981-1

21

слабляется. При рывке за оттяжку 6 крюк 5 выходит из кольца 7, и стропы освобождаются от пачки бревен.

Стройный комплект для штабелевки лебедками (рис. 13, в) состоит из двух длинных стропов 5, соединенных кольцом 6, которое крепится к цепной вставке 7. На концах стропов 5 имеются кольца 10, по стропам скользят муфты 3, к которым присоединены короткие стропы 2 с крюками 1 на концах. Цепная вставка другим концом присоединяется к кольцу 8, посредством которого грузовой 9 и холостой 4 канаты соединены с барабанами лебедки. Пачка бревен обхватывается снизу, так же, как и стропами (рис.12, б), длинными ветвями стропов, а сверху короткими. За кольца 10 (рис. 12, в) длинных ветвей зацепляются крюки 1 коротких ветвей. В результате перемещения муфт 3 образуются две затяжные петли, обхватывающие пачку. Для отцепки пачки необходимо ослабить грузовой канат 9 и отсоединить крюки 1 от колец 10. Освобожденная пачка остается на штабеле, а стропы вытаскиваются из-под пачки канатом 9 барабана лебедки.

Самораскрывающийся стропный комплект (рис. 13, г) применяют для сброски пачек бревен на воду. У этого комплекта крюки 6 коротких стропов снабжены кольцами. Рабочий 13 и холостой 1 канаты лебедки соединяются вставкой 8 с крюком 12 на одном конце и кольцом 2 на другом. К кольцу 2 вставки прикреплены оттяжки 3 с крюками 4 на концах. Пачка обхватывается короткими 7 и длинными 9 стропами (как и в предыдущих случаях), которые крепятся к кольцу 10. После зацепки пачки бревен стропами к кольцам крюков 6 прицепляются крюки 4 оттяжек. Между кольцом 10 и крюком 12 имеется цепная вставка 11. При движении пачки по штабельному месту оттяжки 3 свободно провисают между пачкой и кольцом 2. После подачи пачки на воду рабочий барабан лебедки отключается от приводной его части и включается возвратный барабан. При этом оттяжки 3 натягиваются и вытаскивают крюки 6 из колец 5. Стропный комплект раскрывается, сортименты выпадают и остаются на воде.

Для автоматического захвата лесоматериалов при погрузке, штабелевке, сброске на воду и выгрузке применяют грейферы. По конструкции они подразделяются на челюстные и торцовые. Челюстные грейферы (рис. 14, а) обхватывают пачку с боков, сжимающие силы действуют радиально в направлении центра поперечного сечения пачки. Раскрытый грейфер опускается челюстями на штабель лесоматериалов и под действием сил тяжести внедряется между бревнами, а при смыкании челюстей зачерпывает пачку бревен. Лучшей проникающей и захватывающей способностью обладают вибрационные грейферы. При включенном вибраторе челюсти воздействуют на лесоматериалы и, раздвигая их, постепенно. Под действием сил тяжести проникают в штабель.

22

Рисунок 14. Грейферы: а-электрогидравлический ЛТ-153: 1—челюсти: 2 — гидроцилиндры; 3 — рана с механизмом поворота; 4 — серьга; б — торцовый ЛТ-77: 1-челюсть (щит); 2 — шипы; 3 — рама; 4 — привод челюстей (щитов); 5 — подвеска

Торцовые грейферы (рис. 14, б) имеют два вертикальных щита, закрепленных на раме и перемещающихся по ее направляющим. При захвате бревен из штабеля или лесонакопителя щиты грейфера, установленные с торцов, сжимают пачку, выравнивают торцы бревен и удерживают. После зажима пачка поднимается и перемещается краном к месту укладки. После укладки пачки щиты расходятся в стороны и бревна остаются в штабеле или вагоне. С целью надежного удержания бревен и предотвращения их выпадания из грейфера с внутренних сторон щитов по их контуру в два-три ряда закреплены специальные заостренные шипы. Объем пачки зависит от длины лесоматериалов.

2.4 Погрузчики-штабелеры

Погрузчики-штабелеры манипуляторного типа применяют для погрузки и штабелевки круглых лесоматериалов на нижних береговых складах.

Погрузчик-штабелер ЛТ-72 (рис. 15) на базе трактора ТТ-4 имеет сменные навесные рабочие органы, а поэтому может выполнять различные виды работ.

Погрузчик-штабелер КЛ-4, так же как и погрузчик ЛТ-72, имеет сменное навесное оборудование. Базой погрузчика служит трактор ТДТ-55А. Погрузчик - ЛТ-72 предназначен для выполнения не только погрузочных и штабелевочных работ, но и строительных, вспомогательных, монтажных и других работ.

23

Рисунок 15. Схема погрузчика-штабелера ЛТ-72: 1 — шасси трактора; 2 — неподвижная рама; 3 — поворотное устройство; 4 — полноповоротная платформа; 5 — двигатель; 6 — насосы гидропривода; 7 — коробка перемены передач; 8 — портал; 9 — стрела; 10, 11, 14

— гидроцилиндры; 12 — рукоять; 13 — моментный цилиндр; 15 — захват; 16 — гребенка; 17 — кабина; 18 — захват для мелких бревен; 19 — грейферный захват; 20 — оборудование прямой лопаты; 21 — оборудование обратной лопаты

Лесоштабелеры ЛТ-32, ЛТ-33, ЛТ-34 и ЛТ-35 имеют навесное оборудование, смонтированное на базе тракторов ТДТ-55А, ТТ-4 (рис. 16). Помимо штабелевочных работ и сброски древесины на воду, лесоштабелеры могут выполнять зачистку берегов от обсохшей древесины и другие работы. В лесоштабелерах ЛТ-34 и ЛТ-35 перемещение пачки производится грузозахватным устройством с клещевой кареткой, установленной на поворотной раме позади трактора, а в штабелерах ЛТ-32 и ЛТ-33 возможен перенос пачки через кабину трактора.

Рисунок 16. Конструктивная схема лесоштабелера ЛТ-35: 1- опорная рама; 2- гидроцилиндр; 3- челюстной захват

24

Сплоточно-транспортно-штабелевочные агрегаты для береговой сплотки и транспортировки пучков с прицепами без управления (В-28, АС-3, ТАЗС-1, УНСА-20 и др.) и с управляемыми прицепами (В-43, В-51 и др.) позволяют механизировать процесс береговой сплотки как на затопляемых, так и на незатопляемых площадях, включая формирование пучков, их транспортировку и сброску на отведенное место, но с укладкой только в один ряд по высоте. Такая укладка приемлема на затопляемых площадях. Лесоматериалы на незатопляемых площадях для уменьшения грузовой работы приходится укладывать в несколько рядов. Для выполнения таких работ применяют сплоточно-транспортно-штабелевочные агрегаты В-49, ЦЛР-117 и ЛТ-84.

Агрегат В-49 (рис. 17) состоит из базового одноосного тягача МоАЗ546П и полуприцепа с ведущими колесами. Челюстной захват соединен с рамой шарнирно. Поворотное устройство обеспечивает поворот челюстного захвата относительно рамы на угол 0,64 рад. Поворот челюстного захвата относительно рамы осуществляется последовательно соединенными гидроцилиндрами через промежуточное звено — коромысло. Рама и коромысло соединены с рамой полуприцепа центральной осью. Челюстной захват состоит из нижней и верхней челюстей и серьги. Взаимное положение серьги и верхней челюсти относительно нижней может быть различным за счет гидроцилиндров, связывающих эти элементы. Серьга образует с гидроцилиндром шарнирный параллелограмм, который изменяет площадь зева челюстного захвата в широком диапазоне. Челюстной захват подрессорен относительно рамы полуприцепа пружинным амортизатором. При погрузочноразгрузочных работах для продольной устойчивости агрегата применяют аутригер, срабатывающий при заборе пучка леса и разгружающий колеса полуприцепа. На серьге челюстного захвата установлена лебедка с гидроприводом.

Рисунок 17. Сплоточно-транспортно-штабелевочный агрегат В-49:1 — одноосный тягач; 2 — челюстной захват; 3 — полуприцеп

25

В случае плохого выпадания пучка из челюстного захвата его вытаскивает канат лебедки. При захвате пучков из второго ряда верхний пучок обносят канатом лебедки, натаскивают его и зажимают челюстным захватом. Агрегат В-49 может применяться для забора бревен из штабелей, формирования пучков в захвате, разгрузки хлыстов с лесовозного автомобиля, забора пучков леса из воды.

Агрегат ЦЛР-117 предназначен для сплотки круглых лесоматериалов, перевозки по складу, штабелевки, сброски на воду пучков, разгрузки лесовозного транспорта.

Агрегат ЛТ-84 состоит из колесного трактора К-700 и полуприцепа, соединенного с трактором шарнирным устройством, которое позволяет раме полуприцепа поворачиваться относительно рамы трактора в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. На раме полуприцепа смонтированы поворотная рама и челюстной захват, который может перемещаться вдоль поворотной рамы.

2.5 Колесные автопогрузчики

Для подъемных и транспортных операций на лесных складах находят применение погрузчики на пневмоколесном ходу, обладающие большой маневренностью, относительно небольшим габаритом и малой собственной массой. В зависимости от типа погрузчики бывают с двигателем внутреннего сгорания и с электроприводом. Погрузчики с двигателем внутреннего сгорания (автопогрузчики) служат для перемещения лесоматериалов на открытых площадках складов с твердым покрытием. Грузоподъемность этих погрузчиков превышает 3 т. Погрузчики с электроприводом и питанием от аккумуляторных батарей (аккумуляторные погрузчики) грузоподъемностью до 2 т используют для работы в закрытых помещениях и на ровных площадках с твердым покрытием. Такие погрузчики работают бесшумно и не загрязняют окружающей среды. Основным недостатком аккумуляторных погрузчиков является ежесменная подзарядка их аккумуляторов.

Для подъема груза все погрузчики имеют специальный подъемный механизм, который в зависимости от вида груза оснащается различными захватными устройствами. Подъемный механизм на погрузчике может размещаться впереди передних и (реже) задних колес машины; такие погрузчики называются фронтальными (рис. 18, а, б, в). Погрузчики с боковым расположением грузоподъемного механизма показаны на рис. 18, г.

У автопогрузчиков двигатель расположен позади кабины водителя, у аккумуляторных батареи расположены под сиденьем водителя. Двигатель у первых, аккумуляторы у вторых погрузчиков служат противовесами, а у первых добавляется еще чугунный противовес. Привод и управление грузоподъемником и рабочими органами автопогрузчиков осуществляются от гидросистемы.

Грузоподъемник (рис. 18, д) служит для вертикального перемещения груза и закрепляется на раме погрузчика. Он состоит из наружной рамы 1,

26

закрепленной шарнирно, и внутренней 2 рамы, каретки 3 и гидроцилиндров подъема груза 8 и наклона рамы 10. Внутренняя рама перемещается на катках по направляющим наружной рамы. Каретка подвешивается на цепях 6 и перемещается на катках по направляющим внутренней рамы. Цепи огибают блоки 5 и своими концами закрепляются на верхней поперечине рамы 1. Блоки 5 прикреплены к нижней части поперечины подвижной рамы 2.

Гидроцилиндр 8 одностороннего действия соединен с поперечиной автопогрузчика посредством шаровой опоры 9. Также через шаровую опору 4 верхний конец плунжера 7 этого гидроцилиндра соединен с поперечиной внутренней рамы. При подаче рабочей жидкости в гидроцилиндр 8 плунжер выдвигается и поднимает внутреннюю раму, вместе с которой поднимается и каретка.

Поскольку концы цепей закреплены на неподвижной раме, а блоки, огибаемые цепями, на подвижной раме 2, каретка перемещается с вдвое большей скоростью, чем внутренняя рама. При такой телескопической системе конструкция грузоподъемника очень компактна. Каретка и внутренняя рама опускаются под действием сил собственной массы. При помощи гидроцилиндра 10 рама может отклоняться от вертикального положения вперед на угол 3°, назад 10°, поворачиваясь вокруг оси 11.

В зависимости от характера грузов захватные приспособления имеют различные конструкции (рис. 18, а, б, в) и закрепляются на каретке. Для коротких круглых лесоматериалов применяются люлечные захваты, для длинных — клещевые, для грузов в пачках или пакетах — вилочные, для сыпучих грузов — ковшовые и т. д. Автопогрузчики оборудуют стрелами с различными рабочими органами (рис. 18, е). Для укладки коротких сортиментов применяют специальные сталкиватели (у аккумуляторных погрузчиков).

Наибольшее распространение на лесных складах получили автопогрузчики моделей 4043М, 4045ЛМ, 4008 (4028), 4049М, аккумуляторные погрузчики 4004, 4004А. Автопогрузчик 4043М оборудован вилками или стрелой. Его грузоподъемность 3 т, высота подъема груза 4 м, скорость передвижения 15—30 км/ч. Автопогрузчик 4045ЛМ оборудован клещевым захватом, грузоподъемность 3 т, высота подъема груза 4 м.

Автопогрузчик 4008 (4028) оборудован вилочным захватом или стрелой с крюком или грейфером, грузоподъемность при вилочном захвате 10 т, со стрелой 5 т, высота подъема груза при вилочном захвате 4 м, со стрелой — 7,5 м. Автопогрузчик 4049М грузоподъемностью 5 т оборудован боковым вилочным захватом. Вилочные захваты вместе с кареткой перемещаются в поперечном направлении вправо и влево и имеют наклон, что помогает правильно укладывать грузы.

Аккумуляторные погрузчики 4004 и 4004А оборудованы вилочным захватом, сталкивателем и металлическими кассетами, состоящими из двух боковин и днища. Короткие лесоматериалы укладывают в кассетах торцом к сталкивателю, который при своем движении при разгрузке выталкивает их. Грузоподъемность погрузчиков 0,75 т, высота подъема груза у погрузчика

4004 равна 1,6 м, у 4004А — 2,8 м.

27

Рисунок 18. Колесные погрузчики: а-фронтальный:1-база погрузчика; 2 – цилиндр наклона рамы; 3 – телескопическая рама; 4 – челюстной захват; б – фронтальный с вилочным захватом: 1 – шток гидроцилиндра; 2 – цилиндр; 3 – цепь; в – фронтальный со стрелой и грейфером: 1 – грейферный захват; 2 – стрела; 3 – противовес; 4 – база погрузчика; г

– с боковым расположением груза; д – грузоподъемник; е – аккумуляторный погрузчик

Автопогрузчики в основном лесозаготовительном процессе применяются мало. Известны лишь единичные случаи использования их для штабелевки сортиментов, погрузки в вагоны или сброски в воду. Больше распространены автопогрузчики для механизации подъемно-транспортных опера-

28

ций с пиломатериалами (доски, брусья, шпалы). Технологическая схема применения погрузчиков на нижнем складе для механизации штабелевки и погрузки круглых лесоматериалов приведена на рис. 19. Автопогрузчик (например, 4045Л) берет после разделки сортименты и укладывает их в один из штабелей или со специальной площадки грузит в вагоны. Автопогрузчик при такой схеме работы в смену может заштабелевать или погрузить около 90 м3 древесины.

Рисунок 19. Схема применения автопогрузчиков на нижнем складе для штабелевки и погрузки круглых лесоматериалов: 1 — разгрузочные механизмы; 2— лесовозная дорога; 3— разделочная площадка; 4 — беговая дорожка; 5 — железнодорожный отгрузочный путь; 6 — погрузочная эстакада; 7 — штабеля деловых сортиментов; 8 — штабель дров

3 Методика решения задачи по обоснованию оптимального типа грузозахватного устройства на штабелевке круглых лесоматериалов

1.В соответствии с данными индивидуального задания для расчетной части лабораторной работы выбирается: тип грузоподъемного оборудования (консольно-козловой или башенный кран), вариант расположения лесонакопителей из предыдущей работы (сортировка круглых лесоматериалов), два варианта грузозахватного устройства.

2.Вычерчивается технологическая схема участка штабелевки (общий план и разрезом по крану) с нанесением соответствующих размеров. Пример технологической схемы участка штабелевки представлен в приложени 3.

Рациональное размещение лесонакопителей с позиции эффективного выполнения сортировки круглых лесоматериалов часто противоречит оптимальному варианту такой последовательности расположения штабелей на сортировочно-штабелевочном участке. Поэтому целесообразно обоснование

29

оптимального порядке размещения лесонакопителей и штабелей производить комплексно по сортировочно-штабелевочным работам. В связи с ограниченным временем выполнения лабораторной работы обоснование оптимального типа грузозахватного устройства для крана на штабелевке круглых лесоматериалов будем производить по одному из четырех сравниваемых в предыдущей работе (сортировка круглых лесоматериалов) вариантов размещения лесонакопителей обозначенных в индивидуальном задании.

3.В соответствии с сортиментным планом проектируемого лесного склада и режимом его функционирования в таблицу 1 (приложение 2) выписываются группы сортиментов, а также их годовой и сменный объем по штабелевке из предыдущей работы (сортировка круглых лесоматериалов). В дальнейшем расчеты по представленной ниже методике должны быть представлены в табличной форме (табл. 1, приложение 2).

4.Определяется вместимость каждого лесонакопителя

где B и H – ширина и высота лесонакопителя, м; li – длина i-го лесонакопителя, м;

ki – коэффициент полнодревесности сортиментов в i -ом лесонакопи-

теле.

3. Рассчитывается время заполнения каждого лесонакопителя

где TСМ – продолжительность рабочей смены, ч;

–коэффициент использования времени рабочей смены, принимается

впределах 0,85…0,90;

QСМ i – средний сменный выход i-го сортимента, м3.

4. Определяется интенсивность потока заполнения каждого лесонакопителя

5. Рассчитывается количество пачек на штабелевке i-го сортимента

где – продолжительность рабочей смены, ч.

6. Вычисляется продолжительность выполнения каждого из элементов операций.

При использовании консольно-козлового типа крана

k

где Sk – расстояние перемещения при выполнении отдельных элементов операций (при подъеме груза Sk hk1 , при опускании груза Sk hk 2 , при перемещении тележки Sk Lm , при перемещении крана Sk LКР ), м;

k – скорость выполнении отдельных элементов операций, м/с;.

При использовании башенного типа крана дополнительно учитывается время поворота стрелы крана

где αi – угол поворота стрелы в горизонтальной плоскости, рад; ωС – угловая скорость поворота стрелы, рад/с.

Высота подъема пачки из лесонакопителя hk должна соответствовать

средней высоте штабеля плюс запас 1…2 м. Значение величин перемещения LКР и Lm определяются по размерам на технологической схеме, а скоростей

по техническим характеристикам используемых кранов.

Продолжительность перемещения i -ой пачки в штабель, расположенный против лесонакопителя (без перемещения крана), можно определить как

k1

7.Определяются затраты мощности на выполнение каждого элемента операции

Операция штабелевка круглых лесоматериалов состоит из следующих элементов: захват, подъем, горизонтальное перемещение пачки из i -го лесонакопителя в j -й штабель, опускание.

Усилие на подъем или опускание пачки можно определить по формуле