2.3. Расчет потребности сплоточного такелажа для сортиментных пучков

Принимаем два механизма В-53.

Основные характеристики В-53

базовый тягач К-703

грузоподъёмность-25 т

масса агрегата 21,9 т

максимальный объём сплачиваемого пучка 73,65м³

максимальная длина сплачиваемых брёвен 8,5 м

СТА – как машины многоцелевого действия выполняют весь комплекс работ по береговой сплотке: захват пучков из накопителей и утягивание, отвозку к местам укладки в плоты, штабелевка пучков в зимний период, захват из штабелей, отвозку и сброс пучков в воду в навигационный период. Челюстной захват обеспечивает забор и сжатие пучка круглых лесоматериалов на полуприцепе объемом до 30 м³ (4). В-53 обслуживают 3 человека: один тракторист 6-го разряда, сплотщик 4-го разряда, сплотщик 3-го разряда.(3)

Определим диаметр троса или проволоки для обвязки пучков, длину обвязки, ее вес, общее количество обвязок, общий вес потребного такелажа для береговой сплотки.

При осадке плота T=2,7 м и коэффициенте формы C=2. общая длина обвязки составит 10 м. Минимальный диаметр проволоки равен 7 мм. Вес одного погонного метра обвязки равен 0,3 кг, вес одного замка равен 0,25 кг.

Нужное количество проволоки 10*3665=36650 м. Нужно 3665 обвязок длиной 10 метров. Вес проволоки 36650*0,3=10995 кг. Вес замков 3665*0,25=916,25 кг. Вес такелажа для обвязки пучков: 10995+916,25=11911,25 кг.

Удельный расход такелажа для оснастки основных типов плотов (кг/м³)

Таблица 2.5

Расход формировочного такелажа на плот.

Наименование такелажа	Удельный расход, кг/м3	Объём секции, м3	Потребность такелажа, кг
Тросы Цепи Поковки В том числе по видам поковок: коуши рычажные замки соеденительные скобы замки дуговые сжимы пластинчатые	0.55 0.32 0.21 0.026 0.079 0.007 0.006 0.092	4860	2673 1555,2 1020,6 126,4 383,9 34,02 29,16 447,12
Тросы Цепи Поковки В том числе по видам поковок: коуши рычажные замки соеденительные скобы замки дуговые сжимы пластинчатые	0.55 0.32 0.21 0.026 0.079 0.007 0.006 0.092	3990	2194,5 1276,8 837,9 103,7 315,2 27,9 23,9 367,1

2.4. Штабелевка лесоматериалов на складе и сгрузка их в воду

Механизм для штабелевки и сгрузки лесоматериалов установлены в § 2.1.

Учитываем, что в один штабель укладываем сортименты одинаковой длины и одной породы. Так же в отдельный штабель укладывают хвойный тонкомер, когда производят пролыску или сплотку в микропучки.

Количество карманов-накопителей продольного транспортера назначаем с учетом числа марок лесоматериалов идущих на береговую сплотку и в штабелевку для молевого сплава.

На основании принятых типов и размеров штабелей рассчитаем их общее количество. Данные расчета сведем в таблицу 2.8.

Таблица 2.8

Определение общего количества штабелей

Наименование сортиментов укладываемых в штабель	Длина сортимента, м		Средний диаметр сортиментов	Суточный выход сортиментов данной длины,.м3	Продолжительность штабелевки, сут	Объем штабелевки за год, тыс.м3	Характеристика штабелей								Число штабелей
		%выхода					длина, м	высота, м		η		Объем штабеля, м3
Пиловочник хвойный	6,5	18	0,24	133	135	23,94	60		6,5		0,62		1572	21
Пиловочник хвойный	4,5	12	0,24	133	180	15,94	60		4,5		0,62		753,3	29
Строительный лес хвойный	6,5	10	0,20	133	180	13,3	60		6,5		0,60		1521	12
Балансовое долготье хвойное	6,5	15	0,18	133	180	19,85	60		6,5		0,58		1470,3	19
Шпальник хвойный	5,4	5	0,30	133	180	6,65	60		5,4		0,70		1224,72	7
Телеграфные столбы хвойные	7,5	4	0,26	133	180	5,32	60		7,5		0,66		2227,5	3
					итого:	85								91

Всего требуется 91 штабель.

Определим общую площадь склада по формуле:

F_скл=W_скл*(l_б+b₀)*K₁/( l_б*H_ш*η)

где l_б – ширина штабеля, l_б=7,5 м

b₀ – интервал между штабелями, b₀=1,2 м

K₁ – коэффициент использования площади, равный 1,2-1,5

F_скл=300000*(7,5+1,2)*1,2/(7,5*7,5*0,66)=84363,63 м² или 8,4 га

3. Организация первоначального сплава.

   1. Организация сплава плотов из пучков береговой сплотки.

Разработку организации сплава плотов береговой сплотки начинаем с установления способа проведения сплава – за тягой мотокатеров.

Экономически всегда целесообразно проводить сплав пучков за тягой мотокатеров, но он возможен, если интервал между возами не менее 30 минут и удовлетворяется потребность во флоте.

Объем плота определяем исходя из габаритов водного пути. Длину плота принимаем равной 130 метра. Ширину плота по зависимости:

B_пл=b₀-B_бк-C₁-C₂-C₃

где B_бк – ширина буксирного каравана судов, идущего вверх, B_бк=3 м

C₁,C₂,C₃ – запасы по ширине между судами, плотами и границами судового хода.

B_пл= B_сек = b₀-C₁-C₂-C₃-B_бк=38-3-1,5*3=30,5 м

Интервалы между отправлением возов при круглосуточной работе флота:

t_инт=(24*60*T_спл.пл.)/n=(24*60*10)/23=626,1 мин.=10,4 ч.≈10 ч.

Число судов M для транспортировки всех пучков береговой сплотки определяем упрощенным способом:

M=n/d

где d – число оборотов судна за период сплава при трехсменной работе, находят по следующей зависимости:

d=T_спл.пл.*21/(T_воз+T_пор)

21 – число полезных часов работы катера на буксировке при трехсменной работе.

Время хода судна с возом:

T_воз=L/V_гр

и порожнем:

T_пор=L/V_хол+t_инт.

Для буксировки выбираем буксир Т-83, скорость хода 15 км/ч, экипаж – 2 человека, тяга на швартовых – 14,7 кН (5).

Протяженность пути транспортировки L=83 км. Скорость хода катера с возом принимаем равной средней поверхностной скорости теченияV_гр=0,77 м/с=2,8 км/ч, а порожнемV_хол=V_букс-V_теч.р=15-2,8 =12,2 км/ч.

T_воз=83/2,7=30,74 ч ≈ 31 часов

T_пор=83/12,2+5=11,8 ч ≈ 12часов

d=10*21/(31+12)=5

M=23/5=5.

Таким образом требуется 5 буксиров Т-83. Определим трудозатраты на сплав в пучках . Эти расчеты сведем в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Трудозатраты на сплав в пучках

Вид и характер работ	Единица измерения	Объем работ	Параграфы норм	Норма выработки за 7 ч. в смену	Потребность рабочих, чел.-дн.
Формирование пучка, отвозка, обвязка, укладка на плотбище	м3	50000	3.2.2	428	140
Охрана в период ледохода	м	1533,3	4.7.3	100	15
Вывод секций за тягой мотокатеров	км	83	5.71	23	4

2. Организация первоначального сплава.

Разработаем технологию сгрузки лесоматериалов на складе №1 и полученные технико-экономические показатели распространим на склад №2.

Расчет потребности рабочих на срывку лесоматериалов в воду со всех складов сведем в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

Потребность рабочих на срывку лесоматериалов в воду со всех складов

№ склада	Загрузка складов, тыс.м3	Суточ-ный объем сгрузки, тыс.м3	Произво-дитель-ность механиз-ма в смену	Потреб-ность машино-смен	Состав рабочей бригады	Потреб-ность рабочих, чел.-дн.	Продол-жительность сгрузки, дни	Ежед-невная потреб-ность в рабочих
1	300	17,6	350	50	1 крановщик 1 стропальщик 1 помощник стропальщика	150	17	75
2	90	6,4	350	18,4		55	14	28

Способ молевого сплава повсеместно принимаем дистанционно-патрульным.

Определим длину дистанций сплава, число дистанций по участкам и потребность рабочих на проплав молевой древесины по участкам.

Таблица 3.3

Число дистанций и потребность рабочих на проплав молевой древесины по участкам

№ участка	Длинна участка	Тепень трудоемкости	Длинна дистанции	Количество дистанций	Обслуживающий дистанцию механизм	Состав бригады
1	65	2	20	4	ПС-5 с технологическим оборудованием	7
2	75	2	20	4		7

Длина дистанции l_д=T_мс/N

где T_мс– установленная продолжительность машино-смены,

Таблица 3.4

Трудовые затраты на сплавной участок при дистанционно - патрульном сплаве

№ участка	№ дистанции	Длина дистанции, км	Степень трудоемкости проплава	Тип патрульного судна	Норматив трудовых затрат на 1 км пути в сутки, чел.-дн.	Трудовые затраты на дистанцию	Трудовые затраты на участок
1	1	16,25	II	ПС-5 с технологическим оборудованием	0,19	6,99	13,92
	2	16,25	II		0,19	6,99
	3	16,25	II
	4	16,25	II
2	1	18,75	II		0,33	6,99	27,96
	2	18,75	II		0,33	6,99
	3	18,75	II		0,33	6,99
	4	18,75	II		0,33	6,99

4. Расчет поперечной лежневой запани

   1. Расчет длины лесохранилища

Длину лесохранилища и поста устанавливают по гидравлическим характеристикам для лет 50-процентной обеспеченности и для года средней водности.

Гидравлическую характеристику реки в створе запани за лесосплавной период определяем следующим образом:

1.Средние расходы воды в створе запани за период поступления 50-процентной обеспеченности принимают по данным таблицы 1.3.

2.Отметки уровней воды, соответствующие расчетным расходам, устанавливают по кривой Q=f(Z) для створа запани (см. рис. 1.5.)

3.Расчетные значения скорости течения, глубины и ширины реки принимают по кривым V=f(Z),h=f(Z) иB=f(Z) для найденных значений уровней. Все данные записаны в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Гидравлические характеристики реки в створе запани за сплавной период

Процент обеспеченности расчетных параметров	Значения гидравлических характеристик
	Расход, м3/с	Отметка уровня воды, м	Скорость течения, м/с	Ширина реки, м	Средняя глубина, м
10	22,8	35,7	0,9	25,75	2,17

Длину пыжа определяют по формуле:

L_пж=W_л/(ρ*b₃*t_с), (2)

где W_л– максимальный переходящий остаток лесоматериалов в лесохранилище, пл.м³. Устанавливают по графику сплава.

W_л=W_пр+u₂ Т_л =(11-3)*8,2=65,6 тыс.м³

ρ– полнодревесность пыжа равнаяρ=0,3

b₃– средняя ширина лесохранилища,b₃=19,75 м

t_с– средняя толщина пыжа запани, ее определяют по зависимости:

φ– поправочный коэффициент на длину пыжа,φ=1,0

L_пж=65600/(0,3*19,75*0,8)=13839 м.

2. Расчет тросов лежня и подвесок запани.

Для установления размеров тросов лежня и подвесок запани определяют силы, действующие на запань. Расчет проводим для гидравлических характеристик реки на участке расположения лесохранилища, соответствующих максимальному расходу воды 10-процентной обяеспеченности, величина которого была установлена во втором параграфе первого раздела. Значения средней скорости течения, средней глубины реки, ширины русла, соответствующие этому расходу устанавливают по графикам для расчетного створа запани (см. рис. 1.5)

Величину давления пыжа на запань вычисляем по формуле:

P_д=β*β^/*L_p*B*(τ+τ_в)

где β– коэффициент, учитывающий взаимодействие пыжа с берегами, зависящий от скорости теченияVи отношения длины пыжаL_пж к ширине рекиBна участке лесохранилища.β=0,42

β^/- коэффициент, учитывающий непризматичность и извилистость русла реки на участке расположения лесохранилища; для призматически прямолинейного руслаβ^/=1

L_p– расчетная длина пыжа приV1,20 м/с, принимаемL_p=8*B=8*30,5=244 м

B– ширина реки в створе запани,B=30,5 м

τ– удельная сила влечения пыжа потоком

τ=τ^/*φ=94*0,57=53,58 Па

τ_в– удельная сила давления ветра на 1 м²площади пыжа, учитывается только при скоростях теченияV<1,15 м/с. В нашем случае эта сила не учитывается.

P_д=0,42*1*244*30,5*53,58=167471,8 Па.

При расчете лежня запани определяют натяжение T, возникающее в лежне от давления пыжаP_д, подсчитанного ранее. По величине натяженияTподбирают диаметр и число тросов лежня.

Расчетное натяжение лежня при расположении створа запани перпендикулярно к оси потока определяют по формуле:

T=k*P_д

где k– коэффициент, зависящий от отношения стрелы провеса лежняfк ширине рекиB. Приf/B=0,3k=0,57.

T=0,57*167,47= 95,5кПа

Для лежнево-сетчатой запани натяжение верхней ветви лежня вычисляют по формуле:

T_в=T*(0,7*t_п)/(a+t_п)

натяжение нижней ветви лежня:

T_н=T*(a+0,3*t_п)/(a+t_п)

Расчетное натяжение в подвесках лежня определяют по формуле:

T_пд=0,21*P_д*l_п

где t_п– подводная толщина пыжа у запани,t_п=2,6 м

P_д– давление пыжа на 1 погонный метр запаниP_д=P_д/B=167,47/30,5=5,5 кПа/м

l_п– расстояние между подвесками, принимают не более 0,5 длины сплавляемых бревен,l_п=2,3 м

a– возвышение верхней ветви лежня над водой при формировании пыжа, принимают в зависимости от конструкции плиток запани:

• металлический понтон с наклонной лобовой частью – 0,6.

T_в=95,5 *0,7*2,6/(0,6+2,6)=54,3 кПа

T_н=95,5*(0,6+0,3*2,6)/(0,6+2,6)=41,2 кПа

T_пд=0,21*167,47*2,3=80,8 кПа

Длину подвески определяем по формуле:

l=1,57*(t_п+a)

l=1,57*(2,6+0,6)=5,02 м

Для верхней и нижней ветвей лежня подбирают стальные канаты в соответствии с ГОСТ 3071-74. число стальных канатов принятого диаметра определяют по формуле:

i=m*T/R

где m– коэффициент запаса,m=1,2

R– разрывное усилие одного стального каната принятого диаметра.

i_пд=1,2*4,0/15,3=0,3 принимаемi=1.

Используем стальной трос типа ТК 6×19+1 диаметром 18,5 мм, проволоки 1,2 мм, вес 1 погонного метра троса 1,283 кг. Этот трос используется для подвесок лежня.

i_в=1,2*87,1/109=0,96 принимаемi=1.

Тот же трос только диаметр троса 46,5 мм, проволоки 3,0 мм, вес 1 погонного метра 8,06 кг.

i_н=1,2*66,1/82,3=0,96 принимаемi=1

Тот же трос только диаметр троса 40,5 мм, проволоки 2,6 мм, вес 1 погонного метра 6,053 кг.

3. Наплавные элементы и береговые опоры запани.

Береговые опоры подбираем в соответствии с результатами расчета запани и с учетом топографической и геологической характеристик местности. Потребные сооружения и такелаж заносим в ведомость таблицы 4.3.

Таблица 4.3

Ведомость сооружений и такелажа для поперечной запани

Наименование сооружений и такелажа	Тип по альбому или ГОСТу	Единица измерения	Количество	Расход материалов
				на единицу	всего
Тросы: d=18,5мм d=46,5 мм d=40,5 мм	ТК 6×19+1	кг/м3	1	0,41	0,41
	ТК 6×19+1	кг/м3	1	0,83	0,83
	ТК 6×19+1	кг/м3	1	0,76	0,76
Опоры: ряжевая	ОД-27	поковки, кг	2	125,1	250,2
		лес кругл.,м3	2	52,26	104,52
		л/м, м3	2	6,69	13,38
3. Плитка	Плитка 2-х рядная 8×4,5 П 32-8Т	л/м кругл., м3	7	10,26	71,82
		л/м, м3	7	2,83	19,81
		мет. издел., кг	7	56,5	395,5
4. Подвески		м	7	5,02	35

5. Технико-экономические показатели

В данном разделе дадим оценку принятым проектным решениям путем определения пофазной и комплексной производительности труда. Сведем полученные данные о потребности рабочих в таблицу 5.1.

Таблица 5.1

Пофазная и количественная производительность труда

Наименование фаз работ и отдельных операций	Объем работ		Потребность в рабочих, чел.-дн.	Производительность труда
	тыс.м3	тыс.м3*км		м3/чел.-дн.	тыс.м3*км/чел.-дн.
Молевой сплав 1. Сгрузка лесоматериалов в воду	150		205	174
2. Сгон	390	38415	112	188,06	18,5
3. Работа в передерживающих запанях	40	246	148	49	392
Плотовой сплав 1. Береговая сплотка	50	50	421	142,5	142,5
2. Оснастка плотов такелажем	50		316	189,9
3. Охрана плотов в период ледохода	50	1, 533	160	375	589,1
4. Вывоз секций за тягой мотокатера	50	3750	378	158,7	11,9

Для определения потребных капиталовложений на проведение первоначального сплава и рейдовых работ необходимо включить в таблицу 5.2. все наименования механизмов, сооружений и такелажа, которые нужны непосредственно для выполнения сплавных работ, сгрузки лесоматериалов с берега в воду, береговой сплотки, молевого сплава(4).

Таблица 5.2

Смета капиталовложений на проведение первоначального сплава и рейдовых работ

Наименование механизмов, сооружений и такелажа	Тип или конструкция	Место эксплуатации	Единица измерения	Потребность	Стоимость единицы, тыс.р	Общая стоимость, тыс.р
Кабель-кран	КК-20	лесосклад №1, №2	шт	1	2682,9
Раскряжевочная установка	ЛО-15 С	лесосклад №1, №2	шт	2	1420
Сортировочный транспортер	ЛТ-86	лесосклад №1, №2	шт	2	58
Карманы-накопители	ЦНИИ лесосплав	лесосклад №1, №2	шт	20	1,2
Башенный кран	КБ-572	лесосклад №1, №2	шт	2	2400
СТА	В-53	лесосклад №1, №2	шт	1	863
Буксир	Т-83	участок №1	шт	3	2000
Катер	ПС-5	участок №1, №2	шт	7	350
Формирование плотов	ЛС-9	участок №1	шт	2	1800
Проволока	d=7,0 мм	лесосклад №1	кг	8796	0,12
Замки		лесосклад №1	кг	916,25	0,18
Стальной канат		лесосклад №1	кг	24600	0,14
Поковка		лесосклад №1	кг	1800	0,14
Цепь		лесосклад №1	кг	30000	0,12

Заключение

В данной курсовой работе даны решения по целому комплексу вопросов, связанных с организацией работ на лесосплаве.

Представлены организационные и технические мероприятия по комплексной механизации работ нижнего приречного склада лесовозной дороги, выбрана система машин для береговой сплотки, современный способ организации сплава пучков береговой сплотки и молевого сплава.

Запроектированный технологический процесс оценен показателями производительности труда по отдельным фазам производства и комплексной производительностью труда по предприятию в целом.

Список литературы

1. Лобанов Ю.В. «Технология и организация работ приречного склада и первоначального сплава». Й-Ола: МарГТУ,1999г.

2. Камусин А.А., Дмитриев Ю.Я. «Водный транспорт леса». М: МГУЛ, 2000 – 432 с.

3. Единые нормы выработки и расценки на лесосплавные работы. – М: Лесн. пром-ть, 1981 – 148 с.

4. Справочник по водному транспорту леса. – М: Лесн. пром-ть, 1986 – 384 с.

Приложение 1