Tekhnologia_lesozagotovki / Контр работы ТЛЗ / Приложение А Пр
.pdfПриложение A
Методика расчета производительности
лесосечных машин
Производительность бензиномоторной пилы на валке
определяется по формуле:
|
|
|
ПСМ = |
ТСМ ´ Сt ´ qX |
, |
|
(1) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
tЦ |
|
|
|
где |
ТСМ |
- |
продолжительность |
рабочей |
смены; |
||
Сt - коэффициент использования пилы по |
времени в |
тече- |
|||||
ние смены |
на |
валке |
леса; qX - средний объем хлыста, м3; |
tЦ - время цикла затрачиваемое на валку одного дерева.
Таблица А.1 – Значения коэффициента использования
пилы в течение смены
|
Средний |
|
Средний |
|
|
Средний объем |
||
Сt |
Сt |
объем |
|
Сt |
||||
объем хлы- |
хлыста, |
|
хлыста, м |
3 |
||||
|
ста, м |
3 |
|
|
|
|
||
|
|
|
м3 |
|
|
|
|
|
0,25 |
до 0,21 |
0,32 |
0,4-0,49 |
0,45 |
Более 1,1 |
|||
0,28 |
0,22-0,29 |
0,36 |
0,5-0,75 |
|
|
|
|
|
0,30 |
0,3-0,39 |
0,40 |
0,76-1,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tЦ = tC ´ KC , |
|
|
(2) |
где tC - время спиливания дерева, с; KC - коэффи-
циент, учитывающий затраты времени на сталкивание дере-
ва с пня, переходы вальщика от дерева к дереву и подго-
товку рабочего места.
Таблица А.2 - Значения коэффициента учитывающего затраты времени на сталкивание дерева с пня, переходы вальщика от дерева к дереву и подготовку рабочего места
Способ |
|
|
Значение коэффициента KC , |
|
||||
|
при среднем объеме хлыста, м3 |
|
||||||
валки |
|
|
|
|
|
|
|
|
до |
0,22- |
|
0,30- |
0,40- |
0,50- |
0,76- |
Более |
|
|
|
|||||||
|
0,1 |
029 |
|
0,39 |
0,49 |
0,75 |
1,1 |
1,1 |
Одним |
6,67 |
5,00 |
|
4,00 |
3,34 |
2,86 |
2,50 |
2,22 |
рабочим |
|
|||||||
С |
3,34 |
2,50 |
|
2,00 |
1,67 |
1,43 |
1,25 |
1,11 |
помощником |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tC = |
p ´ dC2 ´ KП |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
, |
(3) |
||
|
|
4 ´ П |
|
´ K |
|
||||
|
|
|
ЧП |
|
|
Ч |
|
||
где |
dC |
- средний диаметр |
дерева в комлевом |
срезе, |
|||||
м; KП - коэффициент увеличения площади пропила за счет |
|||||||||
подпила; |
ПЧП |
- производительность |
чистого пиления |
пилы, |
м2/с (принимается исходя из технической характеристики
пилы); KЧ - коэффициент использования |
номинальной |
про- |
изводительности чистого пиления (в |
данном случае на |
|
валке леса). |
|
|
dC = CC ´ d1,3 , |
|
(4) |
где CC - коэффициент формы ствола (зависит от |
по- |
роды и места произрастания), d1,3 - средний диаметр дере-
ва на высоте 1,3 м.
Производительность на трелевке трактора с чокерным
технологическим оборудованием определяется по формуле:
|
ПСМ = |
(ТСМ - tПЗ ) ´ Kи ´ Q |
, |
(5) |
|
|
|||
|
|
tЦ |
|
|
где |
Kи - коэффициент использования рабочего времени; |
|||
tПЗ |
– подготовительно заключительное время, с,; Kи |
– ко- |
эффициент использования рабочего времени; Q – рейсовая
нагрузка на трелёвочный трактор, м3; tЦ – продолжитель-
ность цикла трелевки одной пачки, с.
Q = |
|
|
FK - GT ´ (wT ±10 ´i) |
1 |
, |
(6) |
||||
|
|
|
|
|
´ |
|
||||
K |
p |
´ (w ±10 ´ i) + (1 - K |
p |
) ´ (w ±10 ´i) |
g |
|||||
|
|
Т |
|
Г |
|
|
||||
где FK – касательная сила тяги трактора, Н; |
|
|
||||||||
GT – масса трелёвочного трактора, т; |
wT и wГ – удельное |
сопротивление движению трактора и волочащейся пачки со-
ответственно, Н/т; i – максимальный уклон трелёвки,
0/00; K p – коэффициент распределения массы трелюемой пач-
ки между коником |
трактора и волоком; g |
- плотность тре- |
|||
люемой древесины |
т/м3. |
|
|
|
|
|
FK |
= |
1000 ´ N ´h |
, |
(7) |
|
|
||||
|
|
|
V |
|
где N – мощность двигателя трактора, кВт;
h - коэффициент полезного действия трансмиссии берём из интервала; V - скорость движения трактора на первой пе-
редаче, м/с.
Полученный размер пачки следует проверить по сле-
дующим условиям: |
|
||
- по условию сцепления FСЦ > FK (сила сцепления должна |
|
||
превосходить по величине силу тяги) |
|
||
FСЦ =1000 ´(GT + Q ´ K p ´g ) ´ m ´ g , |
(8) |
||
где m – коэффициент сцепления ходовой части трелё- |
|||
вочного трактора с грунтом; g – ускорение свободного |
|
||
падения, м/с2. |
|
||
- по тяговому усилию лебедки трактора |
|
||
Q ´g £ |
FЛ |
|
|
|
, |
(9) |
|
w ±10 ´i |
|||
|
Г |
|
где |
FЛ |
- тяговое усилие лебедки трактора. |
|
||
- по грузоподъёмности трактора |
|
||||
|
|
Q ´g £ |
QT |
, |
(10) |
|
|
|
|||
|
|
|
K p |
|
|
где QT - допустимая нагрузка на коник трактора. |
|
||||
|
|
tЦ = t1 + t2 + t3 + t4 , |
(11) |
||
где |
t1 |
- время порожнего хода трактора, с; |
|
t2 - время формирования пачки, с; t3 - время движения трактора с пачкой, с; t4 - время отцепки пачки и вырав-
нивания комлей, с.
t1 |
= |
|
lcp |
, |
|
|
|
(12) |
|||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
VX |
|
|
|||||||||
где lcp - среднее расстояние трелевки древесины, м; |
|||||||||||||
VX - скорость движения трактора в порожнем направлении. |
|||||||||||||
t3 |
= |
Lcp |
, |
|
|
|
(13) |
||||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
VP |
|
|
|||||||
где VP - скорость движения трактора в грузовом на- |
|||||||||||||
правлении. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
æ |
|
|
|
|
Q |
|
|
175 |
ö |
|
|||
t2 = 60 ´ça1 + b1 ´ |
+ |
´ Q ÷, |
(14) |
||||||||||
|
|
||||||||||||
è |
|
|
|
|
qX q0 |
ø |
|
||||||
где a1 и b1 - постоянные коэффициенты; q0 - средний |
|||||||||||||
заготавливаемый запас леса на гектар. |
|
|
|||||||||||
æ |
0,06 ´ Q |
|
|
ö |
|
||||||||
t4 = 60 ´ çc1 + |
+ 0,5 ´Q ÷ , |
(15) |
|||||||||||
|
|||||||||||||
è |
|
|
|
qx |
ø |
|
где c1 – постоянный коэффициент.
Расчетную производительность харвестера, определя-
ется по формуле:
ПСМ |
= |
(ТСМ - tп-з ) × Ки × qХ |
, |
(16) |
|
||||
|
|
tц |
|
|
где qХ - средний объем хлыста; Т СМ |
- продолжитель- |
ность смены; tп-з - подготовительно-заключительное время,
с; К и - коэффициент использования рабочего времени;
tц - время цикла работы харвестера, с. |
|
Время цикла, определяется по формуле |
|
tц = t1 + t2 + t3 + t4 , |
(17) |
где t1 - время, затрачиваемое на наводку харвестер-
ной головки на дерево, захват, спиливание и сталкивание
дерева, с; t1 |
принимаем из |
технических характеристик |
равным, с; t2 |
- время, затрачиваемое на протаскивание |
|
дерева в зону |
обработки, с; t3 - |
время на обрезку сучьев |
и раскряжевку хлыстов, с. |
|
|
t3 = |
H g |
- lвер |
+ t р × nр , |
(18) |
|
|
|
|||
|
|
Vпр |
|
||
где H g |
- средняя высота древостоя, м; lвер |
- длина |
|||
вершинной части дерева; Vпр |
- скорость протаскивания де- |
||||
рева через |
харвестерную |
головку; t р - время, затрачи- |
ваемое на один пропил, с; n р - количество пропилов на один хлыст (определяется, исходя из величины длины хлы-
ста Lхл = H g - lвер и длины сортимента lC ).
Время переезда машины с одной технологической сто-
янки на другую в расчете на одно дерево определяется по формуле
|
R |
Х |
- r |
104 × q |
Х |
, |
(19) |
|
t4 = |
|
Х |
+ |
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
Vп |
КF × RХ × q0 |
|
||||
где RХ и rХ - соответственно максимальный и мини- |
||||||||
мальный вылет манипулятора, |
м; |
Vп - скорость |
перемеще- |
ния харвестера по волоку, м/с; K F - коэффициент площади
осваиваемой с одной технологической стоянки машины.
|
RХ - rХ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RХ - rХ |
|
|
||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||
KF = |
|
|
× |
|
4RХ |
- (RХ |
- rХ ) |
|
+ 0.2 arcsin |
|
|
, |
(20) |
|||
2RХ |
2 |
|
2RХ |
|
||||||||||||
Производительность |
форвардера |
на лесосечных |
рабо- |
|||||||||||||
тах определяется по формуле. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
ПСМ = |
(ТСМ - tПЗ ) ´ Kи ´ KИ .П . ´ Q |
, |
|
|
|
(21) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
tЦ |
|
|
|
|
|
|
|
|
где KИ .П. - коэффициент |
использования |
расчетного |
||||||||||||||
объема трелюемой пачки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Объем пачки определяется по формуле. |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Q = |
Qф |
, |
|
|
|
|
|
|
(22) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
где Qф - грузоподъемность машины (определяется ис- |
||||||||||||||||
ходя из технической характеристики). |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
tЦ = t1 + t2 + t3 + t4 , |
|
|
|
(23) |
где t1 и t3 - время движения машины в грузовом и
порожнем направлениях, с; определяется по формулам 12 и 13, соответственно; t2 - время, затрачиваемое на форми-
рование пакета сортиментов в приемном устройстве фор-
вардера, с; t4 - время разгрузки платформы форвардера на верхнем складе, с.
|
t2 = t0 ´ |
Q ´ KИ .П . |
´ Y ´s + tП ´ |
Q ´ KИ .П . |
, |
|
(24) |
||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
qc |
|
|
QП ´ m |
|
|
|||
где t0 - время, затрачиваемое на захват и укладку |
|||||||||||
сортиментов |
на |
платформу |
форвардера |
за |
один |
рабочий |
|||||
цикл манипулятора, с; Y - коэффициент учитывающий воз- |
|||||||||||
можность захвата |
и укладки |
манипулятором |
за |
рабочий |
|||||||
цикл более |
одного |
сортимента; |
QП |
- объем |
пакета сорти- |
ментов, сформированного харвестером на одной технологи-
ческой стоянке, м3; tП - время переезда машины с одной технологической стоянки на другую, с; s - коэффициент,
учитывающий затраты времени на оправку сортиментов в
штабеле или на подвижном составе; m - коэффициент, учи-
тывающий долю одноименной сорторазмерной группы сорти-
ментов, погружаемых на платформу форвардера с одной технологической стоянки.
QП =10-4 ´ 2 ´ RX ´ (RX - rX ) ´ q0 ´ Cp , |
(25) |
|||||||
где RX и rX - максимальный и |
минимальный вылет |
ма- |
||||||
нипулятора харвестера, соответственно, м; Cp - коэффи- |
||||||||
циент, учитывающий потери древесины при |
раскряжевке |
|||||||
хлыстов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
tП |
= |
|
С0 ´ (RX - rX ) |
, |
(26) |
|||
|
|
|
||||||
|
|
|
VП |
|
|
|
|
|
VП - скорость |
переезда |
|
форвардера |
с |
одно |
|||
технологической стоянки на другую, м/с. |
|
|
||||||
t4 = t0 |
´ |
Q ´ KИ .П |
´ Y ´s , |
(27) |
||||
|
||||||||
|
|
|
qc |
|
|
|
|
Производительность валочно-пакетирующих машин (ВПМ)
определяется по формуле
ПСМ |
= |
(ТСМ - tПЗ ) ´ Kи ´ QП |
, |
(28) |
|
||||
|
|
tЦ |
|
где QП - объем пакета, формируемого с одной техно-
логической стоянки, м3; tЦ - время цикла формирования пакета деревьев, с.
QП =10-4 ´ q0 ´ ny ´ R ´ (R - r) , |
(29) |
где ny - |
коэффициент, учитывающий условия работы |
машины (если |
машина обрабатывает ленту расположенную по |
одну сторону |
от нее, ny =1, по обе стороны ny = 2 ); R и r |
- максимальный и минимальный вылеты стрелы манипулятора ВПМ.
tЦ |
= t0 |
´ |
QП |
+ t1 , |
(30) |
|
|||||
|
|
|
qX |
|
где t0 - время валки и пакетирования одного дерева,
с; t1 - время переезда машины с одной технологической стоянки на другую, с.
t1 |
= |
C0 ´ (R - r) |
, |
(31) |
|
||||
|
|
Vn |
|
где C0 - коэффициент, учитывающий возможность уве-
личения пути переезда и затрат времени на установку ма-
шины; Vn - скорость движения машины при переезде с од-
ной технологической стоянки на другую, м/с.
Сменная производительность трелевочной машины ма-
нипуляторного типа определяется по формуле:
|
ПСМ = (ТСМ - tп-з )× Ки × qx , |
(32) |
||
|
|
tц |
|
|
где |
tц - время |
цикла (время, |
затрачиваемое на |
|
формирование пакета и трелевку к верхнему складу), с; |
||||
|
Время цикла находится по формуле |
|
||
|
tц |
= t1 + t2 + t3 + t4 + t5 , |
|
(33) |
где t1 - время затрачиваемое на формирование пачки |
||||
деревьев в расчете на одно дерево, с; |
t2 - |
время, затра- |
чиваемое на переезд машины с одной технологической сто-
янки на другую, с; t3 - время движения трелевочной маши-
ны в грузовом направлении, с; t4 - время движения без
груза, с; t5 - время, затрачиваемое на отцепку пачки и выравнивание комлей на погрузочном пункте в расчете на одно дерево, с.
t2 = |
C0 ×(R - r )×qх |
, |
(34) |
|||
|
|
|||||
|
|
|
VП ×QП |
|
|
|
где QП – объем древесины, собираемый трактором с |
||||||
одной технологической стоянки, м3; VП |
– скорость пере- |
|||||
хода машины с одной стоянки на другую, м/с. |
||||||
Время t3 определяется по формуле |
|
|||||
t3 = |
|
lср × qx |
, |
|
(35) |
|
|
×QH × KH |
|
||||
|
Vp |
|
|
|
где lср - среднее расстояние трелевки, м; QH - номи-
нальная рейсовая нагрузка трелевочного трактора, м3;
K H - коэффициент, учитывающий отклонение фактической рейсовой нагрузки от номинальной; V p - скорость движения трактора в грузовом направлении, м/с.
Аналогичным образом определяем время t4
t4 |
= |
|
lср |
×qx |
, |
(36) |
|
×QH × KH |
|||||
|
Vx |
|
|
где VX - скорость холостого хода трактора, м/с.
Время, затраченное на отцепку пачки, находим по формуле:
t5 |
= (36 ¸ 60)× qx , |
(37) |
|
QH × KH |
|