Комплекс механизированных работ по реконструкции насаждений с возобновившимися лиственными породами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема: Комплекс механизированных работ по реконструкции насаждений с возобновившимися лиственными породами

Содержание

Введение

Технологический процесс и система машин, характеристика лесохозяйственной техники

1. Расчет сопротивления орудий

2. Тяговый расчет тракторов.

3. Комплектование агрегата

4. Расчет производительности агрегатов

5. Расчет количества агрегатов

6. Расчет горюче-смазочных материалов

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Основной задачей в лесном хозяйстве является, повышения производительности труда и снижения стоимости выполняемых работ.

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.

Под выражением "технология создания лесных культур" понимается последовательность приемов и операций, обеспечивающих выращивание лесных культур заданного качества. В данном курсовом проекте мы должны составить перечень операций, необходимых для выполнения поставленных целей.

Цель данного курсового проекта является создание комплекса механизированных работ по реконструкции насаждений с возобновившимися лиственными породами.

Технологический процесс и система машин, характеристика лесохозяйственной техники

Комплекс механизированных работ по созданию лесных культур на свежих вырубках с дренированными почвами.

1. Расчистка полос;

2. Вспашка полос;

3. Посадка саженцев;

4. Уход.

Расчистка полос осуществляется орудием для расчистки полос ОРП-2.6, который агрегатируется с трактором ТТ-4.

Вспашку производим плугом ПКЛ - 70, агрегатируемым с трактором ТДТ-55А.

Для высадки посадочного материала используем машину лесопосадочную универсальную МЛУ-1, агрегатируемую с трактором ЛХТ-55

В качестве ухода за саженцами применяем культиватор КЛБ-1,7, агрегатируемый с трактором МТЗ-80.

Таблица 1 - Техническая характеристика клина для расчистки полос ОРП-2.6 и трактора ТТ-4

Техническая характеристика ОРП-2.6
Ширина захвата	2,6, м
Диаметр срезаемых деревьев.	До 40, см
Масса, кг; (кН)	1200 (11.76)
Техническая характеристика ТТ-4
Номинальная мощность двигателя N, кВт	95,7
Скорость движения, км/ч; (м/с)	2,25....10,05 (0,625….2,792)
Число передач вперед/назад	8 / 4
Удельное давление на почву, МПа	0,045
Масса, кг; (кН)	12800 (125,44)

Таблица 2 - Техническая характеристика плуга лесного комплексного ПКЛ-70 и трактора ТДТ-55А

Техническая характеристика ПКЛ-70
Глубина обработки, м.	0,1….0,15
Ширина захвата, м.	0,7
Масса, кг; (кН)	600 (5,88)
Техническая характеристика ТДТ-55А
Номинальная мощность двигателя N, кВт	55,2
Скорость движения, км/ч; м/с	2,7….11,8 (0,75….3,28)
Масса, кг; (кН)	8700 (85,26)

Таблица 3 - Техническая характеристика МЛУ-1 и трактора ЛХТ-55

Техническая характеристика МЛУ-1
Шаг посадки, м	0,5;0,75;1
Производительность, км/ч	2,20-3,20
Ширина захвата, м	1,5
Масса, кг; (кН)	1125 (11,025)
Техническая характеристика ЛХТ-55
Тяговый класс	30 кН
Мощность	45.9 кВм
Удельный расход топлива	7.4*10-8 кг/дж
Длинна	6.45
Ширина	2.25
Высота	2.56
Дорожный просвет	0.54
Колея	1.69
Среднее удельное давление	4.6 Н/см2
Масса, кг (кН)	9400 (92,12)
Тяговое усилие на канате лебедке	71.1 кН

Таблица 4 - Техническая характеристика лесного культиватора КЛБ-1,7 и трактора МТЗ-80

Техническая характеристика культиватора КЛБ-1,7
Глубина обработки, м	До 0,12
Ширина захвата, м.	1,7
Масса, кг; (кН)	580 (5,68)
Техническая характеристика трактора МТЗ-80
Мощность двигателя, кВт	55,16
Число передач вперед / назад	18 / 2
Скорость движения, км/ч; (м/c)	1,89….15,15 (0,525….4,208)
Масса, кг; кН	3160 (30,97)

1. Расчет сопротивлений орудий, агрегатируемых с тракторами

Расчет сопротивления орудия для расчистки полос ОРП - 2,6

R G_m * (f + sin) + K₀ * a * b*Ш G₂ * f₂ (1)

где: G_m -- вес корчующего оборудования, кН; (таблица 1)

f -- коэффициент сопротивления перемещению корчевателя, 0,3...0,8;

sin -- угол наклона местности;

K_о -- коэффициент сопротивления рыхлению грунта и разрыву корней, кН/м², K_о 5...50 Н/см²;

Ш(пси)- коэффициент неполноты рыхления;

Ш=0,75…0,85- при связных грунтах;

a -- глубина рыхления грунта зубьями корчевателя, м

b -- ширина захвата зубьев корчевателя,

G₂ -- вес материала перемещаемого корчевателем, кН, G₂ 10...15 кН;

f₂ -- коэффициент сопротивления перемещению материала, f₂ 0,4...0,7.

R G_m * (f+sin) + K₀ * a * b * Ш G₂ * f₂ 11,76 * (0,5+0.21) + 50 * 0,05 * 2,6 * 0,75 + 10 * 0,6 = 19.2 кН

Расчет сопротивления для плуга ПКЛ-70 производится по формуле:

Расчет лесных плугов

R G_м f_t sin k_o1ab eabv² qab, (2)

где

G_м -- вес плуга, кН (таблица 2);

f_t -- коэффициент трения почвы о сталь, равный 0,5;

R -- сопротивление плуга при работе, кН;

-- угол наклона местности;

k_o -- коэффициент сопротивления деформации почвы, кН/м²;

a -- глубина обработки почвы, м (таблица 2);

b -- ширина захвата плуга, м (таблица 2);

e -- коэффициент динамичности, кН/м⁴; е=1,5....2,0;

v -- скорость движения агрегата, м/с (таблица 2);

-- часть площади поперечного сечения, которая зависит от свойства древесной породы распространять корни в пахотном слое, = 0,1....0,05;

q -- удельное усилие для разрыва корней, кН/м², q = 2000....3000Н/м².

R G_м f_t sin k_o1ab eabv² qab =5,88·(0,5+0.21)+55·(1-0,1)·0,1·0,7+1,5·0,1·0,7·0,75²+2000·0,1·0,1·0,7=21.66 кН.

Расчет сопротивления для ПЛА-1А определяется по формуле:

· _{б с,} (3)

где -- вес лесопосадочной машины, кН (таблица 3);

_t -- коэффициент трения, _t = 0,2....0,5;

-- удельное сопротивление почвы, кН/м²;

-- глубина хода сошника, м, (таблица 3);

_б -- ширина борозды, м; b_б = 0,06 м; _с -- число сошников

 · _{б с} = 10,10,3+250,30,32 = 7,53 кН.

Расчет сопротивления для орудия дополнительной обработки почвы КЛБ-1,7 определяем по формуле:

R = B q, (4)

где B -- ширина захвата, м (таблица 4); q -- удельное сопротивление орудия, кН/м; R=1,7·1,75=2,98 кН.

2. Тяговый расчет тракторов

Эффективная мощность двигателя трактора , кВт, равна всем затратам энергии двигателя:

_трп+_i+ N_к + _0, (5)

Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздушной среды, при скоростях движения меньше 10 км/ч существенно, мала и поэтому не учитывается. Большинство технологических процессов в лесном и садово-парковом хозяйстве выполняется на скоростях меньше 10 км/ч.

Для пассивных навесных орудий рассчитывается тяговое усилие на крюке трактора _кр, кН, которое можно реализовать при работе. Принимая во внимание, что вом , формула принимает следующий вид:

_к - (_тр+_п++_p, (6)

где _е -- эффективная мощность двигателя трактора, кВт, находится по формуле:

,_пасп, (7)

где: _пасп -- мощность двигателя по технической характеристике трактора, кВт (таблицы 1,2,4);

_тр-- потери мощности в трансмиссии, находятся по формуле:

_тре, (8)

где: - КПД трансмиссии

= 0,85....0,88 - для гусеничных тракторов

= 0,91....0,92 - для колесных тракторов

-- потери мощности на буксование и извилистый ход, находится по формуле:

_vе- _тр , (9)

где: - коэффициент буксования, принимаем =10...20 %

_п-- потери мощности на передвижение, находятся по формуле:

_{п тм р,} (10)

где: _т- вес трактора, кН (таблицы 1,2,34);

_м - вес навесной машины, кН (таблицы 1,2,3,4);

- коэффициент догрузки, показывающий какая часть навесного орудия нагружает трактор.

-коэффициент сопротивления качению тракторов.

- угол наклона местности, = 0;

_р - рабочая скорость агрегата, находится по формуле:

_рт, (11)

где: _т - теоретическая скорость агрегата на выбранной передаче трактора (см. таблицы 1,2,4);

-- мощность, затрачиваемая на преодоление сил инерции, находится по формуле:

_тра, (12)

где: - приведенная масса агрегата, тс²/м, находится по формуле:

_тм) /, (13)

где: _т- вес трактора, кН (см. таблицы 1,2,3,4);

_м - вес навесной машины, кН (см. таблицы 1,2,3,4);

- ускорение свободного падения, м/с². ,м/с²;

- 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:

_{а тм}, (14)

Для каждого агрегата, работающего в реальных условиях, необходимо провести проверку на условие _кас < Р_сц

Р_сц -- сила сцепления трактора с почвой, кН, находится по формуле:

Р_{сц т}, (15)

где: -- коэффициент, показывающий долю силы тяжести трактора, приходящийся на ведущие колеса,

= 1 - для гусеничных и колесных со всеми ведущими мостами,

= 2/3 - для колесных с одним ведущим мостом;

_т-- вес трактора, кН (см. таблицы 1,2,4);

µ-- коэффициент сцепления трактора с почвой.

Касательная сила тяги, кН, находится по формуле

P_кас = P_к + (G_т + G_м)·(f + sin). (16)

Тяговый расчет трактора ТТ-4 + ОРП-2.6

_тра =(13,67·7·0,625·1,1·0,57)/133,97=0,28 кВт;

,_пасп =0,8·95,7=76,56 кВт;

_тре =76,56·(1-0,85) =11,49 кВт;

_{п тмр} =(125,44+11.76·1,0)·(0,25±0.21)·0,64=3.51 кВт;

_vе- _тр =(76,56-11,49) ·10/100 =6,51 кВт;

_к -(_тр+_п++_p=(76,56-(11,49+3.51+6,51+0,28)/0,57=96.09 кН;

P_кас = P_к+(G_т+G_м)·(f +sin)=96.09+(125,44+11.76·1)·(0,25+0.21)=101,6 кН;

Р_{сц т} 1·125,44·1=125,44 кН;

Р_кас < Р_сц,101,25<125,44 => условие выполняется.

Тяговый расчет трактора ТДТ-55А+ ПКЛ-70

_тра =(9,30·7·0,75·1,1·0,675)/91,14=0,40 кВт;

,_пасп =0,8·55,2=44,16 кВт;

_тре =44,16·(1-0,85)=6,63 кВт;

_{п тмр} =(85,26+5,88·1,0)·(0,150.21)·0,675=3,69 кН;

_vе- _тр =(44,16-6,63) ·10/100=3,75 кВт;

_к -(_тр+_п++_p=(44,16-(6,63+3,69+3,75+0,40))/0,675=43,99 кН;

P_кас = P_к+(G_т+G_м)·(f +sin) =43,99+(85,26+5,88·1,0)·(0,15+0.22)=77.7 кН;

Р_{сц т} 1·85,26·1,0=85,26 кН;

Р_кас < Р_сц,77.7<85,26 => условие выполняется

Тяговый расчет трактора ЛХТ-55+МЛУ-1

Ne = 0.8·Nпаст = 0.84·5.6 = 36.48 кBт

Nmp = Ne· (1-з) = 36.48· (1-0.85) = 5.5 кВт

Nv = (Ne-Nmp) ·д/100 = (36.48-5.5) ·20/100 = 6.196 кВт

Vp = Vt· (1-д/100) = 0.92· (1-0.2) = 0.736 м/с

Nn = (Gt+Gm·л) · (f±sinб) ·Vp = (90+11.03·1)·(0.08±0.21)·0.736 = 9.7 м/с

Ni = (M·Eu·Vt·i·Vp)/Ga = (10.1·14·0,92·1,9·0,736)/101.3 = 1,79 кВт

Pk = (Ne-(Nmp+Nn+Nv+Ni))/Vp = (36,48-(5,5+9.7+6,196+1,79))/0,736 = 18.06 кВт

Pкас = Pk+(Gt+Gm·л)·(f+sinб) = 18.06+(90+11.03·1)·(0.08+0.21) = 47.44 кН

Р_{сц т} = 1900.6 = 54 кН

Р_кас < Р_сц,747.44<54 => условие выполняется

Тяговый расчет трактора МТЗ-80+ КЛБ-1,7

_тра =(3,74·7·0,525·1,1·0,473)/36,65=0,20 кВт;

,_пасп =0,8·55,16=44,13 кВт;

_тре =44,13·(1-0,91)=3,97 кВт;

_{п тмр} =(30,97+5,68·1,0)·(0,16+0.21)·0,473=6.4 кН;

_vе- _тр =(44,13-3,97)·10/100=4,02 кВт;

_к -(_тр+_п++_p=(44,13-(3,97+6.4+4,02+0,20))/0,473=62.45 кН;

P_кас = P_к+(G_т+G_м)·(f + sin) =62.45+(30,97+5,68·1,0)·(0,16+0.21)=17,09 кН;

Р_{сц т} 1·30,97·0,6=18,58 кН;

Р_кас < Р_сц,17,09<18,58 => условие выполняется

3. Комплектование агрегата

Для агрегатов с пассивными навесными или прицепными орудиями расчет производится по формуле:

з_т = R / P_к, (17)

где з_т - коэффициент использования тягового усилия трактора;

R - сопротивление орудия при работе, кН;

P_к - свободное тяговое усилие на крюке трактора, кН.

Если з_т 1 - агрегаты не подходят друг другу; если з_т < 1 - агрегаты подходят друг другу.

Определяем коэффициент использования тягового усилия трактора ТТ-4 с ОРП-2.6:

з_т = R / P_к =19.2/96.09=0,27 0,27 < 1 - агрегаты подходят.

3.2 Определяем коэффициент использования тягового усилия трактора ТДТ-55А с ПКЛ-70:

з_т = R / P_к =21.66 /43,99=0,47 0,47< 1 - агрегаты подходят.

Определяем коэффициент использования тягового усилия трактора ЛХТ-55 с МЛУ-1:

з_т = R / P_к =7.53/18.06=0,42 0,42< 1 - агрегаты подходят.

Определяем коэффициент использования тягового усилия трактора МТЗ-80 с КЛБ-1,7:

з_т = R / P_к =2,98/62.45=0,05 0,05<1 - агрегаты подходят.

4. Расчет состава МТП

Расчет состава МТП включает в себя расчет производительности тракторных агрегатов и расчет потребного количества техники для выполнения заданного объема работ.

Расчет производительности агрегатов

Сменная производительность агрегатов , га/см, определяется по формуле:

, _см , (18)

где --?конструктивная или технологическая ширина захвата, м.

Если по принятой технологии работ выбрана сплошная обработка участка, то принимается конструктивная ширина захвата равная ширине захвата соответствующего орудия (см. таблицы 1,2,3,4 ). При полосной обработке участка, предусматривающей оставление межполосных расстояний порядка 3...5 м, принимается технологическая ширина захвата, которая рассчитывается по формуле:

?, (19)

где ?- среднее расстояние между серединами соседних полос, м;

- число проходов агрегата по одной полосе;

-- теоретическая скорость движения агрегата, м/с;

_см -- продолжительность рабочей смены, час, Т_см = 8 часов;

-- коэффициент использования рабочей скорости находится по формуле:

_к, (20)

где - коэффициент буксования, =10….20%;

_к - коэффициент криволинейности хода трактора, _к= 0,05....0,3

-- коэффициент использования конструктивной ширины захвата,

= 1,1 -для плугов, = 1,0 -для сеялок, сажалок, борон, =0,9 - для культиваторов;

К_т -- коэффициент использования рабочего времени, К_т= 0,8....0,9, причем должно выполняться условие К_т = 1 - (Т_пер+Т₀) / Т_см

Расчет производительности ОРП-2.6

, _см

Кv = (1-д) (1-лкр) = (1-0.1) (1-0.1) = 0.81

, _см = 0,362,60,6580,810,85 = 3,31 га/см.

Расчет производительности ПКЛ-70

, _см

Кv = (1-д) (1-лкр) = (1-0,1)·(1-0,05) = 0,855;

W_см = 0,36·1.4·0,75·8·0,855·1,1·0,9=2.56 га/см.

Расчет производительности МЛУ-1

, _см

Кv = (1-д) (1-лкр) = (1-0.1) (1-0.1) = 0.81

= 0.366180.8110.9 = 12.6 га/см

Расчет производительности КЛБ-1,7

, _см

Кv = (1-д) (1-лкр) = (1-0,1)·(1-0,05) = 0,855;

W_см = 0,36·1,7·0,525·8·0,855·0,9·0,9=1,78 га/см.

5. Расчет количества агрегатов для выполнения всего объема работ

Количество агрегатов, , необходимое для выполнения заданного объема работ, определяется по формуле:

, (21)

Где: -- общая площадь, подлежащая данному виду обработки, га, или объем груза, необходимого для проведения работ, м³;

-- количество рабочих дней, находится по формуле:

, (22)

Где: - календарные сроки выполнения данной операции;

- количество выходных дней в этот период;

-- сменная производительность агрегата, га/см или м³/см;

-- коэффициент сменности, находится по формуле:

= Т_р / Т_см, (23)

где: Т_р - продолжительность рабочего дня в течение суток, час;

-- коэффициент технической готовности техники, =0,95 - если продолжительность работ менее 15 дней, _г = 0,9 - если более 15 дней.

Расчет объема работ ОРП-2.6 с трактором ТТ-4

D_k =40, D_B =6, D_p=34 дней;

=1000/(34·3,31·1·0,9)=24,1 ? 9 машины.

Расчет объема работ ПКЛ-70 с трактором ТДТ-55А

D_k =40, D_B=6, D_p=34 дней;

=1000/(34·2.56·1·0,9) ? 12 машины.

Расчет объема работ МЛУ-1 с трактором ЛХТ-55

D_k =40, D_B=6, D_p=34 дней;

=1000/(34·12.6·1·0,9)= ? 3 машин.

Расчет объема работ КЛБ-1,7 с трактором МТЗ-80

D_k=60, D_B=8, D_p=52 дней;

=1000/(52·1.78·1·0,9)=23,4 ? 12 машины.

6. Расчет горюче-смазочных материалов

Расчет топлива за смену Qсм, кг/см, может быть определен по формуле:

Q_см = Q_p· T_p +Q_x·(T_пер + Т_пов) + Q₀·T₀, (24)

где Q_p - расход топлива за час работы двигателя под нагрузкой, кг/ч [3];

T_p- Время чистой работы за смену, час,

T_p= l/V_p, (25)

где l- длина полос, обработанных за смену;

V_p- рабочая скорость движения агрегата, км/ч

V_p= V_T ·K_v, (26)

где -- коэффициент использования рабочей скорости находится по формуле:

_к, (27)

где - коэффициент буксования, =10….20%;

_к - коэффициент криволинейности хода трактора, _к= 0,05....0,3

Q_x - удельный расход топлива при холостых переездах и поворотах, кг/ч [3]; Время поворота на концах участка, Т_пов, ч:

Т_пов = l_п/V_p, (28)

где l_п- путь, пройденный трактором при поворотах на концах участка за смену.

Время холостых переездов Т_пер, час, находится по формуле

Т_пер = 0,05·Т_см, (29)

Q₀ - удельный расход топлива при остановках с работающим двигателем, кг/ч;

Т₀ - время работы двигателя на остановках, час, находится по формуле

Т₀ = 0,05·Т_см, (30)

Расход топлива на обработку одного q, га, находится по формуле

q=Q_см/W_см, (31)

Потребность в топливе для выполнения всего объёма данного вида работ, Q, кг, определяется по формуле

Q=q·S. (32)

Расчет горюче-смазочных материалов для ТТ-4

Ln = П*R+2*е+Хп = 3,14*2,6+2*3+4.8 = 18.9 м, = 0.019.

Тпов = Ln/Vp = 0,019/1.92 = 0.09 ч; км

Qсм = Qp*Tp+Qx*(Tпер+Тпов)+Q₀*T₀ = 12*7.22+8*(0.4+0,09)+ 1,5*0,4 = 91.12 кг/см

g = Qсм/Wсм = 91.12/3,31 = 27.5 кг/га

Q = g*S = 27.5*1000 = 27528 кг

Расчет горюче-смазочных материалов для ТДТ-55А

Ln = П*R+2*е+Хп=3,14*1.4+ 2*3+7 = 17.3 м, = 0.02 км.

Тпов = Ln/Vp = 0.02/2.31 = 0.05 ч.

Qсм = Qp*Tp+Qx*(Tпер+Тпов)+Q₀*T₀ = 12*7.89+7*(0.4*0.05)+1.5*0.4 = 98.43 кг/см

g = Qсм/Wсм = 98.43/3.56 = 27.65 кг/га.

Q = g*S = 27.65*1000 = 27648 кг.

Расчет горюче-смазочных материалов для ЛХТ-55

Ln = П*R+2*е+Хп=3,14*6+2*3 = 0.025 км.

Тпов = Ln/Vp = 0.025/1.71 = 0.015 ч.

Qсм = Qp*Tp+Qx*(Tпер+Тпов)+Q₀*T₀ =

12*6,98+9*1,26*(0,4+0,015)+1,5*0,4 = 114,36 кг/см

g = Qсм/Wсм = 114.36/12.6 = 9.08

Q = g*S = 9.08*1000 = 9076 кг.

Расчет горюче-смазочных материалов для МТЗ-80

Ln = П*R+2*е+Хп=3,14*1.7+2*3+6.6 = 0.018 км

Тпов = Ln/Vp = 0.018/1.62 = 0.011

Qсм = Qp*Tp+Qx*(Tпер+Тпов)+Q₀*T₀ = 8.5*6.48+5*(0.4+0.011)+1.2*0.4 = 57.62 кг/см.

g = Qсм/Wсм = 57.62/1.78 = 32.4

Q = g*S = 32.4*1000 = 32370 кг.

Заключение

В данном курсовом проекте была разработана технология создания комплекса механизированных работ по созданию лесных культур на свежих вырубках.

Была проведена расчистка площади, с помощью орудия для расчистки полос ОРП-2.6, с дальнейшей перепашкой участка плугом ПКЛ - 70. Посадку саженцев производили машиной универсальной МЛУ-1, и дополнительной обработкой почвы культиватором КЛБ-1,7.

Также был рассчитан состав агрегатов и машино-тракторного парка, вычислен необходимый расход горюче-смазочных материалов.

Список используемой литературы

лесное хозяйство трактор производительность

1. Брагинский М.В. Механизация садово-паркового хозяйства. Л. Колос. 1984. - 272 с.

2. Винокуров В.Е. и др. Машины, механизмы и оборудование лесного хозяйства. Справочник. М. МГУЛ. 2002. - 439 с.

3. Герасимов М.И., Кухар И.В. Машины и оборудования природообустройства и защиты окружающей среды: Методические указания по курсовому проектированию для студентов спец. 171100, 3208. - Красноярск : СибГТУ, 1999. - 68 с.

4. Зотов В.А. и др. Механизация зеленого хозяйства. Справочник. М. Стройиздат. 1985. - 440 с.

5. Зотов В.А. Машины для городских озеленительных хозяйств. М. Машиностроение. 1978. -203 с.

Размещено на Allbest.ru