1.6 Описание технологического процесса лесосечных работ

В подготовительные работы включают в себя: прием лесосечного фонда, растёска границ лесосек и волоков затесками, подготовка фронта погрузки для передвижных погрузочных механизмов (при работе без постоянных погрузочных пунктов), разрубка трасс лесовозных дорог.

Технологический процесс основных работ: валка осуществляется бензопилой "Тайга-214", делянка разрабатывается широким фронтом, когда вальщик идет в глубь леса от погрузочного пункта, то валит и укладывает деревья перед собой под углом к волоку. После того как вальщик отойдет на безопасное расстояние (примерно 50 м показано на схеме разработки технологической карты) начинается трелевка, она осуществляется машиной ТДТ-55, которая подъезжает к комлевой части дерева производит выравнивание комлевой части пачки щитом, затем опускает захватное устройство захватывает пачку зажимает ее поднимает ее (при транспортировки пачка древесины упирается в щит , пачка деревьев трелюется к погрузочному участку где происходит обрезка сучьев машиной ЛП- 30. Для укрепления волока машина ТДТ-55 на погрузочном пункте захватывает сучки и выбрасывает на волок, для избежание пробуксовки по сухому грунту при трелевке. После чего происходит погрузка хлыстов с помощью ПЛ-1В в лесовоз и непосредственная его транспортировка к месту разгрузки.

Для беспрерывной работы основных рабочих, осуществляются все необходимые вспомогательные работы.

II. Проектирование сортиментной лесозаготовки

2. Основные работы

2.1 Выбор схемы технологического процесса и системы машин

Эффективность процесса лесозаготовок может быть достигнута при соответствующей организации работ с учетом природно-производственных условий. При организации лесозаготовок большое влияние оказывает правильный подбор системы лесозаготовительных машин и механизмов.

Можно выделить следующие принципы формирования систем машин:

1. упрощение структуры системы, т. е. формирование системы из минимального числа типов машин;

2. обеспечение надежности функционирования системы путем формирования звеньев из нескольких машин, выполненных на одной базе;

3. согласование производительности звеньев машин, выполняющих различные операции технологического процесса, посредством выбора соответствующих значений управляемых параметров;

4. обеспечение полной загрузки каждой машины, входящей в систему.

Основными факторами, определяющими природно-производственные условия, являются: производственная программа участка, размер лесосек, рельеф местности, крупномерность и породный состав лесонасаждения, наличие жизненного подроста, почвенно-грунтовые условия.

Учитывая отечественный и зарубежный опыт создания и эксплуатации систем машин для лесосечных работ, можно предложить, как вариант, системы, состоящие из следующих основных машин: Валка бензомоторными пилами "Тайга-214"+ трелевочный трактор с чокерной оснасткой ТДТ-55 +сучкарезно-раскряжевочная машина ЛО-120+ЛТ-72.

2.2 Определение среднего расстояния трелёвки

Связь среднего расстояния трелевки с размерами лесосеки может быть выражена формулой:

(2.1)

где к₁, к₂ - коэффициенты, зависящие от схемы расположения трелевочных волоков на лесосеке (приложение А);

- ширина и глубина лесосеки, м; , ;

- коэффициент удлинения трелевочных волоков, зависящий от рельефа, =1,05...1,40.

(2.2)

где - количество погрузочных пунктов на участке .

2.3 Расчёт сменной производительности лесозаготовительных машин

Производительность на валке бензопилой "Тайга-214".

(1.3)

где – продолжительность смены, с. (Т=28800с);

К - коэффициент использования моторной пилы непосредственно на пиление, К=0,25…0,45;

- средний объем хлыста, м³;

Т_ц- время на обработку одного дерева, с.

Время цикла Т_ц определяется по формуле

где t_с - время срезания дерева, с;

k_с-коэффициент, учитывающий затраты времени на сталкивание дерева с пня, переход от дерева к дереву и подготовку дерева к валке.

где: d_c – диаметр дерева в месте срезания комлевой диаметр), м; k₁ –коэффициент увеличения площади пропила за счет подпила (1, 15…1, 25); П_чп – производительность чистого пиления инструмента, м²/с; φ₂- коэффициент использования производительности чистого пиления (0,3…0,6).

t_с=3.14*0.2²*1.25/4*0.01*0.4=9.8с

Т_ц=9,8*4=39,2с

Расчетное больше, принимаем табличное значение П_см=73 м³/см. Сменная производительность трелевочного трактора с чокерной оснасткой ТДТ-55.

где - средний объем трелюемой пачки, м³;

- число рейсов трактора за смену;

- - коэффициент использования рабочего времени смены ( =0,90)

а) по мощности двигателя или по касательной силе тяги

где - касательная сила тяги, Н;

- сила веса трактора, Н ;

- коэффициент сопротивления движению машины 0,05-0,2 , =0,15;

- коэффициент сопротивления движению хлыстов или деревьев 0,6-0,7 , =0,4;

- величина подъема и спуска в тысячных ;

- коэффициент распределения нагрузки между машиной и волоком

касательная сила тяги может быть определена по формуле

(1.6)

где - мощность двигателя, кВт .

- коэффициент полезного действия трансмиссии, .

- скорость движения машины в грузовом направлении, км/ч применяется на первой передачи

б) по сцеплению машины с грунтом

(1.7)

где - коэффициент сцепления трактора грунтом, для зимы для лета

в) по грузоподъемности машины

(1.8)

где - допустимая нагрузка на ходовая часть (щит) машины, кН;

г) по допустимому давлению на грунт

(1.9)

где - допускаемое удельное давление на грунт(кгс/см²);

- давление трактора на грунт (кгс/см²).

Вес пачки, которую может трелевать машина, равен меньшей из величин .

По подсчитанному весу трелюемой пачки может быть определен ее объем, пл. м³.

(1.10)

где – сила веса кроны, Н. Составляет 15…..30% от общего веса пачки

- средневзвешенный объёмный вес древесины, Н/м³

(1.11)

где – доля участия i-ой породы в насаждении;

- объёмный вес i-ой породы, Н/м³

- коэффициент использования расчётного объёма рейсовой нагрузки,

Количество рейсов машины в смену определяется по формуле:

(1.12)

где – продолжительность смены, с. (Т=28800с).

- подготовително-заключительное время на смену, с (t_пз=2800с).

– время движения трактора в порожнем направлении, с;

– время, затраченное на набор пачки, при трелевке подборщиками пачек принимаем

– время движение в грузовом направлении, с;

– время разгрузки пачки, с; при работе подборщиками пачек

; (1.13)

где - скорость движение машины в порожняковом направлении, м/с,

- скорость движения машины в грузовом направлении, м/с

;

Полученные значения подставим в формулу

Полученные значения подставим в формулу

Расчетная цифра получилась меньше, принимаем по норме П_см=69 м³/см.

Сменная производительность лесопогрузчика ЛТ-72

(2.20)

где - коэффициент, учитывающий неравномерность поступления лесовозного транспорта под погрузку ( =0,75 - 0,80); 0.8

– средний объём загружаемого сортимента, =0,35 м³;

– продолжительность цикла погрузки одной пачки, с.

(2.21)

где и – время перемещения манипулятора штабелера с пачкой и без пачки, с.

и – время захвата и укладка пачки, с

Принимаем табличное значение П_см=140 м³/см.

Сменная производительность сучкорезно-раскряжевочных машин ЛО-120.

Выработка машин ЛО-120 зависит от среднего объема хлыста, длины выпиливаемых сортиментов и определяется по формуле

где t_ц- затраты времени на раскряжевку одного хлыста, с (105с).

м³/см.

Принимаем табличное П_см=69 м³/см

2.4 Выбор организационной формы лесосечных работ, определение потребного количества основного оборудования и рабочих

В данном проекте используется одна комплексная бригада, состоящая из двух звеньев: заготовка сортиментов, вывозка сортиментов, а так же используется отдельное звено: погрузка, это связано с неравномерностью подъезда под погрузку лесотранспортных машин.

Определение потребного количества основного оборудования для комплексной бригады.

где – производительность механизма i-ой операции;

– число механизмов занятых на i-ой операции;

- сменность на i-ой операции.

Выработка на отдельных операциях при проведении основных работ

а) заготовка сортиментов

(2.23)

Сменность операции принимаем

Число механизмов принимаем

б) трелевка сортиментов

(2.24)

Сменность операции принимаем

Число механизмов принимаем

г) погрузка

Сменность операции принимаем

Число механизмов принимаем

• Суточное задание комплексной бригады определяется:

(2.26)

где – минимальная выработка машин на одной операции, с учётом их числа; – максимальная выработка машины.

Таблица 2 –Потребное количество основного оборудования и рабочих для комплексной бригады.

наименования работ	число смен работы в сутки	суточное или сменное задания бригады		производительность механизма		число рабочих		марка механизма	потребное количество работающих механизмов
						по норме				фактически принятых
Валка	1	219	73		3		3	БП "Тайга-214"	3
Трелевка	3	219	69		3,2		3	ТДТ-55	1
Обрезка сучьев+раскряжевка	3	219	69		3,2		3	ЛО-120	1
Погрузка	1,5	219	140		1,6		32	ЛТ-72	1

• Определяем комплексную норму выработки для комплексной бригады.

(2.27)

где – число рабочих по норме в бригаде.

• Затем определяем фактическую выработку на чел.-день.

где – число рабочих фактически.

• Определяем процент выполнения норм выработки

(2.28)

2.5 Расчет потребного количества бригад и мастерских участков

Потребное количество комплексных бригад для выполнения производственного задания определяется по формуле

где N – число рабочих дней в году; V_год- годовое производственное задание, по сортиментной заготовке, м³; n - число лесосек, разрабатываемое за год всеми бригадами; - количество бригад, одновременно работающих в одной лесосеке; t - время на перебазировку из одной лесосеки в другую, t=0.5 дня.

Число лесосек, разрабатываемых предприятием ежегодно, составляет

где S_л – площадь одной лесосеки, М - запас древесины, м³ на 1 га.

Полученные результаты подставляем в формулу ()

.

Принимаем количество комплексных бригад 3 для выполнения производственного задания.