Технология и оборудование лесозаготовок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Технология и оборудование лесозаготовок

1. Лесосечные работы

Лесосечные работы относятся к первой фазе производственного процесса лесозаготовительных предприятий и являются наиболее трудоемкими. Под лесосечными понимают все работы, которые выполняются на лесосеке: основные, подготовительные и вспомогательные, а также работы по очистке вырубок после окончания разработки лесосеки.

1.1 Определение размеров лесосек и их количества

Действующими правилами рубок размеры лесосек определяются в зависимости от категории лесов, лесорастительных условий и преобладающих пород. Лесосеки шириной 300 м отводят в хвойных насаждениях зоны смешанных лесов 3 группы, а также в лесах 2 группы при условии выполнения ряда мероприятий по возобновлению леса.

Площадь лесосеки определяется по следующей формуле:

S_л = a * b/10000

а и b - соответственно длина и ширина лесосеки, м

S_л - площадь лесосеки, га.

S_л = 300 * 400/1000= 12 га

Далее необходимо определить количество лесосек (Nл), необходимых для освоения годичного объема заготовки леса. Ликвидный запас древесины по заданию равен 200 м³/га, годовой объем заготовки - 130 тыс. м³.

Qг - годовой объем заготовки, м³;

qл - ликвидный запас древесины, м³/га.

Таким образом, чтобы заготовить годовой объем древесины, необходимо запроектировать 35 лесосек площадью 12 га.

1.2 Выбор схемы технологических процессов и системы машин

В зависимости от состава операций в каждом технологическом процессе, очередности и места их проведения лесосечные работы могут выполняться в различных вариантах. При выборе следует учитывать требования лесовозобновления, климатические и почвенно-грунтовые условия, требования качества заготавливаемой древесины, лесовозного транспорта.

Оборудование для каждой операции выбирается в соответствии с конкретными условиями. При выборе системы машин необходимо соблюдать следующие требования: машины, входящие в систему, по своим конструктивным и технологическим данным должны соответствовать природно-производственным условиям работы, иметь однотипность базового шасси, кратность производительности машин в системе.

Основным определяющим критерием, который учитывается при выборе машин для формирования их в систему, является средний объем хлыста (по заданию - 0,29 м³).

Выбор и применение вида трелевочного оборудования для конкретных производственных условий, обуславливается рельефом местности, несущей способностью грунтов, запасом древесины на 1 га, общим запасом лесосеки, наличием подроста.

Исходя из вышеперечисленных условий был выбран следующий блок технологических процессов при вывозке сортиментов:

· Валка трелевка (Харвестер Timberjack 770D);

· Обрезка сучьев (Харвестер Timberjack 770D);

· Раскряжёвка (Харвестер Timberjack 770D);

· Трелевка сортиментов (Форвардер Timberjack 810B)

· Погрузка сортиментов (Форвардер Timberjack 810B).

Для выбранной системы машин была разработана блок - схема технологических процессов (рис. 1.2.)

Рис. 1.2. Блок-схема технологических процессов лесозаготовки древесины в сортиментах

1.3 Выбор технологической схемы разработки лесосеки

Таблица 1.1 Техническое описание Харвестера - Timberjack 770D

Эксплуатационный вес	10,8 т
Производитель крана	Timberjack
Тип крановой установки	140HH76
Станд. колеса	650x26,5
Производитель агрегата	Timberjack
Тип агрегата	H742/745
Вид двигателя	D
Мощность двигателя	86 кВт
Количество покрышек	6
Гор.вылет	7,9 м
Тяговое усилие	100 kN
Габариты д х ш х в	9,74x2,4x3,66 м

Рис. 1.3. Вид сбоку

Таблица 1.2. Техническое описание Форвардера Timberjack 810B

Технические характеристики TIMBERJACK 810B

Эксплуатационная масса: 10 400,00-11 200,00 кг

Эксплуатационная мощность: 81,00 кВт

Грузоподъемность: 8 500,00 кг

Двигатель TIMBERJACK 810B

Модель двигателя: PERKINS 1004-40T

Количество цилиндров двигателя: 4 шт

Колеса: 500mm/600mm/700mm

Длина стрелы: 6 500,00/8 700,00/9 600,00 мм

Тяговое усилие: 110,00 кН

Манипулятор: Timberjack F51

Рис. 1.3.1. Вид сбоку

При выборе схемы расположения трелевочных волоков учитывается:

· рельеф местности;

· почвенно-грунтовые условия;

· характеристика насаждений;

· размеры лесосеки;

· тип трелевочного и погрузочного оборудования;

· вид лесовозного транспорта;

Выбор схемы разработки пасеки зависит от принятого способа трелевки (за комли или вершины) и типа применяемого трелевочного трактора, лесохозяйственных требований (с сохранением или без сохранения подроста) и почвенно-грунтовых условий. При трелевке сортиментов повышается рейсовая нагрузка, появляется возможность сохранения подроста. Определяется ширина пасеки, исходя из выбранной ее разработки.



Рис. 1.3.2. Схема разработки лесосек.

1 - раскряжевочная машина («харвестер»), 2 - сортименты на пасеке, 3 - пакетирующе-трелевочная машина для сортиментов («форвардер»), 4 - сохраненный подрост, 5 - пасечный волок, 6 - семенники, 7 - лесовозная дорога, 8 - сортименты на погрузочной площадке, А - ширина пасеки, Б - ширина волока

1.4 Проектирование лесопогрузочного пункта (верхнего склада)

Погрузка на лесовозный подвижной состав производится на лесопогрузочных пунктах (верхних складах), расположенных у лесовозных дорог (усов, веток, магистралей). Территория лесопогрузочного пункта должна быть достаточной для размещения на ней необходимого запаса древесины, машин, работающих на обзоре сучьев, погрузке леса. Наиболее распространенным оборудованием, применяемым на погрузочном пункте при трелевке трелевочными тракторами и машинами, являются челюстные погрузчики. Лесопогрузочные пункты устраивают при вывозке деревьев и хлыстов. На них могут выполняться следующие операции: очистка деревьев от сучьев, штабелевка деревьев (хлыстов) в запас, погрузка деревьев (хлыстов) на подвижной состав лесовозных дорог. В данном случае на верхнем складе производится только погрузка, так как обрезка сучьев производится на лесосеке.



Рис. 1.4. Схема лесопогрузочного пункта (верхнего склада) 1- лесовозная дорога; 2 - штабеля запаса.

1.5 Выбор структуры бригад и мастерских участков

В настоящее время основной формой организации труда при выполнении лесосечных работ являются лесозаготовительные бригады. В данном случае проектируется бригада, которая будет осуществлять валку деревьев, обрезку сучьев и трелевку хлыстов, т. е. бригада будет обслуживать один трелевочный трактор и не будет осуществлять погрузку.

Таблица 1.5.Потребное количество рабочих, машин и оборудования на основных работах

Наименование работ	Марка машины оборудования	Норма выработки (производительность), м3	Сменное задание бригады, м3	Потребн. число машин	Потребное число рабочих
Валка, Обрезка, Раскряжевка	Харвестер Timberjack 770D	68	137	2	2
Трелёвка, Погрузка сортиментовтов	Форвардер Timberjack 810B	44	137	3	3

Сменное задание на бригаду (Н_см) определяется по следующей формуле:

Н_см = Н_в·k_n·n,

где

Н_в - норма выработки ведущей машины, м³.;

k_n - коэффициент перевыполнения нормы выработки (1,1);

n - число ведущих машин в бригаде, шт.

Н_см = 68·2·1,1=137 м³

Количество человеко-дней, затрачиваемых бригадами на выполнение основных работ без учета затрат на перебазировку (А_р), рассчитывается по следующей формуле:

А_р = Q_г · n_р / Н_см ,

где Q_г - годовой объем производства, м³;

n_р - число рабочих в бригаде;

Н_см - сменное задание бригады, м³.

А_р = 90000 · 5/137= 3285 чел-дн

Количество человеко-дней, затрачиваемых бригадами на перебазировку (А_б), рассчитывается по следующей формуле:

А_б = Q_г Н_б / 1000 ,

где Н_б - количество человеко-дней, затрачиваемых на перебазировку из расчета на тыс. м³ вывезенного леса (1,4).

А_б = 90000 · 2,4 / 1000 = 216 чел - дн

А = А_р + А_б = 3501 чел - дн,

где А - общее количество человеко-дней, затрачиваемое рабочими в течение года на выполнение работ с учетом перебазировки.

Общее число бригад (n_бр) на основных работах определяется по следующей формуле:

n_бр = А / (n_р · D_р),

где D_р - число рабочих дней в году(250).

n_бр = 3501/ (5 · 250) ? 2 шт

Следовательно, на основных работах будет задействовано 2 бригады. Работы будут проводиться на 1 мастерском участке.

1.6 Подготовительные работы

Велико значение подготовительных работ для лесозаготовительного производства, целью которых является создание необходимых условий для успешного выполнения основных работ на лесосеке. К подготовленным работам относятся: лесосырьевая, технологическая и транспортная подготовка, подготовка территории лесосек, погрузочных пунктов и трелевочных волоков.

Перед началом разработки лесосеки производятся следующие работы: подготовка территории лесосек, разметка границ пасек и волоков затесками на деревьях, уборка опасных деревьев при механизированной валке, устройство магистральных волоков, подготовка лесопогрузочных пунктов (верхних складов), строительство усов лесовозных дорог.

Трудоемкость подготовительных работ зависит от почвенно-грунтовых условий, рельефа местности, захламленности лесосек, среднего запаса леса на гектаре, принято технологического процесса и системы машин.

Объем подготовительных работ определяется по технологической схеме разработки лесосек, по которой устанавливается количество пасек на лесосеке, трелевочных волоков и их протяженность, размещение и количество лесопогрузочных пунктов, протяженность лесовозного уса. Расчеты по определению объема подготовительных работ и трудозатраты на их выполнение сводятся в табл. 1.6.1.

Таблица 1.6.Объем подготовительных работ и трудозатраты на их выполнение

Наименование работ	Единица измерения	Норма выработки на чел-день	Объем работ на одну лесосеку чел-дн	Количество лесосек в год	общий объем работ
Разметка границ пасек и волоков затесками	км	2	12	35	161,87
Устройство погрузочной площадки для погрузки леса	шт.	0,6	37	35	2159,5
Итого	-	-	-		2321,37

Потребное количество рабочих для выполнения подготовительных работ (n_пр) определяется по следующей формуле:

n_пр = Т_пр / D_р

где

Т_пр - потребное количество человеко-дней для выполнения подготовительных работ специальной бригадой на расчетный год;

D_р - количество рабочих дней в году на подготовительных работах (250).

n_пр =2321,37 / 250 ? 9 человек

Подготовительные работы выполняются основными рабочими перед началом разработки лесосеки.

1.7 Вспомогательные работы

Вспомогательные работы включают в себя: обслуживание и ремонт механизмов и машин, их охрану, точку и правку режущих инструментов, доставку горюче-смазочных материалов и запчастей на лесосеку, доставку рабочих на лесосеку и обратно, перебазировку бригад с одной лесосеки на другую, содержание трелевочных волоков.

Таблица 1.7.Ведомость трудозатрат на выполнение вспомогательных работ

Вид работы	Единица измерения	Норма трудозатрат, чел.-дн.	Трудозатраты в год, чел.-дн.
Точка и правка инструмента	чел-дни / тыс. м3	5	450
Перебазировка бригад на новую лесосеку	чел-дни / тыс. м3	4,5	405
Содержание тракторных трелевочных волоков в исправном состоянии	чел-дни / трелевочный трактор в смену	0,5	750
Доставка рабочих к месту работы и обратно	чел-дни / смена работы	1	250
Доставка ГСМ, запчастей и других материалов	чел-дни / смена работы	1	250
Охрана оборудования	чел-дни / мастерский участок	845	845
Содержание и ремонт механизмов и оборудования: Харвестер Форвардер	чел-дни / тыс. м3	17 9	1530 810
Итого	-	-	5290

Потребное количество рабочих для выполнения вспомогательных работ (n_вр) определяется по следующей формуле:

n_вр = Т_вр / D_р,

где

Т_вр - потребное количество человеко-дней для выполнения вспомогательных работ специальной бригадой на расчетный год;

D_р - количество рабочих дней в году на вспомогательных работах (250).

n_пр = 5290/250? 21 человек

Вспомогательные работы выполняются силами специальных бригад. Количество бригад на вспомогательных работах (n_бр.вр) определяется по следующей формуле:

n_бр.вр = n_вр / 4 ,

n_бр.вр = 24/ 4 =5 бригад

1.8 Очистка вырубок

С целью обеспечения санитарного состояния леса и проведения противопожарных мероприятий лесосеки должны быть очищены от порубочных остатков и валежника. Машинный способ очистки вырубок с помощью подборщиков сучьев применяется на тех лесосеках, где нет подроста или он недостаточно сохранен. Работа подборщика производится в бесснежный период или при глубине снежного покрова до 0,5 м. При наличии подроста очистка вырубок осуществляется вручную.

Таблица 1.8.Трудозатраты на очистку вырубок

Способ очистки вырубки и состав работ	Общая площадь очистки, га	Норма выработки на чел.-день, га	Общие трудозатраты чел.-дн.
вручную	12	4,1	1722

Потребное количество рабочих для выполнения очистки вырубок (n_ов) определяется по следующей формуле:

n_ов = Т_ов / D_р

где

Т_ов - потребное количество человеко-дней для выполнения очистки вырубок специальной бригадой на расчетный год;

D_р - количество рабочих дней в году на вспомогательных работах (250).

n_ов = 1722 / 250 ? 7человек

Очистка вырубок выполняются силами специальной бригады.

1.9 Основные технико-экономические показатели работы мастерских участков и предприятия

Основным производственным подразделением лесозаготовительного предприятия является мастерский участок. Расчетные данные по организации мастерских участков, технико-экономические показатели по участкам и всему предприятию помещаются в табл. 1.9.

Таблица 1.9.Основные технико-экономические показатели работы мастерских участков и предприятия

N п/п	Наименование показателей	Всего по предприятию
1	Готовый объем лесозаготовок тыс. м3	90
Основные работы
2	Число лесозаготовительных бригад	2
3	Число рабочих в бригаде	2
4	Всего работ на основных работах	7
5	Комплексная выработка м3/чел. дн.	51,4
Подготовительные работы
6	Число бригад	2
7	Число рабочих в бригаде	5;4
Вспомогательные работы
8	Число бригад	5
9	Число рабочих в бригаде	4;4;4;4;5
Очистка вырубок
10	Число бригад	2
11	Число рабочих в бригаде	3;4
12	Всего рабочих	37
13	Годовая выработка на 1 рабочего,м3	2,43
Количество основного работающего оборудования,шт:
14	Валка,обрезка сучьев, раскряжовка ( Харвестер)	4
15	Трелёвка (Форвардер)	6

2. Лесоскладские работы

Лесоскладские работы относятся к третьей фазе производственного процесса лесозаготовительных предприятий. Трудоемкость лесоскладских работ составляет около 55% всех трудозатрат по основному лесозаготовительному производству.

Под лесоскладскими работами понимают все работы по приемке и первичной обработке заготовленного леса, временного хранения и отгрузке лесоматериалов потребителям или подготовке их к сплаву, а также работы по производству пилопродукции, шпал, технологической щепы, переработке низкокачественной древесины и древесных отходов. Лесоскладские работы выполняются на лесопромышленном складе, который является одним из производственных подразделений лесозаготовительного предприятия и расположенный в пункте примыкания лесовозной дороги к путям общего пользования.

2.1 Определение объема работ, количестваотходов и выхода готовой продукции

Сортиментный план является основой для обоснования плана реализации продукции, составления плана работ на лесопромышленном складе и других расчетов.

Определение объема сырья и выход готовой продукции на нижнем складе. Расчеты отражены в таблице 2.1

Таблица 2.1.1 Определение объема сырья и выход готовой продукции на нижнем складе.

76,32/90*100=84,8%=85%2.2

Разработка технологической схемы нижнего лесопромышленного склада. Выбор оборудования.

Таблица 2.2 Техническая характеристика: ККС-10

Грузоподъемность, т	10
Пролет, м	32
Высота подъема крюка ,м	10
Скорости, м/с
- подъема груза	0,23
-передвижения тележки	0,67
- передвижения крана	0,60
Мощность двигателя, кВт	42
Масса, т	42
Часовая производительность м3/ч, при фронте штабелевки 100 м	55-80

Рис 2.2. Консольно козловой кран (ККС-10)

Таблица 2.2.1 Техническая характеристика: ЛТ-86:

Длина, м	130
Скорость тягового органа, м/с	0,8
Число лесонакопителей	18
Шаг траверса, м	0,8
Масса одной траверсы, кг	10,2
Мощность электродвигателя, кВт	37
Масса, т	18
Количество обслуживающих рабочих, чел	2

Рис 2.2.1. Автоматизированный сортировочный лесотранспортер ЛТ-86

Составляем структурную схему технологического процесса нижнего лесопромышленного склада.



Рис.2.2.2. Структурная схема технологического процесса нижнего лесопромышленного склада.

Из блок-схемы видим, что поступившая древесина поступает на сортировку, сортировка производится сортировочным транспортером ЛТ-86. Далее отсортированная древесина штабелюется и поскольку по нас складе нет цеха по дальнейшей переработке круглых лесоматериалов, то они сразу отгружаются краном ККС-10. Низкокачественная древесина же поступает в цех колотых балансов, а так же на производство технологической щепы. На выходе получаем колотые балансы, которые, также отгружается краном ККС-10

2.3 Выбор потребного количества оборудования и рабочих

Таблица 2.3.Расчет потребного количества оборудования

Наименование работ	Марка оборуд	Сменное задание	Норма выработ-ки м3/см	Потребное количество оборудова-ния	Кол-во раб. обслуж 1 оборуд	Кол-во смен	Потреб. Кол-во раб.
1.Выгрузка 2.Сортировка 3.Штабелевка и отгрузка	ККС-10 ЛТ-86 ККС-10	180 180 152,5	350 216 300	1 1 1	1 2 1	2 2 2	4 8 4

Q_сут.=Q_г./D_р.=90000/250=360м³

Q_см.= Q_сут. /К_см.=360/2=180 м³

Q_{см для штабел.}=Q_{г.п * n}/D_р.=152,5 м³

2.4 Выбор технологической схемы цеха переработки и применяемого оборудования. (Цех производства рудничной стойки и баллансов)

На нижних складах лесозаготовительных предприятий,лесных складах шахт и целлюлозно-бумажных предприятий работает ряд поточных линий,отличающихся по своей компановке и производительности..

Простейшие технологические линии по производству балансов и рудничной стойки имеют в своём составе Балансирную пилу l (рис.а) типа ЦБ-100-4 и окорочный станок 2 типа ОД -1М или балансирную пилу l (рис.б) типа ЦБ-100-4 и окорочный станок 2 типа ЛО-24.Сменная производительность линии 40 - 50 м2.

Поточная линия АРС-1 ЦНИИМЭ для производства рудничной стойки приведена на рисунке «г» .С конвейера долготьё сбрасывателями сталкивается на площадку, а затем поштучно подаётся в буферный магазин, откуда бревно поштучно подвигается под пилу типа АЦ-1. Полученная рудничная стойка со стола отмера длин сбрасывается на конвейер, затем на поперечный конвейер, на котором автоматически производится сортировка по длинам.На лесонакопителей лесопогрузчик отвозит пачки рудничной стойки в штабель. Балансы получающиеся при разделке долготья, поступают на конвейер и сбрасываются в лесонакопитель. Отходы конвейером подают в бункер. Сменная производительность линии 80 - 90 м3.

Рисунок Технологические схемы поточных линий по производству балансов и рудничной стойки.

2.5 Проект нижнего лесопромышленного склада

Рис. 2.5. Схема нижнего лесопромышленного склада

1. ККС-10;

2. Лесотранспортер ЛТ-86;

3. Цех лесоперерабатывающий;

4. Штабели лесоматериалов;

5. Разобщитель бревен ЛТ-80;

6. Лесовозная дорога;

7. Железная дорога.

Заключение

лесосека заготовительный лесопогрузочный

Обеспечение роста производительности труда в лесозаготовительном производстве, наиболее полное и рациональное использование заготовляемой древесины возможно лишь на основе комплексной машинизации технологических операций путем применения современных систем машин, обеспечивающих выполнение всего комплекса работ на заготовке, транспортировке и первичной обработке древесины без применения ручного труда. Поэтому одной из основных задач лесозаготовки является выбор систем машин для выполнения всего комплекса работ на лесозаготовительном предприятии

Другой важнейшей проблемой лесозаготовок является наиболее полное использование всей биомассы дерева, так как при заготовке, первичной обработке и переработке древесины образуются древесные отходы, представляющие собой вторичные ресурсы и маломерные деревья, которые являются резервом для покрытия растущей потребности лесоматериалах. Необходимого улучшения использования древесного сырья обусловлена не только ростом потребности в лесоматериалах, но и повышением эффективности производства продукции без увеличения объемов лесозаготовок.

Лесопромышленное производство заключает три технологические фазы: лесосечные работы, транспорт древесины и лесоскладские работы, которые должны рассматриваться во взаимосвязи друг с другом.

Литература

1. Захаренко Г.П. Чернякевич В.И. Технология лесозаготовительных производств и сухопутный транспорт леса: Учебное пособие. - Йошкар-Ола: МарПИ, 1994.- 68 с.

2. Ширнин Ю.А. Технология и машины лесосечных работ. Йошкар - Ола, 2005.

3. Ю.А Ширнин, А.Н. Чемоданов, С.Б. Якимович, Е.М. Царев Технология и оборудование лесопромышленных производств. Йошкар-Ола ,2005.

4. В.Г. Кочегаров, Ю.А. Бит, В.Н. Меньшиков Технология и машины лесосечных работ., М. 1990.

5. Шелгунов Ю.В. Лесоэксплуатация и транспорт леса. М. 2000.

Размещено на Allbest.ru