VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Согласно проведенным исследованиям, значительная часть массивов лесных насаждений тяготеет к рекам с малыми и средними глубинами. После запрета молевого лесосплава они практически были исключены из эксплуатации. Плоские сплоточные единицы пришли на замену молевому лесосплаву и позволяют проводить сплав не только в период весеннего половодья, но и в течение всего навигационного периода.

Известны технические решения плоских сплоточных единиц для сплава по рекам с малыми глубинами [3-7]. Наиболее простым по конструкции и наименее трудозатратным при изготовлении является техническое решение [7]. Недостатком известного технического решения является низкая производительность, вызванная существенными затратами времени при расформировании плоских сплоточных единиц в процессе снятия ручным способом вертикальных стяжек.

Целью работы является разработка такого способа обвязки, которая позволит уменьшить трудовые затраты и увеличить производительность труда при расформировании плоской сплоточной единицы. Предлагаемая конструкция обвязки плоской сплоточной единицы представлена на рис. 1-4.

Способ обвязки плоской сплоточной единицы, состоящей из (например) нижней 1 и верхней 2 нитей, на одних концах которых монтируются грузовые петли 3 со стяжками 4, при этом верхние нити обвязки, охватывая несколько бревен 5, соединяются с нижними с использованием челночных стежков 6 и 7, переплетения которых в параллельных обвязках имеют противоположные направления верхних нитей с нижними нитями для компенсации поворотных моментов, а на другом конце обвязки верхняя нить заканчивается стопорным устройством 8, представляющим собой цилиндр 9 со сквозным прямоугольным отверстием, в котором на оси 10 крепиться поворотная защелка 11, выступающая за края цилиндра в рабочем положении, которая фиксирует верхнюю нить обвязки с прицепная петлей 12 и нижней нитью, которые имеют на своих концах кольца диаметром, превышающим диаметр цилиндра стопорного устройства.

При формировании сплоточной единицы на берегу приречного склада на плотбище раскладываются две нижние нити 1 параллельно друг другу. Затем, например, гидроманипулятором выкладывается выровненный ряд круглых лесоматериалов 5 до стопорного устройства 8. Далее осуществляется укладка верхних нитей 2 и их соединение с нижними нитями и прицепными петлями 12 при помощи стопорного устройства и фиксирование этого соединения путём поворота защёлки 11. После фиксирования верхние нити с использованием челночных стежков 6 и 7 переплетаются с нижними. В конце обвязки происходит натяжение, например, ручной лебедкой верхних и нижних нитей и соединение их вертикальными стяжками 4.

Расформирование обвязки плоской сплоточной единицы осуществляется следующим способом. Снимают вертикальные стяжки 4, поворачивают защёлку 11, разъединяют стопорным устройством 8 верхнюю и нижнюю нити обвязок с прицепной петлей 12. Задний конец нижней нити 1 фиксируется, а верхнюю нить 2 вытягивают за передний конец из переплетений, например, при помощи ручных лебедок.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Для расчета нагрузок, действующих на обвязки плоской сплоточной единицы, принимаем следующее допущение. Масса древесины ПСЕ равномерно распределяется и удерживается нитями обвязки с верху и снизу (рис. 5). Количество таких обвязок – 2 (рис. 1).

Рис. 5

Усилие, необходимое для вытягивания верхней нити обвязки при расформировании ПСЕ:

F=i=1nfi+i=1mf'i

(1)

где fi – сила трения верхней нити обвязки о лесоматериалы; f'i – сила трения верхней нити обвязки о нижнюю нить в местах их переплетения.

fi=N1*μ1

(2)

где μ1 – коэффициент трения нитей обвязки о древесину.

f'i=N2*μ2=k*N1*μ2

(3)

где μ2 – коэффициент трения верхней нити обвязки с нижней в местах их переплетения; k – количество бревен, охватываемых между переплетениями.

Примем N1=N. Подставляем значения формул (2), (3) в формулу (1):

F=i=1nN*μ1+i=1mk*N*μ2=N*n*μ1+m*k*μ2

(4)

Определим количество бревен в ПСЕ прямоугольной формы:

n=Bdср=6,50,2=32 шт.

(5)

где B=L – ширина и длина ПСЕ, м; d_ср – средний диаметр круглых лесоматериалов в ПСЕ, м.

Вычислим объем древесины в ПСЕ:

W=L*n*π*dср24=6,5*32*3,14*0,224=6,53 м3

(6)

Найдем вес сплавляемых лесоматериалов в ПСЕ:

G=W*γ=6,53*0,8=5,224 т

(7)

где γ – объемный вес древесины, т/м³.

Нагрузка, приходящаяся на одно бревно ПСЕ:

N=Gn=522432=163,25 кг

(8)

Примем коэффициент трения (сухой) стали о древесину μ1=0,5, а (сухой) стали о сталь μ2=0,8. Подставляя полученные значения в формулу (4), находим F:

F=163,25*32*0,5+16*2*0,8=6791,2 кг

(9)

Выводы:

1. Предлагаемый способ обвязки плоской сплоточной единицы позволяет уменьшить трудовые затраты и увеличить производительность труда при её расформировании.

2. Сложность конструкции и трудозатраты при изготовлении плоской сплоточной единицы, примерно одинаковы с перечисленными техническими решениями.

Список литературы:

1. ХIII Международная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех-2012»: материалы конференции (21–23 марта 2012 г., Ухта): в 6 ч.; ч. 2. – Ухта: УГТУ, 2013. – 288 c.

2. Камусин А.А., Дмитриев Ю.Я., Минаев А.Н., Овчинников М.М., Патякин В.И., Пименов А.Н., Полищук В.П. Водный транспорт леса: Учебник для вузов / Под ред. В.И. Патякина. - М.: МГУЛ. 2000. - 432 с.

3. Патент RU №2121949.

4. Патент RU №2142399.

5. Патент RU №2166467.

6. Патент RU №2177436.

7. Патент RU №2477698.

 

Код для цитирования: Скопировать