Машины и механизмы в лесном хозяйстве

Все выше указанные накладывают  некоторое ограничение на технологию и механизацию проведения лесосечных работ.

Прежде всего леса данного района относятся к I группе лесов, что оказывает влияние на размер лесосеки. Рельеф нормальный оказывает влияние на использование транспорта и механизмов при лесосечных работах, так же как и средний объем хлыста.

1.2. Определение количества лесосек на расчетный год и размещение их на плане лесного массива

Размер лесосеки определяем исходя из правил рубок главного пользования. Хвойные и твердолиственные насаждения в смешанных лесах I группы лесосеки отводим шириной 100 м, длиной 1000 м. Отсюда площадь лесосеки Sл = 100 * 1000 = 10 га.

Число лесосек необходимых  для выполнения годового объема производства определяется:

,    (1)

где Sг – площадь лесосеки для сплошных рубок, определяется делением годового объема производства (Q) на ликвидный запас древесины на 1 га (М) для соответствующих рубок. При этом следует учесть, что при рубках с 1 га выбирается не вся ликвидная древесина.

Sг=100000/100=1000 га

n=1000/10=100 шт.

 

 

 

 

1.3. Обоснование и выбор варианта технологической схемы выполнения основных операций и применяемого оборудования

Марка трелевочной машины является основой в системе лесосечных машин. Выбор машин необходимо выполнить  с учетом базовой модели трактора, среднего объема хлыста, состава насаждений, рельефа местности и т.д. Применяем трелевочный колесный трактор Т-157 представленный собой модификацию сельскохозяйственного колесного трактора Т-150К. Трактор основан технологическим оборудованием для бесчокерной или чокерной трелевки.

Применяем машину ЛП-17 на базе трактора ТБ-1предназначенную для валки деревьев и трелевки ее на погрузочную площадку. Для очистки деревьев от сучьев используем бензопилы «Тайга-214».

Технологический процесс  применяем следующий:

1.4. Выбор схем расположения усов, размещения трелевочных волоков, способа разработки пасеки и лесосеки и схемы лесопогрузочного пункта

При проектировании целесообразно  вначале выбрать схему расположения усов и установить расстояние между  ними при соответствующих размерах лесосеки. На лесосеке шириной 100 м усы устраивают по границе.

Выбор схемы расположения трелевочных волоков на лесосеке производим в зависимости от способа  трелевки, рельефа местности и  выбранных основных машин и механизмов.

После разбивки лесосеки на пасеки на них производится валка деревьев в заданной последовательности и направлении по отношению к пасечному волоку или направлению движения трактора при сборе пачки. Это и определяет способ разработки лесосеки, который показан на рисунке 1.

 

 

 

 

Рисунок.1 Схема технологической трассы разработки лесосеки.

 

 

 

Схема расположения трелевочных  волоков:

1. Пасечный волок

2. Магистральный волок

3. Пасека

4. Верхний лесосклад  или лесопогрузочная площадка

5. Лесовозный ус

1.5. Определение производительности трелевочных машин

Производительность трелевочных  машин определяется по формуле:

  (2)

где Псм – сменная  производительность трелевочной машины, м /смена;

n – количество рейсов в смену; Vп – объем трелюемой пачки, м ; φ1 – коэффициент использования полезной нагрузки (0,8 – 0,9);

Сила тяжести трелюемой пачки  определяется по следующей формуле:

   (3)

где Gк – сила тяжести трелюемой пачки, Н;

Fк – касательная сила тяги трактора, Н;

Gт – сила тяжести трактора, Н;

К – коэффициент распределения  силы тяжести трелюемой пачки  в зависимости от среднего объема хлыста и способа трелевки, при среднем объеме хлыста 0,25 м и трелевке комлями вперед К = 0,72; Wт – удельное сопротивление движению трактора Н/кН, Wт = 200 Н/кН; Wпх – удельное сопротивление движению пачки хлыстов на земле Н/кН, Wпх = 600 Н/кН;

i – уклон трелевочного волока, ‰, i = 3‰;

Сила тяги трактора по сцеплению Fсц, Н, определяется как:

    (4)

где μ – коэффициент сцепления ходовой части трелевочного трактора с почвой для гусеничных тракторов летом μ = 0,6;

Сила тяжести трелюемой  пачки определяется по формуле

Gк’’=g/K    (5)

Где g – допускаемая нагрузка на щит, Gк’’=6/0,72=8,3 кН

Для трелевочных тракторов  с канатно-чокерным оборудованием  сила тяжести ограничивается тяговым  усилием лебедки трактора Fл и определяется как:

   (6)

где Fл – тяговое усилие лебедки трактора, Fл = 66,5кН;

За расчетную силу тяжести трелюемой пачки Gр принимаем минимальную величину из вычисленных значений: Gк и Gл, т.е. Gл = 118,3 Н, отсюда Gр = 118,3 Н.

Тогда объем трелюемой  пачки будет равен:

   (7)

где β – коэффициент  доли массы крон деревьев от общей массы трелюемой пачки, для хлыстов  β = 0; γ – плотность древесины, Н/м , γ = 53,06;

Число рейсов трелевочной  машины в смену определяем по формуле:

   (8)

где Tсм – продолжительность времени смены, ч (7ч); tпз – подготовительно-заключительное время, ч (0,75-1,0); φ2 – коэффициент использования времени, (0,72-0,85); tц – продолжительность отдельных элементов цикла, ч;

Продолжительность отдельных элементов  цикла определяем пользуясь следующими формулами:

1. Движение трактора с погрузочной площадки на первую технологическую площадку:

   (9)

где lср – среднее расстояние трелевки, м; vxx – скорость движения машины на III – IV передачах с погрузочной площадки на пасеку, м/с;

  (10)

где а – глубина  или ширина лесосеки, м; b – длина лесосеки или расстояние между лесопогрузочными пунктами, м; Ко – коэффициент удлинения трелевочных волоков, зависящий от рельефа местности, Ко = 1,1-1,2; к1-2 – коэффициенты, зависящие от схемы расположения трелевочных волоков;

2. Захват пачки, сформированной ВПМ tзахв:

         (11)                  

 

где Vxл – средний объем хлыста, м ; Vп – объем трелюемой пачки, м ; d – эмпирический коэффициент;

3. Движение трактора с пачкой полного объема к погрузочной площадке:

  (12)

где vpx – скорость перемещения машины с пачкой на I-II передачах на погрузочную площадку;

4. Отцепка пачки, выравнивание комлей и маневры:

 

                                  tц = 94,3 + 355,2 + 397,6 + 50 = 897,1 = 15 мин.

Определим производительность трелевочной машины:

1.6. Расчет состава комплексной бригады

Лесозаготовительная бригада  является основной формой организации  труда на лесосечных работах. Комплексную  бригаду на лесосеке формируют из рабочих различных профессий, выполняющих  валку деревьев, очистку деревьев от сучьев, трелевку, раскряжевку и другие операции. В зависимости от численного состава различают малые и укрупненные комплексные бригады. Малую комплексную бригаду (МКБ) создают на базе одного трелевочного трактора при односменной работе. Укрупненную комплексную бригаду (УКБ) оснащают двумя и более трелевочными тракторами.

При использовании валочных, валочно-пакетирующих и трелевочных  машин создают комплексные механизированные бригады (КМБ). Учет труда всех звеньев  в КБ осуществляется по конечной операции. Расчет МКБ и УКБ производят в следующей последовательности: отдельно на сплошных и выборочных рубках.

Потребное количество рабочих  в комплексной бригаде определяют на основании установленного задания, операционных норм выработки на отдельных операциях согласно принятой структурной схеме технологического процесса, типу применяемых машин или механизмов на этих операциях и числу рабочих, обслуживающих данные машины и механизмы. Расчеты по определению численного состава комплексной бригады сводятся в Таблице 1.

Таблица 1. Ведомость  расчета состава комплексной  бригады

Наименование операции	Марка машины	Число рабочих обслуживающих машину	Норма выработки на машину, м /смен	Норма выработки чел/дни, м	Сменное задание бригады	Расчетное количество чел/день	Принятое количество рабочих в  КБ
Валка	ЛП-17	1	30	30	96,9	3	1
Очистка деревьев от сучьев	«Тайга-214»	1	30	30	96,9	3	1
Трелевка	Т-157	1	96,9	96,9	96,9	1	1

 

 

Заполнение граф 1 и 2 производят в соответствии с принятой технологией работ и выбранными машинами.

При заполнении графы 3 норма  выработки на трелевку принимаем  по расчету (сменная производительность трелевочной машины), а для остальных  машин по нормам. Нормы выработки (графа 5) определяются умножением данных графы 4 на данные графы 3.

Сменное задание бригады (графа 6) должно равняться производительности одной трелевочной машины для (МКБ) или двух и более трелевочных  машин (для УКБ).

 

 

 

  (13)

где Qбр – задание комплексной бригады, м ; Псм – сменная производительность трелевочной машины, м /смена; nсм – количество трелевочных машин; Тсм – число смен работы комплексной бригады в сутки;

 м

Расчетное значение графы 7 определяем делением сменного значения бригады (графа 6) на норму выработки (графа 5).

 

Одна бригада заготовит  в год 15178.6 м древесины. Для расчета количества бригад: N = Q/Qr бр.  (14)

Принимаемое количество рабочих в комплексной бригаде определяют округлением до целого числа расчетного количества работающих.

Для повышения производительности труда комплексной бригады принятое количество рабочих должно быть меньше или равно расчетному числу чел/дней.

Для расчета количества комплексных бригад, занятых на основных работах, определяем годовой объем  древесины, заготовляемой одной  бригадой:

   (15)

где Qгбр – годовой объем древесины, заготовляемой комплексной бригадой, м ; Dг – число дней работы в году на лесосечных работах, (Dг = 250); Mл – ликвидный запас на одной лесосеке; м

 м

Время освоения одной  лесосеки определяем по формуле:

    (16)

где tnб – время перебазировки с одной лесосеки на другую, (tnб = 0,5 смены);

смены

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часть 2. Технология и организация лесоскладских работ

 

2.1. Характеристика проектируемого нижнего склада

Нижний склад располагается в г.Энгельсе, Энгельсского района. здесь дальнейшая переработка.

Нижние склады являются конечным пунктом в производственной деятельности предприятия и конечной фазой производства.

При вывозе с верхнего склада на нижний хлыстов, на нижнем складе выполняют следующие виды работ: Выгрузку хлыстов с лесовозного транспорта, раскряжевку хлыстов, сортировку лесоматериалов, штабелевку круглых лесоматериалов и их переработку, отгрузку потребителю.

2.2. Определение сортиментного плана и распределение лесоматериалов по потокам и цехам

Объем выхода каждого  сортимента определяем исходя из породного состава насаждений и выхода сортиментов в зависимости от породы и среднего объема хлыста. Расчеты по определению выхода сортиментов сводим в Таблицу 2.

Таблица 2. Сортиментный план предприятия

Наименование сортиментов	Объем выхода сортиментов  в зависимости от породного состава
	Сосна		Береза		Дуб
	%	тыс.м	%	тыс. м	%	тыс. м
Пиловочник	51,4	18	44	11	50	20
Строительный лес	28,6	10	32	8	35	14
Дрова	20	7	24	6	15	6
Итого	100	35	100	25	100	40