м.

7.3 Расчет сопротивления при буксировке пучкового плота

Общее сопротивление движению плота при буксировке определяется как сумма следующих сопротивлений

,

где - сопротивление трения от движения пучкового плота, Н;

- сопротивление движению плота от встречного ветра, Н;

- сопротивление плота от встречного волнения, Н;

- дополнительное сопротивление от движения буксировщика, Н;

- дополнительное сопротивление движению буксировщика от встречного ветра, Н;

- дополнительное сопротивление движению буксировщика от встречного волнения, Н.

Сопротивление трения пучкового плота на спокойной воде определяется по формуле

,

где - коэффициент сопротивления формы, зависящий от ширины плота и осадки плота (определяется по таблице 7.2, );

С учетом зазоров между отдельными пучками, ширину и длину плота можно определить по формулам

;

,

где - длина и ширина пучка, м;

- количество пучков в секции по ширине и длине.

Подставим данные в формулы и:

м;

м.

Таблица 7.3 - Значение коэффициента сопротивления формы

Осадку плота можно принять равной осадке отдельного пучка .

- площадь погруженной части поперечного сечения плота. Она определяется по формуле:

м2;

- коэффициент сопротивления трению между древесиной и водой, (=0,009);

- площадь смоченной поверхности плота. Она определяется по формуле

м2;

- плотность воды,кг/мі;

- скорость движения плота на спокойной воде, можно принять м/с;

- скорость буксировщика при движении с плотом,

- длина плота, м.

Подставим данные в формулы (7.10):

Н.

Сопротивление движению плота от встречного ветра определяется по формуле

,

где - коэффициент лобового сопротивления воздуха (=0,13);

- площадь надводной части поперечного сечения плота, которая определяется по формуле:

,

где - высота плота, можно принять м;

- высота отдельного пучка, м;

- коэффициент сопротивления трению воздуха (=0,02);

- площадь трения, подверженная активному воздействию ветра. Она определяется по формуле

мІ.

- расчетная скорость встречного ветра, м/с;

- плотность воздуха (=1,225 кг/мі).

Подставим данные в формулы (7.14) и (7.13):

мІ;

Н.

Сопротивление плота от встречного волнения определяется по формуле

,

- коэффициент волнового сопротивления, зависящий от высоты волны и скорости движения плота (см. таблицу 7.3), .

Таблица 7.3 - Значения коэффициента волнового сопротивления

Подставим данные в формулу (7.15):

Н.

Дополнительное сопротивление от движения буксировщика определяется по формуле

,

где - коэффициент трения буксировщика (для стальных судов );

- площадь смоченной поверхности буксировщика. При , она определяется по формуле

,

где - длина, ширина и осадка буксировщика, м;

- коэффициент полноты водоизмещения буксировщика;

- скорость движения буксировщика, м/с;

- коэффициент остаточного сопротивления. Он определяется по формуле

.

- площадь погруженной части мидель-шпангоута. Она определяется по формуле

м2;

- число Фруда. Оно определяется по формуле

;

Подставим данные в формулу (7.17):

мІ.

Подставим данные в формулу (7.16):

Н.

Дополнительное сопротивление движению буксировщика от встречного ветра определяется по формуле

,

- площадь проекции надводной части буксировщика на плоскость мидель-шпангоута. В нашем случае примем м2.

Подставим данные в формулу (7.18):

Н.

Дополнительное сопротивление движению буксировщика от встречного волнения определяется по формуле

Н.

Подставим данные в формулу:

Н.

Удельное сопротивление воды движению плота является его качественной характеристикой и определяется по формуле

,

где - объем древесины в плоту. Он определяется по формуле

м3.

Подставим данные в формулу:

Н.

7.4 Определение необходимого количества рейсов

Для решения этой задачи, в первую очередь, необходимо определить оптимальную скорость буксировки плота для чего строится совмещенный график силы тяги на гаке буксировщика и сопротивления при движении в зависимости от скорости .

Общее сопротивление, возникающее при буксировке плота, в значительной степени зависит от скорости буксировщика.

Для построения графика необходимо рассмотреть диапазон изменения скорости буксировки от 0 до 1,4 м/с шагом 0,2 м/с.

Перпендикуляр, опущенный из точки пересечения кривых на ось, покажет оптимальную скорость буксировки плота по заданным характеристикам . Сделаем расчет сопротивления при буксировке пучкового плота с изменением скорости буксировки от 0 до 1,4 м/с с шагом 0,2 м/с. Результаты занесем.

Таблица 7.4 - Значения сопротивлений при буксировке пучкового плота

Выбираем буксировщик ПС-5 со скоростью движения м/с.

Общее время на оборот судна определяется по формуле

,

где - длина дистанции, м;

- скорость буксировки, м/с;

- максимальная скорость движения буксировщика в порожнем состоянии, определяется из условия (см. рисунок 7.1), м/с;

- время на вспомогательные работы (зацепку, отцепку плота), мин.

Подставим данные в формулу (7.20):

Объем древесины, перевезенной за один рейс, определяется по формуле

м3.

Необходимое количество рейсов рассчитывается по формуле

,

где - общий объем древесины, подлежащий транспортировке в плотах, м3.

Подставим данные в формулу (7.21):

рейсов.

7.5 Расчет формировочного такелажа

При прямолинейном установившемся движении плота сила тяги на гаке буксировщика Т-63 при м/с определяется формулой

кН.

Сила тяги буксировщика через буксирные канаты передается продольным и поперечным креплениям плота. Величина натяжения в креплениях плота зависит от способа учалки буксирного каната.

На рисунке 7.2 представлен наиболее распространенный способ учалки для озерных плотов за два буксирных каната, укрепленных за бортовые лежни.

Рис. 7.2 - Схема учалки для озерных плотов за два буксирных каната

В таком случае усилия определяются по следующим формулам

· в буксирных канатах:

кН;

· в продольных бортовых лежнях:

кН;

· сжимающие головную часть плота:

кН;

· в усах-растяжках:

кН.

Оптимальная длина буксирного каната при транспортировке плота определяется исходя из мощности буксировщика (см. таблицу 7.5), м.

Таблица 7.6 - Значения в зависимости от мощности буксировщика

При движении плота по криволинейному участку и при поворотах в основном работает один лежень и поэтому при выборе типа бортового лежня следует принимать условие

.

При выборе такелажа необходимо задаться коэффициентом запаса прочности и количеством внутренних тросов и лежней, поэтому воспользуемся формулами

,

,

,

где - количество внутренних тросов и лежней (для буксирных канатов и усов-растяжек =1, продольных бортовых лежней =2);

- коэффициент запаса прочности.

Подставим данные в формулы (7.22), (7.23) и (7.24):

кН;

кН;

кН.

По разрывным усилиям подбирается необходимый такелаж.

По разрывному усилию подбираем канаты двойной свивки типа ЛК-0 конструкции 6 х 7 (1 + 6) + 1 о.с., соответствующие ГОСТу 3069-80.

Для усилия кН выбираем канат с характеристиками, представленными в таблице 7.5.

Таблица 7.5 - Характеристики каната

Для усилия кН выбираем канат с характеристиками, представленными в таблице 7.6.

Таблица 7.6 - Характеристики каната

Для усилия кН выбираем канат с характеристиками, представленными в таблице 7.7

Таблица 7.7 - Характеристики каната

Длина счала «восьмерка» определяется по формуле:

,

где - количество пучков в ряду;

- длина цепной наставки, м;

- периметр пучка. Он определяется по формуле:

м.

Подставим данные в формулу:

м.

Длина счала «по верху» с охватом бортовых пучков по периметру определяется по формуле

,

где - длина свободного конца счала (=4), м.

Подставим данные в формулу (7.26):

м.

Длина счала «в обхват» определяется по формуле

м.

8. РАСЧЕТ РЕЙДА ПРИПЛАВА

Рейды приплава являются конечным пунктом транспортировки леса, в которых лесоматериалы выгружают на берег в цеха сырья деревообрабатывающих комбинатов либо с последующей транспортировкой сухопутным транспортом.

В проекте вся древесина, отправляемая с берегового склада и лесосплавного рейда, поступает на рейд приплава.

Поступивший плот закрепляется на плотостоянке, затем разбирается, отдельные секции поступают на прикол. Оттуда осуществляется подача пучков потокообразователями ЛТ-37 в дворик. С дворика пучки грузятся в штабеля консольно-козловым краном ККЛ-32

Работа рейда с компоновкой основного выгрузочного оборудования представлена на рисунке 8.1.

Таблица 8.5 - Количество необходимой техники и рабочих на рейде приплава

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В проекте мы рассмотрели пример организации первоначального лесосплава, представляющий собой комплекс производственных и подготовительных работ, связанных с перемещением лесных грузов по водным путям. Так же рассмотрели и сделали соответствующие расчеты относительно наиболее распространенных технологических процессов транспортировки леса -лесных складов, лесонапровляющих сооружений, поперечных запаней, генерального рейда и рейда приплава. Оптимальным образом подобрали технику и оборудование на технологических участках, что обеспечило беспрерывность работы и снизило простой данного оборудования.

Так же в проекте наглядно были представлены технологические схемы склада с неполным циклом и с береговой сплоткой, лесонапровляющего бона, технологическая схема генерального рейда и рейда приплава.