2 Обоснование и расчет лесосечных работ

2.1 Обоснование и выбор варианта технологии и системы машин для лесосечных работ

Состав операций на лесосечных работах и их трудоемкость зависят от содержания технологического процесса лесозаготовок и в первую очередь от вида заготавливаемых лесоматериалов. Заготовленные на лесосеке лесоматериалы можно вывозить потребителями или на нижний склад в виде сортиментов; хлыстов (полухлыстов), деревьев или в виде технологической щепы.

По индивидуальному заданию вывозка заготовленного леса с лесосеки осуществляется деревьями.

Относительно анализа исходных данных принимаем следующий вариант технологического процесса

Где : Л – лесосека; ВС – верхний склад (погрузочный пункт); В – валка; Т – трелевка; ОС – очистка деревьев от сучьев; Р- раскряжевка; Ш- штабелевка; Д – деревья; ПД – погрузка деревьев.

Так как ведутся сплошные рубки, то целесообразно принять механизированный способ заготовки древесины.

Для выполнения данных технологических операций принимаем следующую систему машин:

На валке – валочно-пакетирующая машина ЛП-19

На трелевке – тракторы с манипулятором ТТ-4

На очистке деревьев от сучьев – самоходная сучкорезная машина

ЛП-33

На погрузке – челюстной погрузчик ПЛ-2

2.2 Расчет производительности машин и механизмов на лесозаготовках

2.2.1. Определение производительности валочно-пакетирующей машины лп-19

Производительность лесозаготовительных машин определяется по формуле:

где П_см- сменная производительность трелевочного оборудования, м³;

Т_см– время смены; при 8- ми часовой рабочей смене Т_см=28800 с;

Т_п.з., Т_об., Т_от.л.– затраты времени, соответственно, на подготовительно-заключительные работы, обслуживание и отдых и личные надобности;

q_хл.- средний объем хлыста, м³;

Т_ц– время обработки одного дерева.

Цикловое время при работе ВПМ составляют из следующих элементов:

Т_ц=t₁+t₂+t₃+t₄=25+7,56+36,95+1,69=71,2 с,

где t₁– время наведения захватно-срезающего устройства машины на дерево, его захват и натяг;t₁₌25 с;

t₂ — время, затрачиваемое на срезание дерева;

t₂₌

где, d- средний диаметра дерева в месте его спиливания, м;

φ_ч.п.-коэфициент использования производительности чистого пиления, принимаемый в пределах 0,6…0,7;

П_ч.п.- производительность чистого пиления бензопилы, которая составляет 200…250 см² /с.

t₃ – время на перенос дерева и его укладку в пакет,

t₃=2φК₁К₂/w=2*0,7*3,14*1,4*1,2/0,05*3,14=36,95,с;

φ-средний угол поворота манипулятора с ЗСУ от места срезания дерева до места укладки его в пакет, который равен 0,65…0,95π, рад.;

К₁- коэффициент, учитывающий время укладки дерева в пакет, принимаемый равным 1,2…1,4;

w- угловая скорость поворота манипулятора, выбираемая в пределах 0,05…0,3π, рад/с;

К₂- коэффициент, учитывающий затраты времени на подготовку к повороту и маневрирование ЗСУ с деревом, К₂=1,1…1,2.

t₄ – время, затрачиваемое на перемещение машины:

t₄=l_n/V_пер=7,5/0,5=15,

l_n- путь перемещения машины к очередному обрабатываемому дереву, м;

V_пер- скорость перемещения машины, принимаемая равной 0,5…0,7 м/с;

l_n=l_ср=100/√n_l=100/√177,8=100/13,33=7,5, м;

n_l – число деревьев на 1 га;

n_l=q/q_хл=160/0,9=177,8, шт.;

q – ликвидный запас древесины на 1 га, м³;

q_хл – средний объем хлыста, м³;

t₄=

t’₄– будет соответствовать значениям времени перемещения машины относительно пакета.

По технической характеристике производительность валочно-пакетирующей машины ЛП-19 равна 334 м³, по расчетам производительность равна 319 м³. Расхождение составляет 9,9%.