До визначення рівняння кривої прогину каната підвісної транспортної установки Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Лгтература

1. Закон УкраУни "Про мораторш на проведения суцiльних рубок на прських схилах в ялицево-букових люах Карпатського регiоиу. 10.02.2002. № 1436-Ш.

2. Фурдичко О. Карпатськi люи: проблеми еколопчно'1' безпеки i сталого розвитку прського регiоиу. - Львiв: Бiбльос. - 2002. - 192 с.

3. Мартинщв М.П., Бадера Й.С. Розробка екологозбер^аючих технологий i мехаиiзмiв для освоения прських лiсiв// Наук. вiсиик УкрДЛТУ: Матер. мiжнар. коиф. "Лко-транспорт в Карпатах: традици, реалп i перспективи розвитку". - Львiв: УкрДЛТУ. - 1988. - С. 121-129.

4. Библюк Н., Библюк М. Еколопчш аспекти прсько'1' лiсозаготiвлi// В кн.: Працi на-укового товариства iM. Шевченка. Том П. Екотехнологп. - Львiв: НТШ. - 1998. - С. 586-600.

5. Сабадырь А.И., Коржов В.Л. Мобильные канатные лесотранспортные системы// Оборудование и инструмент для профессионалов. - 2004, № 9. - С. 20-24.

6. Дробиков А.А. Эффективность применения канатных установок// Лесное хозяйство. - 1987, № 4. - С. 14-23.

7. Коржов В.Л., Шуба А.А. Применение легких мобильных канатных установок в карпатских лесхозах// Оборудование и инструмент для профессионалов. - 2004, № 11. - С. 6-7.

8. Побединский А.В. Изучение лесоводственных процессов. - М.: Наука, 1966. - С. 8-21.

9. Поляков А.Ф. Влияние главных рубок на почвозащитные свойства буковых лесов. - М.: Лесн. пром-сть. - 1965. - 175 с.

10. Олшник В.С. Класифшащя пошкоджень грунту тд час люозагот1вель в Карпатах// Наук. вюник Чершвецького ун-ту. - Чершвщ: ЧНУ. - 1998. - С. 13-20.

УДК 630.37 Доц. Л. О. Тисовський, канд. фiз.-мam наук;

acnip. 1.М. Рудько - УкрДЛТУ

ДО ВИЗНАЧЕННЯ Р1ВНЯННЯ КРИВО1 ПРОГИНУ КАНАТА П1ДВ1СНО1 ТРАНСПОРТНО1 УСТАНОВКИ

Подано методику визначення параметрiв ланцюговоi лши криво'1' прогину каната. Отримано залежност для визначення зусиль та геометричних характеристик каната. За допомогою створеного пакета прикладних програм проведено числовий ана-лiз транспортно'1' установки.

Doc. L.O. Tysovskyj; doctorateI.M. Rud'ko - USUFWT

To the definition of the equation of a curve of a cable deflection

of pendant transport plant

The technique of definition of parameters of a chain line of a curve of a cable deflection is developed. It is received dependences for definition of efforts and geometrical characteristics. With the help of the created package of applied programs numerical calculation of a rope of transport plant is carried out.

Вимоги щодо екологп ставлять на порядок денний все ширше вико-ристання в загот1вельнш i рекреацшнш галузях люового господарства канат-них транспортних установок. Канатне оснащення е основним та найбшьш вщповщальним елементом цих конструкцш, а тому не дивно, що велика кшь-юсть науковщв та шженер1в займалися розробкою метод1в розрахунку кана-т1в шдвюних систем. Огляд отриманих результат1в 1з цiеi проблеми наведено в [1]. Однак необхщно зазначити, що в переважнш бшьшосл робгг канати розглядаються як гнучк нитки з малими стршками прогину, а реальне наван-таження на канат замшювалося наближеними розрахунковими схемами.

Розглянемо задачу про встановлення форми прогину каната транспор-тно! установки, що знаходиться шд дiею власно! ваги i закрiплений в точках А та В (рис. 1).

Т

у 1 ТВУ '

В,

Ta 1 , ТАУ \ а ------ fmax х* -о-'-

Тв

Tb

х

AX

А

Н С (хс;ус) Н 1

Рис. 1. Розрахункова схемарозмЩення каната

Канат моделюеться гнучкою нерозтяжною ниткою, площина яко! збь гаеться з вертикальною площиною хО у. При зроблених припущеннях дифе-ренцiальне рiвняння прогину нитки мае вигляд [2]:

dy = qS dx H

(1)

де: H - проекщя натягу нитки на горизонтальну вюь x; S - довжина дуги нитки вщ початку координат до розглядувано! точки; q - вага одиницi дов-жини нитки; приймаемо q = const. Вщомо, що

i

1 +

dS = л] dx2 + dy2 = або, врахувавши спiввiдношення (1), матимемо

dS,

dy у dx j

dx

i+

^ q ■ ^ 2

H

dx.

Виконавши iнтегрування рiвностi (2) i ввiвши позначення

С i = H/q,

(2)

(3)

отримаемо

або

S

С, arsh — = x + С 2 1 С 2

S = С1sh-

x + С 2

"СТ

(4)

Пiдставивши вираз (4) у диференцiальне рiвняння прогину (1), шсля iнтегрування отримаемо

У = С1 скЦ^2 + С з, (5)

С1

тобто крива прогину каната представляеться у виглядi ланцюгово! лши. Па-раметри ланцюгово! лши С15 С 2, С 3 знайдемо з умов закршлення кiнцiв каната i з т1е1 умови, що його довжина Ь е вщомою величиною.

Якщо початок системи координат вибрати в точщ А, то шукаш умови набирають вигляду:

I

у(0) = 0; У(I) = к; Ь = ^ 1 + у2йх . (6)

о

Таким чином, для визначення трьох невщомих величин отримаемо систему трьох трансцендентних рiвнянь:

С1 ск (С 2/ С1) + С 3 = 0;

С1 ск ((I + С 2)/С 1) + С3 = к; (7)

С1 ^к ((С 2 +1)/С1) - sк (С 2/С1)) = Ь .

Пропонуемо такий шдхщ до розв'язування системи рiвнянь (7). 1з пер-шого рiвняння визначаемо С 3

С 2

С з = - С 2 ск ~~. (8)

С1

Пiдставивши це значення в друге рiвняння системи, шсля перетворень отримаемо

1 ( к Л

С 2 = — С1 агск--1

21 2 С1 ск (I/2) у

(9)

Якщо, в свою чергу, вираз для С 2 (9) шдставити в трете рiвняння системи (7), то отримаемо одне трансцендентне рiвняння для визначення невщо-мого параметра С1, яке можна розв'язати графiчно-аналiтичним методом [3].

Знаючи форму прогину каната, iз рiвняння й у/й х = 0 знаходимо ко-ординати вершини ланцюгово! лши х С, у С, а далi максимальний прогин каната /тах та координати х*, у * точки максимального прогину (рис. 1).

Отримавши необхщш спiввiдношення, можна побудувати епюри вщ-повiдних величин (рис. 2).

Величину середнього натягу каната Тср (рис. 2) можна визначити за

формулою:

2 Н2 , а I , а (2 Ь -1)

--sк —— ск—-

I • а 2 Н 2 Н

Обчислення проводиться за таких значень початкових параметрiв: I = 355 м; а = -17,950; а = 26,34 Н/м; Ь = 382 м.

2. Лiсоексплуaтaцiя 139

Тср = —• sк^7• скн^тт 4 . (10)

Для числового анашзу вказаних задач створено пакет прикладних програм (середовище VBA), що дае змогу в автоматизованому режимi обчис-лювати основнi параметри канатно! установки i виконувати необхiднi додат-ковi розрахунки (рис. 3).

Шсля визначення параметрiв ланцюгово! лiнiï знаходимо рiвняння криво! прогину каната (рис. 3) та зображаемо дану залежшсть графiчно (рис. 4).

Рис. 3. Результаты програмного розрахунку Отримаш результати е основою для математичного моделювання ро-

х, м

Рис. 4. Крива прогину каната у виглядi ланцюгово'1 лти з початком координат

у верхнш опорi

Л1тература

1. Мартинщв М.П. Розрахунок основних елеменпв пщвюних канатних люотран-спортних установок. - К.: Ясмина, 1996. - 175 с.

2. Меркин Д.Р. Введение в механику нити. - М.: Наука, 1981. - 240 с.

3. Лютий С.М., Тисовський Л.О., Рудько 1.М. Визначення силових параметр1в 1 ге-ометричних характеристик криво! прогину каната у вид1 ланцюгово! лЫ!// Вюник Схщноук-рашського НУ 1м. Володимира Даля. - Луганськ. - 2003, № 12 (70). - С. 184-192.

УДК 625.574:634.31 Доц. О.М. Удовицький, канд. техн. наук - УкрДЛТУ

ВИКОРИСТАННЯ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬН1 ДОСЛ1ДЖЕННЯ РОБОТИ КАНАТНО1 УСТАНОВКИ

Описано стан використання канатних установок в реальних умовах прських люо-сiк. Визначена важливiсть проведення експериментальних дослiджень для пщтверджен-ня теоретичних результатiв та описано експериментальну модель канатно! установки для дослщження динамiчних процесiв в приводах та канатах канатно! установки.

Doc. О.М. Udovyckyj - USUFWT Uses and experimental researches of work of cable plant

There is described the state of the use of cable plants in the real conditions of mountain cutting areas. Definite importance of conducting of experimental researches for confirmation of theoretical results and there is described an experimental model of the cable plant for research of dynamic processes in drives and cables of the cable plant.

Одшею з основних умов еколопчно збалансованого люокористування в прських умовах е застосування таких механiзмiв i способiв трелювання де-ревини при люозаго^вл^ як б найменше впливали на люове середовище та забезпечували природне вщновлення люу. Особливо це стосуеться люосж, яю знаходяться високо в горах. Адже тут набагато гiршi умови для росту де-ревосташв: стрiмкi схили i кам,янистi, збщнеш грунти, жорсткiшi метеороло-гiчнi умови, ослаблеш лiсовiдновнi процеси тощо.

Серед вантажошдйомних механiзмiв окреме мiсце займають пiдвiснi канатнi установки, якi в прських умовах е найбшьш ефективним видом пер-винного транспортування деревини. Як первинний транспорт люу в Карпатах найбшьш ефективно використовувати однопролггш канатш установки. Вони маневренi, не потребують велико! кiлькостi обслуговуючого персоналу та зручш в експлуатаци.

На Львiвщинi е два держлiсгоспи, де бшьшють лiсових площ знахо-диться у важкодоступнш гiрськiй мiсцевостi. Це Сколiвський та Славський держлiсгоспи. I тому тут взято курс на трелювання люу шдвюними канатни-ми установками. Для Славського держлюгоспу це випробуваний метод. Спо-чатку тут понад 10 роюв тому була придбана чеська лебщка LS-2-500 на базi трактора "Zetor". Сьогоднiшнi канатш установки набагато досконалш^ правда i набагато дорожчi. Але !х застосування повнiстю виправдане. Вже кшька рокiв ефективно функцiонуе в Славських люах австрiйська лебiдка "Ган-тнер", нещодавно придбано чеську установку "Ларшс". Перше випробування ще! установки тд наглядом фахiвцiв виробника пройшло на територи Тух-