Машины и механизмы в лесном хозяйстве


Содержание

                                                                                                                              Стр.

Введение…………………………………………………………………………. 2

Часть 1. Технология и организация лесосечных работ………………………. 3                                   

1.1. Характеристика условий работы  проектируемого участка лесосечных   работ……………………………………………………………………………… 3

1.2. Определение количества лесосек  на расчетный год……………………... 6                                   

1.3. Основание и выбор технологической схемы………………………………7                                               

1.4. Выбор схем расположения усов, размещения трелевочных волоков…… 7       

1.5. Определение производительности трелевочных машин………………… 9                          

1.6. Расчет состава комплексной  бригады……………………………………..11                                                         

Часть 2. Технология и организация лесоскладских работ……………………13                               

2.1. Характеристика проектируемого  нижнего лесосклада…………………...13                               

2.2. Определение сортиментного плана………………………………………..13                                                              

2.3. Определение выхода готовой  продукции…………………………………14

2.4. Составление схемы технологического процесса…………………………14

2.5. Выбор оборудования, определение  потребного количества машин,  механизмов и рабочей силы…………………………………………………….16

2.6. Разработка цеха по переработке  древесины………………………………17

2.7. Расчет количества штабелей  и площади складов…………………………18

2.8. Экологичность и безопасность  проекта…………………………………...18

Заключение.............................................................................................................19

Список использованной литературы…………………………………………...20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Основное назначение лесного хозяйства неуклонное повышение  эффективности неистощительного и  рационального лесопользования  на основе роста продуктивности лесов, их расширенного воспроизводства и  улучшения породного состава.

Лесоэксплуатация является важнейшей частью лесопользования, общие вопросы которого, а также расчеты, правила и порядок главного и промежуточного пользования лесом изучаются в дисциплинах лесоводство, лесная таксация и лесоустройство.

Дисциплина «Технология  и оборудование лесозаготовок» предусматривает подготовку инженера лесного хозяйства в области эксплуатации леса. Происходящие количественные и качественные изменения в техническом оснащении лесного комплекса страны и совершенствование технологии требуют от инженера лесного хозяйства не только умение вести лесное дело, но и обеспечить эффективную эксплуатацию лесов на базе современной техники.

Условия комплексного лесного  предприятия, где очень тесно  связаны вопросы лесовоспроизводства, заготовки, комплексной переработки древесины, всей недревесной продукции леса требуют от инженера лесного хозяйства глубоких и широких знаний.

Выполнение курсового  проекта поможет формированию у  студентов профессиональных навыков, умения применять свои знания, приобретать  новые пользуясь справочной и другой литературой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часть 1. Технология и организация лесосечных работ

1.1. Характеристика условий работы проектируемого участка лесосечных работ

1.1 Географическое положение  Вольского лесхоха.

Располагается в лесостепной почвенно-климатической зоне, к Приволжской провинции и Хвалынскому физико-географическому району в северной части Правобережья Саратовской области.

По таблице « Эродированные  земли » степень эродированности  хозяйства слабая (пологие 1-30 слабоволнистые склоны  водоразделов) и средняя (покатые 3-50 слабоволнистые, местами изрезанные промоинами склоны водоразделов).

По ландшафтному районированию  хозяйство относится к лесостепной зоне, приволжского района (ЛС2Б2).

Соединение с районным и областным центрами производится по дороги общего назначения с твердым покрытием, имеется и сообщение с Приволжской железной дорогой.

 

1.2 Климат.

 

1.2.1. Световые ресурсы

Длина светового дня, в теплый период времени, равна 12-19 часам. Наиболее характерны солнечные безоблачные дни. Наибольшее количество осадков в июне и октябре.

1.2.2. Температурный режим

Температура             

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Год

Средняя

-12.2

-11.8

-6.3

4.8

14.1

18.3

20.8

19.0

12.6

4.8

-3.0

-9.8

4.3

Максимальная

3.3

3.1

12.2

24.7

30.1

34.8

37.7

36.7

29.9

23.6

15.5

3.8

37.7

Минимальная

-34.8

-34.6

-23.5

-17.0

-2.0

   -

6.7

4.4

-3.5

-8.4

-26.8

-33.9

34.8




Среднемесячная, максимальная и минимальная температура воздуха.

 

 

Анализируя температурный  режим необходимо

отметить, что амплитуда колебаний составляет 72.50 .Явное указание на континентальность климата Куликовского хозяйства. Особенно неблагоприятно складывается температурный режим в вегетационный период, с июня по август температура достигает 34.8-37.70.Данные колебания температур могут повлиять на количество и качество урожая.

 

 

 

 

Даты перехода среднесуточных температур через 00,+50,+100

      -100

-50

00

+50

+100

23.02

18.03

1.04

16.04

2.05

18.12

24.11

3.11

4.10

25.09


Сроки последних весенних и осенних заморозков

Сроки

Последние

Первые

Поздние

3.06

28.10

Ранние

11.04

15.09

Средние

10.05

4.10


 

Анализ данных показывает наиболее благоприятное время для  посева сельскохозяйственных культур, с учетом их последующего развития.

 

1.2.3.Осадки и относительная  влажность воздуха.

Осадки

  I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Год

Средние

31

22

23

25

31

45

28

36

36

42

37

31

387

Максимальные

87

63

80

63

84

142

81

91

78

142

87

78

599

Минимальные

3

3

1

0

0

4

5

1

10

3

5

7

235

Относительная влажность воздуха  в %

87

78

77

60

63

47

48

52

53

75

81

86

72

 


 

Анализируя характер выпадения  осадков можно отметить, что 243 мм или 63 % их выпадает в теплый период, и 50 % из них тратится на испарение  и только 122 мм идет на потребление  корневой системой.

 

ГТК= = 0.74

Из ГТК видно, что  хозяйство находится в зоне недостаточного увлажнения. В летние месяцы, когда  влажность воздуха минимальна, необходим  полив.

 

1.2.4.Ветровой режим

 

Направление

ветра в %%

  I

II

III

IV

  V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Год

     С

8

6

5

7

11

12

12

9

9

7

7

6

8

    СВ

5

7

6

7

7

10

10

9

4

6

3

6

7

     В

12

14

9

11

11

10

11

12

7

8

8

10

10

    ЮВ

17

18

16

18

13

11

10

12

13

14

18

21

15

     Ю

14

16

16

18

15

13

10

11

17

19

17

17

15

    ЮЗ

19

17

20

18

15

16

16

16

19

19

19

16

17

      З

14

13

15

10

13

14

18

19

17

15

16

13

15

     СЗ

11

10

13

10

12

16

13

13

15

13

11

11

12


 

 

Анализируя интенсивность  ветра видно преобладание южных  направлений. Усиления ветра наблюдается  в холодный период времени, следовательно, необходимо расположить защитные лесные полосы против движения ветра для увеличения продуктивности.

        1.3 Рельеф

Река Волга делит  Саратовскую область на две части, резко отличающихся по своему рельефу, западную возвышенную (высоту 200-300м) и  восточную пониженную 95-100 м).

Геологическую основу Приволжской  возвышенности составляют древние  осадочные породы мелового и третичного возраста. В результате многовекового  размыва здесь образовались останцевые кряжи и горы, резко выделяющиеся над общей поверхностью, широкие долины рек, древние широкие балочные ложбины и густая сеть молодых оврагов и балок.

Склон, обращенный к долине р. Волги, короткий сильно расчлененными  уступами, которые на отдельных участках носят название гор. К юго-западу от г. Вольска-Змиевы горы.

1.4 Почвы

Вольский административный район располагается в Северо-восточном  районе, занимающем обширную территорию к западу от р. Волги до водораздельного  кряжа р. Медведицы.

Почвенный покров представлен  преимущественно скелетными почвами  оподзоленного черноземного типа  с сильно укороченным и неразвитым почвенным профилем. Содержание гумуса- 4.6%, количество N и P – низкое, К- среднее. Реакция почвенного раствора- слабокислая. Анализируя плодородность почв хозяйства необходимо отметить, что при выращивании сельскохозяйственных культур необходимо вносить и органические и минеральные удобрения, особенно азотные и фосфорные.

1.5 Растительность

Вольский район относится  к лесостепной зоне, поэтому благоприятно выращиваются такие культуры как  кукуруза, рожь, овес, озимая и яровая пшеница, подсолнечник, просо. Среди плодовых культур выращиваются такие древесные породы как яблоня, груша, слива. В лесах преобладают широколиственные породы, преимущественно дуб, бересклет, крушина. Хвойные леса представлены сосновыми борами. По склонам балок нередко встречаются заросли степных кустарников.

1.6 Экономические  условия

Район расположения хозяйства  отнесен к числу сельскохозяйственных районов области с зерновым и  мясомолочным направлением.

Основными сельскохозяйственными  культурами являются пшеница и подсолнечник. Выращиваются также ячмень, овес, кукуруза, сахарная и кормовая свекла. Основой животноводства является крупный рогатый скот, свиноводство, птицеводство. В хозяйстве имеются квалификационные специалисты, которыми производятся все планово намеченные мероприятия.

В хозяйстве имеется  укомплектованный автопарк.

Вывод: В целом природные условия района благоприятны для выращивания большинства видов сельскохозяйственных и плодовых культур. Неблагоприятные климатические факторы, такие как заморозки, нехватка осадков и д.р. влияют на рост сельскохозяйственных культур. Но использование районирования для данной зоны сорта, соблюдая севооборот и применяя соответствующую агротехнику можно свести отрицательные проявления климатических факторов к минимуму и добиться стабильности урожая.

 

 

Исходные данные:

1.  Годовой объем производства, Q = 100 тыс.м куб.;

2.  Запас древесины на 1 га, М = 85 м куб.;

3.  Средний объем хлыста Qхл.ср. = 0,25 м куб.;

4.  Тип рубок – выборочные

5.  Марка трелевочной машины – колесная;

6.  Рельеф местности – нормальный;

7.  Уклон трелевочного волока – i = 3‰;


Все выше указанные накладывают  некоторое ограничение на технологию и механизацию проведения лесосечных работ.

Прежде всего леса данного района относятся к I группе лесов, что оказывает влияние на размер лесосеки. Рельеф нормальный оказывает влияние на использование транспорта и механизмов при лесосечных работах, так же как и средний объем хлыста.

1.2. Определение количества лесосек на расчетный год и размещение их на плане лесного массива

Размер лесосеки определяем исходя из правил рубок главного пользования. Хвойные и твердолиственные насаждения в смешанных лесах I группы лесосеки отводим шириной 100 м, длиной 1000 м. Отсюда площадь лесосеки Sл = 100 * 1000 = 10 га.

Число лесосек необходимых  для выполнения годового объема производства определяется:

,    (1)

где Sг – площадь лесосеки для сплошных рубок, определяется делением годового объема производства (Q) на ликвидный запас древесины на 1 га (М) для соответствующих рубок. При этом следует учесть, что при рубках с 1 га выбирается не вся ликвидная древесина.

Sг=100000/100=1000 га

n=1000/10=100 шт.

 

 

 

 

1.3. Обоснование и выбор варианта технологической схемы выполнения основных операций и применяемого оборудования

Марка трелевочной машины является основой в системе лесосечных машин. Выбор машин необходимо выполнить  с учетом базовой модели трактора, среднего объема хлыста, состава насаждений, рельефа местности и т.д. Применяем трелевочный колесный трактор Т-157 представленный собой модификацию сельскохозяйственного колесного трактора Т-150К. Трактор основан технологическим оборудованием для бесчокерной или чокерной трелевки.

Применяем машину ЛП-17 на базе трактора ТБ-1предназначенную для валки деревьев и трелевки ее на погрузочную площадку. Для очистки деревьев от сучьев используем бензопилы «Тайга-214».

Технологический процесс  применяем следующий:

1.4. Выбор схем расположения усов, размещения трелевочных волоков, способа разработки пасеки и лесосеки и схемы лесопогрузочного пункта

При проектировании целесообразно  вначале выбрать схему расположения усов и установить расстояние между  ними при соответствующих размерах лесосеки. На лесосеке шириной 100 м усы устраивают по границе.

Выбор схемы расположения трелевочных волоков на лесосеке производим в зависимости от способа  трелевки, рельефа местности и  выбранных основных машин и механизмов.

После разбивки лесосеки на пасеки на них производится валка деревьев в заданной последовательности и направлении по отношению к пасечному волоку или направлению движения трактора при сборе пачки. Это и определяет способ разработки лесосеки, который показан на рисунке 1.

 

 

 

 

Рисунок.1 Схема технологической трассы разработки лесосеки.

 

 

 

Схема расположения трелевочных  волоков:

1. Пасечный волок

2. Магистральный волок

3. Пасека

4. Верхний лесосклад  или лесопогрузочная площадка

5. Лесовозный ус

1.5. Определение производительности трелевочных машин

Производительность трелевочных  машин определяется по формуле:

  (2)

где Псм – сменная  производительность трелевочной машины, м /смена;

n – количество рейсов в смену; Vп – объем трелюемой пачки, м ; φ1 – коэффициент использования полезной нагрузки (0,8 – 0,9);

Сила тяжести трелюемой пачки  определяется по следующей формуле:

   (3)

где Gк – сила тяжести трелюемой пачки, Н;

Fк – касательная сила тяги трактора, Н;

Gт – сила тяжести трактора, Н;

К – коэффициент распределения  силы тяжести трелюемой пачки  в зависимости от среднего объема хлыста и способа трелевки, при среднем объеме хлыста 0,25 м и трелевке комлями вперед К = 0,72; Wт – удельное сопротивление движению трактора Н/кН, Wт = 200 Н/кН; Wпх – удельное сопротивление движению пачки хлыстов на земле Н/кН, Wпх = 600 Н/кН;

i – уклон трелевочного волока, ‰, i = 3‰;

Сила тяги трактора по сцеплению Fсц, Н, определяется как:

    (4)

где μ – коэффициент сцепления ходовой части трелевочного трактора с почвой для гусеничных тракторов летом μ = 0,6;

Сила тяжести трелюемой  пачки определяется по формуле

Gк’’=g/K    (5)

Где g – допускаемая нагрузка на щит, Gк’’=6/0,72=8,3 кН

Для трелевочных тракторов  с канатно-чокерным оборудованием  сила тяжести ограничивается тяговым  усилием лебедки трактора Fл и определяется как:

   (6)

где Fл – тяговое усилие лебедки трактора, Fл = 66,5кН;

За расчетную силу тяжести трелюемой пачки Gр принимаем минимальную величину из вычисленных значений: Gк и Gл, т.е. Gл = 118,3 Н, отсюда Gр = 118,3 Н.

Тогда объем трелюемой  пачки будет равен:

   (7)

где β – коэффициент  доли массы крон деревьев от общей массы трелюемой пачки, для хлыстов  β = 0; γ – плотность древесины, Н/м , γ = 53,06;

Число рейсов трелевочной  машины в смену определяем по формуле:

   (8)

где Tсм – продолжительность времени смены, ч (7ч); tпз – подготовительно-заключительное время, ч (0,75-1,0); φ2 – коэффициент использования времени, (0,72-0,85); tц – продолжительность отдельных элементов цикла, ч;

Продолжительность отдельных элементов  цикла определяем пользуясь следующими формулами:

1. Движение трактора с погрузочной площадки на первую технологическую площадку:

   (9)

где lср – среднее расстояние трелевки, м; vxx – скорость движения машины на III – IV передачах с погрузочной площадки на пасеку, м/с;

  (10)

где а – глубина  или ширина лесосеки, м; b – длина лесосеки или расстояние между лесопогрузочными пунктами, м; Ко – коэффициент удлинения трелевочных волоков, зависящий от рельефа местности, Ко = 1,1-1,2; к1-2 – коэффициенты, зависящие от схемы расположения трелевочных волоков;

2. Захват пачки, сформированной ВПМ tзахв:

         (11)                  

 

где Vxл – средний объем хлыста, м ; Vп – объем трелюемой пачки, м ; d – эмпирический коэффициент;

3. Движение трактора с пачкой полного объема к погрузочной площадке:

  (12)

где vpx – скорость перемещения машины с пачкой на I-II передачах на погрузочную площадку;

4. Отцепка пачки, выравнивание комлей и маневры:

 

                                  tц = 94,3 + 355,2 + 397,6 + 50 = 897,1 = 15 мин.

Определим производительность трелевочной машины:

1.6. Расчет состава комплексной бригады

Лесозаготовительная бригада  является основной формой организации  труда на лесосечных работах. Комплексную  бригаду на лесосеке формируют из рабочих различных профессий, выполняющих  валку деревьев, очистку деревьев от сучьев, трелевку, раскряжевку и другие операции. В зависимости от численного состава различают малые и укрупненные комплексные бригады. Малую комплексную бригаду (МКБ) создают на базе одного трелевочного трактора при односменной работе. Укрупненную комплексную бригаду (УКБ) оснащают двумя и более трелевочными тракторами.

При использовании валочных, валочно-пакетирующих и трелевочных  машин создают комплексные механизированные бригады (КМБ). Учет труда всех звеньев  в КБ осуществляется по конечной операции. Расчет МКБ и УКБ производят в следующей последовательности: отдельно на сплошных и выборочных рубках.

Потребное количество рабочих  в комплексной бригаде определяют на основании установленного задания, операционных норм выработки на отдельных операциях согласно принятой структурной схеме технологического процесса, типу применяемых машин или механизмов на этих операциях и числу рабочих, обслуживающих данные машины и механизмы. Расчеты по определению численного состава комплексной бригады сводятся в Таблице 1.

Таблица 1. Ведомость  расчета состава комплексной  бригады

Наименование операции

Марка машины

Число рабочих обслуживающих машину

Норма выработки на машину, м

/смен

Норма выработки чел/дни,

м

Сменное задание бригады

Расчетное количество чел/день

Принятое количество рабочих в  КБ

Валка

ЛП-17

1

30

30

96,9

3

1

Очистка деревьев от сучьев

«Тайга-214»

1

30

30

96,9

3

1

Трелевка

Т-157

1

96,9

96,9

96,9

1

1


 

 

Заполнение граф 1 и 2 производят в соответствии с принятой технологией работ и выбранными машинами.

При заполнении графы 3 норма  выработки на трелевку принимаем  по расчету (сменная производительность трелевочной машины), а для остальных  машин по нормам. Нормы выработки (графа 5) определяются умножением данных графы 4 на данные графы 3.

Сменное задание бригады (графа 6) должно равняться производительности одной трелевочной машины для (МКБ) или двух и более трелевочных  машин (для УКБ).

 

 

 

  (13)

где Qбр – задание комплексной бригады, м ; Псм – сменная производительность трелевочной машины, м /смена; nсм – количество трелевочных машин; Тсм – число смен работы комплексной бригады в сутки;

 м

Расчетное значение графы 7 определяем делением сменного значения бригады (графа 6) на норму выработки (графа 5).

 

Одна бригада заготовит  в год 15178.6 м древесины. Для расчета количества бригад: N = Q/Qr бр.  (14)

Принимаемое количество рабочих в комплексной бригаде определяют округлением до целого числа расчетного количества работающих.

Для повышения производительности труда комплексной бригады принятое количество рабочих должно быть меньше или равно расчетному числу чел/дней.

Для расчета количества комплексных бригад, занятых на основных работах, определяем годовой объем  древесины, заготовляемой одной  бригадой:

   (15)

где Qгбр – годовой объем древесины, заготовляемой комплексной бригадой, м ; Dг – число дней работы в году на лесосечных работах, (Dг = 250); Mл – ликвидный запас на одной лесосеке; м

 м

Время освоения одной  лесосеки определяем по формуле:

    (16)

где tnб – время перебазировки с одной лесосеки на другую, (tnб = 0,5 смены);

смены

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часть 2. Технология и организация лесоскладских работ

 

2.1. Характеристика проектируемого нижнего склада

Нижний склад располагается в г.Энгельсе, Энгельсского района. здесь дальнейшая переработка.

Нижние склады являются конечным пунктом в производственной деятельности предприятия и конечной фазой производства.

При вывозе с верхнего склада на нижний хлыстов, на нижнем складе выполняют следующие виды работ: Выгрузку хлыстов с лесовозного транспорта, раскряжевку хлыстов, сортировку лесоматериалов, штабелевку круглых лесоматериалов и их переработку, отгрузку потребителю.

2.2. Определение сортиментного плана и распределение лесоматериалов по потокам и цехам

Объем выхода каждого  сортимента определяем исходя из породного состава насаждений и выхода сортиментов в зависимости от породы и среднего объема хлыста. Расчеты по определению выхода сортиментов сводим в Таблицу 2.

Таблица 2. Сортиментный план предприятия

Наименование сортиментов

Объем выхода сортиментов  в зависимости от породного состава

Сосна

Береза

Дуб

%

тыс.м

%

тыс. м

%

тыс. м

Пиловочник

51,4

18

44

11

50

20

Строительный лес

28,6

10

32

8

35

14

Дрова

20

7

24

6

15

6

Итого

100

35

100

25

100

40

Машины и механизмы в лесном хозяйстве 📙 Курсовая → 🆔 121632

Машины и механизмы в лесном хозяйстве 📙 Курсовая → 🆔 121632

Машины и механизмы в лесном хозяйстве