1. Технологический процесс лесосечных работ

1.1. Обоснование схемы технологического процесса.

Лесосечные работы являются первой фазой технологического процесса лесозаготовительного предприятия. В их состав входят основные работы (валка деревьев, трелевка и погрузка леса), подготовительные работы (подготовка лесосек, трелевочных волоков, лесопогрузочных пунктов), вспомогательные работы, очистка лесосек от порубочных остатков.

В настоящее время получили наибольшее распространение следующие варианты процесса:

• при вывозке деревьев – валка, трелевка и погрузка деревьев;

• при вывозке хлыстов – валка деревьев, обрубка сучьев, трелевка и погрузка хлыстов;

• при вывозке хлыстов – валка и трелевка деревьев, обрезка сучьев и погрузка хлыстов;

• при вывозке сортиментов – валка деревьев, трелевка деревьев, обрубка сучьев, раскряжевка хлыстов, сортировка, штабелевка и погрузка лесоматериалов.

При выборе схемы технологического процесса необходимо обратить внимание на способ вывозки. Если вывозка производится деревьями, то операция очистки стволов от сучьев переносится на нижний лесосклад. В этом случае выбирается первый вариант. При организации хлыстовой вывозки обрезка сучьев может выполняться на трелевочном волоке или на лесопогрузочном пункте. В этом случае принимается второй и третий вариант.

Студент с учетом задания на курсовое проектирование принимает соответствующую принципиальную схему технологического процесса предприятия и перечисляет все технологические операции лесосечных работ, начиная от валки деревьев и до погрузки хлыстов или деревьев, которые будут рассматриваться в проекте. Схема процесса дается на рисунке.

1.2.Выбор способа рубок и размеров лесосеки. Определение необходимого числа лесосек

При выборе способа рубок и размеров лесосек следует руководствоваться Правилами рубок главного пользования в равнинных лесах европейской части Российской Федерации 1994г. и данными задания на курсовой проект.

Для III группы лесов ширина лесосеки может быть в пределах 250, 300, 500м, для II группы -100, 200м и для I группы – 100, 150м. Длина лесосеки назначается с учетом размеров квартальной сетки лесосырьевой базы, но не более 1000м.

Площадь годичной лесосеки S для несплошных рубок определяется по формуле

Q

S = --------, га (1)

q га ∙ К

где Q – годовой объем производства, м3

q га – запас леса на гектар, м3 .

К - коэффициент выборки К= 0,15...0,3, т.е. удельный объем выборки 20-30% и

К= 1 при сплошной рубки.

Площадь годичной лесосеки S для сплошных рубок определяется по формуле

Q

S = -------, га (2)

q_га

Число лесосек N, необходимых для выполнения годового плана предприятием, рассчитывается по формуле

10000 ∙ S

N = -----------, шт (3)

B ∙ L

где В - ширина лесосеки, м;

L – длина лесосеки, м

1.3. Выбор способа разработки лесосеки и делянки.

При выборе схемы освоения лесосеки учитывается сезон лесозаготовок, тип лесовозной дороги, тип тягача и стоимость строительства дороги.. Из наиболее распространенных схем освоения лесосек (одним лесовозным усом или двумя, расположение лесовозного уса кольцевое или вдоль короткой и длинной стороны лесосеки), студент выбирает наиболее приемлемую. В пояснительной записке на отдельном листе ватмана (тушью или пастой) вычерчивается схема освоения лесосеки с указанием размеров, размещения лесовозного уса, разбивки на делянки с их нумерацией, обозначения зоны безопасности, погрузочных пунктов, места обустройства мастерского участка и разворотных петель лесовозного уса и направления вывозки хлыстов, деревьев, сортиментов.

После составления схем освоения лесосеки приступают к выбору способа разработки делянки, взятой из схемы освоения лесосеки. При этом следует учитывать базовый механизм на валке деревьев. При разработке делянки возможны следующие способы разработки: метод широкого фронта, параллельный, радиальный.

При использовании валочных, валочно-пикетирующих машин, харвестеров и форвардеров, способы разработки делянок могут быть с холостым пробегом и с непрерывной валкой деревьев. Рекомендуется выбирать и составлять схемы разработки делянок с непрерывной валкой деревьев валочной машиной. Схемы разработки делянок приводятся в учебниках, журналах и реферативной информации.

С учетом выбранной схемы следует выполнить на отдельном листе ватмана разработки делянки с расстановкой необходимых размеров, с размещением погрузочных пунктов, с указанием очередности разработки пасек или лент, направления трелевки и размещения оборудования лесовозного уса, зоны безопасности.

Для валочных машин ЛП-17, ЛП-19, ВМ-4, ВМ-4М, харвестеров и форвардеров и тракторов с гидроманипуляторами и захватами, на базе тракторов МТЗ приводится схема движения машин, а для бензопил вычерчиваются этапы разработки пасеки. При выборе способа разработки пасек следует обратить внимание на сохранность подроста. Если количество подроста 3000 шт на 1 га и более, то следует назначать трелевку за вершину или валку деревьев производить на подкладочное дерево, и ширину пасек принимать в пределах высоты или полуторной высоты древостоя.

Если на лесосеке предусматривается искусственное лесовозобновление, то можно остановиться на трелевке за комель на пасеках шириной до двойной высоты древостоя или использовать на валке деревьев валочные машины, не предназначенные для сохранения подроста, типа ВМ-4,и ВМ-4М.

При применении на разных видах рубок форвардерами и харвестерами также необходимо привести схему движения каждого из этих машин по лесосеке. С учетом наработки большого опыта по применению на различных видах рубок в Алтайских равнинных лесах колесных тракторов МТЗ-82 с гидрозахватом, рекомендуется их применение в этих лесах.

Для выбранной схемы разработки делянки определяется среднее расстояние трелевки хлыстов или деревьев, которое не должно превышать 300 метров. При расстоянии трелевки более 300 метров следует пересмотреть способ разработки делянки.

Формулы для определения среднего расстояния трелевки Lср приводятся в учебниках.

1.4. Режим работы предприятия и объемы производства по операциям.

Для определения объема производства по операциям студент должен определить число рабочих дней в году. При этом учитывается число дней работы в неделю (пяти или шестидневная рабочая неделя), время на осенне-весеннюю распутицу и на перебазировки лесозаготовительных бригад, тип лесовозной дороги, число праздничных дней в этом году.

Время на осенне-весеннюю распутицу составляет 10...30 дней, время перебазировки 1...2 дня на лесосеку, число праздничных и выходных дней определяется по календарю текущего года.. Так, для шестидневной рабочей недели и с учетом потерь за счет непогоды число рабочих дней в году может составлять

N1 = 366-52-8-15-6 = 285,

где 52 – число выходных дней;

8 – число праздничных дней;

15 – число дней на распутицу;

6 – число дней на перебазировку.

Для пятидневной рабочей недели число рабочих дней может быть 285 – 52 = 233 дня.

Студент задается числом смен работы в сутки по каждой операции лесосечных работ и определяет суточную сменную производительность по операциям.

Суточный объем Q сут заготовки леса определяется по формуле

Q

Q сут = -------, м3 (4)

N1

Сменный объем Q см по операциям определяется по формуле

Q сут

Q см = ----------, м3 (5)

n

где n – число смен работы на данной операции.

Число смен работы устанавливается в зависимости от времени года, применяемого оборудования, состава бригады и т.д. Так для валки деревьев бензопилами, обрезки сучьев бензопилами назначается в основном односменная работа. Для трелевочных тракторов, валочных, бесчокерных и сучкорезных машин, погрузчиков может устанавливаться число смен работы в сутки от 1 до 3. После выполнения расчетов все данные заносятся в табл.1

Таблица 1

Режим работы предприятия

Наименование операции	Годовой объем заготовки, м3	Число		Объем заготовки, м3
		Рабочих дней в году	Смен работы в сутки	В сутки	В смену
Валка деревьев
Обрезка сучьев
Раскряжевка на сортименты
Трелевка хлыстов или деревьев, а также сортиментов
Погрузка хлыстов или деревьев или сортиментов

Примечание: перечень операций в табл.1 соответствует 1.1.

1.5. Определение трудозатрат на проведение подготовительных работ.

Устанавливается состав подготовительных работ, проводимых на лесосеке. Подготовительные работы включают следующие переделы работ: уборка опасных деревьев, разметка волоков, разрубка зоны безопасности и мест стоянки оборудования, перебазировки бригад из одной лесосеки в другую, разрубка трассы дороги, устройство лесопогрузочных пунктов. При применении мнооперационных машин на валке деревьев из состава подготовительных работ исключается уборка опасных деревьев и частично растеска волоков. После выбора состава подготовительных работ производится расчет трудозатрат (Т) на подготовительные работы в соответствии с нормами на подготовительные работы.

Q B

Т = -------(A + ------- ) , ч/дн (6)

q _0,4 S

где Q - годовая программа, м3;

q – запас леса на 1 га, м3;

А – трудозатраты на подготовку 1 га лесосеки одним рабочим 0,5...1,5 дня;

В – трудозатраты на подготовку одного погрузочного пункта рабочим 0,1...2,0 дня;

S – площадь, тяготеющая к одному погрузочному пункту 5...8 га;

S ≤ 15 га исключает трудозатраты в связи с существующей сетью дорог и освоенностью лесов.

При недостаточной дорожной сети применять следующую формулу:

Q B KC

Т = ----- ( A + ----- + ------ ), ч/дней (7)

q S 100в

где К – коэффициент, учитывающий вырубки, гари и т.д. 1,0...1,2;

С – трудозатраты на строительство 1 км уса одним рабочим: 200...250 дней для лежневого покрытия, 10...15 дней снежных усов и грунтовых усов на плотном основании;

в – ширина полосы леса, осваиваемой с одного уса, км

На подготовительные работы в году приходится 100...200 дней с учетом выбранного числа дней работы в году N и трудозатрат определяется потребное число рабочих

T

n₁ = ---------, чел (8)

N₁

На основании расчетов подбирается состав подготовительных бригад или звено и их количество. В состав подготовительного звена могут входить вальщик, помощник вальщика, тракторист, бульдозерист и сучкоруб. Подготовительное звено или бригада оснащается необходимыми механизмами и оборудованием.

1.6. Выбор и обоснование применяемых машин и механизмов.

В задании, как правило, указывается базовый механизм на одной из операций лесосечных работ. Для остальных операций студент самостоятельно выбирает необходимые машины. При этом учитывается тип трактора базового механизма и желательно, чтобы весь процесс лесосечных работ выполнялся комплексом машин, имеющих один базовый трактор. Так, если в задании на валке деревьев применяется машина ВМ-4, то на трелевке следует использовать ЛП-18А, на очистке стволов от сучьев ЛП-33 и на погрузке хлыстов ЛТ-65 С валочной машиной ЛП-19 успешно работают ЛП-18А, ЛТ-157, ЛТ-154, ЛП-33 и ПЛ-2. Совместно с валочно-пакетирующей машиной ЛП-17 следует применять ЛП-30Б, ТДТ-55,

ЛТ-89, ПЛ-1А. Применение харвестеров желательно совместно с форвардером.

При применении колесных тракторов МТЗ с гидрозахватом рекомендуется использование так называемой скандинавской технологии с применением по валке, обрезке сучьев, раскряжевке бензопил «Хускварна».

1.7. Расчет производительности машин и механизмов.

При расчете потребности в оборудовании определяется технически возможная производительность по приведенным формулам в методических указаниях или в других учебниках по каждому механизму в отдельности.

После вычисления технически возможной производительности механизмов определяется норма выработки (Нвыр ) по ЕНВиР (Единые нормы времени и расценки), которые используются для дальнейших расчётов. При отсутствии в нормах производительности механизма сменная производительность устанавливается исходя из технически возможной производительности или из фактически полученной на предприятиях.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

МАШИН И МЕХАНИЗМОВ

В расчетах производительности машин и механизмов необходимо строго следить за размерностью единиц.

В пояснительной записке курсового проекта при расшифровке формул цифровые значения не представляются.

Например: t1 – время подпила, спиливания и сталкивания одного дерева, мин.

а) бензиномоторные пилы

(Т-Тпз)q φ1

П =-------------- . м3, (9)

t1 + t2 + t3

где Т – продолжительность смены, 420 мин. (шестидневная неделя);

Тпз - подготовительно-заключительное время, 10...20 мин;

q - средний объем дерева;

φ1 – коэффициент использования пилы в течение смены, 0,4...0,8;

t1 – время подпила, спиливания и сталкивания одного дерева, 0,3...2,0 мин;

t2 – время перехода от дерева к дереву:

при сплошных рубках 0,15...0,25 мин;

при постепенных рубках 0,5...1 мин;

t3 - время подготовки рабочего места, 0,1...0,5 мин.

Примечание: После определения производительности П механизма приводятся норма выработки и норма времени.

б) трелевочный механизм

(Т – Тпз) Q φ₁

П = -------------------------, м3/смену, (10)

Lср L ср

----- + ------- + tс + tо

V1 V2

где Т – продолжительность смены, мин;

Тпз – подготовительно-заключительное время и отдых, 20...40 мин;

Q – нагрузка на рейс, м3;

φ1 – коэффициент использования трактора в течение смены, 0,8...0,9;

Lср – среднее расстояние трелевки, 150-300м;

V1 – скорость движения трактора с грузом, 5-7 км/час;

V2 – скорость движения трактора без груза, 7-10 км/час;

tс – время сбора воза, 5-30 мин;

tо – время отцепки воза, 0,15-0,3 мин.

Среднее расстояние трелевки (Lср.) рассчитывается для принятого способа разработки делянки:

метод широкого фронта Lср = 0,5 м

параллельная схема Lср = (0,5В + 0,5L) K, м

радиальная схема Lср = 0,5В + 0,4L, м,

где В – ширина делянки, м

L – длина делянки, м.

Скорость движения (V1 и V2) определяется по формулам

2Vn Vm 1000

V1 = -----------------, м/мин; (11)

(Vn + Vm ) 60

2Vn Vy 1000

V2 =----------------, м/мин,

(V_1уз Vy) 60

где Vn Vm V_1уз Vy – скорость движения трактора на соответствующих передачах из технической характеристики базового трактора, км/ч.

Время сбора воза tc и время отцепки воза to принимается по ЕНВиР и находится в зависимости от среднего объема и типа трелевочного трактора в пределах 12...32 мин для ТТ-4, ТТ-4М,ТДТ-55, ТДТ-55А и трактора МТЗ.

Время отцепки пачки tсб для бесчокерных тракторов 0,15...0,25 мин. Время сбора пачки tсб бесчокерными тракторами МТЗ, ЛТ-154, ЛТ-157, ЛТ-171, ЛТ-89 – 1,0...2,5 мин; ЛП-18Б, ЛП-18А, ТБ-1, ТБ-1М – 2,0...3,0 мин на 1 м3 трелевочной пачки.

Объем трелюемой пачки Q определяется, м3 по формуле

Fk – P (f1 ± qi ) 1

Q = ---------------------------------- · -------, (12)

K (f1 ± qi) + (I – K) (f2 ± qi) 10^-4 γ

где Fk – тяговое усилие трактора (касательная сила тяги) на первой передаче, Н;

Р – вес трактора, т: Fk P

ТДТ - 55 50800Н 8,2 т

ТТ – 4М 99000Н 12,2т

Т –157 35000Н 9,9т

К -703 60000Н 16,2т

Т -130 95000Н 11,0т

МТЗ-82 14000 4,0т

i – величина подъема (+) или спуска (-) волоков, %;

h

i = --- 1000 = tqλ 1000, (13)

L

где λ- угол, характеризующий крутизну уклона волоков;

h – разница в высоте между начальной и конечной точками уклона, м;

L – длина уклона по горизонтали, м.

Перевод крутизны уклонов из градусов в тысячные:

λ - угол, град. 5 8 10 14 15 20 22 25;

i – уклон, % 90 140 175 250 270 365 400 465;

f1 – удельное сопротивление движению трактора, Н/т; табл.2;

f2 – удельное сопротивление движению хлыстов или деревьев, Н/т.

q – ускорение силы тяжести, 9,8 м/с2;

γ – объемный вес древесины для свежесрубленной, Н/м3.

Ель – 7750 Н/м3, пихта – 8150 Н/м3, осина – 7460 Н/м3, сосна – 8430 Н/м3, лиственница – 9430 Н/м3, береза – 9430 Н/м3, бук – 9520 Н/м3, дуб – 10100 Н/м3

Таблица 2

Удельное сопротивление движению

Удельное сопротивление движению, Н/м3	Характеристика волока	Сезон года
		лето	зима
Трактора	Плотный, укатанный	800-1300	1000-1300
Гусеничного, f1	Не укатанный Мягкий грунт Рыхлый глубокий снег	1500-1800 2000-2600- -	- - 2000-2600
Колесного	Сухой Сырой Укатанный	700-800 1000-2500 -	- - 350-400
Хлыстов, деревьев, сортиментов, f2	Нормальный Рыхлый снег Мягкий грунт	4500-6000 - 8000-9000	3000-3500 - 8000-9000

Таблица 3

Коэффициент распределения нагрузки

Способ трелевки	Значение коэффициента распределения, К
За вершину	0,25...0,35
За комель	0,50...0,60
Волоком	0,00

Расчетная рейсовая нагрузка Q проверяется по допускаемой нагрузке на щит трактора, тяговому усилию лебедки и сцеплению трактора с грунтом.

Рейсовая нагрузка Q1 по грузоподъемности щита проверяется по формуле

Q1

Q = ----------, м3 (14)

K 10^-4 γ

где Q1 – допускаемая нагрузка на щит трактора, т:

ТДТ-55 – 3,0

ТТ- 4 – 6,0

Т-157 – 6,0

К-703 – 8,0...10,0

допускаемая нагрузка для гидрозахвата МТЗ – 0,8 тонны

К – прилагается из табл.3

Рейсовая нагрузка на щит Qш трактора должна удовлетворять следующему условию:

Qш > Q

Рейсовая нагрузка по тяговому усилию лебедки Q проверяется по формуле

Fлеб 1

Q₁ = ----------- · -------, м3 (15)

(f1 ± q1) 10^-4 γ

где Fлеб – тяговое усилие лебедки, Н:

ТДТ-55 – 72500; ТТ-4 – 117000; ЛТ-157 -72500

Рейсовая нагрузка по тяговому усилию лебедки должна удовлетворять условию:

Q1 ≥ Q

После определения Q, Qш и Q1 наименьшее значение представляется в формуле силы тяги по сцеплению

F_cu – P_cu Ψ = (P + Q_min K) Ψ

где Ψ - коэффициент сцепления трактора, табл.4

Таблица 4

Коэффициент сцепления Ψ

Характеристика волока	Тип трактора
	гусеничный	колесный
Для сухих грунтов	0,8	0,6
Для указанного снега	0,4	0,3
Для сырых грунтов	0,5	0,3
Обледеневший волок	0,2	-

Если выдержано условие F_к ≥ Fcu, то есть нет буксования трактора с пачкой леса, в формулу производительности П трактора представляем наименьшее значение Q min.

в) машины ЛП-19, ЛП-19А, ЛП-17, ЛП-17А, ЛП-49, ВМ-4А в режиме валочно-пакетирующем 60 (Т- Тm) q f1

П = -------------------, (16)

t2

t1 + -----

n

где Т – продолжительность смены, мин.

Тm – подготовительно-заключительное время, мин.

ВМ-4 – 83 мин, ЛП -19 – 83 мин, ЛП-49, ЛП-17 – 80 мин;

f1 – коэффициент использования машины в течение смены (0,8...0,9);

q – средний объем хлыста, м3;

t1 – продолжительность цикла на срезание и укладку одного дерева, с: ЛП-19 – 30...60;

ВМ-4, ВМ-4А, ЛП-17, ЛП-49 – 30...40;

t2 – время на переезд со стоянки на стоянку или от дерева к дереву, с

ЛП-19, ЛП-17, ЛП-49 и ВМ-4, ВМ-4А – 15...25;

Время t2 можно определить: 60 L

t2 = -----------, с (17)

Vm 1000

где L – среднее расстояние между деревьями, м,

q

L = 100 √ ----- (18)

qга

q – средний объем хлыста, м3

qга – запас леса на 1 га, м3

Vm – скорость машины на Ш, км/ч

n – количество деревьев, срезаемых с одной стоянки для машин ВМ-4, ВМ-4А одно дерево срезается, а для машины ЛП-19 определяется по формуле

S qга

n = ---------, шт, (19)

10000 q

где S – площадь делянки, на которой машина срезает деревья с одной стоянки, м2, табл.5

В среднем машина ЛП-19 срезает с одной стоянки по 4...8 деревьев и в редких случаях до 18 деревьев и менее 4 деревьев. Валочные машины ВМ-4, ВМ-4А срезают одно дерево со стоянки. Машина ЛП-17 и ЛП-49 соответственно от 2 до 7 деревьев.

Количество деревьев n определяется по данным таблицы 5, путем деления соответствующего значения объема пачки на средний объем хлыста по заданию.

После определения П приводятся нормы выработки и норма времени.

Таблица 5

Объемы пачек, сформированных машиной ЛП-19 с одной стоянки

Расстояние переезда, м	Площадь м2	Объемы пачек, м3, при запасе на 1 га
		150	200	250
2	31	0,4	0,6	0,7
4,5	70	1,1	1,4	1,7
6,0	93	1,3	1,9	2,3
8,0	122	1,8	2,4	3,1
10,0	148	2,2	3,0	3,7
12,0	172	2,5	3,4	4,3
14,0	190	2,8	3,8	4,7

г) машины ЛП-17, ЛП-17А, ЛП-49, ВМ-4А в режиме валки и трелевки леса

(Т – Тm)Q f1

П = ------------------, м3 (20)

t1 + t2 + t3 +t4

где Т – продолжительность смены, мин;

Тm – подготовительно-заключительное время, мин;

ВМ-4А – 83 мин, ЛП-17, ЛП-49 – 80 мин.

F1 – коэффициент использования машины в течение смены 0,8...0,9;

t1 – время выбора воза, мин

t2 – время грузового хода, мин;

t3 – время разгрузки, 2...5 мин;

t4 - время порожнего хода, мин;

Q – объем сформированной пачки деревьев, 4...7 м3

Время грузового t2 и порожнего t4 ходов валочно-трелевочных машин определяется аналогично времени грузового и порожнего ходов для трелевочных тракторов.

Для валочно-трелевочных и валочно-пакетирующих машин расстояние Lср, необходимое для формирования одной пачки, определяется

Q

Lср =10000 --------, м3 (21)

qга B

где В – ширина разрабатываемой ленты за один проход, м:

ВМ-4А, ВМ-4 – 2...4; ЛП-19 – 10...14; ЛП-49. ЛП-17 – 8...10

qга – запас леса на одном гектаре, м3.

Время набора воза t1 определяется по формуле

t1 = (t5 + t6) n, мин, (22)

где t₅ – время на срезание и укладку одного дерева, 30...40 с

t₆ – время на переход от дерева к дереву, 15...25;

n – число деревьев в одной пачке

Q

n = -----, шт (23)

q

где q -средний объем хлыста, м3;

Q – принятый объем сформированной, м3

Норма выработки и норма времени.

д) сучкорезные машины ЛП-30Б, ЛП-33, ЛП-51

60 (Т – Тm)f1 f2 q

П = ----------------------, м3 (24)

tобр

где Т – продолжительность смены, мин.;

Тm – подготовительно-заключительное время, 20...30 мин.;

f1 – коэффициент использования рабочего времени, 0,8...0,85

f2 – коэффициент загрузки машины, 0,5...0,6

tобр – время на обработку одного дерева, мин.

L

tобр = t1-----, с, (25)

Vпр

где t1 – время на захват дерева, 15...30 с;

Vпр – скорость протаскивания, м/с;

L – средняя длина дерева, 15...25 м

Максимальная скорость протаскивания, м/с:

ЛП-30Б – 1,5; ЛП-33 – 2,5; ЛП-51; ЛО-76 – 1,0

В расчетах не нужно закладывать максимальные скорости протаскивания. Определяется норма выработки и норма времени.

При нахождении нормы времени на обрубку сучьев топором и обрезку бензопилами типа «Хускварна» и «Штиль» учитывается состав насаждения (6П2Ос2Б).

Определяется средневзвешенная норма выработки

Нср = (а₁ Н^Свыр + а₂Н^Евыр ), м3 (26)

где а1 – удельный вес сосны, березы в составе насаждения – 0,4;

а2 – удельный вес ели, пихты в составе насаждения – 0,6;

Нвыр – норма выработки для сосны, березы и ели, м3

7

Н6р = ----, ч (27)

Нср

В некоторых случаях в бригадах, кроме сучкорезной машины, может быть предусмотрена обработка топором, а также бензопилами «Хускварна» и «Штиль».

(Т – Т_m) Q f₁

е) погрузчики П = ----------------, м3 (28)

t₁ n + t₂ + t₃

где T – продолжительность смены, мин;

Tm – время на подготовительно-заключительные работы

Q – рейсовая нагрузка на автомобиль или узкоколейный сцеп, м3

для автомашин: МАЗ – 20 м3

КРАЗ – 26 м3

ЗИЛ – 15 м3

Урал – 20 м3

сцепов – 22 м3

f1 – коэффициент использования погрузчика в течение смены, 0,45...0,5; гидроманипуляторов 0,1-0,15

t1 – время погрузки одной пачки, 1,5...3,0 мин;

t2 – время подготовки автомобиля или сцепа к погрузке, 2...4 мин;

t3 – время отправки и крепления пачки после погрузки, 3...5 мин;

n – количество циклов, необходимых для погрузки одного автомобиля или сцепа

Q1

n = ---- γ p, шт, (29)

Q2

где Q1 – грузоподъемность автомобиля, т

Q2 – грузоподъемность погрузчика;

ПЛ-1А-2,5 т; ПЛ-2 – 3,5т; ПЛ-3 – 3,5т; ЛТ-73 – 6,3т; ЛТ-65 – 3,5т; гидроманипуляторов 1,0 т

γ – объемный вес древесины 10^-4 Н/м3; КУН на базе колесного трактора «Беларусь» 1,2 т

p - коэффициент использования грузоподъемности погрузчика, 0,8...0,95.

Приводится норма выработки и норма времени.

з) Харвестеры различных модификаций работают в режиме валка, обрезка сучьев, разделка на сортименты.

60 ( Т – Т_ПЗ ) q f₁

П = ---------------------- (30)

t ₂

t₁ + -----

n

где T – продолжительность смены в мин.

Tпз – подготовительно-заключительное время, мин (35...30 мин)

f_{1 -} коэффициент использования машины в течение смены 0,8...0,9

q – средний объем дерева в м3

t_{1 –} продолжительность цикла по срезанию, обрезке сучьев и разделки одного дерева

30...50 сек.

t_{2 –} время на переезд со стоянки до стоянки или от дерева к дереву 10...20 сек.

Время t ₂ можно определить

60 L

t ₂ = ----------- (31)

V_III 1000

где L- среднее расстояние между деревьями, м

q

L = 1000 * ---- (32)

q_га

где q – средний объем дерева, м3

q_{га -} запас леса на 1 га

V_III – скорость машины на III передаче в км/час

n – количество деревьев, срезаемых с одной стоянки определяется по формуле

S q_га

n = --------, шт (33)

10000 q

где S -площадь делянки на которой машина срезает деревья с одной стоянки, табл.5.

В среднем Харвестер срезает с одной стоянки 4...8 деревьев и в редких случаях до 20 деревьев и менее 4 деревьев. Количество деревьев n определяется по данным табл.5 путем деления соответствующего объема пачки на средний объем хлыста по заданию.

После определения П приводятся норма выработки и норма времени.

Для сведения: по имеющимся данным лесозаготовительные машины типа харвестер и форвардер при многосленном режиме 2...3 имеют наработку в год 500...520 машиносмен и выработку до 50 тыс.м3 заготовки сортиментов с укладкой их у лесовозных дорог.

Производительность форвардера определяется формулой, м³/ час

3600 М_n φ

П_ф = -------------- (34)

Т_ц

φ - коэффициент использование рабочего объема пачки -0,8;

М_n – объем трелюемой пачки, м³ 8-12;

Т_ц – время цикла трелевки сортиментов, сек;

Время цикла трелевки сортиментов форвардером определяется так:

Т_ц = t_дв +t _сб-шт (35)

где t_дв – время передвижения форвардера за 1 рейс, сек;

t _{сб-шт –} время на сбор и штабелевку сортиментов за 1 рейс, сек;

Справка: Производительность форвардера подбирается исходы из производительности харвестра. данные скоростей выбрать из технической характеристики выбранного студентом типа механизма

При выборе машин студент должен дать краткое обоснование выбора данной машины с учетом природно-производственных условий, объема производства, улучшения ремонта машин, их обслуживания, подготовки кадров, повышения производительности труда, снижения травматизма, улучшения условий труда и т.д.

1.8. Определение численного состава бригады и числа бригад в предприятии.

Студент определяет общую потребность в рабочих на основных работах предприятия по каждой операции в отдельности с учетом нормы времени одного рабочего в часах н 1 м3 заготовки леса, взятых из Единых норм времени и расценок на лесозаготовительные работы (ЕНВиР).

Определяется число рабочих Nраб, требуемых по нормам, по формуле (до третьего знака после запятой и округляется до двух знаков).

Qсут Hвр

Nраб = ---------, чел, (36)

t

где Qсут – суточный объем заготовки леса, м3;

Hвр – норма времени одного рабочего на 1м3 заготовки леса, ч;

t – число часов работы в смену

Все расчеты сводятся в табл.6

Таблица 6

Расчет потребности в рабочих

Профессия рабочих	Суточный объем. заготовки,м3	Норма времени на 1м3 заготовки леса рабочими, ч	Необходимое число рабочих
			По норме	Принятое
Оператор ЛП-19
Оператор ЛП-18А
Оператор ЛП-33
Итого
Оператор ЛТ-65Б
Оператор харвестера
Оператор форвардера
Вальщики

Принятое число рабочих должно быть всегда меньше, чем требуется по норме. Это условие необходимо выдержать по каждой операции лесосечных работ или по всему комплексу технологического процесса на лесосеке. Устанавливается плановое задание Нпл.бр.на одну бригаду Qсут

Нпл.бр. =---------, м3 (37)

n

где n -число бригад в предприятии.

Бригады могут составлять из отдельных звеньев. Можно назначить отдельные бригады по каждой операции лесосечных работ или отделить одну операцию или может быть бригада, выполняющая весь комплекс лесосечных работ от валки деревьев до погрузки леса. Наиболее рекомендуемая бригада, которая выполняет валку деревьев, трелевку леса и обрезку сучьев, а также раскряжевку при сортиментной трелевке и вывозке.

Производится расчеты по составу бригады с учетом табл.6 и числа бригад.

Для сведения: задание на бригаду устанавливается исходя из нормы выработки на базовый механизм. Например: при трелевке трактором «Беларусь» МТЗ-825 с гидрозахватом полученную норму выработки с коэффициентом 1,1 полученную норму выработки доводят в виде сменного задания.

Таблица 7

Расчет состава лесозаготовительной бригады

Наименование операции	Плановое задание бригаде, м3	Число		Норма выработки механиз. в смену,м3	Плановое задание на механизм в смену, м3	Число механизмов
		Смена	Рабочих по операциям			В работе	В резерве
Валка деревьев
Трелевка деревьев
Трелевка сортиментов
Раскряжевка
Обрезка сучьев
Итого
Погрузка хлыстов или сортиментов

Плановое задание на работу механизмов в смену определяется делением планового задания бригаде на отработанное число машиносмен в сутки на данной операции с учетом количества смен.

В резерве предусматриваются только бензиномоторные пилы и трелевочные тракторы в укрупненных бригадах.

1.9.Расчет потребности в оборудовании и рабочих в предприятии

С учетом полученных данных в табл.6 и табл.7 студент определяет общую потребность в рабочих и механизмах в предприятии; выясняет возможность организации работ на базе нескольких мастерских участков. Расчеты сводятся в табл.8.

Таблица 8

Потребность в рабочих и механизмах в предприятии на основных работах

Наименование операции	Бригад в предприятии	Необходимое число
		рабочих			Всего	механизмов
		смена				В работе	В резерве
		I	II	III
Валка деревьев
Трелевка деревьев
Обрезка сучьев
Трелевка сортиментов
Итого
Погрузка хлыстов или сортиментов

Кроме занятых на основных работах, в курсовом проекте предусматриваются рабочие вспомогательного и обслуживающего производства (охрана техники, снабжение горюче-смазочными материалами, ремонт техники, организация столовой и т.д.). Определяется списочное число рабочих, занятых на лесосечных работах (сумма рабочих основного производства, занятых на подготовительных и вспомогательных работах и на обслуживании техники).

N рабочих на предприятии = N рабочих основного производства + N рабочих на подготовительных работах + N рабочих на вспомогательных работах.

1.10. Описание технологического процесса лесосечных работ.

Студент описывает порядок разработки лесосеки данной системой машин. При этом необходимо рассмотреть разработку зоны безопасности, делянок, подготовки волоков, ширину пасек и лент, очередность разработки пасек и участков с соблюдением зоны безопасности между работающими машинами, сменность работ по операциям лесосечных работ.