3339

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Г.Ф. МОРОЗОВА»

Энергосберегающие и природосберегающие технологии в лесном комплексе

Методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки

15.04.02 – Технологические машины и оборудование

Воронеж 2016

УДК 630 Бартенев И.М. Энергосберегающие и природосберегающие технологии в

лесном комплексе: методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 15.04.02 – Технологические машины и оборудование [Текст] / И.М. Бартенев : М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» - Воронеж, 2016. – 20 с.

Печатается по решению учебно-методического Совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № 6 от 3 июня 2016 г.).

Рецензент: заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», д-р техн. наук, проф. Д.Н. Афоничев.

Методические рекомендации могут быть использованы для обучения студентов по соответствующим программам дополнительного профессионального образования

2

3

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Определение твердости и коэффициента объемного сжатия почвы

Цель работы: получить навыки в определении физико-механических и технологических свойств почвы.

Технологические свойства почвы

Твердость почвы – это ее способность сопротивляться проникновению твердого тела под действием усилия.

Поскольку для почвы определение ее сопротивления каждому виду деформации (изгибу, смятию, сдвигу, сжатию и др.) в отдельности затруднено или вообще невозможно, то для того, что бы охарактеризовать сопротивление почвы обработке, используется параметр «твердость». Твердость является параметром, включающим в себя все виды сопротивлений, которые преодолевают взаимодействующие с почвой рабочие органы почвообрабатывающих машин.

При вдавливании в почву твердого тела, например, круглой шайбы (пуансона), усилие, потребное для вдавливания Р, изменяется с изменением глубины погружения пуансона h. Если по оси ОХ откладывать глубину погружения пуансона, а по оси OY – усилие, потребное для вдавливания Р, то получится график, показанный на рис. 1. Тонкими линиями показаны экспериментальные графики, полученные в результате определения усилия твердомером, жирной линией ОАВ показан график, построенный по средним величинам экспериментальных графиков.

Рис. 1. Зависимость усилия, потребного для вдавливания пуансона в почву, от глубины погружения пуансона P f h

4

почва слишком твердая, то шток твердомера с пуансоном большого диаметра не сможет достаточно погрузиться, либо усилие выйдет за пределы измерений.

После подборки пуансона получить три твердограммы, проведя исследования в трех разных местах почвенного канала. Подписать на твердограммах диаметр пуансона и уровень глубины на котором измерялась твердость почвы (от 0 до 20 см).

Выкопать три ямки в разных местах почвенного канала на глубину 20 см. Провести исследование твердости почвы в ямках на уровне глубины от 20 до 40 см. Подписать на твердограммах диаметр пуансона и уровень глубины.

Обработать твердограммы. Для этого ограничить длину каждой твердограммы от начала измерений (точка О) величиной 20 см, поставив на графике точку В. Найти на каждой твердограмме конец этапа формирования зоны уплотнения и поставить там точку А. На участке АВ каждой твердограммы, с интервалом 1 см измерить от нулевой линии значения ординат у, записывая значения ординат непосредственно на твердограмме в миллиметрах. Найти среднюю величину ординаты уср для каждой диаграммы отдельно, сложив значения ординат и поделив результат на число измерений. Занести средние значения ординат уср в табл. 1.

Таблица 1

Твердость и коэффициент объемного смятия почвы

где С — тарировочный коэффициент твердомера, связывающий отклонение держателя карандаша с усилием потребным для внедрения пуансона в почву, С = 10 Н/мм.

Вычислить твердость почвы Т для каждого опыта по формуле (1).

Вычислить коэффициент объемного смятия почвы q для каждого опыта по формуле (2).

Вычислить средние величины твердости почвы Т и коэффициента объемного смятия q для разных уровней глубины.

Расчетные данные занести в таблицу.

Содержание отчета

Название лабораторной работы; цель работы; схема твердомера; диаграммы твердости (подшиваются в отчет одному студенту каждой из 2 подгрупп); формулы для вычислений с пояснениями; вычисления среднего усилия Рср; твердости почвы Т; коэффициента объемного смятия q для одной твердограммы; табл. 1; выводы.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

Расчет производительности машинно-тракторных агрегатов

Цель работы: освоить методику расчета производительности с учетом эффективного использования мощности и тягово-сцепных свойств трактора, проходимости, буксования и скольжения движителей.

Порядок выполнения:

1.Каждому студенту преподаватель выдает задание, в котором указываются виды работ, условия, в которых выполняются работы, основные технологические требования и особенности, агротехнические показатели.

2.Студент, приняв задание, приступает к выполнению используя для этого известную техническую справочную литературу. Выполняя задание, студент показывает насколько он может самостоятельно решать вопросы учета различных факторов, определяющих высокую производительность и эффективно использовать машинно-тракторные агрегаты.

7

Основополагающими формулами определения производительности

где В – конструктивная ширина захвата, м; Vp – рабочая скорость агрегата, км/ч; Т – продолжительность смены, ч; Kз – коэффициент использования ширины захвата; Kи – коэффициент использования рабочего времени смены в зависимости от технологической операции; Kɑ - коэффициент, учитывающий влияние рельефа;

б) для агрегатов, производительность которых выражается в м/см:

где δ – коэффициент, учитывающий буксование ходовой части трактора (δ=0,05-0,1) – для гусеничных (δ=0,1…0,25) – для колесных при работе на рыхлых почвах; при работе на плотных почвах δ=0,02…0,06 для всех типов тракторов;

где - геометрический объем грунта в призме, перемещаемый отвалом, м3; - коэффициент наполнения ковша (только для скрепера); - время рабочего цикла машины; - коэффициент рыхления грунта в ковше

скрепера.

Значения коэффициентов приводятся в справочной литературе.

8

д) производительность агрегатов при террасировании склонов

Отчет представляется в форме выполненных расчетов в соответствии с выданным заданием.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3

Расчет энергоемкости и материалоемкости технологического процесса выращивания посадочного материала в открытом грунте

Цель работы: получить навыки определять прогрессивность технологии и технологического комплекса машин.

Прогрессивность применяемых и рекомендуемых новых технологий и соответствующих им технологических средств механизации определяется по основным двум показателям – удельная металлоемкость и удельная энергоемкость, в которых отражается такой показатель как, природосохранение – предотвращение эрозионных процессов, сохранение плодородия и структуры почв, подроста ценных древесных пород и т.п.

Порядок выполнения:

1. Составляется перечень технологических операций процесса производства:

-сеянцев хвойных и лиственных пород;

-саженцев хвойных и лиственных пород;

-укрупненных сеянцев хвойных и лиственных пород.

9

2. Выбираются марки тракторов и агрегатируемых машин и орудий для выполнения технологических операций с указанием отдельных показателей технической характеристики.

Данные пунктов 1 и 2 заносятся в табл.2.

3. Производится расчет удельной энергоемкости и удельной металлоемкости по каждой технологической операции по формулам: Удельная энергоемкость:

всего технологического процесса в расчете на одну тысячу сеянцев, саженцев или укрупненных сеянцев по формулам:

Форма организации выполнения работы.

Группа студентов разбивается на три бригады, в соответствии с видом посадочного материала (сеянцы, саженцы и укрупненные сеянцы). Технология выращивания саженцев в течение 2-х лет является продолжением технологии выращивания сеянцев в течение 3-х лет, т.е. сроки, выращивания саженцев составляют 5 лет. Укрупненные сеянцы выращиваются в посевном отделении питомника в течение 4-х лет.

При расчетах и следует учитывать повторяемость (многократность) отдельных технологических операций (агротехнический уход; защита растений химическими средствами от вредителей и болезней;

10