Материал: Проект лесосечных работ с применением валочно-сучкорезно-раскряжевочных и погрузочно-транспортных машин

Количество оставшейся древесины на 1 га после рубки определяем по формуле:

пр = qл - х, м3 (2.2)пр = 270 - 108= 162 м3

Исходя из данных вычислений определяем полноту после рубки по формуле:

Рпр =  (2.3)

где qx - запас насаждения при полноте 1,0.

Рпр =  =0,54

Запас насаждения при полноте 1,0 можно определить по формуле:

=  (2.4)

где Рх - полнота насаждения перед изреживанием (для расчетов принимаем Px=0,9).

qx =  =300

Так как рассматриваемое насаждение имеет смешанный состав, то допустимая минимальная полнота не должна быть ниже 0,4 согласно Правилам рубок леса. Результаты расчетов показывают, что данное условие выполняется.

Средний возраст рубки древостоев можно определить по формуле:

Вс = , лет (2.5)

где ΣСi - процентное содержание той или иной породы в составе насаждения, %;- средний возраст рубки, лет.

Вс = = 73 года

Количество лесосек за год можно определить по следующей формуле:

л =  , шт. (2.6)

где Qг - годовой объем производства, м3;

х - вырубаемый запас с 1 га, м3;- ширина лесосеки, м;- длинна лесосеки, м.

Nл = = 156 шт.

.3 Обоснование способа и схемы разработки лесосеки и определение

технологических элементов лесосеки

Выбранные способ и схема разработки лесосеки (делянки) оказывают существенное влияние на объем подготовительных работ, технологический процесс разработки лесосеки и организацию труда на основных лесосечных работах.

К технологическим элементам лесосеки (делянки) относятся: ширина и длина пасеки; ширина ленты, разрабатываемой за один проход лесозаготовительной машиной или механизмом.

Пасекой называется часть делянки, осваиваемая с одного трелевочного волока (технологического коридора). Длина пасеки зависит в основном от схемы расположения трелевочных волоков на лесосеке. При параллельной схеме расположения трелевочных волоков пасеки намечаются перпендикулярно к лесовозному усу, и длина пасеки равна ширине лесосеки (делянки) или ее половине. Ширина пасеки устанавливается исходя из способа валки и трелевки древесины, состава и высоты лесонасаждений, рельефа местности, почвенно-грунтовых условий, наличия подроста хозяйственно ценных пород и др.

При заготовке сортиментов на лесосеке харвесторами ширина пасеки:

п= 2·Lmax (2.7)

где Lmax - максимальный вылет гидроманипулятора машины, м;

=19 м.

К полученным 19 метрам добавляем около 3 метров (ширина харвестора), получаем ширину разрабатываемой пасеки, которая равна 22 метрам.

Для разработки лесосеки необходимо принять схему расположения волоков. При известных размерах лесосеки и схеме расположения волоков на ней, среднее расстояние трелевки определяется по формуле:

 (2.8)

где а - ширина лесосеки, м;- длина лесосеки, м;, k2 - коэффициенты, зависящие от схемы расположения трелевочных волоков;- коэффициент удлинения трелевочных волоков, зависящий в основном от рельефа местности.

ср=(0,5·150+0,25·250)·1,1=151 м

Вся лесосека разбивается на 4 делянки, которые в свою очередь разделяются на пасеки. Это вызвано необходимостью соблюдения лесосечных норм при разработке лесосек (т.к. данная имеет размеры 300м на 500м). На каждой лесосеке создается 1 погрузочный пункт (3040 м),который примыкает к лесовозному усу, а также 7 трелевочных волоков и 13 полупасек (ширина одной пасеки 22 м). Среднее расстояние трелевки на лесосеке составляет 151 м. Обрезка сучьев проводится на лесосеке с укладкой части порубочных остатков на волок с целью его укрепления. Заготовка древесины производится в виде сортиментов (раскряжевка хлыстов проводится на лесосеке).

3. РАСЧЕТ РЕЖИМА РАБОТЫ

Плановый баланс использования рабочего времени характеризует количество часов, которое должен отработать один рабочий в среднем в течение планового периода. При составлении данного баланса руководствуемся производственным календарем для пятидневной или шестидневной рабочей недели, утвержденным на год. Результаты расчетов сводятся в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Баланс использования рабочего времени одного рабочего за год

Количество дней трудового отпуска подсчитывается в соответствии с продолжительностью отпусков работников согласно КЗоТ.

При проектировании (или планировании) лесозаготовительного производства необходимо также знать и суточный объем производства. Суточное и сменное задания на лесосечных работах и вывозке древесины определяются делением годового объема производства на число рабочих дней в году и сменность работы на той или иной операции (операциях).

На лесосечных работах суточный объем равен:

сут = Q\Aр , м3 (3.1)

где Q - годовой объем производства, м3;

Ар - число дней работы на лесосечных работах, дней.

сут = 230 000\212 = 1 085 м3

Сменные объемы соответственно будут найдены как:

см = Qсут\s ,м3 (3.2)

где s - количество смен работы в сутки.

см = 1 085\1 = 1 085 м3

Расчет режима работы на рубках леса в разрезе выполняемых операций представлен в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Режим работы на сплохнолесосечных рубках

4. РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ

Производительность валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины (ВСРМ) определяем по зависимости:

Псм = , м3  (4.1)

где Т - продолжительность рабочей смены, принимаем 28800 с (при 8-ми часовой смене);п.з - время на выполнение подготовительно-заключительных операций, принимаем 1800с (30 мин);

φ1 - коэффициент использования рабочего времени, принимаем 0,8;

а - ширина ленты, осваиваемой машиной с одной рабочей позиции, принимаем 22 м;- длина полосы леса, разрабатываемой машиной за 1 проход (гон), принимаем 250 м;га - ликвидный запас древесины на га, принимаем 270 м3;- интенсивность рубки насаждения, от 0,2 для рубок промежуточного пользования до 1,0 для рубок главного пользования, принимаем 0,4;- время перемещения машины с одной позиции на другую, с;= b\υдв , с (4.2)дв - средняя скорость переезда харвестера с одной позиции на другую, принимаем 0,4 м/с;

= 250\0,4 = 625 с

- время на подготовку дерева к спиливанию (подвод срезающего механизма к дереву и захват дерева), принимаем 25 с;- время на срезание одного дерева, с;= Vхл\φ2·Sпил·f·(H-1,3) , с (4.3)

хл - средний объем хлыста, принимаем 0,57 м3

φ2 - коэффициент использования производительности чистого пиления срезающего механизма, принимаем 0,7;пил - производительность чистого пиления срезающего механизма, принимаем 0,008 м2/с;- видовое число ствола дерева, зависящее от коэффициента его формы (приложение А), принимаем 0,45 ;

Н - средняя высота спиливаемых деревьев, принимаем 23,74 м;

= 0,57\0,7·0,008·0,45·(23,74-1,3) = 10 с

- время на сталкивание (повал) спиленного дерева, принимаем 12 с;- время на обрезание сучьев спиленного дерева, с;

= H-k·H-lв\ uср ,  (4.4)

- коэффициент, показывающий, какая часть длины дерева протаскивается через сучкорезный механизм за время падения дерева, принимаем 0,3;в - средняя длина вершины дерева неподлежащая очистки от сучьев, принимаем 2,0 м;ср - средняя скорость протаскивания дерева через сучкорезный механизм с учетом замедления скорости перед каждым пропилом для раскряжевки, 1 м/с;

= 23,74-0,3·23,74-2,0\1 = 14,6 с

- время на раскряжевку хлыста, с;

t6 = π·dср·(H- lв)\4·Sпил·lср , с  (4.5)с - средний диаметр пропилов (на 10% меньше d1,3), принимаем 0,218 м;ср - средняя длина выпиливаемых сортиментов, принимаем 4 м;

= 3,14·0,212·(23,74-2,0)\4·0,008·4 = 23 с

- количество деревьев, находящееся на всём участке проведения рубки, принимаем шт.

= а·b·Qга·i\104·Vхл , шт. (4.6)= 22·250·270·0,4\104·0,57 = 104 , шт.

Псм =  = 135 м3

Сменную производительность ПТМ (форвардера Амкодор 2661) определяем по формуле:

Псм =  ∙ k1 ∙ k2, м3/час (4.7)

где Т - продолжительность рабочей смены, принимаем 28800 с;- объем древесины, который будет вывезен ПТМ на участке длиной l=250 м и шириной a=150 м, м3; - коэффициент использования рабочего времени,принимаем 0,8;- коэффициент технической готовности,принимаем 0,8;ц - время, затраченное на выполнение операций по сбору и транспортировки лесоматериалов объемом Q, сек.

= x ∙ Sл, м3 (4.8)

где х - количество вырубаемой древесины при определенной интенсивности, принимаем 108 м3( при интенсивности в 40%);л - площадь лесосеки, га

л = l ∙ a / 10000, га (4.9)

Время, затраченное на выполнение операций по сбору и транспортировке лесоматериалов можно определить по формуле:

ц = tпог + tраз + tгx1 + tгx2 + tхx1 + tхx2 + tп.пер + tр.пер , с (4.10)

где tпог, tраз - затраты времени на погрузку и разгрузку сортиментов, сек.

Затраты времени на погрузку и разгрузку находятся из выражений:

погр. = tп.пач. ∙ , с (4.11) раз = tр.пач. ∙ , с. (4.12)

где tп.пач., tр.пач - затраты времени на погрузку и разгрузку одной пачки,1000, 700 с;п.пач., Vр.пач. - объем пачки при погрузке и разгрузке, 14,46 м3; гx1, txx1 - затраты времени на движение машины в грузовом и порожнем направлениях в пределах участка, сек.

Затраты времени на движение машины в грузовом и порожнем направлениях в пределах участка можно определить по следующим формулам:

trx1 = , сек(4.13)= , сек (4.14)

где Lrx1, Lxx1 - путь совершаемый ПТМ при перевозке пачки сортиментов до магистрального волока в грузовом положении и обратно при холостом ходе, м.

Путь, совершаемый ПТМ при перевозке пачки в грузовом положении и обратно при холостом ходе в пределах участка можно определить по формуле:

= ∙ (nм - 1), м(4.15)= ∙ (nм + 1), м(4.16)

где K0, K1 - коэффициенты, учитывающие увеличение пройденного пути за счет прямолинейности при движении по волоку и увеличения пути при развороте машины, 1,1;м - количество пачек объемом Vп перевозимых ПТМ, штук.

Количество пачек перевозимых ПТМ можно определить по следующей зависимости:

пм = , шт.(4.17)

где Vп - объем пачки, перевозимой ПТМ, 14,46 м3., vxx1 - соответственно скорости движения в грузовом и порожнем состоянии, м/с., txx2 - затраты времени на движение машины в грузовом и порожнем состоянии по магистральному волоку, сек.

Затраты времени на движение машины по магистральному волоку можно определить по формуле:

= , сек(4.18)= , сек(4.19)

где Lrx2, Lxx2 - путь, совершаемый ПТМ при перевозке пачки сортиментов по магистральному волоку.

Путь, совершаемый ПТМ при перевозке пачки сортиментов по магистральному волоку можно определить по формуле:

=  ∙ (nм - 1), м(4.20)=  ∙ (nм + 1), м(4.21)

где Lм - длина магистрального волока, 130 м;,vxx2 - соответственно скорости движения ПТМ по магистральному волоку в грузовом и порожнем состоянии, м/с.п.пер - общие затраты времени на переезды ПТМ при сборе пачки объемом Vп, сек.

Общие затраты времени на переезды ПТМ при сборе пачки можно определить по следующей формуле:

п,пер = , сек(4.22)

где a - ширина лесосеки, 150 м;- ширина пасеки, 22 м;пер - средняя скорость движения машины при сборе пачки, м/c.р.пер - затраты времени на переезд машины при разгрузке сортиментов, сек.

Затраты времени на переезд машины при разгрузке сортиментов можно определить по формуле:

tр.пер =  , с(4.23)

где lр.пер - путь, проходимый машиной при разгрузке, 25 м;пер - скорость движения машины при переезде ПТМ от штабеля к штабелю сортиментов, 4,2 м/с.

л=150·250\10 000 = 3,75 га=108·3,75 = 405 м3м = 405\14,46 = 28 штр.пер= 22·28\4,2 = 147 сп,пер=150·250·1,1\2·22·4,2 = 223 сек= 80·1,1· (28-1) \2 = 1 188 м= 80·1,1· (28+1) \2 = 1 276 м= 1 188\14,46 = 82 сек= 1 276\14,46 = 88 сек= 130·1,1·(28-1)\2 = 1 931 м= 130·1,1·1,1·(28+1)\2 = 2 074 м= 1 931\4,2 = 460 сек= 2 074\6,9 = 301 секпогр.=1000·1 931\14,46 = 133 540 секраз=700·2 074\14,46= 100 401 секц= 133 540+100 401+82+88+460+301+147+223= 235 242 сек

Псм= 3600·8·405·0,8·0,8\235 242 = 32 м3

5. РАСЧЕТ ПОТРЕБНОГО КОЛИЧЕСТВА ОБОРУДОВАНИЯ

И РАБОЧИХ

.1 Расчет потребного количества оборудования и рабочих для основных работ

Расчет потребного количества рабочих, занятых на основных работах, и основного оборудования представлен в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Расчет рабочих, занятых на основных работах, и основного оборудования

Для выбранной формы организации труда (малая или укрупненная комплексная бригада) указываются виды работ, выполняемые бригадой, сменность работы, ведущие машины и их количество в бригаде. Для расчета состава комплексной лесозаготовительной бригады и ее технической оснащенности необходимо определить задание на бригаду в сутки:

(5.1)

где  - сменная производительность ведущей машины, м3/см; вед - количество ведущих машин в бригаде, шт.; см - число смен работы в сутки ведущей машины, смен.

 м3

Численный состав одной бригады можно определить по формуле:

(5.2)

где  - установленное задание одной бригаде в сутки, м3;

Н1, Н2, Н3 - норма выработки на одного человека в день на валке, обрезке сучьев, раскряжевке, трелевке или транспортировке древесины, м3.

бр= 1080\135+1080\32 = 38 чел

.2 Расчет объема подготовительных работ и трудозатрат на их выполнение

Состав подготовительных работ зависит от принятого технологического процесса разработки лесосеки и выбранной системы машин, а объем работ - от размеров лесосек, их захламленности, годового объема производства и других факторов.

В состав подготовительных работ, выполняемых на лесосеке, входят подготовка территории лесосеки к разработке (разбивка лесосеки на делянки и пасеки и наметка осей трелевочных волоков визированием и затесками на деревьях, разметка границ зоны безопасности, уборка опасных деревьев), устройство погрузочных пунктов или верхних складов или же фронта отгрузки (валка деревьев на площадке под пункт или склад, уборка кустарника и валежника, грубая планировка площадки, устройство подштабельных мест и др.), обустройство мастерского участка (подготовка мест стоянок для лесной техники, установка бригадного домика, домика мастера со средствами связи, столовой, помещения для технического обслуживания и текущего ремонта лесозаготовительной техники и др.), выбор трассы и строительство лесовозного уса, укрепление участков магистральных трелевочных волоков со слабой несущей способностью грунтов.

Исходя из принятой технологии лесосечных работ и выбранных машин и механизмов для основных лесосечных работ, указывается, какие подготовительные работы планируется проводить, кто их будет выполнять (рабочие комплексных лесозаготовительных бригад или специальные подготовительные бригады и дорожные бригады) и в какой последовательности. Как правило, сначала строят лесовозный ус в лесосеку, далее производят подготовку территории лесосеки к разработке, затем устраивают погрузочный пункт (верхний склад) и производят обустройство мастерского участка.

Для выполнения расчетов необходимо знать количество лесосек, подлежащих подготовке к разработке, количество погрузочных пунктов или верхних складов на лесосеке, протяженность лесовозных усов, необходимых для освоения лесосек, и нормы выработки на выполнение подготовительных работ. Количество лесосек и погрузочных пунктов (верхних складов) были рассчитаны ранее.

Уборка опасных деревьев производится с помощью бензиномоторной пилы и ручной лебедки. Этому должна предшествовать наметка магистральных и пасечных волоков. Нормы выработки на подготовительные работы даны в приложении. Если разработка лесосеки будет производиться валочно-пакетирующими, валочно-трелевочными или валочно-сучкорезно-раскряжевочными машинами, уборка опасных деревьев не обязательна.

Расчет объема подготовительных работ представлен в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Расчет подготовительных работ

Количество рабочих на подготовительных работах определяется по формуле:

Nр.л = , человек (5.3)

где То - общие трудозатраты на проведение подготовительных работ, чел.-дней;

Дп - число рабочих дней на подготовительных работах, 200 дней.р.л=  = 24 человека

Для осуществления подготовительных работ необходимо соответствующее оборудование. Ведомость основного и вспомогательного оборудования для подготовительных бригад представлена в таблице 5.3.

Таблица 5.3 - Ведомость основного и вспомогательного оборудования

для подготовительных бригад

.3 Расчет количества подсобно-вспомогательных рабочих, вспомогательных материалов и оборудования

Вспомогательные работы проводятся в ходе выполнения основных лесосечных работ и направлены на обеспечение бесперебойной работы машин и оборудования на лесосечных работах. В состав вспомогательных работ входят техническое обслуживание и текущий ремонт машин и оборудования, материально-техническое снабжение мастерских участков (доставка топливно-смазочных материалов и т. д.), организация горячего питания в лесу, перевозка работающих на лесосеку и обратно, охрана машин, уход за трелевочными волоками и другие работы, задачей которых является обслуживание производства. Из всех видов этих работ наиболее важны работы по техническому обслуживанию и текущему ремонту машин и оборудования.

Расчёт подсобно-вспомогательных рабочих приведён в таблице 5.4.

Таблица 5.4 - Расчёт подсобно-вспомогательных рабочих

Расчет вспомогательных материалов, приспособлений для лесозаготовительного производства представлен в таблице 5.5.

Таблица 5.5 - Расчет вспомогательных материалов

.4 Расчет расхода топливно-смазочных материалов

Данные расчёта смазочных материалов и рабочих жидкостей на лесосечных работах приведены в таблице 5.6.

Таблица 5.6 - Нормы расхода топливно-смазочных материалов (ТСМ)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения курсового проекта был создан проект лесосечных работ с применением валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин (ВСРМ) и погрузочно-транспортных машин.

Согласно заданных условий курсовым проектом была подобрана оптимальная система машин для выполнения всех технологических операций запроектированных на лесосеке.

На лесосечных работах были задействована следующая техника: Харвестер Амкодор 2551, погрузочно-транспортные машины Амкодор 2661, а так же самозагружающийся лесовозный автопоезд МАЗ-6303А8-326 с гидроманипулятором ЛВ 185-14