(28)--关于木材抓具主参数的研究.pdf

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1、关于木材抓具主参数的研究摘要】本文利 用数理统计方法参照国家专业标准(林用 门式起重机基 本参数与型式,确定了木材抓具的主参数抓取量。由于木材抓具的抓取量与抓具 自重息息相关并且在此基拙上 确定,故本文 统计了国内外所出现的木材抓具的有关参数,得出了木材抓 具 自重与抓腔面积以及 与抓取量 的统计公 式,这些公式可 以评 价木材抓具的综合 完善水平、确定出木材抓 具 自重 的极限量。在此基础止确定的木 材抓具主参 数抓取量,具 有一定的代表性 和实际意义,对今后木材抓 具标准的制订也将具 有一定的借鉴意义。关键词:木材抓具;抓取量;抓具参数欲想 设计出理想 的木材抓具,首先必 须根据林区木材生

2、产的 特点,确定出木材抓具的基本参数。木材抓具的基本参数有抓取量、抓具自重、抓 腔 面积、抓具最 大 张开度、开闭机构功率等。这些基本参数反 映 了木 材抓 具的主要性 能和基本结构。在这些基本参数中,木材抓具 的抓取量是起主 导作用 的参数,最能反映出抓具的基本特性和最具有稳定性的参数,称之为 主参数。木 材抓具主参 数 和基本参数确定的是否合理,不仅直接 关系到该抓具与相应 的起重 机械之间 的协调配套和抓取性 能,而且 在很大的程度上影响企业 生产的经济效益;同时对木材抓具主参数 的研究对我 国今后 制 订木材 抓具的有关标准也将会产生积极 的影响。因此,对木材抓具主参数的研究是十分必要

3、的。由于木材抓具与起重机械配套使用,在起重机械额定起重量一定的情况下,木材抓具的抓取量与抓具自重息息相关,故本文在考虑到木材抓具自重并参考了有关林用 门 式起 重机基本参数的有关标准,就 以下几个问题对木 材抓具主参数 的确定作以探讨,共商于大 家。一、木材抓具单位自重的抓 腔面 积木材抓具 单位自重 的抓腔 面积是对抓具自重 和抓 腔 面积 的综合评价,如 用K=S/Gz(S为抓腔面积;Gz为 抓具自重)表 示的话,则 在木材抓具 自重相同的前 提下,K越大越好,说 明该抓具的抓腔 面积 大,也就是抓取量也大。表1列出了索式、电动机械式和液 压式木材抓具的抓腔面 积、自重 和系数K。由表长本

4、文 是在史济彦教授指导下完成的,特此致谢关于木材抓具主参数的研究4 1表1木材抓具单位自重 的抓 腔面 积K K K=S/G:备注注0 0 0.7 8 8 81.2 2 20.6 5 5 5索式式7 7 7.5吨单索木材抓具具1.3 4 4 43.2 2 20.42 2 2索式式1 1 1 5吨单索木材抓具具2.0 0 04.9 9 90.41 1 1索式式翻翻板式单索木材抓具具1.9 9 94.8 8 80.4 4 4索式式1 1 1 0吨双索木材抓具具1.2弓弓3.6 6 60.35 5 5索式式M M M几 TH一 0 8索式抓具具1.44 4 42.4下下0.5 9 9 9索式式M M

5、 M几 T l 扭一2。索式抓具具4.6 6 66.3 3 30.73 3 3索式式A A A A一月一0.盯双索抓具具5.3 3 337 2 2 21.42 2 2索式式A A AA一几一。.6 8双索抓具具4.52 2 23.76 6 61。2 2 2索式式人人一几一0.6 8 单索抓具具9.0 7 7 7.4 5 5 51.66 6 6索式式上上海港1 0吨单索抓具具1.2 5 5 53.6 6 60.3 5 5 5索式式上上海港2 5 吨单索抓具具2.4 4 46.0 0 00.4 4 4索式式汪汪清 电动葫芦式 木材抓具具1.75 5 53.2 1 1 10.5 5 5 5机 械 式

6、式D D DZI一型 电动卷筒式木材抓具具1.5 5 52.3 3 30。6 5 5 5机械式式B B BMr一功M电动葫芦抓具具2.0 0 019 9 91.0 5 5 5机 械式式3 3 3月 K一5电动卷筒木材抓具具2。4 4 42.8 6 6 60.8 4 4 4机械 式式汀汀T一9 9电动侧螺杆木材抓具具1.了2 2 21.9 2 2 20.9 9 9机械 式式M M M月TH电动侧螺杆抓具具2.0 0 0l。5 5 51.3 3 3 3机 械 式式M M M几 T H一3DB电动侧螺杆抓具具4.2 5 5 52。25 5 51.5,机 械 式式M M MIJT H一ZDB电动侧螺杆

7、抓具具3.7 7 71.9 5 5 51.8 9 9 9机 械 式式r r rB一1 5电动 卷筒式木材抓具具2.4 4 42.2 2 21。09 9 9机 械 式式r r rM刀一4电动螺杆木材抓具具2.0 0 02,7 3 3 30。73 3 3机 械式式Z Z Z MZ一5D L J电葫芦式抓具具1。0 0 01。0 0 01.0 0 0机械式式B B BMF一5电动葫芦木 材抓具具1.4 4 41.5 5 509 3 3 3机械式式柴柴河 液 压式原条卸 车抓具具3.65 5 5龙.公5 5 51。2 4 4 4液 压式式广广 西融安液 压木材抓具具具具具具具具具具具具具具具具具具1

8、1 1 1 1.1 1 1上.85 5 50.5 9 9 9液压式式月月F一9 9液压木材抓 具具2.1 1 12.0 0 01.05 5 5液压 式式r r rF一5 0液压木材抓具具2。4 4 42._1 1 1飞1 4 4 4液 压式式T T T一3 2液压木材抓 具具33 3 33.9 9 90.85 5 5液 压式式弓弓弓弓弓弓弓I J J JT一59液压木材抓具具3.3 3 33.9 9 90.85 5 5液压 式式3 3 3.右5 5 54.4森林采运科学续表1、,。二.。抓腔面积s抓具自重Gz二。,。_t、木材抓具型号”于 止 飞 令。那,气 月、于u一K一S/Gzl备注”一恤

9、名)!(T)一“一“一“沟比里竺卫竺竺竺些熨一一一三二11 高一三些-一一生竺一竺压1-一卫上里翌i奎竺土竺 壑吕一生生一一兰二一一-一 卫卫一!一燮i二一一卫里二i互i竺些 叁主竺塑一一一阵一一燮-一-卜一兰卫一,一J:上一卜竺兰二一-MC人一,.5型液压木材抓具1.5!,8 5“8 61液 压式中的 几组数据可知,木材抓具自重Gz与抓腔面积S间的关系基本成线性。用数理统计方法回归出了一般 型式木材抓具、索式、电动机械式和液压式木材抓 具 相应的Gz一S关系式,并且对这些关系式进行了相关性检验,均满足要求,这些关系式如下:仇=1.7 4+0.4 85(一般型式木材抓具)(1)几:=2.8 6

10、+O。3 35(索式木材抓具)(2)GZs=1.0 7+0.4 65(电动机械式木材抓具)(3)G:=0.52、0.575(液压 式木材抓具)(4)将上述这些线性关系式绘人图1中可以发 现,在抓 腔面积一定的情况下,电动机械式木材抓具和 液压式木材抓具的自重比较接近;而索式木材抓具的 自重偏大,其偏 大原因见文献。图1中所反映的经验直线也表示了所研究的木材抓具的综合完善水平,抓具 自重大于这个水平,说明其结构是 不太完善的。从K这个指标来看,应当重 点发 展 电动机械式和液压式木材抓具。匈T,st刀:2)图1木材抓具Gz一S曲线据文 献l,木材抓具自重与其抓取量有如下关系式:G:=1.3 1+

11、。.1 5)Q(一般 型式木材抓具)G:=。.8 2十。.28口(索式术材抓具)G:,=1.9+0,0 4 口(电动机械式木材抓具)G:。=1.4 7+o.o 7Q(液压木材抓具)(5)(6)(7)(8)关于木材抓具主参数的研究如果 将(1)一(4)式分别代人(5)一(8)式,可得出木材抓具自重G:与其抓取量和抓腔面积的关 系式。G:二1.53+0.0 7 5口+0.245(一般 型式木材抓具)(。)Gz:=1.8 4+o.1 4Q+0.1 655(索式木材抓具)(10)G:,=1.49+0。0 2口+0。235(电动机械式抓具)(11)Gz;=0一495+0.035口+0.435夕(液压式木

12、材抓具)(1 2)将(9)式绘人图2所示的坐标系中,可 以形象地看出,木材抓具在不同的抓腔面积下,其自重 与抓取量的变化关系,为一 组直线;同时 可 以看出,木材抓具的自重随抓腔面 积和抓取量的增加而增加。口袱丁)s二5砧_1J曰,自1,J三.e e l l w e l o|s e e e|t s e l L l.|3,曰l引一二-一一 曰 Le s e e w e-24Q叮丁)图2木材抓具自、重与抓取量 和抓腔面积 的关系二、木材抓具极限自重的确定在额定起重量为Q。的起重机械上装备木材抓具后,这时起 重机械的起重量等于木材抓具抓取量与抓具自重之和,即口。=G:+Q(13)将(13)式代人式(

13、9)中,可得下式:Q。=1.5 3+1.075口+0.245(1 4)式(14)可以确 定具有一 定参数(S和Q)的木材抓具所能配备的起重机械 的额定起重量,若将口=口。一G:代人(9)式中,可得出下式:G:=1.4 2+0.只叩.+0.0225、(15)根据林业部颁布的林用龙门起重机和装卸桥的起重量系列,式(巧)中 的认系列见表2,式(15)反映了木材抓具自重的平均完善程度,所设计的木材抓具 自重超出由此式得出的数值是不理想的,因 此,根据此式和表2可以求得木材抓具不同抓腔面积下的极限自重,见表3,表8中的数据同时 也反映了一定额定起重量的起重机械所配套的木材抓具自重 和抓腔面积的大小。森林

14、采运科学表2机械类 型林用起盆机械起重量 系列卸桥起重 量 系列1012!620一州表3木材抓具 自重的极限坦:)一一一一一 一一一 一一一一一几匕一今.一一一一一一一一4一勺.一一一一一,一 一互J一 左.一.月全 一 一一一一一一连一nU一 J一一.一一一一一八 j一移d一左一4一一5一O甘一 一一一一一!一OD 一OU一,一一 一一一一一 一 一一一l一,土一邝白 一一一一一一_ 一Gz(T)、_Qe(T)一沙朴一乏达l 0一一妥万厂-一兰 生竺一一竺兰.2 2 20 0 0 0 0 0 02 2 2 5 5 5 5 5 5 53 3 3 2 2 2 2 2 2 25 5 5 5 58

15、8 8 8 8l l l 0 0 01 1 12.5 5 51 1 16 6 62 2 20 0 02 2 2 5 5 53 3 3 2 2 2一132 6一一一2 2 2。5 3 3 32 2 2.67 7 72 2 2.8 5 5 53 3 3.1 1 13 3 3.4 4 4二三二二昏三下二一一二兰引_生生_3。5238 7据有关文献幻,当木材抓具抓爪的外限尺 寸张开到2.5m(大铁车辆 内宽2.6一2.9m)时,两抓爪尖的开口达到1.3一1.5m,这样木材抓具才能进人大铁车厢内,原木既能顺利卸出,又不致于砸车辆。在这 种条件下,抓腔侧孔直径可用下式计算:D=一了2(L一KLZ)H4H2

16、一L(m)(1 6)式中L,为大铁车厢内宽度,一般取L:二2.5m;L:为车厢内抓爪开口,一般取L:二1.3一1.5m;K为系数,一般K=。.3一。.6;H为抓爪高,它可以用下式表示:。=了(手)2+解m,(1 7)式中L为木材抓具的最 大 张开度,对于原木归装抓具来说,L为3.0m左右”;h为抓爪铰轴轴心放置高度,h二dP+:;d P为原木平均直径;,为抓爪顶 端构造半径,:二10 0 一15 0mm。这样根据式(16)和(17)就可 以确定出适合当 前我 国贮木场用原木归装抓具的抓腔面积为2.5m2,也就是 说抓腔 面积 大于2.5m“的木材抓具,将不能适应我国目前大铁车箱的限 界尺寸,也

17、就满足 不 了贮木场的归装工 艺要求,在这样的抓腔面积下,式(15)可写 为下式:G:=1.9 7+O.07Q。(1 8)根据(1 8)式,可得出不同的起重机械额定起 重量下 适应 目前我国贮木场原木归装作关于木材抓具主参数的研究业要求的木材 抓具自重的 极限值。当 Q。=3T时.G z簇2。1 8T当口。=ST时,G:簇2.3 2T当 Q。=i0T时,Gz攫2.6 7 T当 口。=1 2.5T时,G:簇2.8 5T因此,用于贮木场归装作业的装卸桥应装备抓腔 面积 不超过吨的电动机械式和液压式木材抓具。三、木材抓具主参数的确定452.5m“,自重小于2.8木材抓具抓取量是抓具的主参数,它的确定

18、不 仅与抓具自重有关,而且与所装配 的林用起重机械有关,因为抓具 是 在一定 的起 重机条件下工作的,将(13)式变换后,木材抓具抓取量与其自重和起 重机的额 定起 重量有如下关系:口=口。一G之(1 9)式 中起 重机械的额 定起 重量Q。已有标准系 列(见表2),因此,木材抓具抓取量的确定应在起重机起重量 标准系列 下考虑木材抓具的自重条件下 进行。若将(19)式 代人(5)式中,可得出:口=0.8 7口。一1。14(20)根据表2和(2 0)式,可以计算出Q。与口相对 应的系列值:当口。二3T时,Q二l。47T当Q。=ST时,Q=3.2 1T当Q。=ST时,Q=导.8 2T当O。=1 0

19、T时,Q=7.5 6T当Q。=1 25T时,Q=9.7 4T当Q。=16T时,Q=1 2.7 8T当Q。=20 T时,Q=16.2 6T当口。=2 5T时,口=2 0.6 1T当Q。=3 2T时,口二2 6.7T当Q。=4 oT时,Q=33。6 6T根据上述所计算出的 系列 值确定 木材 抓具 主参数系列,必 须考虑该参数系列符合国家标 准所规 定的 优先 数和 优先 数系。根 据GB3 21一8 0幻,优先数是各种量值(特别是产品参数)分 级时 应优先 采用的数,其目的是把实际应用的“数”(即产品 的尺 寸规格)限制在必需的最 小范 围内。优先数系有许多优点,各种产品的参数都能从中选取合适的

20、值,因而 也能适应国民经济各部门提 出的多种多样的 要 求。因此,根据GB32 1一8 0,并考虑到木材抓具自重,可 以确定出木材抓具与起重机械起重量系列相对应的主参数系列(见表4)。表4的意义是在起垂机械额 定起重 量已知的条件下,可以确定出木材抓具的主参数;另 一方面,可以按照本表所列 的抓具主参数(抓取量)设计、制造木材抓具与相应的林用起重机械配套,以尽 快使木材抓具产品系 列化,推动我国木材抓具的发 展。森林采运科学表4木材抓具主参数抓取且系列机械类型龙门起重机起重量系列(T)抓具主参数 系列(T)土少上土上土“!。2561。26514 033.5一口四、总结1.木材抓具主参数的 确定

21、 应与林用起重机械起重量标准系列相协调,应尽量使其系列化、标准化,以推动我 国木材抓具的发展。2.用于贮木场归装作业,起重量成1 2.ST的林用装卸桥应装备抓腔 面积不超过2.5扩,自重小于2.8吨的电动机械式和液压式木材抓具。3.由表4可知,木材抓具主参数与起重机械额定起重量之比(起 重量利 用率)随额定起重量的增加 由5 0%左右增至 8 0%左右,也就是说 额定起重量大的林用起重机械采用木材抓具的效果 比额定起重量小的 起重 机械采用木材抓具的 效果 好。参考文献1王景欣.1 9 9 1,木材抓具评价指标的统计分析,森林采 运科 学.(2)2王忠行,1 98 5,木材抓具的设计,林业 机

22、械.(6)(3史济彦,19 8 9,贮木场生产工艺学原理,中国林业 出版社4国家标准局.:9 83,优先数和优先数系,GB321一8。,中国标准 出版社(贵任编辑胡建伟)(上接封三)个产业协调发展的关系。五是客观条件与主观 能动性的关系。从客观 上通过国务院 和省给的一些 优惠政策,使得林业和森林工 业的条件有所好转,但 是与我们 的需要还有很大 的距离,还需要 我们主观努力创造一个尊重知 识、尊重人才的良好风气,才能够开创我们工作的局面。三、集思广益,注重实效,办好研讨班这次研讨班的目的 是否 可 以归纳为几句话:总结经验、统一思 想、提高认识、研以致用、科技兴林。借这次机会请森林采运学会和在坐的各位同志对森工司的工作提出建议,并希望按以下几个专题作一次讨论。1.森工采运企业当前面临的问题或经验、教训。2.森林采运产业在“治危兴林”中的地位和作用,如何发挥大家的聪明才 智,促进治危兴林,搞活基层。3.森林采运产业如何依靠科技,提高“四个”水平?如何建立完善 科研、生产相结合的科技成果推广体系?“八五”期间重点要解决什么问题?主攻方向和目标是什么?4.推广应用新技术、新成果,需要解决哪 些政策性问题(包括技术政策、扶持政策)以及对我们工作的建议和意见。(责任编辑胡建伟)