Технология лесозаготовительного и лесопромышленного производства

     Из  предложенной таблицы видно, что  в зимний период количество работ сокращается более чем в два раза.

     1.4. Выбор и обоснование системы машин для лесосечных работ

     Рациональный  выбор системы машин для эффективного проведения лесосечных работ зависит, прежде всего, от принятого технологического процесса, а также от финансовых возможностей предприятия.

     Под системой машин понимается совокупность машин и оборудования различного функционального назначения, взаимоувязанных  по техническим и технологическим  параметрам и предназначенных для последовательного выполнения технологического процесса лесосечных работ. Одной из наиболее эффективных форм организации работы систем машин являются комплексы (комплекты).

     Комплекс (комплект) формируется для эффективного функционирования системы машин в конкретных природно-производственных условиях и характеризуется количеством машин каждого типа, последовательностью их расстановки, а также наличием и типом технологических связей между ними.

     При формировании систем из числа существующих машин требуется в зависимости  от природно-производственных условий определить наиболее целесообразные марки машин, схему их комплектования и их количество.

     Валочно-пакетирующая машина ЛП-19 – предназначена для  захватывания, перерезания дерева, а также удержания его при  переносе к месту укладки. Широко зарекомендовала себя благодаря высокой работоспособности в труднопроходимых условиях, высокой производительности при сплошных рубках, простоте обслуживания и относительно невысокой стоимости. Специальная конструкция ходовой системы и оснащение специальными гусеницами обеспечивают хорошую проходимость. Валочно-пакетирующие машины могут быть использованы при постепенных и проходных рубках леса, при прокладке просек под трубопроводы и воздушные линии электропередач, а также при расширении просек.

     Трактор трелевочный бесчекерный ЛТ-154 – машина трелевочная бесчокерная на базе трелевочного трактора ТТ-4 предназначена для подбора пачек деревьев объемом до 10 м³, сформированных валочно-пакетирующими машинами, и трелевки их на лесозаготовительных предприятиях с равнинным и холмистым рельефом местности.

     Машина  может производить ряд вспомогательных  работ: выравнивание торцов комлей хлыстов  на погрузочной площадке, поперечное перемещение деревьев с целью  подачи их в зону работы сучкорезной  машины толкателем или отвозку в  захвате.

     Сучкорезная машина ЛП-33 с раскряжевочной головкой предназначена для обрезки сучьев и раскряжевки на сортимент деревьев хвойных и мягколиственных пород  на лесопогрузочных пунктах лесосек или трелевочных волоках. Машина состоит из базового трактора ТТ-4, на котором смонтировано навесное технологическое оборудование, включающее опору и поворотную в вертикальной и горизонтальной плоскостях стрелу с сучкорезной, приемной и раскряжевочной головками, по направляющим перемещается захват протаскивающего устройства, приводимый в действие лебедкой с гидроприводом. Дерево очищается от сучьев и раскряжуется в несколько приемов за счет перемещения захвата в рабочем и холостом направлениях. Машина имеет удобное электрогидравлическое управление навесным технологическим оборудованием, охладитель гидрожидкости, унифицированные сучкорезную, приемную и раскряжевочную головки, автоматически закрывающийся (открывающийся) при включении лебедки захват протаскивающего устройства. Машина проверена в длительной эксплуатации, мобильна и маневренна, может работать, как автономно, из запаса деревьев, так и в комплексе с другими лесосечными машинами в едином технологическом потоке. На лесосеке для ее эксплуатации не требуется проведения специальных подготовительных работ.

     ЛТ-188 – лесопогрузчик челюстной перекидного типа предназначен для погрузки леса на лесовозный транспорт, штабелевки и прочих погрузочно-разгрузочных работ на лесных складах и перевалочных базах лесозаготовительных предприятий. Работает по принципу переноса груза над кабиной оператора и представляет собой грузоподъемную машину, состоящую из навесного оборудования, смонтированного на тракторе ТТ-4М.

     1.5. Выбор схемы расположения волоков

     Необходимо  выбрать схемы планировки лесосек  для разработки их заданными системами машин. Выбирая схемы планировки лесосек, следует учитывать необходимость выполнения правил техники безопасности и обеспечения максимальной производительности машин.

     Оценкой схемы расположения трелевочных  волоков является среднее расстояние трелевки, которая определяется по формуле: 

     L_ср = (ak₁+bk₂)*k₀,                                                           (2) 

где  a – ширина делянки, м;

     b – длина делянки, м;

     k₁, k₂ – коэффициенты, зависящие от схемы расположения трелевочных волоков;

     k₀ – коэффициент удлинения трелевочных волоков. 

     Для расчета данной формулы примем размер делянок равный 250×640 м, при средней площади одной лесосеки 16 га. Расположение волоков параллельное.

     Погрузочный пункт имеет размер 25×48 м, что составляет 0,12 га.

     Суммарная площадь всех погрузочных площадок не должна превышать 5% от общей площади лесосеки, значит 16×0,05=0,8 га.

     Значит, можно рассчитать количество погрузочных  площадок: 0,8/0,12≈7 шт.

     Коэффициенты  k₁ и k₂ соответственно равны 0,5 и 0,5/7=0,0714, а k₀ = 1,2. 

     L_ср = (250·0,5+640·0,0714)*1,2 = 204,83 м 

     Для того, чтобы точнее расположить на схеме волока, необходимо определить длину ленты набора пачки для трелевочной машины: 

     L_n = 10⁴·Q_n/q·∆,                                                                     (3) 

где Q_n – объем трелюемой пачки, м³;

     q – средний запас леса на одном га;

     ∆ - ширина ленты набора пачки, м. 

     По  единым нормам выработки объем трелюемой  пачки равен 5,5 м³. 

     L_n = 10⁴·5,5/250·15 = 14,67 м 

     При трелевке пачек комлями вперед вес  трелюемой пачки определяется из условий допустимой вертикальной нагрузки на коник, т.е.: 

     G_п = q_к/к',                                                                        (4) 

где q_к – допустимая вертикальная нагрузка на коник трактора (58,86кН);

     к' – коэффициент распределения веса пачки между коником и волоком (0,63кН). 

     G_п = 58,86/0,63 = 93,4 кН = 93400 Н·9,81·0,82 = 7807 кг = 7,8 т 

     Теперь  найдем наиболее точный объем трелюемой  пачки и сравним его с нормативным: 

     Q_n = (G_п(1-βkp-βk))/γν,                                                         (5) 

где βkp – доля веса пачки, приходящаяся на крону деревьев (0,14);

     βk – доля веса пачки, приходящаяся на кору стволов (0,08);

     γν  – объемный вес древесины (800), кН/м³. 

     Q_n = (7807(1-0,14-0,08))/800 = 7,6 м³ 

     Расчетное значение объема трелюемой пачки получилось больше, чем нормативное, т.к. влияет породный состав, природно-производственные условия, разные доли веса пачки приходящиеся на крону и на ствол. 
 

     1.6. Определение производительности лесосечных машин

     Производительность технических средств, предназначенных для заготовки древесины, является одним из основных технологических показателей процесса лесосечных работ.

     Расчетная производительность валочно-пакетирующих машин может быть определена: 

     П_р = 3600/ Т_ц,                                                                     (6) 

где Т_ц – время цикла валки-пакетирования, с/м³; 

     Т_ц = t_c+t_м+t_о+t_п                                                                        (7) 

где t_c – затраты времени на срезание деревьев, с/м³;

     t_м – затраты времени на работу манипулятора с деревьями и без них, с/м³;

t_о – затраты времени на приведение технологического оборудования в рабочее и транспортное положения, с/м³;

     t_п – затраты времени на перемещение машины с одной стоянки на другую, с/м³; 

     t_с = πd²_c / 4·П_чп·_φ3·_Vx,                                                         (8) 

где  d²_c – диаметр дерева в месте срезания, м;

     П_чп – производительность чистого пиления пилы, м²/с;

     φ₃ – коэффициент использования производительности чистого пиления;

     V_x – средний объем хлыста, м³; 

     t_с = 3,14·(0,36)² / 4·0,025·0,6·0,46 = 15 с/м³ 

     t_о = t_1.0/М_п,                                                                (9) 

где t_1.0 – время приведения оборудования в рабочее и транспортное положение (7…10 с); 

t_о = 8/7,6 = 1,05 с/м³ 

      Время перемещения машин: 

t_п = l_м/ V_x·ʋ_м,                                                                 (10) 

где l_м – путь перемещения машины от одной рабочей позиции к другой, м;

     ʋ_м – скорость машины, м/с; 

     t_п = 14,67/ 0,46·0,6 = 53 с/м³

     Т_ц = 15+1,05+36+53 = 105,05 с/м³

     П_р = 3600/105,05 = 34 м³/ч

      

     П_см = (Т_см-t_р)·П_р,                                                         (11) 

где  П_см – сменная производительность машины, м³/смен;

     Т_см – продолжительность рабочей смены, ч;

     t_р – регламентированные простои, ч/смена (1,38); 

     П_см = (8-1,38)·34 = 225 м³/смена 

     Расчетная производительность трелевочных тракторов  определяется: 

     П_р = 3600М_пφ²/Т_ц,                                                       (12) 

где М_п – расчетный объем трелюемой пачки, м³;

     φ² – коэффициент использования расчетного объема пачки;

     Т_ц – время цикла трелевки пачки леса, с; 

     Т_ц = t₁+t₂+t₃+t₄,                                                        (13) 

где  t₁ – время холостого хода трактора, с (2,6);

     t₂ – время формирования пачки, с (478);

     t₃ – время движения трактора с грузом, с (202,4);

     t₄ – время отцепки пачки, с (294,7); 

     Т_ц = 2,6+478+202,4+294,7 = 977,7 с

     П_р = 3600·7,6·0,9/977,7 = 25 м³/ч