«Обгрунтування параметрів та розробка конструкції захоплювача для круглих лісоматеріалів в умовах Боярської лісо-дослідницької станції» (стр. 3 )

(1.6)

де кут нахилу ножа щелепи грейфера в початковий момент формування пачки; =° (1,2 ... 1,4 рад);

коефіцієнт тертя лісоматеріалів про щелепі грейфера; = 0,3,45;

— коефіцієнт тертя лісоматеріалів один об одного; = 0,5 ... 0,7; К— коефіцієнт, що враховує опір перекочуванню і витискуванню лісоматеріалів; залежно від їх довжини; К= 1,1 ... 1,3.

Загальне стягуюче зусилля Т визначається по формулі

(1.7)

По цьому зусиллю розраховується приводний механізм грейфера. Зусилля в тязі щелепи знаходиться з урахуванням можливого перевантаження однієї щелепи грейфера

(1.8)

Рис 2.1 Розрахункові схеми грейферів

2.2 Розрахунок радіального з шарнврно пружинними щелипами грейфера

за а. с. патент 54236

Мета розрахунку — визначення основних параметрів і діючих зусиль в

грейфері (рис. 2.1, а).

Початкові дані: грейфер використовується на вантаженні для захоплення колод lср = 6,5 м; dср= 22 см; Ткр = Н; L = 3,2 м; b = 1,5 м; а = 0,6 м; К = 1,25; Кн = 1,1; = 35° (0,61 рад).Розрахуноко сновних параметрів. Розрахунковий об'єм пачки визначається по формулі (1.4) при Кгр= 0,25 і = 800 кг/м3

Площа зіву грейфера знаходиться по формулі (1.1) при Кп = 0,6 і К3 = 0,9

Діаметр круглого поперечного перетину зіву грейфера знаходиться по формулі (1.2) при С = 1.

Розрахунок діючих сил. Напір на щелепу грейфера визначається по формулі (1.6) при = 75° (1,3 радий), = 0,6, = 0,3, К= 1,25.

Загальне стягуюче зусилля, на яке розраховується приводний механізм грейфера, по формулі (1.7)

Посилення в тязі щелепи знаходяться по формулі (1.8) при К0=1,1

2.3 Ковшові грейфери.

Ці типи грейферів застосовуються для захоплення сипких лісоматеріалів і відходів (тріски, дрібних кускових відходів). Основними параметрами ковшових грейферів є: місткість, маса , радіус щелепи грейфера , величина розкриття щелеп і довжина ножа В. Виходячи з підйомної сили крана, розрахунковий об'єм сипкого вантажу залежно від його вигляду визначають по формулі (1.4), Для опилків КГР=0,5 ...0,6; трісок 0,6...0,7; кускових відходів 0,7...0,8. Тоді місткість грейфера з урахуванням коефіцієнта заповнення його С0:

(1.9)

Місткість грейфера залежить від форми щелеп. Щелепа ковшового грейфера для лісових сипких матеріалів має напівкруглу форму, яка забезпечує при найменшому опорі найбільше заповнення ковша (мал.3.1, б). Місткість грейфера напівкруглої форми.

де — радіус щелепи;

ВГР — довжина ножа щелепи для сипких лісових вантажів

В = (1,6 ... 1,9)

З урахуванням С0 — 0,85 необхідний радіус щелепи

(1.11)

де — коефіцієнт розпушування вантажу;

для опилок = 2,5…3,0, для трісок 2 ... 2,5, для дрібних кускових відходів = 1,6 ... 1,8.

Маса грейфера знаходиться по формулі (1.3). Величина розкриття щелеп L= (1,8 ..2)R. В процесі зачерпування сипких матеріалів ковшовий грейфер упроваджується в матеріал під дією власної ваги. Потім при повороті щелеп відбувається подальше його заглиблення, при цьому матеріал переміщається по днищу і щокам грейфера, заповнюючи його. У міру стулення щелеп два потоки вантажу рухаються назустріч один одному, взаємодіючи між собою і елементами грейфера, переміщаються у вертикальному напрямі.

Зусилля N нормальне до площини ножа щелепи у момент зачерпування визначється по формулі (1.6). цій формулі —угол нахилу ножа щелепи;

; K - коефіцієнт, що враховує опір внутрішнього тертя сипкого матеріалу і тертя його об щоки щелеп. Залежно від виду вантажу цей коефіцієнт можна приймати в межах 1,2...1,4. Загальне стягуюче зусилля Т визначається формулою (1.7), а зусилля в тязі щелепи — по формулі (1.8). По цих зусиллях розраховуються елементи і привід грейфера.

Розрахунок ковшового грейфера. Мета розрахунку — визначення основних параметрів ковшового грейфера і діючих зусиль (рис. 2.1, б).

Початкові дані: грейфер використовується для захоплення тріски при вантаженні її краном з підйомною силоюН.

Визначення основних параметрів. Розрахунковий об'єм вантажу знаходиться по формулі (1.4) при Кгр = 0,6.

Радіус щелепи при напівкруглій формі грейфера знаходиться з рівняння (1.11) при = 2

Величина розкриття щелеп L = 1,9 R = 2,4 м. Довжина ножа В = 1,8 R = 2,27 м.

Місткість грейфера розраховується по формулі (1.10):

Визначення діючих зусиль. Зусилля на щелепі грейфера у момент зачерпування визначається по формулі (1.6) при і :

Загальне стягующе зусилля, на яке розраховується приводний механізм грейфера, знаходиться по формулі (1.7) при а = 0,8 = 1 м, = 0,85 =1,07 м:

Зусилля в тязі щелепи визначають по формулі (1.8) з урахуванням коефіцієнта КН = 1,1, при = 45° (0,79 рад):

2.4 Торцеві грейфери.

Торцеві грейфери використовуються при захопленні колод з одночасним вирівнюванням їх торців. Необхідність вирівнювання торців обумовлена технологічними вимогами вантаження лісу на пересувний склад МПС або судна. Основними параметрами торцевих грейферів (рис. 3.2) є: маса грейфера ; найбільша відстань між стінками (щелепами) грейфера ; розміри стінки і ; хід стінок — ; число захватних пристроїв на щелепі . Найбільша відстань між стінками визначається завдовжки захоплюваних колод, а також розкидом їх по торцях в лісонакопичувача або в штабелі. Розкид торців колод залежить від типу сортувального пристрою, швидкості його руху, конструкції лісонакопичувача і т. д. За досвідченими даними, розкид торців в лісо-накопичувачі для колод завдовжки 6 м коливається від 3 до 42 см в один бік.

З урахуванням розміру захватних торцевих пристосувань найбільша відстань між щелепами грейфера можна приймати залежно від довжини колод:

(1.12)

Величина ходу стінок

(1.13)

Де — найменша довжина колод. Якщо обидві щелепи грейфера рухомі, то хід кожної з них = 0,5

Мал. 3.2. Схема торцевого грейфера

Розрахунковий об'єм вантажу, що захоплюється грейфером, визначається по формулі (1.4) при КГР — 0,3 ... 0,4. Для визначення розмірів стінки грейфера слід

слід задати співвідношенням сторін; її; приймають для короткомірних колод

h/b = 0,4 ... 0,5, для довгомірних h/b = 0,3 ... 0,4, при цьому ширина стінки

b < 2,5 м.

Залежно від розрахункового об'єму пачки р розміри стінки

(1.14)

де — найбільша довжина колод; Кп — коефіцієнт повнодревесности укладання пачки, Кп 0,6...0,7

Число захватних торцевих пристроїв приймається залежно від найменшого діаметру колод. Число їх по висоті щелепи

(1.15)

по ширині її

у цих формулах — число рядів захватних пристроїв, що забезпечує надійне захоплення колод; = 1...3.

При захопленні колод торцевим грейфером відбувається зрушення їх в подовжньому напрямі, при цьому торці вирівнюються. Потім колоди, розташовані знизу і з боків пачки, затискаються захватними торцевими пристосуваннями, утримуючи при підйомі грейфера всю пачку.

Зусилля, необхідне для вирівнювання торців, знаходять по формулі

(117)

де — розрахунковий об'єм пачки; — щільність деревини; h — висота стінки грейфера; d — середній діаметр колод; — коефіцієнт тертя колоди по колоді; — коефіцієнт, що враховує число одночасно зрушуваних колод, розміщення їх по висоті пачки, форму і розмір колод і т. д. На підставі досвідчених даних цей коефіцієнт можна прийняти 0,2 ... 0,35.

Зусилля, необхідне для затиску пачки захватними пристосуваннями у вигляді

конічних шпильок, визначається по формулі

(1.18)

де Кт— коефіцієнт, що враховує форму шипа, кут загострення його; для конічних шпів при вугіллі загострення° (0,8 ... 0,9 рад) Кт = 0,65 ... 0,7; Кд — коефіцієнт що враховує вплив породи і стан деревини; Кд = 1,1...1,3;р — питомий опір впровадженню шипів в деревину. Для розрахунків можна приймати

р = 5 ... 8 Н/мм2. Fш — площа поперечного перетину підстави шипа, мм; — число шпів на одній щелепі;

де — число шпильок на одному захватному пристрої. При затиску пачки не всі шпильки упроваджуються в торці колод. У зв'язку з цим С = , де — число шипів, що знаходяться в роботі, звичайно С = 05...0,7

Розрахунок торцевого грейфера.

Мета розрахунку — визначення основних па-пааметрів торцевого грейфера і зусиль, що діють на його щелепах.Початкові дані. Торцевий грейфер (див. мал. 3.2) використовується при навантаженні для захоплення колод завдовжки від 4,5 до 6м, dcp=18 см, =12 см. Підйомна сила кранаН. Обидві щелепи грейфера рухомі, діаметр основи шипів dcp = 15 мм.

Визначення основних параметрів. Найбільшу відстань між щелепами грейфера визначають по формулі (1.12):

а хід стінки грейфера — по формулі (1.13):

Розрахунковий об'єм вантажу знаходять по формулі (1.4) при Кгр = 800 кг/м3:

площа стінки грейфера — по формуле (1.14) при Кп = 0,6:

при =0,4; одержимо b = 2,1 м, h = 0,85 м.

Число захоплень по висоті стінки — по формулі (1.15) при =1