;

- об'ємна маса деревини, =850 кг/м3,;

g - прискорення вільного падіння, м/с2; g = 9,81 м/с2.

2. РОЗРАХУНОК ТЯГОВОГО І ВАНТАЖОПІДІЙМАЛЬНОГО

КАНАТІВ

Максимальний натяг тягового і вантажопідіймального канатів не перевищує ваги вантажу, тобто

tТ=Qв

Підбір тягового і вантажопідіймального канатів проводиться за умовою міцності згідно з формулою

де tр - необхідне розривне зусилля тягового каната, Н;

пТ - коефіцієнт запасу міцності, приймаємо пт = 3,0.

Для тягового канату:

Тяговий канат вибирають за відомим tр згідно з ГОСТ 2688 або ГОСТ 3077 з матеріалами дротинок, напруження розриву яких складає , розривне зусилля tр ост=107500 Н, діаметр - 13.0 мм.

3. РОЗРАХУНОК НЕСУЧОГО КАНАТА

3.1 ВСТАНОВЛЕННЯ ВАГИ ПОГОННОГО МЕТРА НЕСУЧОГО

КАНАТА

Для розрахунку несучого каната необхідно визначити вагу його погонного метра.

З цією метою рекомендується вибрати діаметр несучого каната залежно від вантажопідіймальності установки, d = 19,5 мм при вантажопідіймальності 13,2 кН.

Значений погонної маси вибираємо для каната згідно з ГОСТ 2688-80 або ГОСТ 3077 з матеріалами дротинок, напруження розриву яких складає , тобто маса 1000м змащеного каната - 2685 кг.

Тоді вага 1 погонного метра буде рівна

3.2 ВИЗНАЧЕННЯ МАКСИМАЛЬНОГО НАТЯГУ НЕСУЧОГО

КАНАТА

Найбільший натяг несучого каната визначається при розміщенні вантажу на середині максимального (розрахункового) прольоту за формулою

де Q - вага каретки з вантажем, Н; Q = Qe+Qк;

QK- вага каретки, Н; QK - (0,02 ...0,04) Qв;

q - вага погонного метра несучого каната Н/м;

tm- довжина найбільшого прольоту установки, м;

ах - ухил хорди цього прольоту до горизонту, ах =210;

.

3.3 ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРИВНОГО ЗУСИЛЛЯ ТА ПІДБІР НЕСУЧОГО

КАНАТУ

Розривне зусилля визначають за формулою:

де nн - коефіцієнт запасу міцності несучого канату, nн = 1,8…2,0.

.

Діаметр несучого канату вибирають за розривним зусиллям згідно ГОСТ 2688 або ГОСТ 3077: d = 19.5 мм; Tp = 203000 Н; ? = 1852 МПа; F = 143,61 мм2.

3.4 ВИЗНАЧЕННЯ МОНТАЖНОГО НАТЯГУ НЕСУЧОГО КАНАТУ

Монтажний натяг визначається з рівняння:

де Епр - зведений модуль пружності системи канат - опори, Епр = 1,0*1011…1,1*1011 Па;

k - число прольотів установки;

F - площа металевого перерізу канату, м2;

?ср - середній ухил хорд прольотів;

,

.

3.5 ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВОГО НАТЯГУ НЕСУЧОГО

КАНАТУ

Розрахунковий натяг несучого канату визначається за формулою:

.

Рівняння по розрахунку монтажного натягу і розрахункового натягу будемо розраховувати на ПЕОМ в середовищі EXCEL.

Підставивши значення отримаємо корені: Т0 = 68401,95 Н, Тр = 102000 Н.

3.6 ВИЗНАЧЕННЯ МАКСИМАЛЬНОГО НАТЯГУ НЕСУЧОГО

КАНАТУ

Максимальний натяг несучого канату визначається за формулою:

;

де hi - перевищення опор відповідного прольоту, м

.

3.7 ПЕРЕВІРКА ЗАПАСУ МІЦНОСТІ НЕСУЧОГО КАНАТУ

Перевірку запасу міцності несучого канату проводимо за залежністю:

.

підвісний установка канат опора каретка

4. ВИБІР ВИСОТИ ПРОМІЖНИХ ОПОР

При розміщені вантажу на середині більшого з примикаючи до опори прольотів висоту опори Н визначають із умови:

;

де h0 - габаритна висота вантажу з кареткою та гаком, h0 = 1,5м;

h3 - додатковий зазор, що враховує нерівність грунту, h3 = 1,5…2,0 м;

f1 - прогин від власної ваги канату q і ваги каретки з вантажем Q, м

Рисунок 2 - Розрахункова схема для визначення висоти проміжних опор

;

де li - довжина найбільшого прольоту, м;

Ті - натяг несучого канату, коли вантаж знаходиться на середині найбільшого прольоту, Н;

;

f2 - прогин поперечного канату опори від власної ваги і реакції башмака опори, від ваги канату примикаючи прольотів і вантажу, розміщеному на більшому з прольотів, м;

Рисунок 3 - Розрахункова схема поперечного канату проміжної опори

;

де qn і q - вага погонного метра несучого канату установки і канату проміжної опори, Н;

ln - довжина середнього прольоту несучого канату проміжної опори;

Тп - натяг несучого канату проміжної опори, Н;

.

5. РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ВАНТАЖНОЇ

КАРЕТКИ

5.1 ЧИСЛО КОЛІС ВАНТАЖНОЇ КАРЕТКИ

Число коліс вантажної каретки визначається із умови перекриття зон згинів несучого канату під колесами вантажної каретки:

;

де nH - запас міцності несучого канату;

Трозр - розривне зусилля несучого канату;

ks - коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження між колесами каретки, ks = 1,1…1,3;

.

5.2 ВІДДАЛЬ МІЖ КОЛЕСАМИ

Віддаль між колесами визначається за формулою:

;

де Ек - модуль пружності несучого канату, Ек = 1,8*105 Па;

?р - напруження розтягу, які виникають несучому канаті, МПа;

МПа;

.

5.3 ВИСОТА ПІДВІСКИ ВАНТАЖУ

Для забезпечення рівномірності розподілу навантаження між опорними осями каретки висоту підвіски вантажу визначають із залежності:

;

де QТ - сила тиску тягового канату на каретку, QТ = 0;

? - кут підйому вантажної каретки, ? = ?max;

с - відстань від осі опорних балансирів до центра осі каретки, с = 0,3…0,5 м;

f0 - коефіцієнт опору рухові каретки, f0 = 0,05…0,06;

.

5.4 ВИЗНАЧЕННЯ ПОТУЖНОСТІ ПРИВОДУ КАНАТНОЇ

ЛІСОТРАНСПОРТНОЇ УСТАНОВКИ

Потужність приводу для лісотранспортної установки визначається за формулою:

;

де Р - сумарне навантаження, що переміщується лебідкою, Р=1,3Q=17674,8 Н;

V - швидкість переміщення вантажу, V = 0,5…0,7 м/с;

? - коефіцієнт корисної дії лебідки, ? = 0,7…0,8.

.

5.5 РОЗРАХУНОК ПРОДУКТИВНОСТІ КАНАТНОЇ УСТАНОВКИ

Змінна продуктивність канатної установки визначається із залежності:

;

де Т - робочий час зміни, хв.;

?t - підготовчо - заключний час зміни, хв.;

Q`в - об'єм пачки, яка транспортується за один рейс, м3;

К1 - коефіцієнт використання робочого часу зміни, К1 = 0,8;

К2 - коефіцієнт використання вантажопід'ємності, К2 = 0,6…0,8;

tц - час одного циклу роботи установки, хв.;

.

Річний виробіток установки визначається за формулою:

;

де N0 - кількість робочих днів в році;

NТ - кількість днів, яка витрачається на монтажно - демонтажні роботи;

А - запас деревини на лісосіці, яка освоюється канатною установкою;

.

Размещено на Allbest.ru