Система машин для лесовосстановления на старых вырубках, возобновившихся березой

Содержание

Введение

. Технологический процесс и система машин, характеристика лесохозяйственной техники

.1 Расчет сопротивлений орудий

.2 Тяговый расчет тракторов

.3 Комплектование агрегата

.4 Расчет производительности агрегатов

.5 Расчет количества агрегатов для выполнения всего объема работ

.6 Расчет расхода горюче-смазочных материалов

Заключение

Библиографический список

Введение

Лесное хозяйство России имеет громадные площади, на которых лес сведен пожарами, болезнями и вырубками. Площади вырубок по темпам роста значительно опережают лесовосстановительные работы. Одним из мероприятий, позволяющим улучшить и ускорить лесовосстановление, является создание оптимального машинотракторного парка.

Лесное хозяйство должно воспроизводить весь объем использованных ресурсов. Для того чтобы справиться с таким объемом работ, необходима комплексная механизация всего хозяйства, всего цикла работ. Полная механизация технических процессов достигается системой машин и орудий разного назначения, взаимно дополняющих друг друга и обеспечивающих непрерывность механизации последовательно выполняемых рабочих операций всего производственного цикла. Это обеспечивает комплексную механизацию при высоком качестве работ, равномерную и минимальную потребность рабочей силы в течение сезона, эффективную загрузку технических средств, экономию финансов и облегчение труда.

Цель данного курсового проекта является создание комплекса механизированных работ по лесовосстановлению на старых вырубках, возобновившихся березой.

лесовосстановление вырубка трактор механизированный

1. Технологический процесс и система машин, характеристика лесохозяйственной техники

Комплекс механизированных работ по лесовосстановлению на вырубках включает в себя:

. Расчистку полос;

. Вспашку полос;

. Посадку саженцев;

. Уход.

Расчистка полос производится кусторезом КРП-2.5, который агрегатируется с трактором ЛХТ-55 , технические характеристики, которых приведенные в Таблице 1 и 5. Рисунок 1 и 2.

Для вспашки применяем плуг ПЛД-1.2, агрегатируемый с трактором ЛХТ-55, техническая характеристика приведена в Таблице 2. Рисунок 3.

Для высадки посадочного материала используем лесопосадочную машину СЛГ-1 агрегатируемую с трактором ЛХТ-55, техническая характеристика машины приведены Таблице 4. Рисунок 5. В качестве ухода за саженцами применяем КФЛ-1.4, агрегатируемый с трактором ЛХТ-55, техническая характеристика приведены в Таблице 3. Рисунок 4.

Рисунок 1

Клин для расчистки полос КРП - 2.5: 1 - лемех; 2 - отвал; 3 - наконечник

Рисунок 2

Лесохозяйственный трактор ЛХТ - 55

- переднее подъемно-навесное устройство; 2 - толкатель; 3 - кабина; 4 - воздухозаборник дизеля; 5 - пусковой двигатель; 6 - лебедка; 7 - погрузочное устройство; 8 - главный карданный вал; 9 - промежуточный редуктор привода лебедки; 10 - блок заднего моста; 11 - ведущие колесо; 12 - гусеничная цепь; 13 - балансир; 14 - рычаг подвески; 15 - каток ; 16 - кожух пружины подвески ; 17 - рама; 18 - натяжное; 19 - направляющие колесо

Рисунок 3

Плуг лесной дисковый ПЛД - 1.2

а - вид сбоку ; б - вид сверху ; 1 - передняя рама ; 2 - навесное устройство ; 3,6,7 - пружины ; 4 - тяга ; 5 - кронштейн ; 8 - балластный ящик ; 9 - задняя рама ; 10 - задний дисковый корпус ; 11 - коленчатая ось ; 12 - передний дисковый корпус ; 13 - рыхли тельная лапа ; 14 - дерносним ; 15 - черенковый нож ; 16 - Лобовик

Рисунок 4

Культиватор фрезерный лесной КФЛ - 1.4

1 - штанга ; 2 - боковой поводок ; 3 - опорное колесо ; 4 - рама тележки ; 5 - коробка передач ; 6 - навесное устройство ; 7 - карданный вал ; 8 - полуось ; 9 - кожух ; 10 - опорная лыжа ; 11 - фрезерный барабан ; 12 - дисковый нож ; 13 - Г-образный нож ; 14 - грабли

Рисунок 5

Лесопосадочная машина грядковая СЛГ - 1

1-неподвижная рама ; 2- ограждение ; 3- сидение ; 4 - ящик для посадочного материала ; 5 - посадочный аппарат ; 6- уплотняющие катки ; 7- балластный ящик ; 8 - стабилизирующие колесо ; 9 - сошник ; 10 - пружина

Таблица 1.

Техническая характеристика кустореза КРП-2.5.

Таблица 2.

Техническая характеристика плуга ПЛД 1.2.

Таблица 3.

Техническая характеристика культиватора КФЛ-1.4.

Таблица 4.

Техническая характеристика лесопосадочной машины СЛГ-1

Таблица 5.

Техническая характеристика трактора ЛХТ-55.

1.1 Расчет сопротивления орудий, агрегатируемых с тракторами

Расчет сопротивления кустореза с пассивным рабочим органом КРП-2.5

R = G_m × (f_т + sina) + m × n × d × K_р ,

где G_m - вес кустореза, кН, (таблица 1);_т - коэффициент трения стали о грунт (таблица 2.3);

a - угол наклона местности;- коэффициент одновременного резания, m = 0.7...0.9;- число одновременно перерезаемых стволов, n = 2...3;- средний диаметр стволов, см, d = 10...15 см;_р - коэффициент сопротивления резанию, кН/см; _р = 1.2...1.5 кН/см - для мягкой древесины; _р = 1.5...2.2 кН/см - для пород с твердой древесиной.= 8.7*(0.4+0.1)+0.7*2*0.1*1.5=4.56, кН

Расчет сопротивления плуга ПЛД-1,2

R = G_м × (f_t + sina) + k_o × a × b + e × a × b × v² + R_z × (1 + f_t),

где G_м - вес плуга, кН, (таблица 2);_t - коэффициент трения почвы о сталь (таблица 2.3 или таблица 2.8);

a - угол наклона местности;_o -коэффициент сопротивления деформации почвы, кН/м²(таблица 2.3);- глубина обработки почвы, м (таблица 2.10);- ширина захвата плуга, м (таблица 2.10);- коэффициент динамичности, кН/м⁴, e = 1.5...2.0 кН/м⁴;- скорость движения агрегата, м/с;

где D - часть площади поперечного сечения, которая зависит от свойства древесной породы распространять корни в пахотном слое, D = 0.1...0.05;

R=8.5*(0.4+0.1)+35*0.25*1.2+1.5*0.25*1.2*2²=5.7, кН

Расчет сопротивления лесопосадочных машин СЛГ-1 Тяговое сопротивление лесопосадочных машин R, кН, определяется по формуле

= G_m · f_t + k_o a · b_б · n_с ,

где G_m - вес лесопосадочной машины, кН (таблица 3);_t - коэффициент трения, f_t = 0.2...0.5;_o - удельное сопротивление почвы, кН/м² (таблица 2.3);- глубина хода сошника, м, (таблица 2.10);_б - ширина борозды, м, b_б = 0.06 м;

n_с - число сошников    

R= 6.75*0.5*70*0.25*0.06*1=3.54, кН

Расчет сопротивления орудий для дополнительной обработки почвы КФЛ-1.4

К орудиям для дополнительной обработки почвы относятся: культиваторы, рыхлители, бороны и др.

Тяговое сопротивление культиватора R, кН, равно произведению ширины захвата В на удельное сопротивление q , соответствующее заданной глубине и типу рабочих органов.

При сплошной обработке R = B × q;

при междурядной обработке R = (В - 2е × r) × q;=(1.4-5*2)*0.5 = 4.3, кН

1.2 Тяговый расчет тракторов

Для пассивных навесных орудий рассчитывается свободное тяговое усилие на крюке трактора Р_к , кН, которое можно реализовать при работе. Принимая во внимание, что Н, =0, формула [1] принимает следующий вид:

_к = (N_e -( N_тр + N_п + N_v + N_i )) / V_р

где N_е - эффективная мощность двигателя трактора, кВт, находится по формуле N_e= 0.8 · N_пасп,

где N_пасп - мощность двигателя по технической характеристике трактора, кВт (см. таблица 5);_тр - потери мощности в трансмиссии, находятся по формуле

_тр = N_е · (1 - h),

где: h- КПД трансмиссии,

h = 0.91...0.92 - для колесных тракторов;_v - потери мощности на буксование и извилистый ход, находятся по формуле N_v = (N_е - N_тр) · d /100,

где d - коэффициент буксования, принимаем d=10...20%;_п - потери мощности на передвижение, находятся по формуле

_п = (G_т + G_м · l) × (f ± sin a) × V_р ,

где G_т - вес трактора, кН (см. таблица 5); _м - вес навесной машины, кН (см. таблицы 1-4);

l - коэффициент догрузки, показывающий какая часть навесного орудия нагружает трактор (см. таблица 3.1);- коэффициент сопротивления качению тракторов

a - угол наклона местности, причем

знак «+» - при движении вверх по склону;

знак «-» - при движении вниз по склону;

a = 0 - при движении поперек склона (кроме случая холостого переезда трактора с одной полосы на другую);_р - рабочая скорость агрегата, находится по формуле

_р =V_т·(1 - d/100),

где V_т - теоретическая скорость агрегата на выбранной передаче трактора (см. таблицы 3.4-3.7);_i - мощность, затрачиваемая на преодоление сил инерции, находится по формуле

_i = (M · e_u · V_т · i · V_р) / G_а ,

где M - приведенная масса агрегата, т×с²/м, находится по формуле M = (G_т + G_м)/g ,

где G_т - вес трактора, кН (см. таблицы 3.4-3.7); _м - вес навесной машины, кН (см. таблица 2.10);- ускорение свободного падения, м/с², g=9.81м/с²;

e_u - коэффициент, принимается в пределах 7...14 кН/с; - коэффициент приведения масс, м/с², i = 1.1... 2.1 м/с²;_а - полный вес агрегата, кН, находится по формуле

G_а = G_т + G_м .

Тяговый расчет трактора ЛХТ-55 с КРП-2.5

_e = 0.8* N_{пасппасп}.= 61.1кВт_e=0.8*61.1=48.88, кВт_тр =48.88*(1-0.85)=7.3, кВт_v=(48.88 - 7.3)*0.2=8.3, кВт_р=2.5*(1-0.85)=2_п= (99+8,7*1)*(0.2±0.13)*2=15.07, кВт

М=(99+8.7)/9.81=10.98, т-с²/м_а = 107.7, кН_i=(10.97*7*2.5*1.1*2)/107.7=3.93, кВт _к =(48.88 - (7.3+15.07+8.3+3.9))/2=7.14, кН

Тяговый расчет трактора ЛХТ-55 с ПЛД - 1,2

_e = 0.8* N_{пасппасп}.= 61.1кВт_e=0.8*61.1=48.88, кВт_тр =48.88*(1-0.85)=7.3, кВт_v=(48.88 - 7.3)*0.2=8.3, кВт_р=2.5*(1-0.85)=2_п= (99+8.5*1)* (0.2±0.13)*2=15.05, кВт

М= (99+8.5)/9.8=10.96, т-с²/м_а =107.5, кН_i=(10.96*7*2.5*1.1*2)/107.5=3.93, кВт _к =(48.88-(7.3+15.05+8.3+3.93))/2=7.15, кН

Тяговый расчет трактора ЛХТ-55 с СЛГ-1

_e = 0.8* N_пасп

N_пасп.= 61.1, кВт_e=0.8*61.1=48.88, кВт_тр =48.88*(1-0.85)=7.3, кВт_v=(48.88 - 7.3)*0.2=8.3, кВт_р=2.5*(1-0.85)=2_п= (99+9.5*1) * (0.2 ± 0.13) *2=15.19, кВт

М=(99+9.5)/9.81=11.06, т-с²/м_а = 108.5, кН_i=(11.06*7*2.5*1.1*2)/108.5=3.93, кВт _к = (44.88-(7.3+15.19+8.3+3.93)/2=7.08, кН

Тяговый расчет трактора ЛХТ-55 с КФЛ-1.4

_e = 0.8 *N_{пасппасп} = 61.1, кВт _e=0.8*61.1=48.88, кВт_тр =48.88*(1-0.85)=7.3, кВт_v=(48.88 - 7.332)*0.2=8.3, кВт_р = 2.5*(1-0.85)=2_п = (99+8.15*1)* (0.2 ± 0.13) *2=15.19, кВта = 108.5, кН

М=(99+8.15)/9.81=10.9, т-с2/м_i = (10,9*7*2.5*1.1*2)/107.15= 3.9, кВ_к = ( 44,88-(7.3+15.19+8.3+3.9))/2=5.095, кН

1.3 Комплектование агрегата

Комплектование агрегата оценивается по степени загрузки h_т и h_о..

Для агрегатов с пассивными навесными или прицепными орудиями

h_{т =} R / P_к ,

- сопротивление орудия при работе, кН;_к - свободное тяговое усилие на крюке трактора, кН;

Оптимальными считаются значения близкие к единице т.е. загрузка составляет 100 %. Этих значений можно достичь для пахотного агрегата, бульдозера, террасера, грейдера, корчевателя, кустореза. Для посевных, посадочных, культивационных агрегатов достичь таких значений не представляется возможным по технологическим (шаг посева или посадки) и другим (малый вес, условия проходимости агрегатов, отсутствия необходимых тракторов) причинам. Загрузка таких агрегатов составляет примерно 20...25 %.

Если значение коэффициента превышает единицу, то это значит, что агрегат выбран неудачно. Для работоспособности агрегата нужно уменьшить скорость движения, а если это не поможет - подобрать более мощный трактор.

Комплектование КРП-2.5 с трактором ЛХТ-55 h_т = 4.56/7.14=0.63

Комплектование ПЛД-1.2 с трактором ЛХТ-55 h_т = 5.7/7.15=0.79

Комплектование СЛГ-1 с трактором ЛХТ-55 h_т = 3.54/7.08=0.5

Комплектование КФЛ-1.4 с трактором ЛХТ-55 h_т =4.3/5.095=0.84

1.4 Расчет производительности агрегатов

Сменная производительность агрегатов W_см, га/см, определяется по формуле_см = 0.36 · B · V_т · T_см · K_v· K_в · K_т ,

где B -