- •1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
- •1.1 Анализ исходных данных
- •1.2 Расчет параметров лесного участка
- •1.3 Обоснование режима работы предприятия
- •2 ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ
- •2.1 Обоснование выбора варианта технологии и системы машин для лесосечных работ
- •2.2.1 Определение производительности бензиномоторных пил
- •2.2.2 Определение производительности многооперационных машин
- •2.2.3 Определение производительности трелевочных тракторов
- •2.2.4 Определение производительности самоходных сучкорезных машин и челюстных погрузчиков
- •2.5 Разработка мероприятий по обеспечению доброкачественного лесовозобновления при проведении лесосечных работ
- •3 ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЛЕСОВОЗНОГО ТРАНСПОРТА
- •3.1 Выбор подвижного состава и технологического оборудования для вывозки леса
- •4 ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЛЕСОСКЛАДСКИХ РАБОТ
- •4.1 Выбор и обоснование варианта технологии и системы машин лесоскладских работ
- •4.2 Определение сортиментного плана и распределение лесоматериалов по потокам и цехам
- •4.3 Определение выхода готовой продукции и количества отходов при обработке и переработке лесоматериалов
- •4.4 Составление структурной схемы лесного нижнего склада и обоснование режима его работы
- •4.5 Обоснование марок технических средств. Расчет потребности в оборудовании и основных рабочих
- •5 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИНЯТОГО ВАРИАНТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРЕДПРИЯТИЯ
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
21
nä – количество деревьев, спиливаемых с одной технологической остановки, шт;
n = |
10−4 Q |
ãà |
Sc |
, шт, |
(38) |
|
|
|
|
|
|||
ä |
|
Võë |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
S – площадь рабочей зоны манипулятора, м2. При прорубке технологиче- |
||||||
ских коридоров с одновременным изреживанием по обеим сторонам |
|
|||||
S = R2 (π −α + sinα), м2, |
(39) |
|||||
При прокладке технологических коридоров |
|
|||||
S = b |
(R − r ), м2, |
(40) |
||||
|
ê |
|
|
|
|
|
где bê – ширина технологического коридора, м; bê = 3K3,5 м; |
|
|||||
При разработке полос по сторонам коридоров |
|
|||||
S = R2 (π −α + sinα)− â (R − r ), м2, |
(41) |
|||||
|
|
|
|
|
ê |
|
c – коэффициент степени изреживания насаждения (принимается по данным индивидуального задания).
При определении количества деревьев, спиливаемых с одной технологической остановки, следует учитывать, что в технологическом коридоре удаляются все деревья ( c =1 ), а по его сторонам в соответствии со степенью изреживания насаждения.
2.2.3 Определение производительности трелевочных тракторов
Производительность трелевочных тракторов определяется по формуле
Псм |
= |
Тсмϕвϕ1Vп |
3 |
|
|
|
, м , |
(42) |
|||
Тц |
|||||
|
|
|
|
где Тсм – продолжительность рабочей смены, с; ϕв – коэффициент использования рабочего времени; значения ϕв с уче-
том затрат времени на подготовительно-заключительные работы представлены в таблице 6; ϕ1 – коэффициент использования расчетного значения объема трелюемой пачки, ϕ1 = 0,8K0,9 ;
Тц – время цикла трелевки, с;
22
Время цикла трелевки для всех типов трелевочных тракторов определяется по формуле
Tц = t1 + t2 + t3 + t4 , с; |
(43) |
23
|
|
|
Таблица 6 |
Значения ϕв рекомендуемые для учебных расчетов |
|
||
|
|
|
|
|
Значения ϕв |
при |
|
Виды трелевочных тракторов |
продолжительности смены |
||
|
Тсм = 28800 с |
Тсм = 25200 с |
|
Тракторы с канатно-чокерным оборудованием |
0,77 |
|
0,75 |
Тракторы с гидроманипулятором |
0,75 |
|
0,73 |
Тракторы с пачковыми захватами |
0,79 |
|
0,76 |
Форвардеры |
0,75 |
|
0,73 |
где t1 – движение трактора с погрузочной площадки к месту, где повалены деревья, с; для всех типов тракторов определяется по формуле
t1 = vlср , с, (44)
х. х.
где lср – среднее расстояние трелевки, м, (рассматривалось ранее п. 2.2.2);
vх. х. – скорость холостого хода трактора (перемещение с погрузочной площадки к месту, где повалены деревья), м/с (принимается из технической характеристики трактора на IV передаче [3, 5, 11, 13]);
t2 – формирование пачки полного объема, с; для тракторов с канатночокерной оснасткой определяется по формуле
|
|
|
|
ϕ1Vп |
|
|
|
|
(45) |
|
|
t2 = 60 5 + 0,45ϕ1Vп +175 |
, с; |
|
|
|
|||
|
|
|
Vхл |
Qга |
|
|
|
|
|
для тракторов с гидроманипулятором |
|
|
|
|
|
|
|||
t2 |
|
0,25ϕ1VпVхл |
+ 0,44ϕ1Vп + 0,4ϕ1Vп + |
123 |
+ 0, 32 |
|
, с; |
(46) |
|
= 60 |
|
||||||||
|
|
|
Vхл |
|
Qга |
|
|
|
|
для тракторов с пачковым захватом |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
t2 |
=180 + 20ϕ1Vп k , с; |
|
|
|
|
(47) |
|
|
|
|
Vхл |
|
|
|
|
|
|
где Qга – ликвидный запас древесины на 1 га лесосеки, м3/га (принимается по данным индивидуального задания);
Vхл – значение объема хлыста, м3 (принимается по данным индивидуального задания);
24
k – коэффициент, учитывающий за сколько приемов формируется пачка полного объема. При формировании пачки за один прием k =1,0 ; за два приема k =1,2K1,5; при формировании в три приема k =1,7K2,0 ;
Vп – значение объема трелюемой пачки, м3; в общем случае значение объема трелюемой пачки определяется из уравнения тягового баланса. При выполнении курсового проекта значение Vп можно принять из тех-
нической характеристики трелевочного трактора или определить по формуле
V = |
qв (1 − β) |
3 |
|
|
|
, м , |
(48) |
||
k′ρ |
||||
п |
|
|
||
|
|
|
где qв – допускаемая вертикальная нагрузка на грузоформирующее устройство трактора, кН (по технической характеристики [3, 5, 11, 13]); β – доля массы кроны. При трелевке хлыстов β = 0 , при трелевке де-
ревьев β = 0,15K0,3 ;
k′ – коэффициент распределения массы трелюемой пачки между грузоформирующим устройством трактора и грунтом. При трелевке комлями вперед – k′ = 0,6K0,7 , при трелевке вершинами вперед – k′ = 0,23K0,3 ; ρ – плотность древесины, кН/м3 (принимается по справочным данным для свежесрубленной древесины [5, 11, 13]).
t3 – движение трактора с пачкой на погрузочную площадку, с; для всех типов тракторов определяется по формуле
t3 = |
lср |
, с, |
(49) |
|
|||
|
v рх |
|
где v рх – скорость рабочего хода трактора (перемещение с пачкой на погру-
зочную площадку), м/с (принимается из технической характеристики трактора на II передаче [3, 5, 11, 13]);
t4 – выгрузка пачки, выравнивание комлей, маневры для движения в обратном направлении, с; для тракторов с канатно-чокерным оборудованием определяется по формуле
t4 |
= 60 |
|
0,6 |
+ 0,45 |
|
|
, с; |
(50) |
|
ϕ1Vп + 0,5ϕ1Vп |
|||||||
|
|
|
|
|
Vхл |
|
|
|
25
для тракторов манипуляторного типа и с пачковым захватом определяется как
t4 = 60(0,5ϕ1Vп +1,33), с. |
(51) |
При проведении рубок ухода или в случае сортиментной заготовки, для трелевки сортиментов и полухлыстов применяются самопогружающиеся трелевочные машины – форвардеры. Рабочий цикл форвардера включает в себя: передвижение машины с погрузочного пункта на лесосеку; маневрирование на лесосеке; сбор и погрузка сортиментов в грузовой отсек; перемещение с лесосеки с грузом на погрузочный пункт; выгрузка сформированной пачки; маневрирование на погрузочном пункте.
|
|
|
Tö |
= t1 + t2 + t3 + t4 + t5 + t6 , с. |
(52) |
|||||||||||||
где |
t1 |
– передвижение машины с погрузочного пункта на лесосеку, с; |
||||||||||||||||
|
vx . x – скорость движения машины без груза, м/с; для форвардеров с ко- |
|||||||||||||||||
|
лесной базой vx. x =1,15K3,2 м/с; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
t2 |
– маневрирование на лесосеке, с; t2 = 35K55 с; |
||||||||||||||||
|
t3 – сбор и погрузка сортиментов в грузовой отсек, с; рассчитывается по |
|||||||||||||||||
|
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
à |
|
|
|
|
|||||
|
|
t |
3 |
= t |
|
|
n |
|
+ n |
|
|
|
|
+ t |
ï åð |
, с; |
(53) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
çï V |
ð.ï v |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ï .ì |
|
|
|
|
ðõ |
|
|
|
|
|
где |
tçï |
– время на захват и погрузку одного пакета сортиментов, с; |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
tçï |
= |
2hï |
+ ho |
+ 3 , с, |
|
(54) |
||||||
|
|
|
|
|
|
vμ |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
hï |
– высота подъема груза, м; hï |
= 4,2K4,8 м; |
|
||||||||||||||
|
ho |
– высота опускания груза в грузовой отсек, м; |
ho = 2,2K2,5 м; |
|||||||||||||||
|
vμ |
– скорость перемещения манипулятора, м/с; vμ = 0,8K1,2 м/с; |
Vï .ì – объем погружаемого пакета сортиментов, м3. При работе форвардера в системе с харвестером объем пакета равняется суммарному объему сортиментов, выпиленных из одного хлыста и уложенных в штабель (т.е. объему хлыста), а при работе с БМП объему одного сортимента, т. к. руч-
26
ным способом окучивание не производится (т.е. объем хлыста, деленный на число выпиливаемых сортиментов).
nð.ï – число рабочих позиций, шт.;
nð.ï |
= |
104V |
, шт; |
(55) |
|||||
|
ï |
|
|||||||
àbï Qãàñ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||
где à – расстояние между рабочими позициями, м |
|
||||||||
|
|
|
α |
|
, м; |
(56) |
|||
à = 2Rcos |
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
bï – ширина пасеки, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bï |
|
|
α |
|
, м; |
(57) |
|||
= 2Rsin |
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
α – угол при котором перекрываются зоны действия манипулятора при работе машины с соседних технологических остановок, рад. В расчетах можно принять α = 2,094 рад (120 º).
tï åð – время перевода манипулятора из транспортного положения в рабо-
чее, с; tï åð =10...12 с;
R – максимальный вылет манипулятора, м; берется по технической характеристике форвардера;
t4 – перемещение с лесосеки с грузом на погрузочный пункт, с;
v p. x – скорость движения машины с груза, м/с; vp. x |
=1,8K4,6 м/с; |
|||||
t5 – выгрузка сформированной пачки, с; рассчитывается по формуле |
||||||
t |
|
= t |
|
Vï |
, с, |
(58) |
|
|
|
||||
|
5 |
|
çñ Vã.c |
|
где tçñ – время захвата и переноса в штабель одной группы сортиментов из грузового отсека, с; tçñ =15K18 с;
Vã.c – объем группы сортиментов, захватываемых и укладываемых в шта-
бель грейфером за один прием, м3; Vã.c =1K2 м3;
t6 – маневрирование на погрузочном пункте, с; t6 = 25…35 с.