РОЗРАХУНОК РОБОЧОЇ ШВИДКОСТІ ПОДАЧІ АКТИВНОГО НАВІСНОГО КУСТОРІЗУ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ПАРАМЕТРІВ ЗРІЗНОГО
Вступ. Кущорізи застосовуються у багатьох галузях національного господарства. Особливу актуальність розчищення від чагарника та порослі має для підприємства, яке обслуговує трубопровідний транспорт, оптоволоконні траси, магістральні електричні мережі, смуги відведення автомобільних, залізниць тощо, щорічно стикаються із проблемою боротьби з небажаною рослинністю.
При експлуатації магістральних нафтопроводів повинні дотримуватись вимог до утримання охоронної зони. Смуга шириною не менше ніж 3 м від осі з кожної сторони нафтопроводу повинна утримуватися в розчищеному стані [5]. Розчищена траса дозволить ефективно контролювати експлуатаційну надійність та безпеку нафтопроводів.
Для розчищення траси нафтопроводу базовою машиною візьмемо бульдозер. Бульдозер може бути використаний для валки дерев з корінням, корчування пнів та чагарників. Можливість виконання бульдозером багатьох трудомістких робіт поряд з простотою, міцністю та надійністю конструкції зробили його найпоширенішою загальнобудівельною машиною. Ходова частина бульдозера пристосована до переміщення лісом. Залежно від потужності та конструкції бульдозери можуть працювати на різних ґрунтах – і на болотистих, і на піщаних.
Найбільш підходящий для розчищення траси нафтопроводу гусеничний бульдозер. Траса нафтопроводу місцями проходить по болотистій місцевості, слід звернути увагу на бульдозери зі зниженим питомим тиском на ґрунт.
Малюнок 1. Блок-схема вибору базового бульдозера
Базову машину (бульдозер) можна вибрати за алгоритмом, наведеним у блок-схемі малюнку 1.
Базовою машиною було обрано бульдозер Четра Т11С. Маса бульдозера 18712 кг, потужність двигуна 132 кВт, питомий тиск на ґрунт 74,5кПа. Бульдозер Четра Т11С має гідростатичну трансмісію з двома незалежними контурами для приводу лівої та правої гусениць. Трансмісія забезпечує безступінчасте плавне регулювання швидкості руху оператором, а також автоматичне безступінчасте регулювання швидкості та сили тяги залежно від зовнішнього навантаження. Швидкість руху 0-11 км/год (0-3,06 м/с) [6].
Пильний механізм є послідовно розташованими на корпусі чотирма кущорізними головками АСК-16М – пильні диски мають діаметр 2300 мм.
Параметри зубчастого вінця кущорізної головки АСК-16М
Потужність гідромотора, кВт
Число обертів ножа, об/хв
Діаметр ножа та контрножа, м
Максимальне зусилля зрізання, кН
Товщина полотна ножів, мм
Число зубів контрножу, шт.
Число зубів рухомого ножа, шт.
Швидкість подачі залежить від коробки передачі бульдозера, у разі гідростатичної трансмісії, для максимальної продуктивності необхідно визначити робочу швидкість бульдозера.
Швидкість інструменту через гідропривод зубчастого диска змінюється редуктором в межах 0 - 9 об/хв. За номінальної потужності 39,6 кВт забезпечується максимальне обертання 9 об/хв. Тоді швидкість інструменту дорівнює 1,08 м/с.
Для розрахунку робочої швидкості активного навісного кущорізу необхідно враховувати найнесприятливіші умови для механічного розчищення лінійних об'єктів. У ході проведених експериментів по виміру діаметра стовбурів і визначення густоти на ділянці, що обслуговується [4], показали, на пробному майданчику м мають такі характеристики: кількість стовбурів рослин і пнів 45 шт. (з них 28 стволів рослин і 17 стволів пнів), максимальний діаметр ствола пня 75 мм (у розрахунках приймаємо мм), максимальна густотарослин шт./м2 [2].
Математична модель за максимальним діаметром стволів для розрахунку швидкості подачі активного навісного кущорізу на базі бульдозера має вигляд [1]:
де – встановлена потужність двигуна; - Потужність на різання кущорізної головки; - Потужність на переміщення; - ККД кущорізної головки, 0,9 [3]; - ККД трансмісії машини, 0,7 [6]; - Потужність на рух подачі кущорізної головки; - Нормальна сила; - дотична сила; - Сила, що діє на один зуб; - загальна сила різання; - Товщина різу; - Кут руху.
Розрахунок швидкості подачі за математичною моделлю (1), проводимо до значення швидкості, при якому встановлена швидкість матиме максимальне значення, але задовольнятиме умові , допустима кВт, допустима встановлена потужність ДВС бульдозера Четра Т11С (таблиця 2).
Результати розрахунків за моделлю (1)
,