6 Определение производительности харвестера

Производительность харвестера может быть определена по формуле:

, м³/ч (6,1)

где V_ст – средний объем хлыста, м³; t_ц – продолжительность цикла, с.

Для харвестеров манипуляторного действия:

t_ц = t₁ + t₂ +t₃ + t₄ + t₅ +t₆, (6,2)

где t₁ – время на наведение и доставку ЗСУ к дереву, с; t₂ – время зажима рычагов харвестерного агрегата, с; t₃ – время валки дерева, с; t₄ – время обрезки сучьев, с; t₅ – время на раскряжевку хлыста, с; t₆ – время переезда от одной технологической стоянки к другой в расчете на одно дерево, с.

Среднее время на наведение и доставку ЗСУ можно определить по формуле:

с (6,3)

где R и r – максимальный и минимальный вылеты манипулятора харвестера (R=8,2 м; r=3,8 м);

v_з.с.у. – скорость перемещения ЗСУ(v_з.с.у=0,4 м/с).

Время на зажим дерева харвестерным агрегатом определяется по формуле:

с (6,4)

где D_х.а - величина раскрытия зажимных рычагов (D_х.а=0,7 м)_.;

d_з- диаметра дерева в зоне зажима (d_з=0,4 м);

v₃ - скорость движения зажимных рычагов(0,2…0,3 м/с) .

Время на валку одного дерева определяется по формуле:

с (6,5)

где d_п – средний диаметр в плоскости спиливания, м;

П_пил. – производительность чистого пиления, м²/с;

k_п – коэффициент, учитывающий затраты времени на падение дерева

(k_п = 1,4…2,0);

₂ – коэффициент, учитывающий использование производительности чистого пиления (₂ = 0,5…0,75).

Производительность чистого пиления определяют из выражения

м²/с (6,6)

где u – скорость надвигания в механизме пиления, м/с (0,1…0,25 м/с).

.

Подставим полученные значения в формулу 6,5 определим время на

валку одного дерева:

Время, затрачиваемое на обрезку сучьев, вычисляется по формуле:

с (6,7)

где Н – высота спиленного дерева(Н=25,м);

k – коэффициент, учитывающий длину бессучковой зоны до начала кроны дерева (k = 0,2);

k₁ – коэффициент, учитывающий какую часть пути проходит харвестерный агрегат во время падения дерева (k₁ = 1);

Н_в – длина вершинки (Н_в = 2,м);

u_н – средняя скорость протаскивания ствола без обрезки сучьев,

(u_н=1,3, м/с);

u₀ – средняя скорость протаскивания ствола во время обрезки сучьев, м/с (u₀[0,6…0,8] u_н).

Время раскряжевки ствола определяется по формуле:

с (6,8)

где d_ср – средний диаметр пропил(d_ср =0,2,м);

n_р – число пропилов (n_р =4);

а_т – замедление при торможении протаскивания ствола, м/с².

В свою очередь

(6,9)

где L_T – средний путь торможения харвестерного агрегата перед остановкой хлыста для выполнения пропила (L_T = 0,3…0,9 м);

Подставим полученные значения в формулу 6,8:

Время переезда между технологическими стоянками на одно дерево составит

c (6,10)

где L_п – расстояние между смежными стоянками машины (L_п =4,4, м);

v_м – средняя скорость перемещения харвестера по лесосеке (v_м 0,2 м/с);

n – количество деревьев обрабатываемых с одной стоянки .

При сплошных рубках расстояние переезда между технологическими стоянками определяется как

L_п = R – r,

а при несплошных рубках – L_п  r.

Количество деревьев, спиливаемых с одной стоянки

(6,11)

где V_c – суммарный объем древесины срезаемой с одной стоянки, м³;

V_ст – объём одного ствола, м³:

м³ (6,12)

где A – площадь лесосеки, обрабатываемая с одной технологической стоянки(A =55, м²⁾;

Q_га – запас на 1 га, м³ (Q_га 200 м³/га);

i – интенсивность рубки, % (при сплошных рубках i = 100%).

Подставив в формулу 6,11 найденное значение получим:

Подставив в формулу 6,10 найденное значение получим:

Подставив в формулу 6,1 найденные значение времен получим:

Производительность машины в смену м³/смену

П_см = (Т – t_р)·П_р, (6,14)

где Т – продолжительность рабочей смены, ч;

t_р – регламентируемые простои, ч: t_р = 1,45 ч в смену.

П_см = (8 – 1,45)·16,2=106,4 м³/смену

Предварительная уборка кустарника, валежника, а при сплошных рубках и маломерных деревьев (d_1,3 ≤ 13 см), которые заготавливают в первый прием иными системами машин (бензопила – малогабаритный трактор), позволяет увеличить производительность харвестеров до 5…23 % за счет улучшения условий труда и увеличения среднего объема дерева.