авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки РФ

ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

Лесной и химический комплексы –

проблемы и

решения

Всероссийская научно-практическая конференция

3-4 декабря 2009 г.

Сборник статей по материалам конференции

Том 2

Красноярск 2010

УДК 630.643

Л 505

Лесной и химический комплексы – проблемы и решения. Сборник статей по материалам Всероссийской научно-практической конференции. Том 2 – Красноярск: СибГТУ, 2010.- 308 с.

Организация и проведение конференции, издание сборника осуществлялось при поддержке КГАУ “Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности»

Редакционная коллегия:

Огурцов В.В. – д-р тех. наук, профессор, ректор СибГТУ Субоч Г.А. – д-р хим. наук, Первый проректор - проректор по НР СибГТУ Немич В.Н. - канд.с.-х. наук, доцент, директор НИУ СибГТУ Шевелев С.Л..- д-р с.-х. наук, профессор Матвеева Р.Н. – д-р с.-х. наук, профессор Хлебодаров В.Н. – канд. тех. наук, доцент Полетайкин В.Ф. – д-р тех. наук, профессор Рязанова Т.В. – д-р хим. наук, профессор Пен Р.З. – д-р тех. наук, профессор Левшина В.В. – д-р тех. наук, профессор Доррер Г.А. – д-р тех. наук, профессор Лобанова Е.Э. - канд. эконом. наук, доцент Зиненко В.К. - канд. тех. наук, доцент Товбис М.С. – д-р хим. наук, профессор Чудинов Е.А. - канд. хим. наук, доцент ISBN 978-5-8173-0336- © ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет», ТЕХНОЛОГИИ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВКИ И ДЕРЕВООБРАБОТКИ УДК 674*5*11 П.В.Цаплин В.В.Ромашенко А.Г.Ермолович ОБЛАГОРАЖИВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ РЕЗАНИЕМ И ТЕРМОСИЛОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Рассматривается решение снижение шероховатости древесностружечных плит организованный способом калибрования режущим инструментом и термосилового воздействия на поверхность плиты. Рассматривается отличие термосилового воздействия на древесностружечную плиту и чистую древесину.

Целесообразным способом калибрования древесностружечных плит является организованное резание поверхности плиты, позволяющие получить требуемую фракцию осмоленных частиц без продуктов абразива осмоленных частиц без продуктов абразива в процессе резания, по мере затупления кромки ножа, наблюдается разрыхление поверхности.





Повышенная шероховатость может быть уменьшена термосиловым воздействием на поверхность плиты сразу после резания.

В последние годы наблюдается рост производства древесностружечных плит на заводах России, несмотря на некоторый спад экономики в целом из- за мирового экономического кризиса.

Древесностружечная плита находит применение в производстве мебели, бытовом строительстве, имеет спрос в определённых государствах. В связи с этим, снижение себестоимости производства есть актуальная задача.

На снижение затрат в производстве шлифованных плит основное влияние оказывает стоимость сырья и связующего. Если отказаться от процесса шлифования плит, при котором снижается до 10% объёма плиты в пылевидном состоянии, то имеется возможность при организованном срезании припуска получить требуемую фракцию для повторного применения с закрытыми порами от полимеризованной смолы и с последующим пониженным расходом связующего.

Естественно, используя инструмент на режущем лезвии стойкость которого ограничена, трудно получить требуемую шероховатость поверхности плиты при продолжительной работе. Затупляющейся резец разрыхляет поверхность плиты, что заставляет вернуться к операции шлифования мелкозернистой абразивной шкуркой.

В практике деревообработки альтернативным способом снижения шероховатости поверхности древесины является способ термопрокатки или термопротяжки. Широкое применение эти способы получили при обработки брусковых заготовок и щитовых элементов обдицованных натуральным шпоном. При оптимальных режимах обработки вдоль волокон, величина неровностей может снизиться до 12- 25 мкм. В связи с этим, представляем процесс термосилового воздействия на поверхность ДСтП имеющий иные условия контактирования обрабатывающего инструмента. При контакте с натуральной древесиной идёт сжатие материала поперёк волокон, и под действием температуры происходит размягчение смолистых годовых колец, и выглаживание поверхности до требуемой шероховатости.

Таблица Поверхность Поверхность Параметры Единицы натуральной древесностружечной обработки измерения древесины плиты Скорость взаимодействия м/c 0,05 0,09 инструмента с материалом Температура инструмента °С 200280 (протяжкой) Усилие прижима инструмента к H/см 1025 материалу Конечная шероховатость мкм 1530 поверхности Контакт с неровностью древесностружечных плит отличается от натуральной древесины тем, что обрабатывающий инструмент контактирует не со сплошной древесиной, а древесными частицами разных фракций расположенных хаотично окружных полимеризованной смолой.

Это значит, что нагреваемый протягивающий орган может воздействовать на древесный элемент щепы вдоль волокон, поперёк волокон, торцевой поверхностью и к застеклованной поверхности смолы, которая оказывает абразивный эффект на инструмент.

Анализируя выше сказанное очевидно, что способ поверхностного облагораживания древесностружечной плиты термосиловым воздействием должен отличатся от обработки натуральной древесины, как по температуре рабочего органа (расплавление смолистых веществ в древесине и полимеризованной форальдегидной смолы), так и по давлению на материал и скорости взаимодействия инструмента и материала.





Экспериментальные исследования поведенные авторами на древесностружечной плите по снижению шероховатости термосиловым воздействием и сравнительные характеристики термосилового воздействия на натуральную древесину приведены в таблице.

Библиографический список Говорков В.М., Проектно- конструкторское бюро мебели 1.

Министерства бюро : Станок для термопроката изделий из древесины.

Авторское свидетельство СССР №1308484, кл. В 27 М 1/02, 1986г.

Ермолович А.Г., Канунник И.А., Корнев В.М., Кузьмин В.И., 2.

Сибирский Государственный технологический университет: Устройство для термопрокатки изделий из древесины. Авторское свидетельство СССР №887167, кл.В 27 М 1/02, 1981г.

Пергач В.C., Пергач А.А., Всесоюзный научно 3.

исследовательский институт деревообрабатывающей промышленности:

Способ термической обработки древесно- волокнистых плит. Авторское свидетельство №674.817- 41(№088.8) Ромашенко В.В., Совершенствование оборудования и процесса 4.

обработки древесно- стружечных плит [Текст] / В. В. Ромашенко // Диссертация. – Красноярск: СибГТУ, 2009, 134с.

А.Г.Ермолович. Модификация древесины давлением в 5.

конструкциях мебели. СибГТУ 1998г., 93c;

УДК, 383.2, ;

504 Ю.И. Кульминский ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ДЛЯ ЛЕСНЫХ ДОРОГ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск За истекшие 10 лет отрицательное влияние лесопромышленного комплекса на окружающую среду по официально контролируемым показателям снизилось. Однако в значительной степени это явилось следствием сокращения объема лесозаготовок (производства).

Лесозаготовительная отрасль основа лесопромышленного комплекса.

Эффективность лесозаготовок значительно снижает их ярко выраженный сезонный характер. Причины сезонности лесозаготовок вытекают из уникальных природных условий нашей страны, в соответствии с которыми лишь 7 % лесной территории России позволяет работать в лесу вне зависимости от погодных условий.

Значительную протяженность 9649 км составляют лесные автомобильные дороги, из которых магистральных – 3705 км с твердым покрытием, а 1853 км – хозяйственные дороги с грунтовым покрытием, соединяющие усадьбы леспромхозов с райцентрами и не которыми лесопунктами. Лесные дороги труднопроезжаемые и не обеспечивают необходимые круглогодовые транспортные перевозки.

Рост интенсивности движения и грузоподъемности автомобильного транспорта в районах Восточной Сибири вызывает необходимость усиления дорожных конструкций наиболее дешевым типом укрепленных оснований являются основания из местных грунтов и некондиционных каменных материалов, обработанных минеральными вяжущими. Однако такие основания не получили широкого применения в районах Красноярского края из-за дефицита вяжущих, в частности портландцемента.

Лесные дороги относятся к тем немногим инженерным сооружениям, которые постоянно подвергаются разрушающему воздействию природных факторов – воды, ветра и колебаний температуры.

Все элементы дорог работают в непрерывно меняющихся и очень сложных погодных и климатических условиях. Так, весной и осенью грунты на лесных дорогах вследствие переувлажнения теряют несущую способность, переходят в текучее состояние и тем самым ухудшают проходимость автомобильных поездов. Это особенно характерно для глинистых, пылеватых и суглинистых грунтов.

Во многих лесных районах Красноярского края, где намечается строительство и реконструкция автомобильных дорог, отсутствуют месторождения каменных материалов. Следовательно, что дефицит традиционных дорожных материалов их высокая стоимость обращают взоры специалистов к использованию отходов промышленности и местных материалов. Это позволить уменьшит объем перевозок железнодорожным и автомобильным транспортом, повысить темпы строительства, сэкономить топливо и энергоресурсы. Попутно решается проблема утилизации отходов, хранящихся в отвалах, загрязняющих окружающую среду.

В этих районах имеются в большом количестве промышленные отходы: нефелиновые шламы, битумные шламы, зола углей месторождений Канско-Ачинских угольных разрезов, крупных месторождений, а также запасы извести, что позволит при разработке проектов дорожных конструкций и внедрение их при строительстве и реконструкции автомобильных дорог в Ангаро - Енисейском регионе.

Основным направлением решения проблемы строительство лесных автомобильных дорог с использованием местных материалов и отходов промышленности и разработка новых технологий.

Местные материалы Карбонатные породы имеются в большом количеств в виде мергелей, известняков. Их применяют для производства строительной извести, бутового камня и щебня. Учтенные запасы карбонатного сырья 2142 млн.

м3.

Глинистое сырье представлено суглинками, пригодными для получения обыкновенного кирпича, черепицы, легких искусственных пористых заполнителей (керамзита, аглопорита) и др. Общие запасы сырья составляют 529 млн. м3.

Пески строительные и песчано-гравийные смеси широко распространены на территории края и используются для производства строительных растворов, бетонов, силикатного кирпича и др. Общие запасы песчаных материалов равны 455 млн. м3. Гипсовый камень ( млн. м3) пригоден для выработки гипса, извести. В большом количестве имеются каменные строительные материалы в виде кристаллических ((гранит, диорит, андезит и др.) метаморфические (кварциты и др.) пород, а также туфы. Общие запасы каменных материалов превышают 1071 млн.

м3.

Отходы и вторичные продукты промышленности По данным Всемирной организации здравоохранения в мире в настоящее время используется д 500 тыс. химических соединений. Из них, около 40 тыс. соединений обладают вредными для живых организмов свойствами. А 12 тыс. – токсичны. Поэтому многие виды промышленных отходов относят к опасным веществам. В отношении них выработаны меры предосторожности и установлен порядок обращения. В тоже время, опасность таких многотоннажных отходов производства размещаемых во внешней среде, как отвальные хвосты и шламы изучена недостаточно.

В Красноярском крае в результате деятельности промышленных предприятий образуется около 35 млн тонн промышленных отходов. Они представляют более 40 видов, из которых 32 % - различные шламы, 27,8 % - отвальные хвосты, 6,6 золошлаковые, 6,5 % древесные отходы и вторичное сырье целлюлозно-бумажной промышленности.

Золы и шлаки сжигания бурых углей Канско-Ачинского угольного бассейна. Зольность бурых углей месторождений: Бородинского 4- (9,3) % ;

Назаровского 10 -16 (13) % ;

Березовского 4 -13 (7,0) %.

Химический состав приведен в таблице.

Физико-химические свойства золы уноса усредненного состава Плотность, г/см3…………..2, Остаток на сите № 008, %....5 - Потери при прокаливании,%..!,2 – 3, Содержание, %:

SO3 ……………………………….2,15 – 3, MgO……………………………….4,48 – 8, СaO………………………………..4,5 – 12, Фракционный состав зол стабилен.

Таблица - Химический состав, % природного и техногенного сырья Материал Fe2O3 N2O m SiO2 AL2O3 TiO2 CaO MgO SO (месторождение) +FeO +К2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Вскрышная 55,74- 11,27- 0,73 - 3,07 – 1,08 - 0,6 - 3,68 – 7,0 – порода 73,68 16,08 0,96 9,4 5,79 3,21 5,3 16, Зола углей 54,02 - 4,40 – 0,45 – 24,50 - 26,34 – 4,35 – 0,54 – 0,85 – 0,70 (Бородинское) 55,2 5,74 0,50 25,0 33,00 5,20 0,94 0,90 1, Зола углей 25,50- 7,18- 0,52- 6,36- 25,13- 2,34- 0,94- 0,72- 0,48 (Назаровское) 42,90 12,50 0,77 16,48 39,42 4,54 4,18 1,55 2, Зола углей 31,86- 8,41- 0,50- 8,0- 26,34- 4,85- 1,43- 1,61- 2,00 (Березовское) 42,78 10,10 0,65 16,10 33,30 8,30 4,04 2,80 6, Примечание m –потеря массы при прокаливании Особое внимание при оценке сырья необходимо уделять радиоактивности.

Из более трех сотен естественных радионуклидов (ЕРН), содержащихся в дорожно-строительных материалах, отходах промышленностей и вторичных материалах, наибольшее значение имеют радионуклиды урана и тория, а также калий. Их поглощенная доза гамма излучения из всех земных источников излучения составляет 25,40,35 % соответственно. В России показателем оценки и нормирования радиационных параметров минерального сырья и строительных материалов является удельная Ауд и эффективная Аэфф активность естественных радионуклидов, в зависимости от значения которой все строительные материалы и изделия делятся на три класса:

класс 1, до 370 Бк/кг –все виды строительства;

класс П, 370 -740 Бк/кг – дорожное строительство в пределах населенных зон и строительство производственных сооружений;

класс Ш, 740 -1350 Бк/кг – дорожное строительство вне населенных пунктов.

Сульфитные щелоки представляют особый интерес как вяжущее для лесовозных дорог, особенно в районных действующих и строящихся целлюлозно-бумажных комбинатов (работающих по сульфитному методу).

Сульфитная барда (продукт переработки сульфитного щелока) с успехом применяется для укрепления грунтов в Венгерской республике, где ее используют в сочетании со стабилизатором, изготовленным из той же сульфитной барды путем обработки двуокисью марганца (MnO2) и концентрированной серной кислотой (H2SO4). Рецепт стабилизатора на л сырой сульфитной барды (90% воды и 10% твердых частиц) 9 кг двуокиси марганца и серной кислоты.

Выбор в качестве объекта исследования нефелиновых шламов ОАО «Ачинский глиноземный комбинат» определялся отсутствием данных о классах опасности данного вида отходов. Масштабностью размещения в природной среде и возможным негативным воздействием на водный и почвенный биоценоз, а также на состояние поверхностных и подземных вод.

Нефелиновый шлам является отходом от комплексной переработки нефелиновой руды на Ачинском глиноземном комбинате. Шлам представляет собой пескообразный продукт с модулем крупности 1,6-2,2, влажностью 20-30 %, содержащий 70-85 % "В" – двухкальциевого селиката в пересчете на сухое вещество. Объемная насыпная масса шлама в состоянии естественной влажности находится в пределах 900-1100 кг/м3.

Нефелиновый шлам относится к Ш классу радиоактивности может быть использован для дорожного строительства вне населенных пунктах.

Использования нефелинового шлама в дорожном строительстве актуальна, так как запасы его огромны, является вяжущим материалом,а также позволяет продлить дорожно-строительный сезон при низких температурах.

Сульфитные щелоки представляют особый интерес как вяжущее средство для лесных дорог, особенно в районных действующих и строящихся целлюлозно-бумажных комбинатов (работающих по сульфитному методу).

Сульфитная барда (продукт переработки сульфитного щелока) с успехом применяется для укрепления грунтов в Венгерской республике, где ее используют в сочетании со стабилизатором, изготовленным из той же сульфитной барды путем обработки двуокисью марганца (MnO2) и концентрированной серной кислотой (H2SO4). Рецепт стабилизатора на л сырой сульфитной барды (90% воды и 10% твердых частиц) 9 кг двуокиси марганца и серной кислоты.

Библиографический список 1 Кукуев Ю.А. Государственная лесная служба МПР России:

состояние и перспективы развития. Ж-л Лесное хозяйство №1, 2002, с 2 - 2 Крутов И.А Клизков Н.И., Терновсий А.Д. Строительные материалы из местного сырья в сельском строительстве. Изд. 2-е перераб. И доп. М.:

Стройиздат, 1978. 284 с.

3 Шемелев В.Г. Пути использования золошлаковых отходов и нефелинового шлама в дорожном строительстве. Тезисы докладов и сообщений научно-технической конференции. Секция "Автомобильные дороги". Красноярск КПИ,1982, с 39-40.к 3 Ставицкий В.Д. Лигниновые дорожные вяжущие. М.:

Транспорт,1980. -77 с.

УДК 621.86 (075.8) И.В. Кухар РАСЧЕТ ДВУРОГИХ КРЮКОВ МЕТОДОМ КРИВОЛИНЕЙНОГО БРУСА ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Предлагается методика расчета нестандартных крюков устройств для погрузочных работ. Расчет проводится по теории изгиба криво-линейного бруса.

Размеры большинства крюков стандартизированы и приведены в соответствующих ГОСТах. При применении стандартного крюка расчет сечений крюка производить не требуется. Размеры крюков устройств для погрузо-трелевочных работ не нормализованы, их определяют при конструировании в соответствии с условиями применения. При использовании крюка, отличающегося размерами или формой от стандартного, расчет крюка обязателен.

В этом случае предлагается расчет проводить по теории изгиба криволинейного бруса, предложенную А.В. Гадолиным и Х.С. Головиным.

Сечения двурогих кованых или штампованных крюков имеют трапецеидальную форму с широким основанием, обращенным к зеву крюка, что приближает центр его тяжести к зеву и способствует уменьшению изгибающего момента. Трапецеидальное сечение с закругленными краями при расчетах заменяют сечением в виде равнобедренной трапеции с основаниями b1 и b2 и высотой h.

Криволинейную часть двурогих кованых и штампованных крюков рассчитывают по формулам, которые имеют следующий вид нормальные напряжения N C1 M C = +, (1) F r D J r касательные напряжения ср ср = T / 2F (2) Где N — нормальная составляющая силы P, которая находится для сечения А-А по формуле N = G · sin / (2cos ), (3) T — составляющая силы P, действующая в продольном сечении, которая находится для сечения А-А по формуле Т = G ·cos / (2cos ), (4) G = 9,8Q — вес груза, Q - масса груза;

F — площадь сечения, r — радиус кривизны нейтральной оси, зависящий от формы сечения M — изгибающий момент действующий в сечении, который находится для сечения А-А по формуле G (C 1 + 0.5 D ) sin.

M = P = (5) 2 cos J — момент инерции сечения, для трапеции находится по формуле 6b12 + 6b1 (b2 b1 ) + (b2 b1 ) J =h. (6) 36 (b1 + b2 ) Для сечения Б-Б тогда формулы (3) — (5) будут иметь следующий вид N = G/2 и Т = G/2, М = Р · (рисунок 1).

P= G / 2cos P = G / 2cos G =+ D Б P C1 A P C1 N C2 N T C2 P Б A P T Рисунок 1 – Расчетная схема двурогого крюка При подвешивании груза на двурогие крюки чалочные канаты и цепи должны накладываться так, чтобы нагрузка на оба рога крюка распределялись равномерно. Поэтому при расчете обычно принимается предположение, что на каждый рог действует нагрузка от G/2, направленная под углом = 45° к вертикали.

Прямолинейную цилиндрическую часть крюка рассчитывают по формуле = 4G / ( · d2)[], (7) где d — наименьший диаметр хвостовой части крюка;

[] — допускаемое напряжение при растяжении, принимаемое для расчета прямолинейной части крюка по в таблице 1.

Таблица 1 – Допускаемые напряжения [] при расчете кованых и штампованных крюков Часть крюка Виды Допускаемые напряжения при режимах напряжений 1М 2М, 3М, 4М 5М, 6М Криволинейная Изгиб т / 1,05 т / 1,3 т /1, Прямолинейная Растяжение т / т — предел текучести, для стали 20 т = 430 МПа и т.= 390 МПа, для проката до 100 мм и от 101 до 300 мм соответственно.

Для оптимизации расчетов рекомендуется использовать прикладные программы, созданные в ПП Excel.

Библиографический список 1. Гохберг, М. М. Справочник по кранам: в 2 т. Т.2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы, их детали и узлы.

Техническая эксплуатация кранов [Текст] – М.: Машиностроение, 1988. – 559 с.

2. Вайнсон, А.А. Крановые грузозахватные устройства. Справочник.

[Текст] / А.А. Вайнсон, А.Ф. Андреев – М.: Машиностроение, 1982. – 304 с.

3. Расчеты крановых механизмов и их деталей / С.А. Казак, В.И. Котов, П.З. Петухов, В.Н. Суторихин. // Сб. научн. Трудов ВНИИПТмаш, 3-е изд., М.6 Машиностроение, 1971. – 496 с.

4. Коршун, В.Н. Подъемно-транспортные и погрузочные машины.

Грузозахватные рабочие органы. Учебное пособие для студентов специальности 171100 направления 653200 очной формы обучения [Текст] / В.Н. Коршун, И.В. Кухар – Красноярск: СибГТУ, 2005. – 164 с.

УДК 621.86 (075.8) И.В. Кухар ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОТАЛИ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Предлагается устройство лабораторного стенда и методика исследования электрических талей. Приводится порядок обработки и представления опытных данных.

В испытательный стенд входит элетроталь и приборное оснащение.

Электроталь состоит из механизма подъёма и механизма перемещения, смонтированная на монорельсовой балке. При подаче напряжения на электродвигатель механизма подъёма начинает вращаться ротор. Через редуктор вращение передается грузовому барабану и преобразуется под действием сил зацепления и поступательное движение калиброванной сварной цепи. В результате этого обеспечивается подъём или опускание груза посредством крюка.

При отключении напряжения ротор электродвигателя совершает осевое смещение под действием пружины, прижимается к тормозному диску и быстро останавливается.

Лебедка имеет две скорости подъёма и опускания груза (основную и микроскорость), которые регулируются ступенчато с помощью кнопок пульта управления.

При подаче напряжения на электродвигатель начинает вращаться его ротор, и через зубчатую передачу приводятся в движение ходовые колеса, которые перемещаются по полкам двутавровой балки под действием сил трения. Груз заменяют вручную.

Методика проведения экспериментальной части работы Она включает в себя статические и динамические испытания электротали, а также определение его основных параметров. Статические испытания проводят с целью нахождения величин остаточной и упругой деформации балки в следующей последовательности:

1. Тележку электротали переместить на конец консольной балки, а крюк без груза поднять над полом.

2. Индикаторную головку часового типа установить под монорельсовую балку, сообщить измерительному стержню натяг 20... делений и поворотом ободка совместить нуль шкалы со стрелкой.

3. Опустить крюк и захватить платформу с грузом (общей массой 62, кг — на 25% больше номинальной грузоподъемности).

4. На микроскорости груз поднять на высоту примерно 300 мм (полностью оторвать от пола). После устранения колебаний системы снять показания индикаторной головки.

5. Оставить груз на весу в течение 10 мин, после чего на микроскорости опустить его на пол, крюк отцепить от платформы и на микроскорости поднять до положения в п. 1. После прекращения колебаний системы снова снять показания индикаторной головки.

Опыт по статическому испытанию электротали желательно повторить несколько раз.

Цель статических испытаний — проверить прочность и грузовую устойчивость металлоконструкции электротали.

Динамические испытания электротали осуществляют с целью исследования работы тормоза и всех его механизмов. По правилам Государственного технадзора груз, применяемый для динамических испытаний, должен на 10% превышать грузоподъемность устройства.

При динамическом испытании электротали производят:

трехкратные подъем и опускание контрольного груза на основной скорости;

трехкратное передвижение тележки крана с контрольным грузом.

При этом контролируют надежность фиксации (торможения) груза при подъеме и опускании, а также надежность действия ограничителя высоты подъема груза.

После динамических испытаний измеряют необходимые параметры для получения основных данных электротали в следующем порядке:

1. Измерить и определить кинематические параметры и показатели техники безопасности.

2. Произвести необходимые измерения для вычисления рабочей скорости и некоторых энергетических характеристик механизма подъема при трех различных массах груза.

3. Рассмотреть результаты опыта, выбрать один параметр, измерение которого необходимо повторить еще четыре раза для последующей статистической обработки.

4. Провести четырехкратное прямое измерение выбранного параметра.

Обработка и представление опытных данных. Обработку результатов исследований начинают с нахождения косвенных измерений по соответствующим формулам, т.е. с получения искомых параметров и показателей испытанной электротали. В обработку также входит определение погрешности одного однократного и одного четырехкратного прямых измерений, а также одного косвенного измерения. Статистическую обработку многократного измерения следует выполнять с помощью персональной ЭВМ, имеющей соответствующее программное обеспечение.

Алгоритм расчета электротали базируется на общепринятой математической модели рабочего процесса грузоподъемных машин и методике их расчета.

Исходные данные для выполнения численного анализа по электротали вводят в компьютер в диалоговом режиме.

Распечатка выходных данных численного анализа выдается в виде таблиц и включает в себя некоторые энергетические параметры для механизма подъема при переменных экспериментальных и промышленных массовых производительностях. Для таких же условий в распечатку включают значения статического и динамических моментов в элементах привода механизма подъема, а также значения динамических усилий в тяговой цепи электротали.

Для удобства анализа опытные и расчетные данные по мощности электродвигателя необходимо представить на одном графике в зависимости от массы поднимаемого груза.

При анализе полученных результатов необходимо отметить их достоверность, объяснить причины расхождения опытных и расчетных характеристик мощности электродвигателя механизма подъёма лабораторной электротали;

указать возможные причины расхождения удельных показателей по лабораторной электрической тали и её промышленному аналогу.

Рекомендации и выводы. Комплексные испытания лабораторной электротали необходимо завершить изложением рекомендаций и общими выводами.

Рекомендации должны быть практическими и основываться на опытных и расчетных данных либо иметь ссылку на справочную или нормативную литературу. Для электрической тали, например, рекомендации могут быть следующими:

улучшить доступ к элементам электротали, находящейся на высоте, чтобы повысить безопасность и облегчить труд испытателя;

заменить часть приборов испытательного стенда для получения более достоверных данных (указать марку, класс точности и пределы измерения предлагаемых приборов);

внести изменения в методику проведения испытаний и вычислительного эксперимента с целью повышения производительности и эффективности труда.

В выводах по приведенным испытаниям электротали следует указать:

параметры, которые измерены на испытательном стенде;

параметры, которые не получали при испытании, но которые обычно определяют на государственных машинно-испытательных станциях;

соответствие исследовательского стенда требованиям эргономики и безопасности;

количество внесенных предложений;

конечную цель, достигнутую в результате выполнения работы.

УДК. 531.8 В.Г. Межов И.В. Киселева ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск При изучении дисциплин «Детали машин», «Детали машин и основы конструирования» и «Механика» студенты выполняют курсовые проекты и работы, в которых ставится задача разработки конструкции электромеханического привода.

Проблема решения этой задачи связана с определением значений множества факторов, определяющих оптимальную конструкцию привода.

На кафедре «Прикладная механика» Сибирского государственного технологического университета разработана компьютерная технология системы автоматического проектирования электромеханических приводов (Сапр ЭМП).

Разработанный коллективом кафедры комплекс программ позволяет студентам выполнить проект электромеханического привода, обладающего оптимальными параметрами. В качестве целевой функции оптимизации приняты минимальные экономические затраты на производство привода.

При этом в качестве ограничительных функций поставлены задачи:

минимальные габаритные размеры;

минимальная масса конструкции;

максимальное быстродействие привода;

максимальная точность работы.

Для подбора двигателя система имеет обширную базу данных по общепромышленным и исполнительным электродвигателям, конструкционным материалам, технологическим трудозатратам на производство привода. При этом из ряда двигателей предложенных системой по рекомендуемым параметрам проектировщик имеет возможность, скорректировав параметры выбрать наиболее подходящий вариант.

Система определяет оптимальный типоразмер и серию электродвигателя, типы и параметры передач привода. Для сравнительного анализа и внесения конструктивных требований проектировщик получает до 10 вариантов ближайших к оптимуму решений, позволяющих применить тот или иной тип передачи, их передаточные числа, материалы и термообработку деталей, технологию изготовления. Такие решения позволяют привязать конструкцию привода к конкретным условиям потребителя.

Программа по расчету основных параметров передачи – выбора типа, состава передач, способа их соединения, определение вариантов параметров влияния осуществляется на основе решения целевой функции привода и ограничительных уравнений, а также условиях работоспособности. В результате работы в этих программах определяется оптимальный вариант модели привода и исходные данные для дальнейшего расчета отдельных узлов привода.

Как правило, выходные параметры электродвигателя (число оборотов ротора, его крутящий момент) не совпадают с выходными параметрами рабочего органа машины, механизма. Для их выравнивания используют передаточные механизмы (передачи). Программа «Проектирование передач» предназначена для конструкторского расчета передач по результатам найденных ранее значений параметров влияния.

В программе «Расчет ступенчатых валов» разрабатывается конструкция ступенчатого вала, которая позволяет спроектировать вал, обладающий оптимальными параметрами ступеней. Оптимизация выполняется на основе решения выбранных критериев целевой и ограничительных функций.

В программе предусмотрена возможность выбора критерия оптимизации в зависимости от условий проектирования и эксплуатации следующим образом:

а) проектирование вала с минимальной стоимостью. В этом случае учитывается не только стоимость материала ступеней, но и технологические затраты на изготовление вала;

б) минимизация массы вала при условии равнопрочности всех ступеней его;

в) оптимальная жесткость вала при работе под действием переменных нагрузок и колебаний вала.

Кроме этого при настройке программы указываются ограничительные условия, определяющие дополнительные уравнения в процессе оптимизации.

В программе предусмотрены следующие ограничительные условия:

а) обеспечение прочности ступеней вала при сложно-деформируемом состоянии. Оценка прочности может осуществляться либо по энергетической (четвертой) теории предельных состояний, либо по теории наибольших касательных напряжений (третьей);

б) оценка долговечности ступенчатого вала под действием переменных нагрузок. В этом случае указываются при настройке циклы изменения напряжений (симметричных, асимметричных, пульсирующих), как нормальных, так и касательных;

в) ограничение величин деформаций вала под действием изгиба (прогибы и углы поворота сечений) и при кручении (углы закручивания вала).

При формировании расчетной схемы вала фактически выполняется ввод исходных данных, необходимых для осуществления разработки конструкции ступенчатого вала. Исходные данные позволяют определить значения опорных реакций и построить эпюры всех видов внутренних силовых факторов.

Далее осуществляется вычисление диаметров и длин всех ступеней вала из условия их равнопрочности под действием изгибающих и крутящих моментов. Программа допускает возможности корректировки этих параметров по условиям монтажа конструкции, а также с целью изменения условий работоспособности, заложенных в ограничительных уравнениях.

Факторы влияния на работоспособность конструкции ступенчатого вала следующие:

а) диаметры и длины ступеней вала;

б) механические характеристики материала вала;

в) степень шероховатости поверхности ступеней;

г) способы упрочнения поверхности вала;

д) концентрация напряжений в отдельных местах конструкции вала.

Выбор способа изменения работоспособности вала в программе осуществляется по указанию проектировщика. Это либо изменение одного из вышеперечисленных факторов влияния, либо изменение нескольких факторов одновременно.

Если в программе не указан способ изменения параметров, то в этом случае методом оптимизации отыскиваются наилучшие формы изменения параметров согласно заложенным при настройке критериям оптимизации.

Созданная конструкция ступенчатого вала проверяется на основе уточненного расчета вала по условиям его долговечности и прочности при сложно-деформируемом состоянии. Если при этом критерии работоспособности не укладываются в допустимые пределы, то программа возвращается на стадию разработки конструкции для внесения необходимых изменений.

Далее в программе «Выбор стандартных опор» осуществляется оптимизация параметров опор, которая позволяет подобрать из базы данных стандартных подшипников качения оптимальный типоразмер опоры. В качестве критерия оптимизации выбрана методика оценки работоспособности подшипника по статической и динамической грузоподъемности при заданной его долговечности.

Программа имеет в своем составе четыре модуля. В начале проектирования осуществляется конструктивный подбор всех типоразмеров подшипников качения из базы данных стандартных опор. В базе данных программы содержится более 4 тысяч существующих стандартных подшипников качения.

Затем выполняется вычисление действующих на опору радиальных и осевых нагрузок. Одновременно определяются значения коэффициентов радиального и осевого нагружения обеих опор.

Оценка работоспособности подшипника осуществляется по величине фактической статической, либо динамической грузоподъемности.

Вычисление указанной грузоподъемности в начале производится для одного из указанных вариантов типоразмера подшипника. Выбор варианта осуществляется при конструктивном подборе опоры, либо по указанию проектировщика, либо по умолчанию один из подшипников, удовлетворяющих исходным конструктивным данным.

Окончательный выбор типа и серии стандартного подшипника производится в процессе оптимизации.

В качестве критерия оптимизации принят коэффициент нагружения опоры, равный С С, либо о = о, = [С ]о [С ] где С, Со – соответственно фактическая динамическая, либо статическая грузоподъемность подшипника;

[C], [C]о – соответственно допускаемая динамическая и статическая грузоподъемность.

Значения коэффициента нагружения опоры ограничены значениями 0,8 o 1,1, что соответствует 20% недогрузки и 10 % 0,8 1,1, перегрузки опоры.

Если значения коэффициента нагружения опоры лежат в указанном диапазоне, то выбранный типоразмер подшипника удовлетворяет условиям оптимизации и результаты подбора выводятся на печать.

Если по результатам оптимизации не удается подобрать подшипник, существующих типов и серии стандартных опор, то программа запрашивает разрешение на изменение диаметра внутреннего кольца подшипника. Заменить диаметр программа может только по указанию проектировщика.

Выбор способа соединения деталей передач с валами для передачи крутящего момента выполняется в программе «Расчет соединений».

Существует большая группа разъемных соединений, в которых разъем осуществляется не с помощью резьбы, а посредством особых конструктивных условий сборки. К этой группе следует отнести, в первую очередь, штифтовые, шпоночные и шлицевые соединения.

В системах автоматического проектирования механических устройств необходимо, чтобы программные средства обеспечивали не только сокращение времени на проектирование устройства соединения, но и гарантировали оптимальный вариант соединения. Так как главное ограничительная функция работоспособности соединения обычно оценивается прочность соединения, то в качестве одного из критериев оптимизации параметров соединения выбирается ограничение недогрузки соединения не более 20%, либо перегрузки его в – пределах до 10%.

В этом случае прочность соединения оценивается коэффициентом нагружения, представляющим собой отношение фактического напряжения в соединении к значению допускаемого напряжения для принятых материалов. Условие оптимальной работоспособности будет иметь вид:

а) для шпоночного соединения ср см 0,8 Ксм = 0,8 Кср = 1,1;

1,1;

[ ]ср [ ]см б) для штифтового соединения ср 0,8 Кср = 1,1;

[ ]ср в) для шлицевого соединения см 0,8 Ксм = 1,1;

[ ]см где ср, см – фактические напряжения соответственно среза и смятия;

[]ср, []см – допускаемые напряжения среза и смятия.

Базовая программа проектирования соединения содержит три модульные подпрограммы проектирования штифтовых, шпоночных, шлицевых соединений, а также блок перехода между модульными подпрограммами.

Оценка оптимальности подбора соединения осуществляется в логических блоках перехода по коэффициентам нагружения по напряжениям среза и смятия соединения.

В случаях 10% перегрузки, либо 20% недогрузки выполняется переход на блок внесение изменений в параметрах соединения. Если изменение параметров не позволяет добиться нужного условия нагружения, то в программе осуществляется переход на другой тип соединения и возврат на блок на начало программы.

Так как все три типа соединений являются стандартными, то в программе помещена обширная база данных стандартных соединительных элементов, т.е.:

а) диаметры и длины всех типов конических и цилиндрических штифтов;

б) параметры (длина, высота и ширина) призматических и сегментных шпонок;

в) размеры прямобочных и эвольвентных шлицев легкой, средней и тяжелой серий.

Система проектирования имеет два варианта работы в зависимости от поставленных целей:

а) Режим обучения. Этот режим позволяет студентам и пользователям ознакомиться с технологией компьютерного проектирования привода, получить необходимые справки в решении проблемных ситуаций;

б) Режим инженерного проектирования, дающий возможность проектировщику разработать оптимальный вариант электромеханического привода для промышленного исполнения.

Данный комплекс не только облегчает и сокращает время проектирования привода и позволяет студентам выполнять проект на более высоком уровне, но и в значительной степени будет интересен профессиональному конструктору.

УДК 621.81 В.Г. Межов В.Ф. Чумаков ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ ВЫСОКОЙ ТВЕРДОСТИ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск В большинстве современных машин применяются зубчатые передачи, развитие техники идет по пути увеличения скоростей, что в свою очередь приводит к необходимости повышения прочности поверхности деталей.

При проектировании зубчатых передач с упрочненными зубьями (Н HRC 50), подвергнутых азотированию, цементации, борированию или нитроцементации, следует учитывать, что несущая способность может быть ограничена глубинной прочностью, так как развитие усталостных трещин возможно как в глубине упрочненного слоя, так и под слоем. При этом процесс развития трещин трудно своевременно зафиксировать, а последующее разрушение происходит интенсивно и представляет большую опасность.

Для предотвращения глубинного контактного разрушения в зубьях должно выполнятся условие 1,4 Н НРгл (1) где НРгл - допускаемое предельное глубинное контактное напряжение, Н/мм2.

Если условие (1) не выполняется, то необходимо выбрать новый материал или изменить термообработку, повысив среднюю твердость сердцевины зуба Н НВ.

сердц Основанием необходимости проведения расчета на глубинную прочность служит выполнение условия Н Нгл, (2) где Нгл - глубинное расчетное напряжение (Н/мм ), определяется по формуле Нгл = 0,48 АН НВ, сердц (3) Н НВ - средняя твердость сердцевины зуба в единицах НВ;

где сердц - коэффициент приведения глубинных касательных А напряжений к предельным глубинным нормальным напряжениям.

Определяется по специальному графику в зависимости от вспомогательного параметра.

Определение параметра в принятых методиках достаточно трудоемкий и сложный процесс, особенно при провидении оптимизационных расчетов и для инженерных расчетов целесообразно упростить, заменив эмпирическими зависимостями. Погрешность результатов предлагаемой методики, в сравнении с принятыми, составила 0,4-2,3% и считается допустимой для инженерных и учебных расчетов.

Библиографический список Волков, С.Д. Статическая теория прочности / С.Д. Волков. – 1.

М.: МАШГИЗ, 1996. – 175 с.

Решетов, Д.Н. Работоспособность и надежность деталей машин 2.

/ Д.Н. Решетов. – М.: Высшая школа, 1974. – 205 с.

УДК 621.867 А.М. Меньшиков И.В.Кухар К РАСЧЕТУ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ПНЕВМОТРАНСПОРТЕ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Для определения потерь давления при пневмотранспортировании порошкообразных материалов с высокой массовой концентрацией твердой фазы получено уравнение для расчет потерь давления на горизонтальных участках трассы. Экспериментальная проверка позволяет считать целесообразным применение уравнения для разработки общей методики расчета потерь давления.

Широкому практическому применению пневматического транспорта порошкообразных материалов с высокой массовой концентрацией твердой фазы препятствует отсутствие надежной методики расчета основных его параметров, важнейшим из которых является сопротивление пневмотрассы. Поскольку в системах промышленного пневмотранспорта подавляющую часть трасс составляют горизонтальные участки, то и расчет потерь давления на этих участках ( Р ) является определяющим.

В работах посвященных изучению структуры двухфазного потока с высокой концентрацией твердых частиц приводится примеры перемещения материала в трубопроводе как в виде отдельных поршней, так и в виде волн, перекрывающих поперечное сечение трубопровода.

Для вывода уравнения для определения потерь давления при пневмотранспортировании, предположим, что материал перемещается по трубопроводу в виде отдельных поршней, суммарное длина которых равна l. Основное сопротивление газ будет испытывать при фильтрации через поршни. Потерями давления на трение газа о стенки трубопровода между поршнями можно пренебречь. Уравнение фильтрации для этого случая запишется в виде:

P P а = P, (1) x x t где а – постоянная фильтрации [м4 / (Н*сек.)], Р – давление (Па), x - длина (м), t – время (сек.).

Поскольку неустановившаяся фильтрация характерна только для начального периода работы установки, а потери давления обычно определяются в процессе устойчивой ее работы, то величину Р / t в уравнении (1) принимаем равной нулю.

Из уравнения (1) следует:

PP = cdx, (2) где с – постоянная интегрирования.

Интегрируя выражение (2) по l от начального давления (Рн) до давления на конце трубопровода (Рк), получим:

( ) Рн Рк2 = сl, (3) где с – постоянная, определяемая свойствами транспортируемого материала и структурой движущегося потока, корректирующая принятую «поршневую» модель относительно реальной волновой структуры.

Величина (Рн-Рк)= Р, РН + РК Рср = Р0 ср, где Р0 и р0 – давление и плотность газа при нормальных условиях, р0 – средняя плотность воздуха по длине трубопровода (кг/м3).

Длина l определится из выражения Qм L l=, vм н F где Q- массовый расход материала ( кг/сек.), L- длина трубопровода (м), vм - средняя скорость материала (м/сек.), н – насыпная плотность материала (кг/м3), F- площадь трубопровода (м2).

Учитывая выражение для l из уравнения (3), окончательно получим Qм L P = c (4).

v м н F ср Р Введя постоянные величины в с и заменив через концентрацию µ отношение массового расхода материала Q к массовому расходу воздуха Qв (Qв= vcрF,где vср- средняя скорость воздуха в трубопроводе), получим Р = µLv ср (5).

vм В уравнение (5) входят две величины, которые будут изменяться в зависимости от параметров транспортирования (к и vм). К сожалению, в литературе нет достаточных данных по исследованию объемной концентрации смеси, через которую можно выразить vм. Поэтому с помощью имеющихся данных по расчету сопротивлений нами была сделана попытка найти такую комбинацию из vм и к, при которой их совместное участие в уравнении (5) сводилось бы к постоянной величине.

Была получена следующая зависимость:

k = kD 0, 22, (6) vср ср где D – диаметр трубопровода (м).

Таким образом, уравнение (5) приобретает вид:

0, P = k µ Lv ср ср D, (7) где k – коэффициент, зависящий исключительно от свойств транспортируемого материала.

Справедливость данного уравнения была проверена экспериментально при транспортировании таких материалов, как мелочь кокса (м=1400 кг/м3, размер частиц = 0:5 м, количество частиц м 0,5мм более 80%), пыль кварцита (м=2600 кг/м3, =0:80 мкм). Проверка показала, что коэффициент k в уравнении (7) можно считать величиной постоянной для определенного сыпучего материала, не зависящей от параметров транспортирования и от конструкции загрузочного устройства.

Отклонение опытных и расчетных значений коэффициента k от среднего значения не превышало 15%. Последнее позволяет считать целесообразным применение уравнение (7) для разработки общей методики расчета потерь давления при пневмотранспортировании порошкообразных материалов с высокой концентрацией.

УДК 621.867 А.М. Меньшиков Е.В.Кольцова ИССЛЕДОВАНИЕ ПУЛЬСИРУЮЩЕГОПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Рассмотрен процесс псевдоожижения сыпучих материалов импульсным выводом ожижающего реагента. Такой способ псевдоожижения дает возможность регулировать качество и свойства сыпучего материала за счет степени насыщенности дисперсного материала сжатым газом.

При проведении многих технологических процессов в особенности каталитических, приходится сталкиваться с проблемой устойчивости псевдоожиженного слоя дисперсного катализатора.

Одним из способов создания однородного устойчивого псевдоожиженного слоя является наложение пульсаций на ожижающий агент, поступающий в аппарат, который эффективен при относительно небольших высотах засыпки ( ), но при соотношении больше 5, возможно поршнеобразование и уплотнение материала.

На лабораторной установке был исследован пульсирующий псевдоожиженный слой дисперсного материала, путем импульсного вывода ожижающего агента, который реализуется в аппарате, имеющем на выходном патрубке клапан-пульсатор.

При закрытом клапане и подаче ожижающего реагента, давление в аппарате повышается. Происходит насыщение пор материала сжатым газом и выравнивание давления по всему объему аппарата. В момент открывания клапана, в пространстве над материалом начинается процесс падения давления. В результате этого в слое высотой dx возникает градиент давления. По достижения градиента давления допускаемой величины [ ], определяемой физико-механическими свойствами материала (вес, силы сцепления между частицами), произойдет отрыв слоя и его рыхление. Давление в этом слое выравнивается, образуется градиент давления в следующем, плотном слое. Таким образом, формируется фронт волны разрежения, по мере продвижения которого сверху вниз через материал, происходит расширение материала.

Лабораторной установка, состоит из аппарата цилиндрической формы, системы регулирования подачи сжатого воздуха и приборов для измерения давления в слое. В верхней части аппарата был установлен клапан-пульсатор, частота и скважность которого задавались блоком управления. К нижнему фланцу крепится перфорированное днище, выполненное из металлической сетки, обтянутое тканью. Для замера высоты слоя на стенку нанесена шкала с делениями.

Замер давления производится под слоем материала вблизи от перфорированного днища. Преобразование сигнала в электрический происходит в датчике давления, где на мембрану наклеены тензосопротивления. Сигнал регистрируется на светозаписывающем осциллографе.

Качество ожижения оценивалось по высоте аэрированного слоя, а также визуально, фотографированием. Параметры установки: высота аппарата – 1500 мм;

диаметр – 82 мм;

давление сжатого воздуха до 2· Па;

расход воздуха – 02 м3/час при скорости 0 м/с;

высота засыпки материала – 2001000 мм.

Модельный материал – цемент, глинозем с dч =1060 мкм.

Частота пульсаций – 0,110 Гц;

скважность – 0,10,6.

Опыты проводились следующим образом. Устанавливалась частота пульсаций и скважность работы клапана. При заданном расходе сжатого воздуха по дифференциальному манометру контролировался перепад давлений в слое с одновременной записью на осциллографе. Высота аэрируемого слоя и качество ожижения определялись после выхода аппарата на стационарный режим.

Проведено три серии опытов: ожижение обычным способом, ожижение с импульсной подачей ожижающего агента и ожижение с импульсным сбросом оживающего агента.

Проведенные эксперименты показали, что процесс псевдоожижения с импульсным выводом ожижающего реагента имеет ряд преимуществ перед двумя вышеописанными способами ожижения. В основе этого лежит принципиально иной механизм ожижения. Если при обычном способе, ожижение происходит за счет вязкостных сил трения газовой и дисперсной фазами, то в последнем ожижение происходит за счет потенциальной энергии сжатого газа, находящегося в пространстве между частицами.

Таким образом, регулируя степень насыщенности дисперсного материала сжатым газом можно в широких пределах регулировать качество и свойства ожиженного таким образом слоя. Например, удалось получить устойчивый псевдоожиженный слой мелкодисперсного материала (цемент) в аппарате с H/d=20/1.

УДК 630.283:630.866 А.А.Орлов Ю.Я. Симкин БРАКОВАННЫЕ ПЛИТЫ ДСП – ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ СЫРЬЁ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОУГОЛЬНЫХ БРИКЕТОВ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск В процессе производства ДСП в период технологических сбоев таких, как некачественное приготовление связующего, выходе из строя смесительных агрегатов, нарушении дозировки связующего, внепланового отключения электроэнергии, нарушения работы АСУТП, порывах транспортёрной ленты в период формирования древесно-стружечного ковра, а так же вследствие снижения механической прочности самой плиты в стадии прессования при нахождении стыковочного узла ленты в прессе – образуются до 5-7% бракованных плит. В связи с тем, что, они уже прошли термообработку и пропитку связующим, возврат в производство таких плит связан с большими сложностями и, как правило, не осуществляется.

Одним из перспективных способов утилизации бракованных плит может быть их переработка на древесноугольные брикеты, пользующиеся высоким спросом у населения в качестве бытового топлива. Низкая влажность древесных опилок, щепы, и стружки, составляющих плиту ДСП, позволяет в данном способе исключить самую энергоёмкую стадию сушки, а находящееся в опилках и стружках фенолформальдегидная смола в период пиролиза обезвреживается, разлагаясь при высокой температуре на пироуглерод, СО, СО2, и Н2О.

Основные стадии предлагаемого технологического процесса.

Бракованные плиты ДСП распиливаются на слешере на отрезки размерами шириной 0,2-0,3 м, длиной 2,0-2,5 м и поступают в дробилку.

Дроблёная щепа после дробилки и бункера-накопителя подаётся в барабанную печь пиролиза. Обогрев муфеля печи ведётся топочными газами. Пиролиз щепы ведётся при температуре 500-600 С.

Образующиеся при пиролизе парогазы отводятся из печи в топку для приготовления теплоносителя, где обезвреживаются при сжигании.

Отработанные топочные газы выводятся из печи через дымовую трубу в атмосферу. Полученный древесный уголь после охлаждения в холодильнике измельчается в дезинтеграторе. Порошкообразный уголь из дезинтегратора поступает в смеситель, где смешивается со связующим и подаётся в брикетный пресс. Полученные брикеты высушиваются в сушилке и поступают на упаковку.

Создание небольших установок по переработке бракованных древесно-стружечных плит на древесноугольные брикеты на предприятиях ДСП позволит повысить эффективность этих производств.

УДК 674.047 Д.Л. Павлов Н.А. Греб И.М. Кудинов А.А. Орлов КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ В ПРОЦЕССЕ СУШКИ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Предложен и реализован комбинированный способ определения текущей влажности древесины в процессе сушки, позволяющий повысить его точность и надежность, сократить продолжительность процесса сушки со стабильным качеством получаемых пиломатериалов.

Режимы сушки предусматривают ступенчатое изменение параметров агента обработки в зависимости от текущей влажности древесины.

Поэтому, определение средней влажности пиломатериалов в штабеле необходимо для проведения своевременных переходов на последующую ступень режима и окончания процесса сушки.

Руководящими техническими материалами по технологии камерной сушки древесины (РТМ) регламентируется закладывать контрольные образцы в штабель и по ним устанавливать значение средней текущей влажности пиломатериалов [1]. При этом влажность контрольных образцов определяется сушильно-весовым способом, который, несомненно, является наиболее точным, но трудоемким, не оперативным и требующим наличия специфического оборудования. Операция закладки и выемки контрольных образцов приводит к остановкам камеры, что нарушает режим сушки. К тому же сама операция небезопасна для операторов. Поэтому на практике, в основном, применяются два способа проведения процесса сушки.

Первый – по известным и апробированным математическим моделям развития полей влажности и внутренних напряжений в пиломатериалах в процессе удаления влаги. В память контроллера вводятся уставки параметров ступеней режима сушки, включая их продолжительность.

Оператором контролируется только начальная и конечная влажность пиломатериалов, что существенно упрощает проведение самого процесса сушки. Однако такой способ не является оптимальным, т. к. аналитически сложно учесть изменчивость свойств древесины, нестабильность теплоносителя и другие факторы, влияющие на скорость сушки.

Второй способ – с помощью дистанционного кондуктометрического влагомера, который основан на зависимости электропроводности древесины от влажности. Влагомер представляет собой двухпроводную систему связи датчиков с устройством обработки информационных сигналов от них. Иглы кондуктометрического влагомера – это проводники, по которым проходит электрический ток, а древесина, расположенная между ними, – это параллельно соединенные резисторы. Преимуществом этого способа является непрерывность определения влажности материала при сушке, что позволяет в автоматическом режиме производить переход на последующую ступень процесса, проводить влаготеплообработку и кондиционирование материала. Но недостатками кондуктометрических электровлагомеров является несистематическое появление погрешностей измерений, обусловленных конструкцией игл, методикой их установки в пиломатериал, коррозией самих игл и мест крепления сигнальных проводов в процессе эксплуатации. Также на результаты замеров оказывают влияние свойства измеряемого материала (плотность, текущая температура, неравномерность распределения влаги и т.п.).

Нами предлагается комбинированный способ определения средней текущей влажности высушиваемых пиломатериалов, который учитывает достоинства и недостатки способов приведенных выше. Принципиальная схема предлагаемого способа приведена на рисунке.

1 – контрольная доска;

2 – датчик температуры;

3 – пары электродов;

4 – электровлагомер;

5 – программируемый-логический контроллер;

6 – информационная панель оператора Рисунок Принципиальная схема комбинированного способа – определения влажности пиломатериалов В разных зонах штабеля пиломатериалов, в центре контрольных досок устанавливаются пары игл – электродов (до 8 пар) и датчик для измерения температуры древесины. Иглы изолированы своей длины и на соединены специальными проводами с кондуктометрическим влагомером.

Влагомер измеряет величину электрического сопротивления тока, проходящего между неизолированными концами электродов, и выдает цифровой сигнал на программируемый-логический контроллер, в котором с учетом фактической температуры древесины рассчитывается влажность в центре контрольных досок Wц, %. Далее контроллер, используя значение и равновесной влажности древесины Wр, по известным Wц математическим моделям [2-4] рассчитывает среднюю влажность контрольных досок Wсрi, %. Значение Wсрi, а также средняя арифметическая влажность контрольных досок Wср, % выводится на информационную панель оператора и используется контроллером для дальнейшего проведения процесса сушки пиломатериалов. Применяемое в данном комбинированном способе оборудование производится в России и за рубежом, имеет сравнительно небольшую стоимость.

Таким образом, в предлагаемом способе впервые совмещены непрерывный дистанционный контроль влажности древесины и расчет полей влагосодержания по сечению пиломатериала. При этом изолированные электроды позволяют надежно определять максимальную влажность в центре контрольных досок с учетом фактической температуры древесины.

Внедрение комбинированного способа определения влажности древесины в процессе сушки произведено на ОАО «ДОЗ-2 и К» г.

Красноярск. За счет постоянного и достоверного контроля влажности древесины возрос уровень автоматизации процесса сушки, сократилась её продолжительность, повысилось качество получаемых сухих пиломатериалов.

Библиографический список 1. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки пиломатериалов. – Архангельск: ЦНИИМОД, 2000. – 125 с.

2. Дзыга, Н. В. Сушка лиственничных пиломатериалов до эксплуатационной влажности в камерах периодического действия:

автореф. диссертации на соискание ученой степени канд. техн.

наук./Н.В.Дзыга – Красноярск, 1989. – 19 с.

3. Серговский, П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины [Текст] / П.С. Серговский – М.: Лесная пром-сть, 1987. – 350 с.

4. Орлов, А.А. Сушка лиственничных пиломатериалов с заданными потребительскими свойствами в камерах периодического действия:

автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн.

наук./А.А. Орлов. – Красноярск. – 2001. – 19 с.

УДК 634.023.1 Е.В. Палкин СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ ТОЛЩИНЫ КОРЫ ЕЛИ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск В статье приведены результаты статистического исследования зависимости толщины коры от диаметра ствола ели, получена математическая модель.

В условиях рыночной экономики важнейшим источником улучшения хозяйственной деятельности предприятий лесной промышленности является более полная переработка древесины и рациональное использование всей биомассы дерева [1]. Решению этих задач способствует широкое внедрение окорки тонкомерной некондиционной древесины, что становится актуально в условиях наступающего дефицита древесного сырья.

Создание математической модели зависимости толщины коры от диаметра ствола ели, предопределяет проведение экспериментальных исследований окорки такой древесины. Полученные ранее результаты зависимостей размера толщины коры от диаметра ствола, нельзя считать полными и обобщенными, так как в основном исследовалась только толщина коры в комле хлыста [1], а в вершинной же части хлыста толщина коры тонкомерной некондиционной древесины остаётся до сих мало изученной.

Экспериментальные замеры толщины коры и диаметра ели, были произведены в учреждении УП-235/7 в зимний период. Замеры проводились на вершиной части хлыста, на участках диаметром от 8 до см.

Для этого мерной вилкой измерялся диаметр вершинки в коре, в двух взаимно перпендикулярных направлениях и определялось среднее значение. Далее выпиливался с четырех сторон вершинки участок коры до луба, линейкой на каждом выпиленном участке измерялась толщина коры с расчетом средней величины. Результаты измерений заносились в журнал наблюдений. Количество параллельных измерений n=20, обеспечивало уровень достоверности 95%. Произведена предварительная обработка данных с целью определения среднего значения толщины коры и дисперсии в каждом эксперименте.

Применение критерия Кохрена показало однородность дисперсий экспериментов при уровне значимости = 0,05. Вычислена дисперсия воспроизводимости (Sвс2=0,457). Применение критерия Вилькоксона показало, что выборочные данные экспериментов принадлежат одной генеральной совокупности. Применение критериев Колмогорова и показало, что гипотеза нормального распределения толщин коры при некотором значении диаметра ели не отвергается, при уровне значимости = 0,05.

Для получения зависимости вида Y = f (dс), где Y - толщина коры, мм;

dс - диаметр хлыста, мм., применен метод наименьших квадратов.

Обработка статистических экспериментальных данных проводилась в табличном процессоре Excel. Получена математическая модель зависимости толщины коры от диаметра:

Y = -0,0004dс2 + 0,1516dс - 7,347;

Sост2=0, где: Sост2- остаточная дисперсия.

Анализ полученных результатов показал высокую точность регрессионной модели, (R2 - 0,969) Сравнение по критерию Фишера остаточной дисперсии и дисперсии воспроизводимости показало, что точность полученной модели эквивалентна точности экспериментальных данных.

Матричным методом получена доверительная область изменения коэффициентов регрессионной модели и доверительный интервал изменения средних и фактических значений прогнозной величины. На рисунке 1 и 2 представлены средние значения для фактических (Yср) и прогнозных (Yрасч) значений толщины коры ели, верхняя (Ymax) и нижняя (Ymin) границы доверительной области средних прогнозных значений, при уровне значимости = 0,05.

Толщина коры, мм 80 100 120 140 160 180 Диаметр, мм Ycp Ycmin Ycmax Ypac Рисунок 1 - Доверительный интервал изменения средних значений толщин коры ели от диаметра Толщина коры, мм 80 100 120 140 160 180 Диаметр, мм Ycp Ymin Ymax Ypac Рисунок 2 - Доверительный интервал изменения фактических значений толщины коры ели от диаметра Полученные зависимости позволяют определить толщину коры, зная диаметр ствола dc для ели, что может быть использовано при расчетах различного лесозаготовительного, окорочного и другого деревообрабатывающего оборудования.

Библиографический список 1. Симонов М.Н. Механизация окорки лесоматериала. - М.: Лесная промышленность. - 1984. - 211 с.

2. Ахназарова С.Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов / Кафаров В.В – М.: Высш. шк., 1985. – 327 с.

3. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Маркова Е.В., Грановский Ю.В. - М.: Издательство «Наука», 1970.

УДК 630.377.4 В.Ф. Полетайкин В.В. Гроо С.А. Кинякин РАБОТЫ ПО СОЗДАНИЮ МАШИНЫ ДЛЯ ТРЕЛЕВКИ И ПОГРУЗКИ ДЕРЕВЬЕВ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г.Красноярск В статье рассмотрены направления работ по созданию машины для трелевки и погрузки деревьев в России и за рубежом.

При заготовке и вывозке древесного сырья в виде хлыстов необходимо выполнить комплекс лесосечных и лесотранспортных работ, включающих в себя операции: валка, трелевка, обрубка или обрезка сучьев, погрузка на лесовозный транспорт, вывозка древесного сырья на склад или потребителям. С целью сокращения номенклатуры оборудования при формировании систем машин для машинизации технологических процессов разработчики длительное время стремятся разрабатывать и осваивать производство новых, более универсальных лесных машин, обеспечивающих выполнение нескольких смежных операций. Как в России, так и иностранными фирмами проводятся работы по созданию машины для выполнения операций трелевки и погрузки древесины в виде деревьев с кроной и хлыстов. Так Карельским научно исследовательским институтом лесной промышленности (КарНИИЛП) была предложена конструкция машины для погрузки, транспортировки и разгрузки длинномерных грузов (Рисунок 1), разработанная на базе лесопогрузчика перекидного типа ПЛ-1 (а.с. 255840).

Машина содержит самоходное шасси 1, на котором установлена поворотная в вертикальной продольной плоскости стрела 2 с челюстным захватом 3. В задней части машины установлено устройство для дополнительного груза, выполненное в виде двухчелюстного захвата.

Челюсть 4 закреплена неподвижно, челюсть 5 установлена шарнирно с приводом от силовых цилиндров 6, смонтированных на раме машины.

Принцип работы и последовательность выполнения операций понятны из Рисунка 1. Машина предназначена для перемещения, главным образом, сортиментов. Недостаток ее заключается в том, что она может перемещать длинномерный груз, расположенный перпендикулярно продольной оси машины, что не позволяет использовать ее на трелевке деревьев из лесосеки на погрузочную площадку.

Рисунок 1 – Машина для погрузки, транспортировки и разгрузки длинномерных грузов: 1 – базовый трактор ТДТ-55А, 2 – стрела, 3 – захват, 4 – дополнительная неподвижная челюсть, 5 – дополнительная подвижная челюсть, 6 – гидроцилиндры.

Минским тракторным заводом (Республика Беларусь) разработана трелевочно-погрузочная машина Беларус МТП 441 (Рисунок 2), предназначенная для сбора сортиментов, хлыстов и деревьев на лесосеке, формирования пачек и трелевки деревьев при проведении санитарных рубок, а так же их погрузки. (См. проспект фирмы «Великан» Трелевочно погрузочная машина Беларус МТП 441).

Рисунок 2 – Трелевочно-погрузочная машина Беларус МТП Тип машины: двухосная, с управляемыми передними колесами, задним расположением трелевочного приспособления и передним расположением погрузочного оборудования.

Машина включает в себя колесный трактор, на котором смонтирована поворотная в продольной вертикальной плоскости стрела с установленным на ней отвалом с верхними прижимными рычагами. Для выполнения операции трелевки деревьев машина оснащена тросочокерным оборудованием и трелевочной лебедкой. Отвал с прижимными рычагами и стрелой с приводом от гидроцилиндров представляет собой погрузочное оборудование фронтального типа. Погрузка деревьев на лесовозный транспорт требует разворотов машины с грузом на угол до 180 градусов.

Недостатки этой машины заключаются в следующем:

1. Сложность конструкции: для выполнения двух основных операций (трелевка и погрузка) машина оснащена двумя видами технологического оборудования – трелевочным и погрузочным.

2. Погрузочное оборудование представляет собой известный лесопогрузчик фронтального типа. Недостаток такого лесопогрузчика состоит в том, что при погрузке деревьев требуется разворот машины с грузом на угол 180 градусов, что приводит к возникновению значительных динамических нагрузок на элементы конструкции машины и разрушению погрузочных площадок.

Фирмой Hencon (Нидерланды) разработан колесный трелевочный лесопогрузчик, предназначенный для выполнения операций трелевки хлыстов и деревьев и погрузки хлыстов и сортиментов на лесовозный транспорт. (Рисунки 3,4). Машина состоит из базового трехколесного шасси и технологического оборудования фронтально-радиального лесопогрузчика, включающего в себя основание, жестко закрепленное на раме шасси, стрелу, оснащенную телескопическим устройством – удлинителем, на конце которого шарнирно подвешен ротатор, шарнирно соединенный с грейферным захватом. Привод рабочих органов гидравлический.

Таблица 1 - Техническая характеристика машины Беларус МТП Наименования, единицы измерения Числовые значения величин величин Тип двигателя, мощность кВт (л.

с) Дизель, 60 (81) Номинальная частота вращения, об/мин Коробка передач Механическая, 8-ступенчатая с редуктором удвоения передач Скорость вперед/назад, км/ч 1,89-20,4 / 3,98-8, Габариты: длина*ширина*высота 6640 * 2070 * Колея, мм: передних колес 1750- Задних колес 1700- Дорожный просвет, мм Масса эксплуатационная, кг Лебедка Однобарабанная, нереверсивная Тяговое усилие, кН Грузоподъемность погрузчика, кН 7, Высота погрузки, м 3, Рисунок 3.- Трелевка хлыста из лесосеки Рисунок 4.-Погрузка сортиментов на лесовозный автопоезд К недостаткам данной машины можно отнести необходимость разворотов ее при погрузке древесины на транспорт из ранее сформированного штабеля, а так же не достаточную проходимость по лесосеке в зимних условиях.

Таблица 2 - Техническая характеристика трелевочного лесопогрузчика Hencon Двигатель Электрическая система 1 2 3 Конфигураци цилиндровый, Напряжение 12 в 4-х рядный Охлаждение Воздушное Емкость аккумулятора 102 Ач Полезная 49 кВт при 2150 Номинал генератора 14 В, 35 А мощность об/мин Крутящий момент 230 Нм при1500 Система рулевого Педальный об/мин привода привод Рабочий объем 3770 см3 Захват Гидростатический Площадь поперечного 0,35 м Трансмиссия привод сечения Тип насоса Переменной Тип ротатора Непрерывного производительности, действия аксиально поршневой Номинальное 31000 кПа Гидравлическая давление система Расход 87 л/мин при 2150 Насос для привода Двухконтурный, об/мин стрелы лопастной, постоянной производительн ости Привод колес Производительность 60 л/мин при Bell Series 2150 об/мин Окончание таблицы 1 2 3 Конфигурация Двойной Давление 13800 кПа планетарный редуктор Скорость хода 10 км/ч Насос хода Шестеренный Тяговое усилие 35,72 кН Расход 32 л/мин при 2150 об/мин (max) Давление 15000 кПа Колеса Передние колеса: 23.1*26 Эксплуатационные рамер емкости Тип Для лесной отрасли Топливо 82 л.

Задние колеса: 18*15.5 Рабочая жидкость 118 л.

размер гидросистемы Тип Шины повышенной Эксплуатационная масса 5600 кг проходимости для машины лесной отрасли Давление на грунт (без нагрузки) Габариты переднее 40 кПа Высота подъема 5609 мм.

задние 77 кПа Грузоподъемность 3000 кг Высота машины 6203 мм.

Длина 4293 мм.

Ширина 2798 мм.

Учитывая актуальность проблемы расширения технологических возможностей лесных машин, в СибГТУ проводятся работы по разработке машины для трелевки и погрузки древесного сырья на базе лесопогрузчиков перекидного типа (ЛТ-188, ЛТ-240) [1]. Для обеспечения возможностей производства операций трелевки и погрузки хлыстов и деревьев разработан захвата грейферного типа, который устанавливается в средней части поперечной балки стрелы вместо нижней челюсти захвата лесопогрузчика. Грейферный захват оборудован механизмом вращения в горизонтальной плоскости на угол свыше 3000. При выполнении операции трелевки деревьев стрела с захватом устанавливается в заднем положении, захват при этом устанавливается параллельно продольной оси машины, гидроцилиндры привода ротатора и механизма поворота захвата включаются в «плавающее» положение для свободного поворота захвата с деревьями относительно вертикальной и горизонтальной осей. Это обеспечивает необходимое и достаточное количество степеней свободы трелюемых деревьев в процессе их движения. Преимущества предлагаемой конструкции трелевочно-погрузочной машины заключаются в том, что в качестве базовой машины использован гусеничный лесопогрузчик перекидного типа, что обеспечивает погрузку деревьев без разворотов машины, повышение ее проходимости и производительности. При этом грейферный захват используется как сменное устройство к серийной машине – лесопогрузчику перекидного типа для расширения его технологических возможностей.

Библиографический список Полетайкин, В.Ф. Расширение технологических возможностей 1.

лесных машин [Текст] / В.Ф. Полетайкин // Лесной и химический комплексы – проблемы и решения: Сборник статей по материалам Всероссийской научно-практической конференции. Красноярск: СибГТУ, Том 1, 2009г. – 109-112с.

УДК 630.377.4 В.Ф. Полетайкин Д.С. Котов К ВОПРОСУ СОВЕРШЕНСВОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ ЛЕСОПОГРЗЧИКОВ ПЕРЕКИДНОГО ТИПА ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск В статье рассмотрены вопросы целесообразности установки в конструкции лесопогрузчиков ЛТ-188 и ЛТ-240 опор для транспортного положения стрелы При проектировании и серийном производстве лесопогрузчиков перекидного типа в конструкцию базовых тракторов ТТ-М, ТЛТ- вносятся некоторые изменения, связанные с компоновкой технологического оборудования, повышением показателей прочности и устойчивости машины. Так лесопогрузчики ЛТ-188 оснащены упорами для повышения устойчивости, устанавливаемыми в передней части рамы трактора, а так же упорами ЛТ-188.03.02.000 и ЛТ-188.03.03.000, устанавливаемые на поперечной связи стрелы ЛТ-188.04.03.000 для укладки стрелы при наборе груза и при транспортном положении.

Необходимость установки упоров для повышения устойчивости лесопогрузчика обоснована расчетами и длительной эксплуатацией серийных машин. Введение в конструкцию технологического оборудования опор стрелы при наборе груза требует анализа и экспериментальных исследований по следующим причинам:

1.Так как размер от оси вращения нижней челюсти захвата до поверхности погрузочной площадки равен 1080 мм и, следовательно, меньше чем размер от оси вращения захвата до подошвы нижней челюсти, который равен 1100 мм, стрела при наборе груза даже на ровной твердой поверхности приподнимается над кронштейнами. В этом положении опоры не контактируют с кронштейнами и не влияют на нагрузки на стрелу, гидросистему и другие элементы конструкции машины (См.Черт.ЛТ-188.00.00.000СБ Лесопогрузчик;

ЛТ-188.05.00.000СБ Челюсть. Сборочный чертеж;

ЛТ-188.00.00.000К3 Лесопогрузчик. Схема кинематическая принципиальная). В реальных условиях эксплуатации ходовая система трактора погружается в грунт или в снег, поэтому размер от оси вращения захвата до поверхности площадки значительно уменьшается (на 100…300 мм), поэтому стрела при наборе груза приподнимается над поверхностью площадки и над кронштейнами на такую же величину, вследствие этого, контакт и взаимодействие между опорами на стреле и кронштейнами на раме трактора не возможны. Кроме этого, из-за недостаточной продольной устойчивости при наборе груза корпус лесопогрузчика наклоняется вперед, вследствие чего расстояние между опорами и кронштейнами увеличивается, что так же делает взаимодействие их невозможным. Взаимодействие опор с кронштейнами возможно при наборе груза, расположенного ниже опорной поверхности лесопорузчика. В этом случае при работе лесопогрузчика внешняя нагрузка QПР от силы тяжести груза и приведенной силы тяжести элементов конструкции (стрелы, захвата, стоек, механизма поворота захвата, гидроцилиндров и др.) передается от стрелы через поперечную связь и·опоры на кронштейны рамы трактора. При этом режиме на поперечную связь стрелы ЛТ-188.04.03.000 действует дополнительный изгибающий момент МИЗГ от внешних нагрузок QПР/2 и опорных реакций, возникающих на кронштейнах при их взаимодействии с опорами. Данные нагрузки суммируются с нагрузками, возникающими при работе машины, что приводит к снижению надежности лесопогрузчика.

2.В случае отсутствия опор и кронштейнов, упомянутых выше, внешняя нагрузка QПР от стрелы передается непосредственно на штоки гидроцилиндров подъема стелы, которые закреплены в плоскости симметрии боковин стрелы. В этом случае внешние нагрузки QПР / уравновешиваются усилиями на штоках гидроцилиндров РЦ. Вследствие этого дополнительные изгибающие моменты исключаются и стрела работает в более благоприятном режиме, что и обеспечивает повышение надежности лесопогрузчика. Гидроцилиндры подъема стрелы при вращении стрелы из положения набора в транспортное работают на сжатие, рассчитаны на восприятие полной нагрузки от силы тяжести груза и элементов конструкции, поэтому в дополнительных опорах нет необходимости. Это подтверждается многолетней практикой эксплуатации лесопогрузчиков КМЗ-ЦНИИМЭ-П2, П19А, ПЛ-2, П2А, П2С, ПЛ-3, ЛТ 65Б, которых было выпущено заводом КРАСЛЕСМАШ за период 1963…2000 годы свыше 50,0 тыс. штук, на которых опоры и кронштейны не устанавливались и необходимость в них не возникала. Кроме этого, Великолукским заводом «Торфмаш» с 1965 года выпускаются лесопогрузчики ПЛ 1А, ПЛ-1Б, ПЛ-1В на базе тракторов ТДТ-55, ТДТ 55А, на которых подобные опоры и кронштейны не устанавливаются.

3.Опоры на поперечной связи стрелы закрепляются с помощью сварных швов, которые ослабляют сечение трубы ЛТ-188.04.03.001, из которой изготавливается поперечная связь, что так же снижает надежность стрелы.

4.С учетом того, что на кронштейнах установлены резиновые подушки, можно предположить, что разработчики рассматриваемого устройства решали задачу защиты стрелы и гидроцилиндров от ударных нагрузок при опускании стрелы в положение набора груза и от вибраций при холостых переездах лесопогрузчика при крайнем нижнем положении стрелы (переезды с грузом в таком положении стрелы невозможны).

Но такое решение не обосновано по следующим причинам:

1.Стрела и гидроцилиндры не нуждаются в дополнительных защитных устройствах, так как гидроцилиндры сами являются гасителями колебаний, в том числе и высокочастотных. Многие технические системы оснащаются гидроцилиндрами с дросселирующими устройствами для гашения колебаний (подвески автомобилей, подвески сидений самоходных машин).

2.Скорость опускания стрелы в положение набора груза ограничивается дросселями гидроцилиндров, поэтому ударные нагрузки исключены.

3.При холостых переездах операторы устанавливают стрелу над кабиной по следующим причинам:

-при крайнем нижнем положении стрелы стойки и нижняя челюсть захвата значительно ограничивают видимость при движении вперед;

-при крайнем нижнем положении стрелы вход в кабину и выход из нее затруднены.

Исходя из этого следует, что и с этой точки зрения оснащение лесопогрузчиков рассматриваемыми опорами и кронштейнами является излишним.

Выводы.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.