611

2

УДК 630.65.011.54

Шабанов, М.Л. Система машин в лесном хозяйстве [Текст]: методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 250201 – Лесное хозяйство/ М.Л. Шабанов; Фед. агентство по образованию, Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования, Воронеж. гос. лесотехн. акад.-Воронеж, 2005. -28с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА

Рецензент д-р. техн. наук, проф. кафедры с/х машин ВГАУ К.Р. Казаров.

3

Введение

Для выполнения лабораторной работы задается вид работ, площадь на которой производится данная операция, тип и влажность почвы, рельеф местности, крутизна склонов, наличие напочвенного покрова, характеристика и т.д.

Для таких видов работ, как посадка и посев леса на вырубках или на открытых площадях в характеристике указывается также, каким способом была подготовлена почва в предыдущем году. Для объектов, подлежащих обработке химикатами, с целью борьбы с вредителями леса, указывается, кроме всего прочего, высота насаждения и вид вредителя или болезни.

Некоторые виды работ могут быть выполнены за один прием, т.е. состоять из одной технологической операции. Например, частичная подготовка почвы под лесокультуры на нераскорчеванных вырубках может производиться путем нарезки борозд лесными специальными плугами. В других же условиях подготовка почвы на вырубках включает в себя несколько операций, например: корчевку и уборку выкорчеванных пней, заравнивание подпневых ям, полосную вспашку с шириной полос от 1 до 3 м, разделку пластов (дискование, культивацию). На открытых площадях подготовка почвы обычно ведется по системе раннего или черного пара. Она включает такие операции, как вспашка плугами с предплужниками, разделка пластов дисковыми орудиями, многократная культивация лапчатыми культиваторами, глубокое осеннее рыхление без оборота пласта орудиями с безотвальными рабочими органами.

Посадка леса на вырубках в дно борозды, нарезанных осенью предыдущего года, производится без предварительной обработки почвы перед посадкой. При посадке же леса на открытых площадях и при защитном лесоразведении почву, подготовленную в прошлом году, непосредственно перед посадкой боронуют и культивируют.

Агролесоводственные требования включают в себя многочисленные показатели: глубина обработки, степень рыхления почвы, степень оборота пласта, глубина заделки семян или посадки саженцев, расстояние между сеянцами в ряду и ширина междурядий, вид ядовитой жидкости и норма ее расхода на единицу опрыскивания площади и т.д.

При выборе для каждой технологической операции тяговых средств и лесохозяйственных машин и орудий, необходимо исходить из того, чтобы средст-

4

ва механизации обеспечивали высокое качество работы, высокую производительность агрегата и низкую трудоемкость процесса.

Трактора следует выбирать в первую очередь, учитывая их проходимость на объектах работы и возможность более полного использования их тяговой мощности. Для работы на вырубках и под пологом леса целесообразно применять гусеничный лесохозяйственный трактор ЛХТ-100(100-04) и трелевочный трактор ТДТ-55 или ТТ-4М-05 или ТЛ-60, а также колесный трактор ЛТЗ155(60АБ). Для работы в питомниках, ухода за культурами, а также для погрузочных и транспортных работ используются колесные тракторы МТЗ-80(82) и Т-16М(16Г). При террасировании склонов используется гусеничный трактор Т- 170. На крутых склонах для обработки почвы и посадки лесных культур применяется гусеничный трактор – ДТ-75К, на заболоченных участках – ДТ-75Б, на открытых площадях – ДТ-75М(75Н).

Вместе с тем, необходимо избегать большой разномарочности тракторов, так как это резко снижает возможность высококачественного технического обслуживания и ремонта машин. Целесообразно применять не более 3-4 марок тракторов. При выборе тракторов и лесохозяйственных машин и орудий необходимо широко использовать курс лекций справочную литературу.

Лабораторные работы должны быть представлены в виде расчетов и

таблиц, включающих характеристику объектов работ, перечень техноло-

гических операций по каждому виду работ, предусмотренных заданием,

агролесоводственные требования к ним и перечень средств механизации,

необходимых для выполнения этих операций.

Лабораторная работа № 1

Технология подготовки почвы под лесные культуры

Задание

Вариант 1. Подготовить почву под лесокультуры будущего года на вырубках. Вырубки прошлого года в сосновых насаждениях, количество пней – 400…500 шт. на га, средний диаметр пней –50 см. Почва супесчаная. Травянистый покров средней густоты. Рельеф ровный.

5

Вариант 2. Подготовить почву под лесокультуры будущего года на вырубках. Вырубки прошлого года в сосновых насаждениях, количество пней – 800…900 шт. на га, средний диаметр пней – 40 см. Почва суглинистая. Травянистый покров малой густоты. Рельеф имеет уклон местности до 20.

Вариант 3. Подготовка почвы на открытых площадях. Прогалины в лесу, почвы песчаные, сильно заросшие травянистой растительностью. Рельеф ровный. Участки неопределенной конфигурации.

Содержание работы

1.Составление технологической карты на лесохозяйственные работы.

2.Выбрать тракторы, лесохозяйственные машины и орудия, необходимые для выполнения операций. Ознакомиться с ними. Определить назначение основных узлов и механизмов машин и орудий.

3.Выбрать скорость движения агрегата.

4.Определить тяговое усилие трактора на принятой скорости движения.

5.Рассчитать рабочее сопротивление лесохозяйственных машин.

6.Определить число машин в агрегате.

7.Рассчитать коэффициент использования силы тяги трактора.

Порядок выполнения

1.Составляется технологическая карта (табл. 1), в которой указывается вид работ, характеристика объекта, перечень технологических операций, а также марка применяемого трактора и лесохозяйственной машины.

6

2.Выбрав марку трактора и лесохозяйственной машины, необходимо ознакомиться с ними. Определить назначение основных узлов и механизмов машин

иорудий, изучить их устройство, регулировки.

3.Для каждой технологической операции выбирают скорость движения агрегата. Она зависит от таких факторов, как обработка почвы на вырубках или под пологом леса, от наличия пней и других препятствий. При таких условиях скорость выбирается по наименьшему значению, по сравнению с открытыми площадями.

4.Тяговое усилие трактора рассчитывается по мощности двигателя и по сцепным свойствам трактора.

Тяговое усилие по мощности находят по формуле

где ηмех – механический коэффициент полезного действия трансмиссии трактора (0,86…0,92); Nэф – эффективная мощность двигателя трактора, кВт.; V – скорость движения трактора, м/с; Gтр – сила тяжести трактора в заправленном состоянии, даН; f – коэффициент сопротивления движению (качению) трактора (0,05…0,07); i – крутизна склона, равная тангенсу угла подъема местности.

Для расчета тягового усилия по сцепным свойствам используется выраже-

ние

где G1тр – сцепная сила трактора, которая для гусеничных тракторов, а также для колесных со всеми ведущими колесами, равна полной силе тяжести трактора, а для колесных тракторов с задними ведущими колесами – 2/3 от нее; ψ - коэффициент сцепления трактора с почвой, зависящий от состояния и физикомеханических свойств почвы, а также от конструкции ходового аппарата трактора (0,4…0,8).

Из двух найденных величин выбирают минимальное значение.

7

5. Рабочее сопротивление лесохозяйственных машин (плугов) определяется по формуле

(3) где k0 – удельное рабочее сопротивление плуга: a – глубина обработки плуга, см; b – ширина захвата, см.

Для машин, которые дополнительно обрабатывают почву (борона, культиваторы, рыхлители)

где k – удельное сопротивление машины, даН/м; b – ширина захвата машины, м. Для культиваторов, которые применяются в междурядной обработки почвы

где е – ширина защитной зоны с каждой стороны ряда лесохозяйственных культур, м; m – число рядов культур, обрабатываемых культиватором за один проход.

Для сеялок

здесь Gс – вес машины, даН; f – коэффициент сопротивления перекатыванию (f=0,2). Рабочее сопротивление лесопосадочных машин трудно поддается расчету и поэтому данные о нем, берутся из экспериментальных исследований. При посадке леса на открытых площадях на средних почвах рабочее сопротивление однорядной сажалки примерно равно 400 даН, на легких и супесчаных почвах оно на 10-15 % ниже, а на тяжелых на 10-15 % выше. На нераскорчеванных вырубках рабочее со-

противление одной лесопосадочной машины в среднем равно 1300 даН. 6. Определяется число машин в агрегате

где Ркр – тяговое усилие трактора, даН;R – рабочее сопротивление машины,

8

здесь Gсц – сила тяжести сцепки, даН; fсц – коэффициент сопротивления сцепки перекатыванию ( fсц=0,2).

Полученное в результате расчетов, как правило, дробное число необходимо округлить в меньшую сторону с тем, чтобы был некоторый запас мощности. Кроме того, установленное расчетами количество машин в агрегате следует скорректировать, имея в виду, что к трактору можно присоединить не более трех машин. Необходимо учитывать также условия проходимости агрегатов. На целом ряде объектов (на нераскорчеванных вырубках, под пологом леса и др.) из-за низкой проходимости агрегата к трактору может быть присоединена только одна машина, хотя вполне вероятно, что при этом он будет не полностью загружен.

7. Рассчитывается коэффициент использования силы тяги трактора по формуле

где Rагр – полное сопротивление агрегата, оно равно

Для обеспечения наибольшей эффективности тракторов целесообразно, чтобы ηисп=0,8…0,95, т.е. чтобы запас тяговых возможностей не превышал 5…20 %. Однако, при работе на целом ряде сложных объектов (на вырубках, под пологом леса, на склонах и др.), из-за наличия большого количества препятствий или из-за отсутствия возможности работать более чем с одной лесохозяйственной машиной этот коэффициент может быть значительно ниже.

Лабораторная работа № 2

Технология выращивания посадочного материала

Задание

Вариант 1. Составить технологический комплекс машин для производства сеянцев в открытом грунте.

Вариант 2. Составить технологический комплекс машин для выращивания и уборки сеянцев в полиэтиленовых теплицах.

9

Вариант 3. Составить технологический комплекс машин для выращивания и уборки саженцев.

Вариант 4. Составить технологический комплекс машин для выращивания посадочного материала пустынных пород (саксаула и черкеза) в поливном песчаном питомнике.

Содержание работы

1.Составление технологической карты на лесохозяйственные работы для выращивания посадочного материала.

2.Выбрать тракторы, лесохозяйственные машины и орудия, необходимые для выполнения операций. Ознакомиться с ними. Определить назначение основных узлов и механизмов машин и орудий.

3.Рассчитать рабочее сопротивление лесохозяйственных машин.

4.Определить число машин в агрегате.

Порядок выполнения

1.Данные комплексы машин разрабатываются для выращивания и уборки

влесных питомниках сеянцев и саженцев для лесовосстановления и лесовыращивания.

Большинство лесохозяйственных предприятий страны в качестве посадочного материала используют 1…3 летние сеянцы, выращенные в лесных питомниках в условиях открытого грунта. В данный раздел системы машин включено значительное количество сельскохозяйственной техники: универсальнопропашные тракторы, плуги, бороны, культиваторы, машины для внесения органических и минеральных удобрений, опрыскиватели, дождевальное оборудование и др.

Основными производственными процессами при работе в питомниках являются: подготовка почвы, внесение органических и минеральных удобрений, обработка почвы и сеянцев химикатами, посев семян и мульчирование посевов, междурядная обработка и выкопка растений.

Составляется технологическая карта (табл. 2), в которой указывается вид работ, характеристика объекта, перечень технологических операций, а также марка применяемого трактора и лесохозяйственной машины.