3743

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Г.Ф. МОРОЗОВА»

СИСТЕМА МАШИН В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Методические указания к практическим занятиям

для студентов по направлениям подготовки

38.03.02Менеджмент

38.03.01Экономика

Воронеж 2018

УДК 621.01

2

Юдин Р. В. Система машин в лесном хозяйстве [Электронный ресурс]: методические указания к практическим занятиям для студентов по направлениям подготовки 38.03.02 Менеджмент, 38.03.01 Экономика / Р. В. Юдин М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2018. – 162 с.

Печатаются по решению учебно-методического совета ФГБУ ВО «ВГЛТУ» ( протокол № от июня 2018 г.)

Рецензент заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ

д-р техн. наук, проф. Д.Н. Афоничев

Введение

3

Для выполнения практической 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 средства механизации обеспечивали высокое качество работы, высокую производительность агрегата и низкую трудоемкость процесса.

4

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, уходе 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.

Практические работы должны быть представлены в виде расчетов и таблиц, включающей характеристику объектов работ, перечень технологических операций по каждому виду работ, предусмотренных заданием, агролесоводственные требования к ним и перечень средств механизации, необходимых для выполнения этих операций.

Практическая 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 – 400500 шт. на га, средний диаметр пней –50 см. Почва супесчаная. Травянистый покров средней густоты. Рельеф ровный.

Вариант 2. Подготовить почву под лесокультуры будущего года на вырубках. Вырубки прошлого года в сосновых насаждениях, количество пней – 800-

5

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 трактора, 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.

Таблица 1.

Технологическая карта на лесохозяйственные работы

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, с 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 Nэф – эффективная мощность двигателя трактора, кВт;

- коэффициент полезного действия (КПД) трансмиссии трактора, выбирается в пределах 0,85-0,95;

V – скорость перемещения тракторного агрегата, км/ч;

Gтр – сила тяжести трактора в заправленном состоянии, даН; f – коэффициент сопротивления перекатыванию трактора;

i – уклон местности (тангенс угла подъема местности).

Тяговое усилие трактора рассчитывается по формуле (2.1) в том случае, если отсутствует буксование ходовой части. Поскольку тракторные агрегаты в большинстве своем работают на обработанных (вспаханных, культивированных) почвах, то не всегда полностью может быть реализована эффективная мощность двигателя. Особенно это касается колесных тракторов. В этом случае тяговое усилие трактора рассчитывают по формуле

7

где Gсц – сцепная сила тяжести трактора, равная той части силы тяжести, которая приходится на ведущие колеса; для гусеничного трактора и колесного трактора всеми ведущими колесами Gсц=Gтр, а для колесных тракторов с одним ведущим мостом:

Gсц 0,6Gтр ;

- коэффициент сцепления ходовой части трактора с почвой.

5.Рабочее сопротивление лесохозяйственных машин (плугов) определяется

сопротивление плуга: a – глубина обработки плуга, см; b – ширина захвата, см..

Значения а и в принимают по условиям работы, приведенных в технологических картах.

Тяговое сопротивление культиваторов и дисковых орудий определяют по формуле

где К – удельное сопротивление на единицу ширины захвата орудия, даН/м; В – ширина орудия, м.

Значение К находят в справочных таблицах.

При использовании орудия по уходу за культурами или посевами, когда одно орудие обрабатывает несколько междурядий, необходимо учитывать уменьшение тягового сопротивления орудия за счет того, что в пределах защитной зоны рабочие органы отсутствуют. В этом случае тяговое сопротивление орудия определяют по формуле

где - ширина защитной зоны, принимаемая в зависимости от возраста культур в пределах 0,1…0,5 м;

m – число рядков, находящихся в пределах ширины захвата орудия. Сопротивление лесопосадочных машин, работающих на открытых площадях, можно принимать равными

Rc=450…600 даН.

Приведенные значения Rc даны для лесопосадочной машины. При большем количестве сошников или орудий в одной секции, соответственно во столько же раз увеличивается Rс. Большие значения Rс принимают для более тяжелых почв и при большей глубине посадки.

Сопротивление лесопосадочных машин, работающих на вырубках, берется в пределах

Rс=1000…1300 даН.

8

Если орудие по своему назначению агрегатируется с трактором определенного типа, то тяговый расчет не производят. Это относится к бульдозерам, корчевателям, опрыскивателям и т.д.

6. После определения тягового усилия трактора и сопротивления каждого орудия, входящего в агрегат, рассчитывают число однородных орудий в агрегате nор по формуле

op R ор

где Rсцп – сопротивление сцепки, которую применяют при агрегатировании нескольких орудий, даН;

Rор – сопротивление одного орудия, из входящих в агрегат.

Сцепка представляет собой устройство, перемещаемое на колесах, при расчете сопротивления сцепки Rсцп учитывают только сопротивление ее перекатыванию

где Gсцп – сила тяжести сцепки, которая берется из характеристики выбранного типа сцепки, даН

fсцп – коэффициент сопротивления перекатыванию сцепки, выбираемых аналогично коэффициенту перекатывания других орудий в зависимости от типа ходовой части и состояния поверхности поля

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

9

Эта формула соответствует расчету однотипных орудий, например, культиваторов. Если в агрегате разные типы, то соответственно должно учитываться сопротивление разных орудий. Например, в агрегате с культиватором могут одновременно применяться зубовые бороны, поэтому дополнительно учитывают сопротивление этих борон.

Правильность выполнения тягового расчета агрегата оценивают по значениям коэффициента использования силы тяги, определяемого по формуле

Расчет считается выполненным правильно, если значения этого коэффициента будут получены в пределах 0,85…0,95. Больше указанных значений Кисп не должно быть, так как в этом случае трактор не сможет нормально работать, или совсем не потянет агрегат, если Кисп 1. При значении Кисп 0,85 необходимо произвести перерасчет, так как тяговое усилие трактора в этом случае используется нерационально. Допускаются меньшие значения Кисп в тех случаях когда, когда агрегат работает в тяжелых условиях, где возможны кратковременные перегрузки, например, в условиях вырубок, а также в тех случаях, когда агрегатируемые с трактором орудия не могут его полностью загрузить по условиям эксплуатации, например, при посадке, при уходах за культурами. Большее количество лесопосадочных машин не может быть взято, например, при значительных размерах междурядий.

Практическая 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.

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.

10

Содержание работы

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

2.Выбрать трактора, 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.

Таблица 2.

Технологическая карта на лесохозяйственные работы для выращивания посадочного материала