Система машин для производственных процессов лесхоза

• Глава I. Краткая характеристика лесничества
• 1.1 Местонахождение лесничества
• 1.2 Природные условия
• 1.3 Лесной фонд
• 1.4 Анализ использования машинной техники
• Глава II. Проектируемая система машин для производственных процессов лесхоза
• 2.1 Технологические комплексы производственных процессов с законченными циклами производства
• 2.2 Тягово-эксплуатационные расчеты комплектования лесохозяйственных агрегатов по видам работ
• 2.2.1 Основная обработка почвы
• 2.2.2 Дополнительная обработка почвы
• 2.2.3 Посев семян
• 2.2.4 Агротехнический уход
• 2.2.5 Проведение противопожарных мероприятий
• 2.3 Расчеты потребности агрегатов составляющих систему машин для комплексной механизации производственных процессов
• Глава III. Организационно-технические мероприятия использования системы машин и оценка эффективности её применения
• 3.1 Подготовка участков для работы
• 3.2 Основные оценочные показатели кинематики агрегата на участке
• 3.3 Определение нормативного расхода топлива и смазочных материалов
• 3.4 Составление графика использования машино-тракторного парка лесхоза
• 3.5 Организация технического обслуживания машин
• 3.6 Ожидаемые технико-эксплуатационные показатели использования системы машин
• 3.7 Техника безопасности при эксплуатации системы машин
• Заключение
• Список литературы

Глава I. Краткая характеристика лесничества.

1.1 Местонахождение лесничества.

Пригородное лесничество Республики Татарстан расположен на территории Высокогорского, Пестречинского и Лаишевского районов РТ.

Общая площадь лесхоза 30 517 га.

Почтовый адрес: 420 071 г. Казань, ул. Халезова, 17 а.

Протяженность лесного фонда с севера на юг — 77 км, с востока на запада — 30 км. Контора предприятия находится в п. Дербышки Советского района г. Казани.

Структура лесхоза.

1.2 Природные условия.

Климатические условия..

По лесорастительному районированию предприятие относится к подзоне хвойно-широколиственных лесов зоны смешанных лесов.

Климатические условия территории предприятия носят умеренно-континентальный характер с довольно суровой и снежной зимой с незначительными оттепелями, поздней прохладной и сравнительно сухой весной, коротким жарким летом и влажной прохладной осенью.

Разность среднемесячной температуры наиболее теплого месяца (июль) и самого холодного (январь) составляет 32,7 град.С. Абсолютный максимум, приходится на июль-август, а минимум на декабрь-январь.

Теплый период со среднесуточной температурой 0 град. и выше продолжается в среднем 206 дней, продолжительность вегетационного периода (со среднесуточной температурой 5 град. С и выше) 172 дня (с начала мая по конец сентября), из них в среднем 140 дней температура воздуха бывает выше 10 град. Поздние весенние заморозки наблюдаются даже в первой декаде июня, когда температура воздуха иногда опускается до минус 3 град.С. Ранние осенние заморозки наступают в конце августа. От поздних весенних заморозков особенно страдают побеги, находящиеся на высоте до 2-х метров над уровнем почвы. Осенние ранние заморозки приводят к выжиманию саженцев в лесокультурах и к повреждению лесных семян. Интенсивность заморозков зависит от особенностей рельефа местности, характера почвы и растительности. Наибольшей силы заморозки достигают в низинах и плохо проветриваемых глубоких долинах, что важно учитывать при производстве лесных культур.

Направление преобладающих ветров Ю-ЮЗ. Средняя скорость ветра от 3,6 до 6,1 м/сек.

Глубина и характер промерзания почвы зависит от температуры воздуха зимой, влажности почвы в предзимний период, толщины снежного покрова, характера почв. Глубина промерзания почвы в среднем 90 см и колеблется от 30 до 150 см.

Реки имеют устойчивый ледяной покров средней продолжительностью 5−5,5 месяцев, который устанавливается в первой половине ноября. Вскрытие рек происходит в середине апреля, продолжительностью ледохода 2−4 дня. Режим уровня рек характеризуется высоким весенним половодьем и наличием летней и зимней межени.

Оценивая в целом климатические факторы района расположения предприятия, следует сказать, что они вполне благоприятны для развития и роста древесной растительности.

Рельеф и почвы..

Основная часть территории лесхоза представлена равниной, высота которой колеблется в среднем от 170 до 180 м над уровнем моря. На фоне общей равнины имеется значительная расчлененность рельефа. Характерной для нее является юго-восточная часть Высокогорского лесничества, которая в сильной степени изрезана овражно-балочной сетью.

На территории лесхоза преобладают типы почв, тесно связанные с рельефом и водным режимом местности:

дерново-сильно и среднеподзолистые, песчаные и супесчаные почвы. Встречаются в Матюшинском и Столбищенском лесничествах;

дерново-подзолистые легко и среднесуглинистые. Распространены в основных массивах Высокогорского лесничества;

дерново-подзолистые тяжелосуглинистые и серые лесные почвы. Преобладают в небольших колочных массивах Высокогорского лесничества.

По влажности почвы лесхоза относятся к свежим, очень редко к влажным и мокрым. Эрозионные процессы на территории лесхоза выражены слабо.

Гидрография и гидрологические условия..

машина пригородное лесничество лесохозяйственный Территория предприятия характеризуется гидрографической сетью из рек, речек и ручьев, относящихся к бассейну реки Волги с общим склоном стока вод на юго-запад.

Непосредственно на территории лесхоза в районе Высокогорского лесничества протекает река Казанка с притоками Киндерка, Березя, Сума.

По юго-восточной границе Столбищенского лесничества протекает река Меша с притоками М. Меша, Нырса, Нурма.

На территории лесхоза имеется несколько естественных и искусственных водоемов. Лесные массивы Столбищенского лесничества примыкают к озеру Ковалевское. Болота лесоустройством учтены на площади 192 га.

Уровень грунтовых вод на территории лесхоза находится в пределах от 5 до 10 м. Гидромелиоративной сети на территории лесхоза нет.

Пути транспорта..

Район расположения предприятия характеризуется развитой сетью шоссейных, грунтовых и железных дорог.

Непосредственно территорию лесхоза пересекает:

железная дорога широкой колеи Казань — Арск;

шоссейные дороги Казань — Арск, Казань — Набережные Челны, Казань — Сорочьи Горы, Казань — Матюшино, Казань — Столбищи.

Многочисленные грунтовые дороги, проходящие по лесным массивам лесничеств, используются лесхозом почти круглосуточно в качестве лесохозяйственных и противопожарных дорог. Грунтовые дороги в большинстве своем требуют улучшения и ремонта. Проезд по ним возможен только в сухое время года, а на отдельных участках только транспортом повышенной проходимости. Общая протяженность дорог на 1000 га района расположения предприятия 7,1 км, в том числе по Гослесфонду — 6,7 км.

Сплав леса по рекам не производится.

Таблица Характеристика путей транспорта.

1.3 Лесной фонд.

Распределение общей площади лесхоза на группы лесов и категории защитности..

Лесные массивы лесничества находятся в радиусе до 70 км от города Казани и основным целевым назначением их является выполнение санитарно — гигиенической и эстетической роли.

Общая площадь лесхоза распределяется на группы и категории защитности следующим образом:

Распределение покрытой лесом площади по преобладающим породам и классам бонитета..

Доминирующее положение в лесхозе занимают сосновые насаждения, на долю которых приходится 45,7% покрытой лесом площади.

Из мягколиственных пород наиболее распространены береза и липа по 15,7%.

Древостои лесхоза отличаются высокой производительностью. Хвойные, а также березовые насаждения имеют средний бонитет выше I класса. Осиновые насаждения имеют средний бонитет 1,3. Дубовые и липовые леса соответственно имеют средний класс бонитета — 2,0 и 2,1.

В целом по лесхозу преобладают насаждения высших бонитетов составляющие 69,9%; древостои II и III бонитетов занимают 30,1% от покрытой лесом площади.

Распределение покрытых лесом земель по классам бонитета площадь - га.

Типы леса и типы условий местопроизрастания.

Принятая при лесоустройстве схеме типов леса разработана Казанской лесоустроительной экспедицией и Татарской лесной опытной станцией в 1979 году.

Установленные при таксации типы леса объединены в следующие группы типов леса по сходству намечаемых хозяйственных мероприятий.

1. Сосняки лишайниково-мшистые, Сосняк лишайниково-мшистый, А 1−2.

2. Сосняки зеленомошниковые, А 2−3, Сосняк мшистый (брусничник) В 2−3 Сосняк — черничник Березняк сосновый Осинник осоковый.

3. Сосняки сложные, С 2−3 Сосняк кустарниковый Сосняк липовый Березняк осоковый.

4. Сосняк лещиновый, Д 2−3 Сосняк лещиновый.

5. Сосняк кленовый, Д 1 Сосняк кленовый.

6. Сосняк еловый, С 2−3 Сосняк еловый.

7. Ельники сложные, С 2−3 Ельник кисличник Ельник липовый Ельник приручьевый (лог).

8. Ельник дубовый, Д 2−3 Ельник дубовый.

9. Дубравы сухие кленовые, Д 0−1 Дубняк вишняковый Дубняк холмовый Дубняк кленово-березовый Липняк кленовый.

Распределение покрытых лесом земель по группам типов леса или типам лесорастительных условий (числитель-площадь/ га, знаменатель - %).

Из данной таблицы видно, что наибольшую площадь занимают группы типов леса сосняки сложные и дубравы кленово-липовые по 37,0% и 35,9% покрытой лесом площади, наименее встречаемый ельник дубовый (0,1%).

1.4 Анализ использования машинной техники.

В целях оценки эффективности использования средств механизации в лесном хозяйстве с применением системы машин необходим систематический анализ по таким показателям, которые бы наиболее объективно отражали как достигнутый технический уровень отрасли или предприятия, так и получаемые и результаты от применения техники.

Это позволяет определять и выявлять наиболее рациональные пути и формы хозяйствования, направления деятельности по снижению энергозатрат и себестоимости получаемой продукции, резервы не полного использования возможностей техники.

Сведения о выполнении производственного плана по лесному хозяйству за 20 год.

Техническая оснащенность лесхоза по состоянию на 20 год.

Сведения об использовании тракторов, автомобилей и наличии лесохозянственных машин за 20 год.

Определим уровень механизации для каждого вида лесохозяйственных работ.

У_м= (F_м /F _об) *100%.

F_м — объем механизированных работ данного вида;

F _об — общий объем работ этого вида, га, км и др.

В нашем случае мы получаем:

1. уход за молодняками — (330/660) *100=50%.

2. посадка леса — 90%.

3. подготовка почвы под лесные культуры — 95%.

4. содействие естественному возобновлению;

5. устройство противопожарных барьеров — 100%.

6. уход за противопожарными барьерами — 100%.

7. строительство противопожарных барьеров;

8. ремонт дорого — 100%.

Рассчитаем выработку на механизм по видам работ. Средняя годовая выработка определяется делением годового объема работ на списочное число машин.

1. уход за молодняками 330/12=27,5.

2. подготовка почвы под лесные культуры 323/30=10,8.

3. устройство противопожарных барьеров 200/16=12,5.

4. уход за противопожарными барьерами 250/16=15,6.

5. посадка леса 297/13=22,8.

Определим объем работ в эталонных гектарах, для этого сначала определим суммарную мощность тракторного парка:

N_эт=K_эт-1 *n₁+ K_эт-2 *n₂+ …+K_эт-n *n_n.

K_{эт -} коэффициент перевода в эталонные трактора данной марки или их часовая эталонная выработка в условных гектарах;

n — количество тракторов данной марки.

N_эт= (Т-40М) 0,5*4+ (ТДТ-55) 1,1*8+ (ДТ-75) 1,0*6=2,8+8,8+6,0=17,6.

Рассчитаем объем работ в эталонных гектарах:

? = ((N_эт*8) / n) * c.

n-количество тракторов, шт;

c-количество отработанных маш-см на всех видах работ по тракторам и автомобилям;

?= ((17,6*8) /18) *11 011=86130,5.

Удельная энергонасыщенность:.

Э_га= N_эт/S.

S — Общая площадь лесного фонда предприятия, тыс. га.

Э_га=17,6/30,5тыс. =0,6.

Коэффициент технической готовности машинно-тракторного парка в конкретный момент.

К_тг= ?D_ти / ?D _об.

D_{ти -} сумма дней пребывания тракторов в исправном состоянии;

D _{об -} сумма дней пребывания тракторов в хозяйстве.

По тракторам: К_тг=5256/6570=0,8.

По автомобилям: К_тг=7884/9855=0,8.

Коэффициент использования тракторного парка оказывает степень использования тракторов за определенный период (неделя, месяц, гол). Его определяют по формуле.

К_и= ?D_р / ?D _об.

D_р — сумма дней нахождения тракторов в работе;

D _об — сумма дней пребывания тракторов в хозяйстве.

По тракторам: К_и=4402/6570=0,7.

По автомобилям: К_и=6609/9855=0,7.

Коэффициент сменности характеризует степень использования времени суток машинно-тракторными агрегатами.

К_см= ?С/?D_р.

?С — суммарное число отработанных машино-смен за определенный промежуток времени.

По тракторам: К_см=4402/4402=1.

По автомобилям: К_см=6609/6609=1.

Определим расход топлива на 1 эталонный гектар (по тракторам):

Q_га = Q/?_га.

Q-расход топлива кг.

Q_га =92 900кг/86 130,5=1,1 кг.

Расход топлива за смену:.

Q_см= Q/ С.

По тракторам: Q_см=92 900кг/4402=21,1 кг По автомобилям: Q_см=199 000кг/6609=30,1 кг Определим расход топлива на единицу мощности тракторного (автомобильного) парка:

Q_тр = Q/N_эт.

По тракторам: Q_тр =92 900кг/17,6=5278=5,3 кг По автомобилям: Q_тр =199 000кг/17,6=11 306=11,3 кг Сводная таблица показателей предприятия.

· коэффициент технической готовности у тракторов и автомобилей равны, так как отношение числа дней в работе и простоя в исправном состоянии с общим числом дней пребывания в хозяйстве равны.

· коэффициент использования парка по тракторам и автомобилям так же равны.

· коэффициент сменности в обоих случаях одинаковы, так как число дней в работе отработанным машино-сменам на всех видах работ.

· удельный расход топлива у автомобилей больше, так как расход в полтора раза превышает тракторный. Исходя из этого и расход топлива на единицу мощности автомобильного парка будет больше, чем у тракторного.

Глава II. Проектируемая система машин для производственных процессов лесхоза.

2.1 Технологические комплексы производственных процессов с законченными циклами производства.

Технологический комплекс — это совокупность машин и орудий различного назначения, взаимосогласованных для обеспечения последовательного выполнения рабочих операций с соблюдением агролесотехнических требований всего законченного цикла производства.

Цикл производства — период пребывания предметов труда в технологическом процессе с начала изготовления до выпуска продукции определенного вида и качества.

Технологический процесс — это совокупность методов, способов обработки, изменение состояния, свойств, формы сырья, осуществляемых в определенной последовательности (в виде технологических операций) при создании продукции с помощью технических, физических, химических и других свойств.

В разработку технологического комплекса включается описание характеристики объекта работ, обоснование технологических операций и последовательность их выполнения с агротехническими требованиями, определение оптимальных агролесотехнических сроков выполнения операций, подбор марочного состава машин по каждой операции всего цикла производства.

Технологический комплекс производственного процесса можно представить в виде таблицы 9 и графической схемы (рис).

Таблица.

Технологические комплексы производственных процессов при создании культур дуба на прогалине.

Схема согласования лесохозяйственных агрегатов при создании лесных культур на прогалине.

2.2 Тягово-эксплуатационные расчеты комплектования лесохозяйственных агрегатов по видам работ.

2.2.1 Основная обработка почвы.

Основной целью данной операции является подготовка участка для работы последующих агрегатов, создание наиболее благоприятных условий для приживаемости желудей, их дальнейшего развития и роста (уничтожение сорной растительности, регулирования водного, воздушного и теплового режима почв).

Агролесотехнические требования при выполнении данного вида работ: сплошная вспашка почвы кустарниково-болотными плугами, соблюдение глубины пахоты. К вспашке почвы предъявляются следующие требования:

1. Глубина вспашки определяется с помощью стержня с делениями. На участке проводится не менее 15 замеров высоты вспаханного слоя.

2. Равномерность глубины пахоты определяется одновременно с определением глубины вспашки. Допускается максимальное отложение в 5 см.

3. Глыбистость пашни определяется наложением квадратной рамки с длинной стороны в 1 м. Затем учитывается количество глыб и занимаемая ими площадь в %. Допускается площадь под глыбами не более 15−20%.

Операция проводится в конце лета (июль-август). Продолжительность допустимого срока выполнения операции 25 дней. Следующая операция — дискование — будет проводится весной следующего года, перед посадкой.

Для выполнения операции используется кустарниково-болотный плуг ПБН-3−45 и агрегатируем его с трактором ДТ-75М.

При подготовке агрегата к работе на заднюю навеску трактора навешивается плуг, проводится внешний осмотр, проверяется комплектность и целостность механизма. Установка глубины вспашки производится регулировкой винтовым механизмом опорного колеса. Коэффициент оборачиваемости пласта при вспашке на глубину 35 см составит 1,28. После прохождения пробного гона проводится оценка качества вспашки почвы. Графическая схема подготовленного к работе агрегата приведена на рис.

Техническая характеристика ПБН-3−45:

Габариты, м.

Длинна 3,52.

Ширина 2,33.

Высота 1,62.

Масса, кг 820.

Ширина захвата плуга, м 1,35.

Глубина вспашки, см 35.

Число корпусов, шт.3.

Ширина захвата корпуса, м 0,45.

Диаметр дискового ножа, м 0,51.

Ширина захвата предплужников, м 0,3.

Глубина хода предплужника, см 18.

Производительность, га/ч 0,6.

Обслуживающий персонал: тракторист.

Сопротивление плуга рассчитывается по формуле:

R_пл = K_у*K_n*a*b, даН.

Где: K_у — удельное сопротивление при пахоте, даН/см.

K_{n -} поправочный коэффициент, учитывающий тип рабочих органов и.

сложность, категорию площадей;

а — глубина вспашки, см.

b — Ширина захвата корпусов, см.

R_пл = 0,46*1,5*135*25 = 2328,75 даН.

Сопротивление агрегата на преодоление подъема (Rпод) рассчитывается по формуле:

R_под = (М_т + К_о + М_ор) *ѕіnб, даН.

Где: М_т — эксплуатационная масса трактора, кг.

К_о — поправочный коэффициент;

М_ор — эксплуатационная масса плуга, кг.

б — продольный уклон, в град.

R_под = (6550+1,6*820) * ѕіn5^о = 684 даН.

Общее сопротивление агрегата (R_об):

R_об = R_пл+R_под, даН.

R_об = 2328,75+684=3012,8 даН.

Коэффициент использования тягового усилия трактора (з):

з = R_об /R_тяг;

где: R_{тяг -} тяговое усилие трактора.

з = 3012,8/3470 = 0,9.

Работу будем проводить на 1 передаче, т.к. на ней тяговое усилие трактора используется наиболее полно без перегрузки. Рабочая скорость агрегата составит 5,3 км/ч (не превышает агротребования — 7 км/ч).

Сменная производительность агрегата (П_см):

П_см = 0,1*Vт*Вр*Тс*Кv*Кв*Кq*Кс, га/см.

Кв = В_р / В = 1,35/1,35 = 1.

Где: V_{т -} скорость движения трактора на соответствующей передаче, км/ч;

В_р — ширина захвата агрегата, м;

Т_с — время смены, ч;

К_v — коэффициент использования скорости движения трактора;

К_в — коэффициент использования ширины захвата агрегата;

В — эксплуатационная ширина захвата, м.

К_q — коэффициент экономической движения агрегата;

К_с — коэффициент оперативного времени работы агрегата.

П_см=0,1*5,3*1,35*8*0,96*1*0,9*0,83=4,1 га/см;

Проверим возможность работы агрегата. Сила сцепления трактора с почвой будет равна (Р_сц):

Р_сц = К_сц*М_т (1 — ѕіnб), даН.

Где: К_сц — коэффициент сцепления;

М_т — эксплуатационная масса трактора, кг.

б — угол подъема пути движения, град.

Р_сц=1,0*6550 (1-ѕіn5⁰) =5980,2 даН.

Условия Р_сц>Р_тяг выполняется (5980,2>3470), поэтому трактор будет работать без пробуксовки.

2.2.2 Дополнительная обработка почвы.

Дополнительная обработка почвы в виде дискования в два следа будет проводится на участке со сплошной обработкой почвы после кустарниково-болотного плуга. Рельеф с уклоном 5⁰.

Главной задачей дискования является: подготовка участка для работы последующих агрегатов, измельчение пластов дернины, провоцирование прорастания семян сорной растительности, ослабление вегетативно размножающихся сорняков.

Агролесотехнические требования: дискование на глубину 20 см. Перекрытия между смежными проходами должно быть не меньше расстояния между смежными дисками (15−33 см в зависимости от агрегата). К дискованию предъявляются следующие требования:

1. Поверхность почвы должны быть выровнена, глубина бороздок и высота гребней не должна превышать 4 см.

2. Глубина дискования определяется замером высоты вспушенного слоя с помощью линейки или стержня не менее чем в 10 местах. Средняя высота вспушенного слоя уменьшается на 20% - величину вспушености. Допускается отклонение фактической глубины от заданной не более чем на 20%.

3. Выравненость поверхности определяется 10-кратным замером высоты гребней и глубины борозд. Поверхность почвы должна быть слитной, без разрывов. Поле бракуется, если высота гребней превышает 4 см, если развальная борозда в стыке батарей более глубины дискования, если средняя высота валиков между смежными проходами превышает 8−10 см.

4. Рыхление верхнего горизонта почвы определяется глазомерно. Допускается скорость движения — до 6,5 км/ч.

Операция проводится весной (конец апреля — начало мая). Продолжительность периода возможного выполнения работы 5 дней. Следующая операция посев желудей — проводится вскоре после дискования.

Дискование может проводится тяжелыми дисковыми боронами. Мы используем для работы борону БДТ-3.0 в агрегате с ДТ-75М.

При подготовке к работе на заднюю навеску трактора навешивается борона, проводится внешний осмотр агрегата, проверяется комплектность и целостность механизма, затяжка дисков в батарее, работа элементов гидросистемы, устанавливается глубина обработки. Глубина обработки устанавливается методом подбора на пробном гоне. Глубина обработки регулируется изменением угла атаки дисков и загрузкой балластных ящиков. После установки глубины обработки проводится оценка качества дискования. Техническая характеристика БДТ-3.0.

Ширина захвата, м 3.0.

Глубина обработки, см до 25.

Число дисков, шт.29.

Угол атаки, град.12,15,18.

Диаметр дисков, м 0,66.

Габаритные размеры, м.

Длинна 4,37.

Ширина 3,22.

Высота 1,5.

Дорожный просвет, мм 300.

Масса, кг 1828.

Производительность, га/ч 1,9.

Обслуживающий персонал тракторист.

Сопротивление бороны (R_б):

R_б = К_б*В_б, даН.

Где: Кб — удельное сопротивление орудия, даН.

В_б — ширина захвата орудия, м.

R_б = 3*800 = 2400 даН.

Сопротивление агрегата на преодоление подъема рассчитывается:

R_под = (М_т + М_ор) * ѕіnб, даН.

R_под = (6550 + 1828) * ѕіn5^о=728,9 даН.

Общее сопротивление агрегата (R_под):

R_об = R_б + R_под, даН.

R_об = 2400 + 728,9=3128,9даН.

Коэффициент использования тяговой мощности трактора (з):

з=R_об/R_тяг.

з=3128,9/3470=0,9.

Работу будем проводить на 1 передаче, т.к. на ней тяговое усилие трактора используется наиболее полно, без перегрузки. Рабочая скорость агрегата составит 5,3 км/ч (не превышает агротребования — 6,5 км/ч).

Сменная производительность агрегата (П_см):

П_см = 0,1*Vт*В*Тс*Кv*Кв*Кq*Кс, га/см;

К_в = В_р/В = 2,8/3,0 = 0,93.

П_см = 0,1*5,3*3,0*8*0,96*0,93*0,9*0,83=8,5 га/см.

Проверим возможность работы агрегата. Сила сцепления трактора с почвой будет равна (Р_сц):

Р_сц = К_сц*М_т (1 — ѕіnб), даН.

Р_сц = 1,0*6550 (1 — ѕіn5^о) = 5980,2 даН.

Условие Р_сц>Р_т выполняется (5980,2 > 3470), поэтому трактор будет работать без пробуксовки.

2.2.3 Посев семян.

Условие для посева семян дуба созданы БДТ-3.0 в виде дискования в два следа.

Основной задачей данной операции является создание высококачественных культур дуба.

К агротехническим требования относится: соблюдение прямолинейности движения сеялки, норма высева желудей и качество заделки семян.

Посев производится весной (май — конец апреля). Продолжительность срока возможного выполнения работ 7 дней. Следующая операция — агротехнический уход — производится по мере отрастания сорной растительности.

Посев семян на участке можно осуществить сеялкой СЖУ-1, агрегатируемую с трактором.

При подготовке к работе на заднюю навеску трактора навешивается сеялка СЖУ-1. Производится внешний осмотр, проверяется комплектность и целостность механизма. Производится установка хода сошника. Установка глубины хода сошника проводится на специальной площадке. Регулировка глубины хода сошника при посеве достигается гидросистемой трактора путем изменения положения рамы сеялки по отношению к поверхности почвы.

Техническая характеристика СЖУ-1.

Габаритные размеры, м.

Длинна 1,33.

Ширина 1,50.

Высота 1,00.

Масса, кг 300.

Глубина хода сошника, см 5−15.

Емкость бункера для семян, м 30,35.

Число высеваемых желудей.

На 1 м 2−40.

В 1 лунку 3,13.

Транспортный просвет, мм 510.

Диаметр опорно-приводных колес, м 0,74.

Ширина колеи, м 1,18.

Производительность, км/чдо 6.

Тягово-эксплуатационноые расчеты.

Сопротивление сеялки (R_с):

R_с = г*М_с+К_с*nс, даН.

Где: г-коэффициент сопротивления качению.

М_с — эксплуатационная масса сеялки с семенами, кг.

К_с — сопротивление одного сошника, даН.

nс — число сошников.

R_с=0,25* (300+280) +180*1=325 даН.

Сопротивление агрегата на преодоление подъема (R_под):

R_под= (М_т+М_с) * ѕіnб, даН.

R_под= (2380+580) * ѕіn5⁰=257,5 даН.

Общее сопротивление агрегата (R_об):

R_об=325+257,5=582,5даН.

Коэффициент использования тяговой мощности трактора (з):

з = R_об/Р_т.

з = 582,5/675=0,9.

Работу будем проводить на 4 передаче, т.к. на ней тяговое усилие трактора используется наиболее полно, без перегрузки. Рабочая скорость агрегата составит 4,11 км/ч с ходоуменьшителем.

Сменная производительность агрегата (П_см):

П_см=0,1*Vт*В*Тс*Кv*Кq*Кс, га.

П_см=0,1*4,11*3*8*0,93*0,9*0,83=6,9 га.

Проверим возможность работы агрегата. Сила сцепления трактора с почвой будет равна:

Р_сц=К_сц*М_т* (1 — ѕіnб), даН.

Р_сц=1,0*2380* (1-ѕіn5⁰) =2172,9 даН.

Условие Р_сц>Р_тяг выполняется (2172,9>675), поэтому трактор будет работать без пробуксовки.

2.2.4 Агротехнический уход.

Сплошные культуры дуба, посадка рядовая, расстояние между рядами 3 м.

Задача агроухода, поддержание оптимальных условий для роста и развития всходов, борьба с сорной растительностью, рыхление верхнего горизонта почвы.

Агролесотехнические требования. Расстояние между рядами 3 м, глубина обработки почвы на глубину 6−12 см. Ширина защитной зоны 20 см. К дискованию предъявляются следующие требования:

1. Проверяется соблюдение величины защитных зон и степень подрезания сорной растительности. Ширина защитных зон определяется замером защитной полосы в 5 точках. Отклонение средней ширины защитной зоны не допускается более 2 см.

2. Глубина обработки определяется замером высоты взрыхленного слоя с помощью линейки или стержня не менее чем в 10 местах. Средняя высота вспушенного слоя уменьшается на 20% величину вспушенности. Допускается отклонение фактической глубины от заданной не более, чем на 1 см.

3. Степень заделки сорняков производится глазомерно. Должен быть полный оборот пласта и полностью заделаны сорняки. Допустимы единичные огрехи площадью менее 0,1%.

Операция проводится в течении вегетационного периода по мере отрастания сорной растительности (июнь август). Кратность проведения агроухода — 3 кратная со 1 года в течении 3 лет. Продолжительность срока допустимого выполнения работ 15 дней. Допустимая скорость движения до 7,5 км/ч. На этом технологический процесс создания лесных культур завершается.

Для выполнения культивации с седланием ряда используем дисковый культиватор КЛБ-1,7, в агрегате с трактором Т-40М.

При подготовке к работе на заднюю навеску трактора навешивается орудие. Производится внешний осмотр агрегата, проверяется его комплектность и целостность. Глубина обработки устанавливается изменением угла атаки дисков и регулировкой натяжения прижимных пружин. Угол наклона дисковых батарей устанавливается по борозде, если культуры посажены в борозду. После прохождения пробного гона проводится оценка качества дискования.

Техническая характеристика КЛБ-1,7.

Ширина захвата, м 1,7.

Глубина обработки, см 6−12.

Диаметр дисков, м 0,51.

Угол атаки, град. 0,10, 20,30.

Угол наклона дисковых батарей, град. 5,10,15, 20.

Габаритные размеры, м.

Длинна 0,91.

Ширина 1,71.

Высота 1,50.

Дорожный просвет, мм 1200.

Общая масса, кг 580.

Производительность до 1,1.

Обслуживающий персоналтракторист.

Тягово-эксплутационные расчеты:

Сопротивление культиватора (Rк):

Rк=г*Мк+Кк (Вк-2*у*n), даН.

Где: г-коэффициент сопротивления качению.

Мк — эксплуатационная масса культиватора, кг.

K_{K -} удельное сопротивление рабочих органов, даН/м.

B_{K -} ширина захвата рабочими органами культиватора, м.

y — ширина защитной зоны, м.

n — число рядов за один проход культиватора.

R_K = 0,22*580+300 (1,7−2*0,2*1) =517,6.

Сопротивление агрегата на преодоление подъема (R_под):

Rпод= (Мт+Мк) * ѕіnб, даН.

Rпод= (2380+580) * ѕіn5⁰=257,5 даН.

Общее сопротивление агрегата R_об.

R_об =517,6+257,5=775,1 даН.

Коэффициент использования тяговой мощности з.

з = R_об/Р_Т.

з=775,1/845=0,9.

Работу будем проводить на 3 передаче с ходоуменьшителем, так как рабочая скорость трактора на этой передаче превышает агротребования по максимально допустимой скорости. Скорость агрегата с ходоуменьшителем на 3 передаче составит 3,52 км/ч, не превышает агротребованиям.

Сменная производительность агрегата П_см.

П_см = 0,1*V_T*B*T_C*K_B*K_V*K_g*K_C.

K_B=3/3=1.

П_см =0,1*3,52*8*0,93*1*0,9*0,83=5,9 га.

Сила сцепления трактора с почвой будет равна.

Рсц=Ксц*Мт* (1 — ѕіnб), даН.

Рсц=1,0*2380* (1-ѕіn5⁰) =2172,9 даН.

Условие Р_сц>Р_Т выполняется, поэтому трактор будет работать без пробуксовки.

2.2.5 Проведение противопожарных мероприятий.

Основной задачей данной операции является прокладка противопожарных минерализованных полос объемом в 200 км.

К агролесотехническим требованиям при прокладке противопожарных минерализованных полос можно отнести: глубина пахоты должна соответствовать выбранной ее определяют с помощью стержня с делением или линейки, также должна соблюдаться ширина минерализованной полосы.

Операция проводится весной (апрель-май) до наступления летнего пожароопасного периода. Продолжительность срока выполнения операции 5 дней.

Для выполнения данной операции я использую трактор ТДТ-55А и плуг ПКЛ-70−4.

При подготовке агрегата к работе на заднюю навеску трактора навешивается плуг, проводится внешний осмотр, проверяется комплектность и целостность механизма. Устанавливается заданная глубина пахоты. После прохождения пробного гона проводится оценка качества вспашки почвы.

Техническая характеристика ПКЛ-70−4.

Длина, м …2.00.

Ширина, м …1.80.

Высота, м … …1.50.

Масса, кг …5.20.

Ширина борозды, м …0,70.

Глубина борозды, см …10−15.

Обслуживающий персонал… тракторист.

Тягово-эксплуатационные расчеты:

Сопротивление плуга R_пл.

R_пл=k_y*k_n*a*b, даН.

R_пл=0,46*1,65*70*15=796,95 даН.

Сопротивление агрегата на преодоление подъема R_под.

R_под= (М_Т+М_ор*к_о) * sinб, даН.

R_под= (8700+1,6*520) * sin5⁰=829,3 даН.

Общее сопротивление агрегата R_об.

R_об= R_пл+ R_под.

R_об=796,95+829,3=1626,3 даН.

Коэффициент использования тяговой мощности трактора (з).

з = R_об/Р_Т.

з=1626,3/1570=1,0.

Работу будем проводить на 4 передаче, на ней более полно используется тяговое усилие трактора.

Рабочая скорость агрегата составит 7.3 км/ч (не превышает агротребованию 7.5).

Сменная производительность агрегата П_см.

П_см = V_T*T_C*K_V*K_g*K_C, км.

П_см = 7,3*8*0,96*0,92*0,82=42,3 км.

Проверим возможность работы агрегата.

Сила сцепления трактора с почвой будет равна.

Р_сц = К_сц *М_Т (1-sinб) даН.

Р_сц=1,0*8700 (1 — sin5⁰) =7943,1 даН.

Условие Р_сц>Р_Т выполняется, поэтому трактор будет работать без пробуксовки.

2.3 Расчеты потребности агрегатов составляющих систему машин для комплексной механизации производственных процессов.

Выравнивание агрегатов по производительности необходимо для обязательного выполнения условия системы машин, а именно обеспечения комплексной механизации технологического процесса с законченным циклом производства.

Выравнивание агрегатов производится по сезонной производительности.

Сезонная производительность машинно-тракторного агрегата (П_сез) определяется по следующей формуле:

П_сез = П_см*Г*С*К_тг*К_о.

Г — продолжительность срока возможного выполнения работ, рабочих дней;

С — принимаемая сменность работы в течение рабочего дня;

К_{тг -} коэффициент технической готовности тракторов, равный 0,8−0,85;

К_{о -} коэффициент, учитывающий неизбежные потери времени на перебазирование, по метеорологическим и другим причинам, равный 0,80 — 0,95.

При основной обработке почвы.

П_сез = 4,1*25*1*0,82*0,8=67,2 га/сез.

При дополнительной обработке почвы.

П_сез = 8,5*5*1*0,83*0,95=33,5 га/сез.

При посеве лесных семян.

П_сез =6,9*7*1*0,82*0,85=33,7 га/сез.

При агротехническом уходе.

П_сез =5,9*15*1*0,82*0,92=66,8 га/сез.

При проведении противопожарных мероприятий.

П_сез =42,3*10*1*0,84*0,95=337,6 га/сез.

Базовая сезоння производительность F_c составит - 67.2 га/сез.

Потребное количество агрегатов (А_с) для базового объема работ системы машин определяется:

А_с=F_c/ П_сез.

а потребное количество машино-смен (С_м).

С_м= F_c/ П_см.

При основной обработке почвы.

А_с=67,2/67,2=1, С_м=67,2/4,1=16,4.

При дополнительной обработке почвы.

А_с=67,2/33,5=2.

С_м=67,2/8,5=7,9.

При посеве лесных семян.

А_с=67,2/33,7=2.

С_м=67,2/6,9=9,7.

При агротехническом уходе.

А_с=67,2/66,8=1.

С_м=67,2/5,9=11,4.

Таблица.

Проектируемый состав системы машин для комплексной механизации производственного процесса создания лесных культур

Структурная блок схема машин для технологических процессов с законченным циклом производства.

БДТ-3,0 СЖУ-1.

Н ПБН-3−45 КЛБ-1,7 К БДТ-3,0 СЖУ-1.

Глава III. Организационно-технические мероприятия использования системы машин и оценка эффективности её применения.

Для достижения комплексной механизации производственных процессов, наряду с наличием техники и умелым составлением агрегатов необходима ещё и проработка, своевременное выполнение организационно — технических мероприятий. Они обеспечивают эффективное использование машин.

3.1 Подготовка участков для работы.

Работы проводятся на участке площадью 9,0 га. Длина рабочего гона равна 100 м.

Основная обработка почвы:.

Обработка почвы сплошная, способ движения гоновый. Находим оптимальную ширину загона при гоновом способе движения:

С₃ =v2* (L*B_пл+8*RІ), м при этом С₃ =2*В_пл *n_3,L — длина рабочего гона, м.

В_пл — ширина захвата плуга, м.

R — наименьший радиус поворота агрегата, м.

n₃ — число рабочих ходов в загоне.

С₃ = v2* (100*1,35+8*2,5І) =19,2 м.

Количество двойных проходов агрегата на загоне: N= С₃/2 В_пл.

N=19,2/2*1,35?7,1 шт.

Рабочая ширина загона:

С₃=2*1,35*7,1=19,2 м.

Вид поворота: беспетлевой с прямым участком и петлевой грушевидный.

Количество загонов на участке.

N₃=900/19,2=46,9?47 шт.

47 загонов с шириной 19,2 м.

Количество поворотов всего n=900/1,35=666 шт.

в т. ч петлевых: 2 R/ В_пл = 2*2,25/1,35= 3 шт.

Величина поворотной полосы будет равна (Е):

при беспелевом повороте с прямым участком Е=1,1*R+0,5*В₀+?

при петлевом грушевидном повороте Е=2,8*R+0,5* В₀+?

Е — ширина поворотной полосы будет равна, R — радиус поворота агрегата, м, В₀ — ширина агрегата, м,? — длина выезда агрегата находится по формуле.

? =1,1* (?_тр+?_ор) =1,1* (4,38+3,52) =8,69 м.

беспетлевой: Е=1,1*2,5+0,5*2,33+8,69=12,61 м.

петлевой: Е=2,8*2,5+0,5*2,33+8,69=16,86 м.

Длина холостого хода (Lx) одного поворота агрегата рассчитывается:

при беспетлевом: Lx = (1,4…2,0) *R+х+2*?

при петлевом: Lx = (6,6…8,0) *R+2*?

х — длина прямого участка при беспетлевом повороте с прямым участком.

Найдем среднюю длину прямого участка (х) между первым и последним беспетлевыми поворотами:

х₁ =5*1,35−2*2,5=1,75 м.

х₂₃ =23*1,35−2*2,5=26,05 м.

х_ср = 1,75+26,05 = 13,9 м.

Длина холостого хода (Lх) равна:

при беспетлевом: Lх = (1,4*2,5) +13,9+2*8,69 = 34,78 м.

при петлевом: Lх = 6,6*2,5+2*8,69 = 33,88 м.

Дополнительная обработка почвы.

Обработка почвы сплошная, способ движения агрегата — челночный.

Находим оптимальную ширину загона при челночном способе движения.

С₃ = 10 000*П_см*D, м.

L.

П_см — сменная производительность агрегата, га.

D — количество смен работы на загоне.

L — длина рабочего гона.

С₃ = 10 000*8,5*1 = 850 м.

Так как оптимальная ширина загона равна ширине участка, то деление на загоны не целесообразно.

Вид поворота — петлевой грушевидный.

Ширина поворотной полосы будет равна:

Е=2,8*R+0,5*В₀ +?, м.

?=1,1* (?_тр +?_ор), м.

?= 1,1* (4,38+4,37) =9,63, м.

Е = 2,8*2,5+0,5*3,22+9,63=18,24 м.

Длина холостого хода одного поворота агрегата:

Lx = (6,6…8,0) *R+2* ?, м.

Lx = 6,6*2,5+2*9,63=35,76 м.

Посев семян.

Посев семян рядами, расстояние между рядами 3 м. Способ движения агрегата — челночный.

Находим оптимальную ширину загона:

С₃ = 10 000*П_см*D, м.

L.

С₃ = 10 000*6,9*1 = 690 м.

Так как оптимальная ширина загона почти равна ширины участка, то деление на загоны не целесообразно.

Вид поворота — петлевой грушевидный.

Величина поворотной полосы будет равна:

Е = 2,8*R+0,5*Во +?, м.

?=1,1* (?_тр +?_ор), м.

?= 1,1* (3,66+1,33) =5,49 м.

Е = 2,8*2,8+0,5*1,5+5,49=14,08 м.

Длина холостого ода одного поворота агрегата:

Lx = (6,6…0,8) *R+2* ?, м.

Lx = 6,6*2,5+2*5,49 = 27,48 м.

Агротехнический уход.

Способ движения агрегата — челночный.

Находим оптимальную ширину загона:

С₃ = 10 000*П_см*D, м.

L.

С₃ = 10 000*5,9*1 = 590 м.

Количество загонов:

n = 900 ?1,5 загона.

Вид поворота — петлевой грушевидный.

Величина поворотной полосы будет равна:

Е = 2,8*R+0,5*Во +?, м.

Е = 2,8*2,8+0,5*1,71+5,03=13,73 м.

?=1,1* (?_тр +?_ор), м.

?= 1,1* (3,66+0,91) =5,03 м.

Длина холостого хода одного поворота агрегата:

Lx = (6,6…8,0) *R+2* ?, м.

Lx = (8,0*2,8) +2*5,03 = 32,46 м.

3.2 Основные оценочные показатели кинематики агрегата на участке.

Основной задачей кинематики агрегатов является обоснование выбора эффективных способов движения и видов поворота, обеспечивающих высокое качество выполняемой работы, высокую производительность при возможно меньших затратах топлива и других ресурсов на единицу выполняемой работы, безопасные условия работы механизаторов, наименьшее отрицательное воздействие на окружающую среду.

Определение коэффициента рабочих ходов на участке производится по формуле:

ц_р= S_p.

S_p+S_x.

S_p — общая длина всех рабочих ходов на участке, м.

S_x — общая длина всех холостых ходов на участке.

Общая длина всех рабочих ходов на участке вычисляется по формуле:

Sp = Fy или Sp = Lp* By.

Bp Bp.

Fy — площадь участка, мІ.

By — ширина участка, м.

Lp — длина одного рабочего хода на участке, м.

Вр — рабочая ширина захвата агрегата, м.

Общая длина всех холостых ходов на участке составляет:

Sx = By * Lx, м.

Bp.