Проект технологического процесса лесосечных работ - реферат

1.

2. Технологический процесс лесосечных работ.

1.1.Обоснование технологического процесса и выбора оборудования организации лесосечных работ.

Технологический процесс лесозаготовок состоит из основных, подготовительных, вспомогательных и заключительных работ.

Состав операций на лесосечных работах и их трудоемкость в каждом предприятии различны и зависят от общего технологического процесса лесозаготовок и в первую очередь, от способа вывозки древесины с лесосек. Поскольку способ вывозки является основным определяющим признаком технологического процесса лесозаготовки, в нашем случае видом древесины погружаемый на транспорт являются – хлысты. По данному технологическому процессу на лесосеке заготавливают хлысты, затем грузят на лесовозный транспорт и доставляют на нижний склад. Такой технологический процесс получил наибольшее применение на рубках главного пользования. При вывозке хлыстов используются условия для более рационального их использования.

Применение данного технологического процесса предлагает, то что очистка деревьев от сучьев выполняется на лесосеке. От того где именно будет выполняться эта операция (на лесосеке, на трелевочном волоке или лесопогрузочном пункте), зависит выбор способа трелевки дерева или хлыстов, конструктивные или машинные характеристики трелевочных средств, а также последовательность выполнения обрабатывающих и последовательных операций.

Исходя из выше изложенного, а также руководствуясь заданием на курсовое проектирование предлагается следующий вариант технологического процесса лесосечных работ проектируемого предприятия:

- валка деревьев и укладка в пачки валочно-пакетирующей машиной ЛП-19А;

- трелевка пачек деревьев трактором с пачковым ЛТ-154;

- очистка деревьев от сучьев сучкорезной машиной ЛП-33;

- погрузка хлыстов челюстным лесопогрузчиком ЛП-65Б;

Для срезания деревьев и формирования их пачек в процессе сплошных рубок предназначена валочно - пакетирующая машина ЛП-19А.

ЛП-19А состоит из трех основных частей:

- ходовая система, поворотной платформы и стрелы с рабочим оборудованием. Ходовая система – гусеничная, многоопорная с балансирной подвеской состоит из: сварной рамы, механизмов передвижения гусеничных лент и натяжных устройств.

На главной поворотной платформе размещены: силовая установка, привод поворота платформы, трубопроводы и другие элементы гидрооборудования, электрооборудования, а также контргруз и приборы.

Силовая установка, состоящая из дизельного двигателя и приводимого им во вращение сдвоенного аксиально – поршневого насоса, установленного на резиновых амортизаторах задней части платформы.

Управление гидроусилителями осуществляется с помощью рычагов и педалей расположенных в кабине машиниста.

Техническая характеристика валочно – пакетирующей машины ЛП-19А

- мощность двигателя, кВт- 95,6

- грузоподъемность двигателя, т- 3,2

- вылет манипулятора:

- максимальный, м-8,0

- минимальный, м- 3,8

- конструктивная масса кг, не более 24300

Устанавливаемое на машинах ЛП-19А сменное захватно – срезающее устройство (ЗСУ) с накопителем, предназначено для заготовки древесины при сплошных рубках в разновозрастных насаждениях с деревьями разной крупности со средним объемом до 1 м. Состоит ЗСУ из рамы, двух основных захватов, накопителя, механизма срезания и гидросистемы.

Технологическая характеристика ЗСУ с накопителем:

- производительность ЛП-19А с накопителем – 120

- грузоподъемность, т – 3

- максимальное количество смежных деревьев, шт – 2

Сменно – погрузочное оборудование, монтируемое на машине ЛП-19А в замен захватно – срезающего механизма, предназначено для погрузки хлыстов на лесовозный транспорт, а также для штабелевки.

Техническая характеристика погрузочного оборудования:

- производительность машины ЛП-19А со сменным грузоподъемным оборудованием по чистому времени работы – 120;

- грузоподъемность, т -3;

- габаритные размеры, мм – 2300*2000*2000;

Трелевочный трактор ЛТ-154 предназначен для подбора пачек деревьев, сформированных валочно – пакетирующей машиной и их безчекерной трелевки.

Трелевочный агрегат представляет собой многооперационную машину на базе трактора ТТ-4 с технологическим оборудованием, смонтированным вместо погрузочного устройства трелевочного трактора.

Для ограждения деталей заднего моста имеется предохранительная балка, шарнирно крепятся к задним кронштейнам рамы трактора и опирается на ролики и щит.

Техническая характеристика:

- базовая машина ТТ-4;

- максимальная масса трелюемой пачки, т – 8;

- максимальная площадь сечения захвата, – 1,8;

- рабочее давление в гидро-системе, мПа 10+ 0,5;

Сучкорезная машина ЛП-33 предназначена для срезания сучьев с предварительно поваленных и сформированных в пачки или штабеля деревьев хвойных и лиственных пород.

Сучкорезная машина создана на базе трактора ТТ-4.В связи с установкой нового технологического оборудования, на трактор не устанавливается погрузочное устройство (щит), лебедка, изменены кабина и гидравлическая система.

Сучкорезная машина ЛП-33 состоит из базового трактора ТТ-4 с установленной на нем опорой.

Сучкорезная головка предназначена для захвата деревьев из пачки и обрезки с него сучьев в процессе протаскивания.

Приемная головка предназначена для поддержки ствола обрабатываемого дерева, т.к. максимальный ход каретки составляет 10 метров и частичной доочистки обрабатываемого дерева.

Лебедка при помощи каната обеспечивает возвратно-поступательное перемещение захвата по направляющим стрелы.

Техническая характеристика:

· Базовая машина ТТ-4

· Эксплуатационная мощность двигателя, кВт, не менее 84,6

· Максимальная скорость протаскивания м\с 1,7

· Удельное давление на грунт кПа – 63

Челюстной гусеничный лесопогрузчик ЛТ-65 Б, предназначен для погрузки деревьев и хлыстов на лесовозный транспорт, штабелевки их прочих погрузочно-разгрузочных работ на лесных складах и перевалочных базах.

Лесопогрузчик ЛТ-65Б, представляет собой грузоподъемную машину, состоящую из навесного оборудования, смонтированного на тракторе ТТ-4.

Навесное оборудование лесопогрузчика состоит из установки рамы, поворотного основания, стрелы, нижней челюсти, механизма поворота нижней челюсти, стоек, гидровлической системы, установки карданных валов, дополнительного оборудования, системы электрооборудования.

Лесопогрузчик работает по принципу переноса груза над кабиной трактора.

Техническая характеристика ЛТ-65Б.

-Базовый трактор ТТ-4

-Эксплуатационная мощность двигателя, кВт, не менее 84,6

-Производительность, \ч не менее – 42

-Рабочее давление в гидросистеме мПа-104

-Масса навесного оборудования, кг-6600

1.2. Режим работа предприятия и объема производства.

Для установки режима работы предприятия необходимо выбрать количество рабочих дней в неделю, продолжительность рабочей смены и число смен в сутках.

Учитывая, то что на лесозаготовках работают машинные комплексы и большой годовой объем лесозаготовок предлагается организация работы в одну смену.

Проектируемое предприятие работает по шестидневной рабочей неделе с продолжительностью смены 7 часов.

При проектировании объемов производства обязательно следует учитывать, что в осеннее – зимний период благоприятные дни лесозаготовки, объем лесозаготовки составляет 60% от годового задания, а в весеннее - летний 40%. Сменный объем см вычисляют по формуле:

см= (1),

Где Qгод- годовой объем производства, ;

- число рабочих дней в осеннее - зимний период;

С – число смен работы.

Сменный объем см для весеннее – летнего периода вычисляют по формуле:

см= (2),

Где - число рабочих дней в весеннее – летний период

Объем лесозаготовок для каждого квартала года вычисляют по формуле:

Qкв, =Nкв.*С*С*Qсм (3),

Где Nкв. – число рабочих дней в квартале;

Qсм. – сменный объем лесозаготовки для данного квартала .

Расчет режима работы предприятия приведен в таблице 1.

Таблица 1. – Режим работы предприятия

1.3. Определение размеров и необходимого числа лесосек.

При выборе лесосеки следует руководствоваться правилам заготовки древесины. В эксплуатационных лесах предельная площадь лесосеки не должна превышать 50 га. , для проэктируемого предприятия принимается прямоугольная по форме лесосека с длиной 1000 м, равной длине стороны квартала. Ширина лесосеки при этом принимается равной 500 м.

Количество лесосек на год n, на год определяется по формуле:

n= (4),

где L – длина лесосеки, м;

B – ширина лесосеки, м;

q – средний запас древесины на 1 га, ;

1,1 – коэффициент учитывающий возможность перевыполнения плана;

n ===11

Для организации работы проектируемого предприятия требуется 11 лесосек. Общая вырубаемая площадь в течении года составит в га.

В течении года 11*50=550 га.

1.4. Выбор способа разработки делянки влияет рельеф местности, состояние грунта, таксационные характеристики насаждения, размеры лесосеки между усами лесовозной дороги, лесовозные требования предъявляемые при проведении конкретного вида рубок.

При выборе схемы разработки лесосеки следует руководствоваться следующими положениями:

- должна быть обеспечена высокая производительность бригад в течении всего периода работы на делянке;

- расстояние трелевки должно быть минимальным;

- должна быть обеспечена сохранность подроста и молодняка;

- затраты на подготовку лесосек и обустройство погрузочных пунктов должны быть минимальными;

- выполнение всех работ на делянке должно соответствовать безопасным условиям труда;

Для проектируемого предприятия выбирается параллельная схема разработки делянки. Данная схема применяется там где требуется концентрация древесины в одном месте, когда строительство погрузочных пунктов требует больших затрат.

От схемы расположения трелевочных волоков зависит среднее расстояние трелевки, является основным показателем при определении производительности трелевочных тракторов и норму расхода топлива, смазочных материалов на трелевку древесины, среднее расстояние трелевки достаточно для практических целей с точностью можно определить по формуле:

( *а+ *b)* (5),

Где a – ширина делянки, м

b – длина делянки, м

и - коэффициенты зависящие от схемы расположения волоков (при параллельной схеме = = 0,5);

– коэффициент удлинения трелевочных волоков зависящие от рельефа местности, для равнинной местности = 1,1.

= (0,5 * 250 + 0,5 * 250 + 0,5 * 250) * 1,1 = 275 м.

Для расчета производительности трелевочных средств, принимается среднее расстояние трелевки 275 м.

1.5. Организация подготовительных работ и их пополнение.

Проведение подготовительных работ создает благоприятные и безопасные условия для выполнения основных работ.

В состав подготовительных работ входит:

- уборка опасных деревьев;

- размётка волоков и их устройства;

- разрубка зон безопасности и мест стоянки оборудования;

- перебазировка бригад с одной лесосеки в другую;

- устройство погрузочных пунктов;

- строительство усов лесовозной дороги.

При валке машинами уборка опасных деревьев не проводится. Для выполнения подготовительных работ целесообразно иметь специальные бригады, но некоторые работы могут иногда выполнять комплексные бригады.

Расчет трудозатрат 3, чел – дн. на выполнение подготовительных работ производиться по формуле:

З = ( + + ), (6)

где - трудозатраты на подготовку одного га лесосеки;

- трудозатраты одного лесопогрузочного пункта;

- трудозатраты на строительство одного км. лесовозного уса;

S – площадь тяготения к одному погрузочному пункту (га);

С – ширина полосы леса осваиваемая с одного уса (км);

– годовой объем заготовки ;

q – средний запас древесины на одном га.

Трудоемкость А ₁ , зависит от количества опасных деревьев, подлежащих уборке. Она находится в пределах 0,5 – 1,5 человеко-дней на 1 га. В проектируемом варианте А₁ =0.

Трудоемкость А₂ при трелевке тракторами и вывозке хлыстов составляет от 0,1-2 чел.-дн., на 1 погрузочный пункт. К одному погрузочному пункту при современной технологии тяготеет площадь S=5-8 га.

Трудоемкость строит 1 км. лесовозного уса А_3, в большей степени зависит от типа уса и составляет, если учесть все работы от подготовки трассы до пуска в эксплуатацию, для снежных усов и грунтовых усов на плотном основании 10-15 чел.-дн. на 1 км. Ширина полосы С составляет 0,5 км. Коэффициент К = 1-1,2.

3= + ) = 444,4 ( + ) = 259,5 чел.дн.

Число рабочих необходимое Ч _п.р. для выполнения подготовительных работ определяется по формуле: Ч _п.р. = , где N _п.р. – число дней в году на проведение подготовительных работ. N _п.р. = 150 дн.

Ч _п.р. = = 1,7

Для организации подготовительных работ требуется два человека – 1 бригада. В состав бригады входят: вальщик и тракторист на трелевке леса.

Технические средства для выполнения подготовительных работ приводятся в таблице №2.

Таблица №2. Оборудование для подготовительных работ.

1.6. Расчет производительности машин и оборудования.

1.6.1. Сменная производительность валочно-пакетирующей машины ЛП-19 определяется по формуле

П _см = (8)

Где Т_см – продолжительность смены в минутах

t_{n *3} – время на подготовительно заключительные работы. t_{n *3} = 20-30 мин.

V_хл – средний объем хлыста м³ .

₁ – коэффициент использования машины в течении смены 0.7-0.9

Т_ц – полная продолжительность спиливания и укладки одного дерева в минутах.

Цикл спиливания и укладки одного дерева ЛП-19 состоит из следующих операций:

- переезд машины со стоянки на стоянку;

- наводки захватно-срезающего устройства на дерево, зажима натяжения срезания, подтягивание дерева, поворота платформы с деревом, укладки его в пачку на землю, порожний поворот.

При среднем V_хл = 0,49 м³

Т_ц = 0,36+0,10+0,39+0,38+0,28+0,26=1,77

П_см = 240^м3 _см

Полученный результат сравниваем с едиными нормами выработки лесозаготовительной работы и для дальнейших расчетов принимаем производительность согласно норм. П_см =240^м3 _см.

1.6.2 Расчет производительности на трелевке леса.

Сменная производительность трелевочного трактора ЛТ -154 определяется по формуле:

П_см = (9)

Т_см - в минутах

t_{n *3} – время на подготовительно заключительные операции t_{n *3} = 20-40 мин.

Vn – объем трелюемой пачки м³ .

ℓ_ср – среднее расстояние трелевки

V_гр - скорость трактора в грузовом направлении м/мин.

V_х – скорость движения в холостом направлении

t_п – время набора и формирования пачки

t_о - время отцепки пачки на лесопогрузочном пункте

коэффициент ₁ использования трактора в течение смены 0.7-0.9.

Объем трелюемой пачки принимаем согласно нормативов рейсовых нагрузок, Vn = 3,1 м^3.

Время технологического цикла набора пачки движения в грузовом направлении отцепки пачки и движении в холостом ходу. Мы принимаем согласно нормативов оперативного времени при V_хл -0,49 и среднем расстоянии трелевки ℓ_ср – 275 м составит t_о = и равно 3,77 мин/м³ .

П_см = = = 101,8 м^3.

Полученный результат сравниваем с едиными нормами выработки и для дальнейших расчетов принимаем согласно норм П_см = 104 м³ .

1.6.3. Расчет производительности на очистке деревьев от сучьев.

Производительность сучкорезных машин зависит от среднего объема хлыста, скорости протаскивания дерева через сучкорезную головку, а также квалификации оператора.

С увеличением среднего объема хлыста и скорости протаскивания производительность увеличивается так как сокращается время на обработку 1 древесины.

, , для поштучной обработки деревьев с протаскивающим механизмом технического действия определяется по формуле:

= (10),

где - продолжительность смены в секундах;

- время на выполнение подготовительных, заключительных операций, = 2000 сек.

. . - коэффициент использования рабочего времени с учетом переезда машины с одной технологической стоянки на другую , =0,6-0,8.

– коэффициент загрузки машины , = 0,85.

- продолжительность обработки одного дерева

= + * Кð, (11).

где – время подачи рабочего органа и захвата дерева, = 10-20 сек.

- средняя длина хлыста , м.

– средняя скорость протаскивания хлыста, .

Кð – коэффициент увеличения времени протаскивания из-за перехвата дерева , Кð= 1,3 – 1,5 . ЛТ – 33- 15

= 20 + * 1,5= 20 + * 1,5 = 73

= = 106

Полученный результат сверяем с едиными нормами выработки, и для дальнейших расчетов производительности ЛП-33, принимается в объеме = 163

1.6.4. Расчет производительности на погрузке леса.

Процесс погрузки хлыстов челюстным лесопогрузчиком включает следующие операции:

- формирование пачки;

- подъем пачки;

- перемещение пачки к месту погрузки;

- укладку на подвижной состав;

, , челюстного лесопогрузчика определяют по формуле:

= , (12)

- продолжительность смены в мин.

- коэффициент использования рабочего времени с учетом времени на подготовительно-заключительные работы и отдых оператора, переходы погрузчика от одного штабеля к другому, ожидание порожнего состава и устранение технических неисправностей. = 0,4 – 0,6.

- грузоподъемность подвижного состава. - 22

– продолжительность одного рабочего цикла погрузчика, то есть время погрузки одной пачки = 1,5- 3 мин.

- номинальная грузоподъемность погрузчика .

– время подготовки подвижного состава к погрузке, = 2 – 4 мин.

– время отправки и крепления воза после погрузки , = 3 – 5 мин.

- коэффициент использования грузоподъемности погрузчика = 0,8 – 0,9.

= 3,5 * 0,8= 2,8

= = = 241

Полученный результат сверяем с едиными нормами выработки , и для дальнейших расчетов производительности ЛТ- 65Б , принимаем в объеме = 246 .

1.7 Расчет потребности оборудования и численности рабочих на основных работах .

Потребное число машин и механизмов по каждой из технологических операций лесосечных работ N , определяют по их производительности и сменному заданию мастерскому участку , оно может быть определено по формуле :

N = , (13)

где – сменное задание мастерскому участку ,

- сменная производительность оборудования.

Общее число механизмов , необходимо принимать с учетом резерва , при этом следует иметь в виду , что число резервных механизмов принимается в соответствии , с действующими нормами из расчета:

Один трактор на четыре работающих трактора , одна сучкорезная машина на два работающих , одна бензомоторная пила на одну бензомоторную пилу .

Все расчеты потребного количества оборудования сведены в таблицу.

Таблица 3. Расчет потребного оборудования .

Для определения потребного количества рабочих по всем фазам лесозаготовительного процесса , используя норму выработки определить количество людей на машинах и механизмах. Результаты расчетов сведены в таблицу 4 .

Таблица 4 – Расчетов потребности рабочих на основных работах.

1.8 Вспомогательные работы и обустройство мастерского участка.

К вспомогательным работам относятся: техническое обслуживание и текущий ремонт машин и тракторов, материально-техническое снабжение, организация бытового обслуживания рабочих , а также доставка к месту рабочих и обратно, охрана техники и имущества мастерского участка в не рабочее время, перебазировка бригад с лесосеки на лесосеку.

Для организации горячего питания требуется повар и помощник повара, для охраны имущества число рабочих принимается один человек на не работающую смену, обычно в круг обязанностей охранников входит подогрев воды и масла в зимний период, число слесарей для организации ремонта техники принимается из расчета 8 на 1000 заготовленной древесины. Результаты расчетов потребности рабочих сведены в таблицу 5.

Для организации нормальной работы мастерского участка необходимо обустроить, то есть оснастить оборудованием. В состав участка входят: обогревательные домики для рабочих, столовая, помещение для мастера, средства заправки топливом машин и тракторов, слесарное помещение для ремонта.

Оснащенность мастерского участка показана в таблице 6.

Таблица 6-Перечень оборудования для обустройства мастерского участка.

Сводный расчет потребности рабочих на мастерском участке.

Таблица 7-Сводный расчет потребности рабочих.

1.9 Организация лесовосстановительных работ.

Очистку лесосек при всех способах рубки следует осуществить в процессе рубки леса и заканчивать к моменту сдачи лесосеки. Способы очистки лесосек рекомендуется устанавливать отдельно для каждой лесосеки в зависимости от условий произростания. В соответствии с правилами все предприятия очищать места рубок от порубочных остатков независимо от способа и времени рубок. Согласно правилам для очистки леса рекомендуются следующие способы: сбор порубочных остатков в кучи для использования их на топливо; переработку или для сжигания; сбор порубочных остатков в кучи или в валы с оставлением их на месте для перегнивания; разбрасыванием измельченных порубочных остатков; укладка порубочных остатков на волоки и уплотнение их в процессе трелевки. Способы очистки лесосек следует устанавливать в зависимости от лесорастительных, противопожарных и санитарных условий с учетом наиболее рациональной технологии лесозаготовок и последующих лесовосстановительных работ. По возможности, следует назначать способы очистки лесосек, не включающие сжигание порубочных остатков и допускающие механизацию работ. Очистку лесосек, предназначенных под искусственное восстановление леса, рекомендуется проводить способами, обеспечивающими возможность последующего проведения механизированных работ. Поскольку разработка лесосеки ведется без сохранения подроста, то лесовозобновление планируется осуществлять искусственным способом.

Искусственное лесовостановление – это создание лесных культур на площадях ранее покрытых лесом. Оно подразделяется на: предварительное-посадку или посев под пологом леса за несколько лет до рубки, сопутствующее создание культур в процессе выборочных рубок или после их завершения по следующее-создание культур на вырубках и реконструктивное - закладку вместо малоценных насаждений хозяйственно ценных пород древесины.

Под способом создания лесных культур понимают совокупность приемов выполнения лесокультурных работ вручную или с применением средств механизации. Два способа создания культур: посев и посадка леса.

Технологический процесс лесосечных работ.

Проектируемое предриятие работает в эксплуатационных лесах с составом насаждения 7Е3Б, годовой объем производства составляет 100 тыс. . Для выполнения годовой программы предприятие должноежнгодно отводить в рубку. Разработка лесосек ведется системой машин: валочно-пакетирующей машиной ЛП-19; трелевочным трактором ЛТ-154; сучкорезной машиной ЛП-33; челюстным погрузчиком ЛТ-65Б.

Технологический процесс проектируемого предприятия, состоит из следующих операций: валка; трелевка; очистка от сучьев; погрузка.

Технология разработки лесосек машинами ЛП-19.

Разработка начинается с разрубки полосы шириной 30…50 м. вдоль уса. Пачки после ухода машины с полосы должны быть сразу же стрелеваны и уложены в запас или отгружены. Полоса необходима для маневрирования машин, улучшения обзорности, установки сучкорезной машины и размещения штабелей.

Разработка основной части делянки ведется сразу на всю ее глубину – от уса до дальней границы. Возможны два варианта начала разработки делянки: по направлению от уса и по направлению трелевки.

Существуют несколько схем разработки делянок ЛП-19. Наиболее распространенной из них является схема, по которой машина разрабатывает делянку перемещаясь по лентам, расположенным перпендикулярно лесовозному усу. Удаляясь от уса машина укладывает пачки впереди себя под углом - к направлению своего хода. В конце делянки машина разворачивается и разрабатывает следующую ленту приближаясь к усу. Пачки в этом случае машина укладывает за собой под углом - к направлению движения.

Приемы трелевки.

Технологический цикл трелевки независимо от типа трактора, конструкции технологического оборудования и способа трелевки в общем виде складывается из одних и тех же приемов. Это - порожний ход трактора, маневрирование и выбор позиций, погрузка или формирование пачки, грузовой ход, разгрузка. Для выполнения порожнего хода трактора, его технологического оборудование приводится в транспортное положение. Технологическое оборудование должно занимать фиксированное положение, исключающее раскачивание рукоятки, захвата и других узлов, а также удары элементов и оборудования друг о друга и о трактор. При подъезде трактора ЛТ-154 к пачке на расстоянии 5-8 м. его технологическое оборудование переводится из транспортного положения в рабочее. Для этого растормаживается барабан лебедки и захват, подтянутый к стреле канатом для порожнего переезда, освобождается, стрела наклоняется назад, захват раскрывается на ширину, необходимую для забора пачки. Все эти приемы могут выполняться как последовательно, так и одновременно. Для погрузки пачки применяется прием подъезда трактора под пачку, который выполняется следующим образом; пачка стрелой поднимается вверх, одновременно трактор подается назад под пачку.

Технология обрезки сучьев самоходными машинами.

Самоходные сучкорезные машины ЛП-33, в зависимости от конкретных производственных условий могут использоваться в следующих технологических вариантах: по направлению перемещения машины - от уса к усу; по способу протаскивания деревьев – за комли (комлями вперед) и за вершины (вершинами вперед)