Stubbakvörn er þung-vél sem er hönnuð til að draga úr trjástubbum og rótum í viðarflís. Þegar íhugað er að draga-aftan við stubbakvörn - er algeng uppsetning fyrir skógar- og landslagsfræðinga - ein mikilvægasta verkfræðispurningin: hversu mikinn togkraft þarf til að draga á öruggan hátt stubbakvörnina og kerru hennar upp brekku, yfir mjúkt land eða meðfram bundnu slitlagi? Rétt útreikningur á dráttarbeisli sem krafist er tryggir að dráttarbíllinn (pallbíll, dráttarbíll eða jepplingur) hafi nægilegt afl og hemlunargetu, sem kemur í veg fyrir óöruggar aðstæður og vélrænt álag. Þessi grein útskýrir eðlisfræði-aðferðina til að reikna út togkraftinn fyrir stubbukvörn.
Heildardráttarkrafturinn sem þarf til að draga stubbakvörn er summan af tveimur meginviðnámum: þyngdaraflsins sem virkar samsíða halla og veltiviðnámið milli hjólbarða eftirvagnsins og yfirborðs jarðar. Grunnformúlan er:
Ftotal=m×g×[sinθ+fr×cosθ]
Hvar:
Ftotal= áskilinn togkraftur (Newtons, eða umreiknað í kgf / lbf)
m= heildarmassi Stump Grinder auk kerru (kg)
g= þyngdarhröðun (9,81 m/s²)
θ= hallahorn í gráðum
fr= veltiviðnámsstuðull (víddarlaus)
Til að nota þessa formúlu á stubbakvörn þarftu fyrst raunverulega blautþyngd vélarinnar að meðtöldum fullum eldsneytistanki, vökvaolíu og öllum áföstum aukahlutum, auk eigin þyngdar eftirvagnsins sjálfs. Til dæmis vegur dæmigerður meðal-þungur dráttur-aftan við stubbakvörn um það bil 1.000–1.500 kg og traustur kerru með-ás á 400–600 kg í viðbót, sem gefur 1.400–2.100 kg heildarþyngd.
Á flatri, malbikuðu jörðu (θ=0∘), einfaldast formúlan í F=m×g×fr. Með því að nota malbiksveltiþolsstuðul 0,018 og heildarmassa 1.800 kg, er nauðsynlegur togkraftur um 318 N eða 32 kgf - sem flestir léttir vörubílar eiga auðvelt með að meðhöndla. Hins vegar eru{10}}raunverulegar aðstæður sjaldnast flatar. Í 5 gráðu halla (u.þ.b. 8,7% gráðu) verður þyngdarþátturinn marktækur. Með því að nota sömu 1.800 kg stubbakvörn og kerrusamsetningu á malbiki:
F=1800×9,81×[sin5∘+0.018×cos5∘]≈17658×[0.087+0.0179]≈1853 N (um 189 kgf)
Í 10 gráðu halla með malaryfirborði (fr=0.10), eykst krafturinn verulega:
F=1800×9,81×[sin10∘+0.10×cos10∘]≈4410 N (um 449 kgf)
Þetta nálgast hagnýt dráttarbeisli fyrir hálfs-tonna pallbíl, sérstaklega á lausu yfirborði þar sem grip dekkja gæti verið takmarkað.
Fyrir sjálfknúna líkön með sjálfknúnum stubbakvörnum með reknum, færist útreikningurinn yfir í að sannreyna hvort eigin drifkerfi vélarinnar geti klifið upp tiltekna halla án þess að renni til. Hér ber formúlan saman tiltækan togkraft við nauðsynlegan kraft:
Í boði=μ×m×g×cosθ
Áskilið=m×g×[sinθ+ft×cosθ]
Þar sem μ er brautar-viðloðunarstuðull jarðar (venjulega 0,4–0,6 fyrir harðan jarðveg, 0,25–0,35 fyrir blautan leir) og ft er innra veltiviðnám brautarinnar (0,04–0,07). Stubbakvörnin getur aðeins klifið upp brekkuna ef hún er tiltæk Stærri en eða jafn Frequired.
Í stuttu máli, til að reikna út togkraftinn fyrir stubba kvörn krefst þess að vita um heildarþyngd togsins, brattasta hallahornið sem búist er við og veltiviðnám yfirborðsins. Notaðu formúluna F=m⋅g⋅[sinθ+fr⋅cosθ]og margfaldaðu með öryggisstuðlinum 1,3–1,5 til að taka tillit til upphafstregðu og skammvinns álags. Berðu alltaf niðurstöðuna saman við -einkunna dráttarbeisli og heildarþyngd (GCWR) frá framleiðanda dráttarbílsins til að tryggja örugga og stöðuga notkun á stubbakvörninni á öllum vinnustöðum.
