3.3.1 Корчѐвка пней

Корчеватели МП-18-6 и МП-19-3 предназначены для корчевки пней диаметром до 650 мм. Выпускаются Мозырским заводом мелиоративных машин. Являются навесным оборудованием трактора Т-170 Челябинского тракторного завода и МТЗ-1502 “Беларус”.

Корчеватель МП-18-6 имеет ширину захвата 2460 мм, максимальное заглубление зубьев 450 мм. Масса навесного оборудования 1865 кг.

Ширина захвата корчевателя МП-19-3 составляет 2350 мм, однако при установке уширителей она увеличивается до 3450 мм. Максимальное заглубление зубьев 500 мм. Масса оборудования 2700 кг.

При использовании в качестве базовой машины трактора Т-170Б оборудование может применяться на осушаемых и землях и торфяниках.

Выбор корчевальной машины и способа корчевки зависит от количества и диаметра пней. С этой целью рассмотрим более подробно процессы корчевания и конструктивные особенности корчевальных машин.

Расчетные схемы современных корчевальных представляют собой либо переднюю фронтальную навеску спереди базового трактора, которая характерна для таких машин, как КМ–1, МРП–2 и др., либо с задним расположением рабочих органов.

С помощью представленных расчетных схем можно осуществлять выбор параметров механизма привода рабочих органов машин, определять развиваемые усилия для корчевки и выбирать способы корчевки пней при расчистке участков.

Рассмотрим следующие способы корчевки:

1) способ – прямого толкающего воздействия на пень всего агрегата при навешивании корчевального оборудования спереди трактора (ДП–24, МП–2А, МРП–2, КМ–1, МП-18). Сущность этого метода заключается в том, что, подъехав к пню на расстояние около 1,5 м, тракторист–оператор, не останавливая машины, опускает рабочий орган, клыки заглубляются в почву и по мере продвижения вперед воздействуют на пень с усилием Ргор, обрывают корни и сдвигают его с места. В этом случае усилием Ргор является сила тяги Рт трактора на соответствующей передаче.

2) способ – при корчевании средних пней, в момент вхождения в контакт рабочего органа с пнем, включается в работу механизм привода (Рцп) и к пню прикладывается равнодействующая сил Рв и Ргор, которая приподнимает рабочий орган вверх и усилием Ркор происходит извлечение пня безостановочно. В этом случае усилие, необходимое для корчевки равно:

3) Корчевка крупных пней осуществляется несколькими приемами, когда предварительно обрываются корневые лапы с боковых сторон пня или включением привода клыков при неподвижном тракторе, происходит извлечение пня усилием Рк. Для этого современные корчевальные машины имеют конструкцию с подвижными клыками (зубьями) с приводом от двух или одного гидроцилиндров (Рцк).

Для успешного извлечения пня из земли должно быть соблюдено условие, когда прикладываемая рабочим органом сила должна быть несколько больше силы со- противления корчеванию пня: Ркор > Rп.

Корчеватели, работающие по методу прямого толкающего усилия, имеют ряд недостатков. Для удаления каждого крупного пня при работе такого корчевателя требуется многократное воздействие, в связи с чем, эти машины имеют интенсивный износ конструкции из-за больших ударных нагрузок цикличного характера, плохие условия для работы тракториста–оператора. Значительный вынос гумуса из верхнего слоя почвы (до 80%) и низкая производительность, зависящая от породы и диаметра пня, все это вместе взятое предопределяет целесообразность их применения на корчевании небольших пней (диаметр d_П не более 20…25 см).

В нашем случае на участке площадью 16,1 га имеется 530 пней, средним диаметром 37,4 см.

Для корчёвки пней будем использовать корчевальную машину Д–513А, агрегатируемую с трактором Т–130.

Определим сопротивление корчеванию при вытягивании пня толкающим усилием трактора по формуле:

Rк=Мк·g·(f±i)+Кк·а·b·λ+Gn·(fn+i),

где Mк – масса оборудования (14320+1500)кг; g – ускорение силы тяжести (9,80665м/с2); f – коэффициент сопротивления перемещению корчевательной маши- ны (0,4…0,7); i – подъѐм или уклон местности,0,03; Кк - коэффициент сопротивле- ния корчеванию (5…50), Н/см2; а – глубина погружения зубьев в землю, см; b – ши- рина захвата раб. органами корчевательной машины, см; λ – коэффициент неполно- го рыхления между зубьями (0,4…0,7); Gn - масса перемещаемого вала; fn – коэффи- циент сопротивления перемещению массы по грунту (0,8…2,0).

Коэффициент сопротивления корчевания равен 35, т. к. тяжёлая почва и масса перемещаемого вала (т.е. пня у нас будет равна 120). Коэффициент сопротивления перемещению массы по грунту берём 1, т.к. у нас песчаная влажная почва. Глубина погружения зубьев в землю равна 25, этого будет достаточно, чтобы извлечь пни. Теперь рассчитаем сопротивление:

R_к=15800·9,80·(0,5+0,03)+10·25·130·0,4+110·9,80·(1+0,03)=96,2кН

Теперь проверим возможность использования этой машины:

Сила на штоке гидроцилиндра:

Рц = р · F

Рц=15· ·0,0066=99000 Н или 99 кН

Ргор= 2·Рц·cos α

Рв = 2·99000·cos =83678 Н или 83,7 кН.

Тяговое номинальное усилие базового трактора (3 передача КПП) Ргор=62100Н

Так как Рк =104,2 > Rк =96,2 то условие извлечения пня и одновременного вычесывания корней из почвы выполняется, корчевальная машина Д-513 сможет работать раздельным извлечением пней, подъезжая к каждому из них, так и при движении с заглубленным рабочим органом в почве с одновременным вычесыванием корней.

Таким образом, для рассмотренного примера, корчѐвку пней производим вто- рым способом работы машины. Работу осуществляем на второй передаче при V = 3,2 км/ч.

Производительность агрегата:

W_см=0,1·B·V·Tсм·K_B·K_V·K_T,

где где B – ширина захвата агрегата, 2,5; V – скорость движения агрегата (3,2 км/ч); KB,KV,KT – коэффициенты использования ширины захвата плуга, скорости движения, продолжительности рабочей смены, соответственно равные 0,96; 0,9; 0,8; T – продолжительность рабочей смены (8 ч).

W_см==0,1·2,5·3,2·8·0,96·0,9·0,8=4,42 га/смену

Необходимое количество агрегатосмен для обработки всего участка:

m=F/W_см,

где F – площадь участка; W_см – производительность агрегата.

m=12,7/4,42=2,9 смены

Необходимое количество топлива на одну смену:

Q_см= g_p·t_p+g_x·t_x+g₀·t₀,

где qp, qx, q0 - расход топлива за 1час при рабочем режиме, холостых переездах и остановках; время принимаем tp=6,4 часа, tx=1,2 часа, t0 =0,4 часа.

Q_см=17·6,4+8·1,2+2·0,4=119,2 кг

Количество топлива необходимое на обработку всей площади:

Q_общ= Q_см·m

Q_общ = 119,2·2,9=345,7 кг.