Технологический комплекс машин в лесном хозяйстве

Технологический комплекс машин в лесном хозяйстве

РЕФЕРАТ

Одним из основных направлений научно-технического прогресса является переход к применению высокоэффективных систем машин и технологических процессов, обеспечивающих комплексную механизацию и автоматизацию производства, техническое перевооружение его основных отраслей. Полная механизация технологических процессов достигается системой машин, представляющей собой совокупность машин и орудий разного назначения, взаимно дополняющих друг друга и обеспечивающих непрерывность механизации последовательно выполняемых рабочих операций всего производственного цикла [1].

Так в данном проекте составляем технологические комплексы машин в которых была изложена последовательность выполнения рабочих операций с применением технических средств для комплексной механизации сбора и обработки плодов и семян лиственных пород, выращивания саженцев, создания водорегулирующих лесных полос, создания приовражных лесных полос в лесостепной зоне с частичной подготовкой почвы, создания лесных культур на горных склонах. Также в проекте мы производили расчёт технико-экономических показателей при использовании систем машин на проходных (санитарных) рубках. Объем курсового проекта 31 страница, в котором представлено 10 таблиц, 9 формул.

механизация сбор саженец рубка

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ МАШИН

.1 Технологический комплекс машин для сбора и обработки плодов и семян лиственных пород

Плоды и семена лиственных пород собирают вручную с растущих деревьев и кустарников, с поверхности земли, а также механическим путем при встряхивании деревьев или всасывании семян воздушным потоком.

Вручную из кроны собирают, как правило, плоды и семена кустарниковых и низкорослых пород (лещины, абрикоса, бересклета, боярышника, бузины, вишни, жимолости, рябины и т.д.). С поверхности земли предпочтительнее собирать желуди, плоды каштанов, ильмовые и орешки бука.

Технологический комплекс машин для сбора и обработки семян лиственных пород приведён в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Технологический комплекс машин для сбора и обработки плодов и семян лиственных пород

.2 Технологический комплекс машин для выращивания саженцев

Технологический комплекс машин для выращивания саженцев приведён в таблице 2.

Саженцы древесных и кустарниковых пород выращивают в школьных отделениях лесопитомников. Для выращивания хвойных саженцев рекомендуются уплотненные школы с ленточным размещением растений на площади.

Таблица 2 - Технологический комплекс машин для выращивания саженцев

1.3 Технологический комплекс машин для создания водорегулирующих лесных полос

На пахотных склонах создаются водорегулирующие (их часто называют стокорегулирующие) полосы шириной от 12,5 до 15 м. Они способствуют равномерному распределению снега на полях.

Таблица 1.3 - Технологический комплекс машин для создания водорегулирующих лесных полос

.4 Технологический комплекс машин для создания приовражных лесных полос в лесостепной зоне с частичной подготовкой почвы

Технология выращивания приовражных лесных полос имеет специфические особенности, так как полосы создают на участках с сильно размытыми почвами.

Наиболее эффективное средство предотвращения роста и закрепления склоновых и береговых оврагов - простейшие гидротехнические сооружения (водозадерживающие валы, плотины-перемычки и распылители стока), а также приовражные насаждения.

К ним относятся приовражные лесные полосы, насаждения у вершин крупных оврагов (надвершинные) и межовражные. В комплексе с этими насаждениями создаются полосы залужения из многолетних трав.

Таблица 1.4 - Технологический комплекс машин для создания приовражных лесных полос в лесостепной зоне с частичной подготовкой почвы

.5 Технологический комплекс машин для создания лесных культур на горных склонах

Облесение вырубок на склонах более 12° связано со значительными трудностями (крутизна склонов, маломощность почв, выход на поверхность каменистых пород). Поэтому на таких местоположениях целесообразнее лесоводственные мероприятия, обеспечивающие содействие естественному восстановлению леса.

Значительный удельный вес на горных склонах занимают участки крутизной более 20°.

На некаменистых и малокаменистых горных склонах используют, как правило, технологические комплексы, применяемые на овражно-балочных склонах.

Таблица 1.5 - Технологический комплекс машин для создания лесных культур на горных склонах

2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАШИН НА ПРОХОДНЫХ (САНИТАРНЫХ) РУБКАХ

.1 Технологический процесс рубок ухода и система машин

Коэффициент сменности на данных видах работ принимаем равным 1,0, следовательно, число рабочих на одну машину - 1. Технологический комплекс машин для проведения проходных рубок и режим работы приведён в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Технологический комплекс машин и режим работы

Норма выработки на каждую машину определяется исходя из данных нормативно-справочного материала: Трелевка (МТЗ-82) - исполнитель: тракторист 6-го разряда, расстояние трелевки - 270 метров. Нормообразующие факторы: средний объем хлыста (0,38 м³) и условия работы (нормальные). Норма выработки при этих условиях 22,2 пл. м³ на машино-смену. Аналогично определяются нормы выработки на других видах работ, за исключением вывозки, норма для которой рассчитывается по формуле 1 (тип лесовозной дороги - грунтовая с укрепленным покрытием).

 (1)

где Н_в - норма выработки на машино-смену, пл.м³;

Т_см - продолжительность рабочей смены, мин;

Т_пз - время подготовительно-заключительной работы на смену, мин (для учебных целей принимаем - 35 мин);

t₀ - время нулевого пробега 1 км в обоих направлениях, мин;

L₀ - расстояние нулевого пробега, км;

L - расстояние вывозки, км;

Т₁ - время пробега 1 км в обоих направлениях, мин;

Т₂ - время пребывания автомобиля под погрузкой и выгрузкой на рейс, мин;

t_в - время на ожидание встречного автопоезда на 1 км пробега в порожнем направлении, мин (0,1 мин на каждый километр);

Q - нагрузка на рейс, м³.

Время пребывания автомобиля под погрузкой и выгрузкой (Т₂, мин) складывается из времени установки автомобиля под погрузку и выгрузку; времени погрузки и времени выгрузки.

Для расчёта этого времени (Т₂) действующими нормативами предусмотрено:

-    установка под погрузку и выгрузку - 3 мин. на рейс;

-        погрузка сортиментов гидроманипулятором - 2 мин. на 1 м³;

         выгрузка гидроманипулятором - 2 мин. на 1 м³.

Таким образом, в нашем примере Т₂ = 3 + 2·16+ 2·16 = 67 мин.

Норма вывозки на древесину автомобилем Урал-377, м³,

_в =  = 40,0 м³

2.2 Расчет показателей использования машин

Число машин и показатели их использования рассчитываются для всех машин, занятых на лесосечных и транспортных работах.

При расчете показателей за основу принимают технологический процесс рубок ухода, режим работы предприятия, выбранную систему машин и условия работы, приведенные в задании. Все расчеты представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Технико-экономические показатели использования машин

При заполнении в таблице 2.2 пункт 2 - производительность в смену по норме берётся из таблицы 2.1. Принятая производительность зависит от производительности ведущей машины. В данном случае ведущей машиной является ЛП-19.

Производительность машин и оборудования на лесосечных или других видах работ должна быть увязана с продолжительностью рабочего периода и со смежными операциями.

На проходных рубках продолжительность рабочего периода 90 дня. За этот период необходимо заготовить 38000 м³ древесины, норма выработки валочно-пакетирующей машины ЛП-19 176 м³. Одна машина ЛП-19 сможет эту работу выполнить за 216 дней (38000 : 176). Поэтому, для работы необходимо иметь три такие машины. Количество остальных машин и их производительность увязываем с производительностью машины на ведущей операции. Для расчёта технико-экономических показателей целесообразно принять систему машин: три ЛП-19 (176 ´ 3 = 528 м³), двадцать четыре МТЗ-82 (528 : 24 = 22 м³), четыре ЛП-30Б (528 : 4 = 132 м³) и десять МП-5 (528 : 10 = 52,8 м³). Такое количество машин позволит за 90 дней заготовить 38000 м³ древесины от рубок ухода.

Принятая производительность на транспортных работах принимается равной производительности по норме выработки (то есть 40 м³).

Плановая производительность на машино-смену рассчитывается путём умножения принятой производительности на коэффициент планового выполнения норм выработки (дано в задании плановое выполнение норм выработки на лесосечных работах 100 % - коэффициент 1, а на транспортных работах 90 % - коэффициент 0,9).

Число машино - смен на основных работах определяется делением объёма работ на плановую сменную производительность (38000: 158,4 = 239,8 машино - смен). В курсовом проекте число машино - смен на прочих работах принимаем в процентах от числа машино - смен на основных работах. Для автомобилей 30%, а для остальной техники 20% (239,8 ´ 0,2 = 47,9 машино - смен).

Для установления числа машино - дней в работе необходимо сделать следующий расчёт - потребность в машино - сменах (пункт 3) разделить на коэффициент сменности (287,8:1 = 287,8 машино - дней). Число дней работы техники на рубках ухода берём из таблицы 2.1.

Потребность в числе работающих машин находится как частное от деления числа машино - дней в работе (пункт 5) на число дней на соответствующей операции (пункт 6). Полученный результат округляется до целого числа (287,8:90 = 3,2 » 4 шт.).

Коэффициент использования исправных машин для учебных целей принимаем на лесосечных работах - 0,7, а на транспортных - 0,8. В производственных условиях используют действующие нормативы.

Разделив число работающих машин (пункт 7) на коэффициент использования исправных машин (пункт 8) получим потребность в исправных машинах (4:0,7 = 5,7 » 6 шт.). Число машино - дней в исправном состоянии подсчитывается умножением числа исправных машин на число дней работы на рубках ухода (6´ 90 = 540 маш.-дн.). Число машино - дней в ремонте и ожидании его рассчитывается отдельно. Для этого необходимо составить две вспомогательные таблицы (таблицы 2.3 и 2.4). Сначала составим таблицу 2.3 по лесозаготовительному оборудованию. Для заполнения столбцов 3, 4 и 5 исходные данные по техническому обслуживанию и ремонту (ТО и Р) берутся из приложения B.

Таблица 2.3 - Исходные данные для расчёта технического обслуживания и ремонта лесозаготовительного оборудования

Для расчета отработанных ЛП-19 моточасов число машино - дней в работе умножают на продолжительность рабочей смены в часах и на коэффициент перевода машино-часов в моточасы (0,7). Для ЛП-19 - 287,8´8´0,7=1611,7 мото-часов, результаты представлены в таблице 2.3.

Число капитальных ремонтов (КР) рассчитывается путем деления отработанных моточасов на норматив периодичности:

 (2).

где N_КР - число капитальных ремонтов, шт.;

ОР_общ - объём работы парка машин, мото-ч.;

ОР_КР - норматив периодичности капитального ремонта, мото-ч.

N_кр = 1611,7:4500 = 0,35

Таким образом, для машины ЛП-19 число КР меньше единицы. Это значит, что в данном случае срок КР не подошел, и полученное значение в таблицу не заносится. Если значение получится равным 1 и более, то данные (с округлением до целого числа в меньшую сторону) заносим в таблицу 2.3. Расчёт числа любых ТО и Р всегда проводим с округлением до целого числа в меньшую сторону. Простои в КР вычисляются путём умножения времени простоя в ремонте (ст. 5) на количество ремонтов (ст. 6).

Периодичность ТР нормативами не устанавливается (в нормативах указано - по потребности, см. прил. В и Г). Рассчитываются простои в этом виде ремонта по нормативам на 100 мото-часов работы (или 1000 км пробега - для автомобиля). Например: для машины ЛП-19 норматив простоя в текущем ремонте 14/100ч (таблица 2.3), то есть через каждые 100 мото-часов работы должны планироваться 14 ч на ремонт. Поэтому, при расчете числа ТР используем знаменатель дроби, а при расчёте времени простоя - все дробное число.

Число текущих ремонтов (ТР) получаем делением отработанных мото-часов на норматив периодичности ремонта, который в данном примере должен быть через 100 мото-часов (1611,7:100 = 16). Результат заносим в таблицу 2.3.

Время простоя в ТР определяем следующим образом. Количество отработанных моточасов умножаем на норматив простоя в ремонте и переводим в рабочие дни путём деления на 8 часов (1611,7 ∙ 14/100 : 8= 28,2 рабочих дней.

Число сезонных обслуживаний (N_СО) рассчитывается по числу исправных машин (М_исп) и проводится 2 раза в год на одну машину.

N_СО = 2 ´ М_исп, шт., (3).

где М_исп - количество исправных машин (таблица 2.2 пункт 9), шт.

Число сезонных обслуживаний (СО) рассчитывается исходя из двух обслуживаний в год на одну исправную машину (2 ∙6 = 12). Затем количество обслуживании умножаем на норматив простоя в ремонте и делим на продолжительность рабочей смены в часах, получаем время простоя в ремонте (12 * 7 : 8 = 10,5 раб. дн.).

Количество технических обслуживании (ТО) определяется так же, как и количество капитальных ремонтов.

N_ТО-3 = ОР_общ /ОР_ТО-3 - N_КР; (4).

Число ТО-3 рассчитываем путём деления отработанных моточасов на норматив периодичности ремонта, за вычетом количество капитальных ремонтов (1611,7 : 960 = 1,6, то есть в данном случае срок ТО-3 подошел).

N_ТО-2 = ОР_общ /ОР_ТО-2 - (N_КР + N_ТО-3); (5).

Время простоя в ремонте (В) рассчитывается умножением норматива времени простоя в ремонте (в) на число ремонтов (N), которое переводят в рабочие дни(5).

В = в ´ N / 8, раб. дн. (6).

Количество ТО-2 рассчитывается путём деления отработанных моточасов на норматив периодичности (1611,7 : 240 - 1 = 5,7), исключая количество ТО-3; ТО-2 принимаем равным 5. Затем количество обслуживании умножаем на норматив простоя в ремонте (14 ∙ 5 - 70ч) и переводим часы простоя в рабочие дни (70 : 8 = 8,7 раб. дн.).

_ТО-1 = ОР_общ /ОР_ТО-1 - (N_КР + N_ТО-3 + N_ТО-2), (7).

Количество ТО-1 рассчитывается путём деления отработанных мото-часов на норматив периодичности минус количество ТО-2 (1611,7:60 - 5 = 21). Затем количество обслуживании умножаем на норматив простоя в ремонте (21 ∙ 7 = 147ч) и переводим часы простоя в рабочие дни (147 : 8 = 19,1 раб.дн.).

По времени простоя в ТО и Р подсчитываем общее число рабочих дней (таблица 2.3 столбец 7).

Аналогичным образом составляется таблицу 2.3 по машинам МТЗ-82, ЛП-30Б, МП-0,8 и Ф-9000.

Для вычисления машино - дней в ремонте и ожидании его (таблица 2.2 пункт 11) необходимо количество дней простоя в ТО и Р умножить на коэффициент, который исчисляется как соотношение числа календарных дней к числу дней работы ремонтно-механических мастерских. В учебных целях принимаем его 1,2. Следовательно, число машино - дней в ремонте и ожидании его составит для машин ЛП-19 - 84 маш.-дн. (70,4´ 1,2).

Количество машино - дней пребывания в хозяйстве получаем суммированием числа машино - дней в исправном состоянии и числа машино - дней в ремонте и ожидании его (540+84=624 маш.-дн.).

Коэффициент технической готовности вычисляем путём деления числа машино - дней в исправном состоянии на число машино - дней пребывания в хозяйстве - 246:287=0,86 » 0,9.

Потребность в списочных машинах определяем, как частное от деления числа исправных машин на коэффициент технической готовности и округляем результат в большую сторону (6: 0,9 = 6,6 » 7 шт.).

Для определения числа машино - дней в ремонте и ожидании его по автомобилю Урал-377 составляем таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Исходные данные для расчёта технического обслуживания и ремонта автомобиля Урал-377

Для заполнения столбцов 1, 2 и 3 берём необходимые данные из приложения Г. Проведение расчётов необходимо начать с установления общего годового пробега автомобиля на основных и прочих работах. Годовой пробег автомобиля на основных работах по вывозке леса (L, км) определяется по формуле:

 (8).

где L_ср - среднее расстояние вывозки, км; ОВ - годовой объём вывозки, м³; Q - нагрузка на рейс, м³; a - коэффициент, учитывающий нулевой пробег (берем 1,1).

Таким образом, в рассматриваемом нами примере, годовой пробег автомобиля составит (2 · 27 · 38000)/(16 · 1,1)= 116591 км. Ежесменный пробег одного автомобиля на прочих работах принимаем равным 150 км, тогда пробег на всех прочих работах (таблица 2.2 пункт 3) составит (150· 280,7)=42105 км. Общий пробег на основных и прочих работах будет равен (116591 + 42105,0)=158696 км. Исходя из общего пробега автомобиля и нормативов, определяется число технических обслуживаний и ремонтов и время простоя в них. Количество капитальных ремонтов для автомобиля (N_КР) рассчитывается по формуле 9:

 (9).

где ОР_{(авт)общ} - объём работы автомобиля, км пробега;

ОР_КР - норматив периодичности ремонта, км пробега;

К - коэффициент корректирования межремонтного пробега (0,8).

N_КР = 158696/(150000·0,8) = 1,3 шт

Срок капитального ремонта подошел, так как значение N_KP больше единицы. Далее расчёты ведутся аналогично лесозаготовительным машинам. Находим общее время простоя в ремонте 109,4 раб. дн. Затем умножаем на коэффициент перевода (1,2) и получаем число машино-дней в ремонте и ожидании его (131). Результат заносим в таблицу 2.2 пункт 11.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Петрик, В.В. Система машин в лесном хозяйстве: Методические указания к выполнению курсового проекта/ В.В.Петрик, Н.И.Петрик. - Архангельск: Издательствово АГТУ, 2004 - 30 с.

Петрик, В.В. Система машин в лесном хозяйстве: учеб. пособие для вузов/ В.В. Петрик, Н.П. Гаевский. - Архангельск: издательствово АГТУ, 2005. - 139 с.