Проект организации технологического процесса на лесосечных работах с внедрением комплекса машин John Deere 1270D и John Deere 1010D

 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное  учреждение

среднего  профессионального образования

«АРХАНГЕЛЬСКИЙ  ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

ИМПЕРАТОРА  ПЕТРА I»

(ФГОУ  СПО «Архангельский лесотехнический  колледж Императора Петра I») 
 

Специальность: 250402 Технология лесозаготовок 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

КП09.05.ПЗ

по дисциплине «Технология и оборудование лесозаготовительного производства»

на тему: «Проект организации технологического процесса на лесосечных работах с внедрением комплекса машин  John Deere 1270D и John Deere 1010D» 
 
 

Выполнил  студент группы ЛЗ – 51

А.С. Волков

Проверил  преподаватель:

С.И. Ермилова 
 
 
 
 

2010 

ЗАДАНИЕ

ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

студенту  5 курса группы ЛЗ – 51

Архангельского  лесотехнического колледжа Императора Петра I

Ф.И.О. Волков Алексей Сергеевич

Тема  задания: проект организации  технологического процесса на лесосечных работах с внедрением системы машин JD 1270D; JD 1010D.

Состав  курсового проекта

1. Пояснительная  записка:

Введение; Расчетная часть; Технологическая часть; Конструктивная часть; Охрана труда и промышленная экология

2. Графическая  часть проекта:

Схема разработки лесосеки при сортиментном способе заготовки

Исходные  данные:

Годовой объем производства, тыс.м³ – 140

Тип дороги –Железо/бетон

Состав древостоя – 7Е2С1Б

Средний объем хлыста, м³ – 0,26

Средняя длина хлыста, м  – 16

Наличие жизнеспособного  подроста, шт/га – 3500

Количество  рабочих дней:

на  основных работах  – 301

на  подготовительных работах– 250

на  вспомогательных  работах – 301

Запас древесины на 1га, м³ – 165

Дата  выдачи «15» июня 2010г. Дата окончания «26» июня 2010г. 
 
 

Преподаватель: __________________________ 
 

Содержание

Введение…...............................................................................................................51. Расчетная часть…………………………………………………………………6

 1.1 Выбор технологического  процесса и его обоснование...............................6

 1.2 Выбор машин  и механизмов на основных работах.....................................6

 1.2.1 Краткие  технические характеристики.......................................................7

1.3 Выбор способа  разработки лесосеки, схем разработки  и определение размеров лесосек,  делянок, пасек.......................................................................8

 1.4 Расчет  сменной производительности основных машин и механизмов....8

 1.5 Расчет  режима работы предприятия..........................................................15

1.6 Расчет потребного  количества машин для выполнения  основных лесосечных работ...............................................................................................15

1.7 Расчет сменного  задания по операциям на лесосечных  работах............16

1.8 Расчет потребного  количества основных рабочих 

на лесосечных работах......................................................................................16

 1.8.1 Формирование  бригад на лесосечных работах......................................17

 1.9 Расчет  количества лесосек..........................................................................17

 1.10 подготовительные работы.........................................................................17

 1.10.1 Состав  подготовительных работ............................................................17

 1.10.2 Расчет  объемов подготовительных работ.............................................18

 1.10.3 Расчет  трудозатрат и количества рабочих............................................19

 1.10.4 Расчет  состава подготовительных бригад.............................................20

 1.10.5 Оснащение  подготовительной бригады................................................20

 1.11 Вспомогательные  работы..........................................................................20

 1.11.1 Состав  вспомогательных работ..............................................................20

 1.11.2 Расчет  объемов вспомогательных работ...............................................20

 1.11.3 Формирование  бригады на вспомогательных работах........................21

 1.11.4 Обустройство  и оборудование мастерского участка...........................21

 12. Расчет основных ТЭП работы мастерского участка.................................21

2 Технологическая  часть......................................................................................22

3 Конструктивная  часть.......................................................................................24

4 Охрана труда...................................................................................................24

 Заключение......................................................................................................31

Список использованных источников...............................................................36 
 

             1 Расчетная часть 

Сортиментный  процесс заготовки.

Принимается сортиментный тип технологического процесса, т.к. при сплошных рубках и при средних объемах заготовки (140000 м³ в год) применяется именно этот тип технологического процесса.

Схема технологического процесса изображена на рисунке 1. 

Рисунок 1 – Схема  технологического процесса

1.2 Выбор машин и механизмов на основных      работах

1.2.1 Выбор машин и механизмов на основных работах приведено в таблице 1

Таблица 1 – Выбор  машин и механизмов

1.2.1 Краткие технические  характеристики:

Харвестер JD 1270D:

Двигатель:

Модель – JD6081;

Мощность, кВт/мин^-1 – 163/2100.

Технологическое оборудование:

Манипулятор:

Модель –  TJ210;

Грузовой момент, кНм – 178;

Вылет стрелы, м  – 11,5 м.

Харвестреная  головка:

Модель –  H762;

Диаметр валки, см – 65.

Масса, кг – 17500;

Колесная формула  – 6х6.

Габариты, см:

Длина – 740

Ширина – 286

Высота – 370.

Форвардер JD 1010D:

Двигатель:

Модель –  НТJ75;

Мощность, кВт/мин^-1 – 120/2000.

Технологическое оборудование:

Манипулятор:

Модель –  CF510;

Грузовой момент, кНм – 102;

Вылет, м – 10,0;

Модель захвата  – Loglift.

Тяговое усилие, кН – 140;

Грузоподъемность, кг – 11000;

Колесная формула  – 6х6

При выборе комплекса  машин харвестер-форвардер для  основных работ учитываются следующие  показатели:

1. средний объем хлыста, составляет – 0,26 м³
2. вид рубки – сплошная
3. рельеф – слабо заболоченные
4. тип дороги – автомобильная
5. тип лесов – эксплуатационные
6. условия местности – слабо-заболоченные

1.3 Выбор способа разработки лесосеки, схем разработки и определения размеров лесосек, делянок, пасек.

Предельная площадь  лесосеки принимается 50 га, т.к. рубка    сплошная. Предельная ширина лесосеки – 500 м в эксплуатационных лесах. Предельная длина лесосек 1 км (1000 м) при сплошных рубках. При сплошных рубках форма лесосек прямоугольная.

Схема разработки делянки параллельная с кольцевыми волоками        

(с сохранением  подроста), наиболее подходящая схема при работе комплекса харвестер-форвардер. Предельная ширина делянки – 250 м, предельная длина делянки – 500 м. Предельная площадь делянки – 12,5 га.

1.4 Расчет сменной  производительности основных машин и механизмов.

1.4.1 Расчет сменной  производительности харвестера. 

                                        (1) 

где Т – продолжительность смены, час, Т = 7 часов;

      t_{пз –} подготовительно-заключительное время, час; t_пз = 1,13 час;

       k – коэффициент использования рабочего времени; k = 0,8 – 0,9;

       V_хл – средний объем хлыста, м³; V_хл = 0,38 м³;

       t_ц – время цикла, сек. 

Время цикла  t_ц, с, определяется по формуле:

                                       t_ц = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ + t₅ + t₆,                                              (2) 

где t₁ – время наводки на ствол ЗСУ, сек;

        t₂ – время зажима рычагов, сек;

        t₃ – время валки, сек;

        t₄ – время обрезки сучьев, сек;

        t₅ – время раскряжевки, сек;

        t₆ – время переезда, сек. 

Время подводки на ствол ЗСУ t_1, сек, определяется по формуле: 

где R – максимальный вылет манипулятора, м; R = 11,5

      r – минимальный вылет манипулятора, м; r = 5

      v_зсу – скорость перемещения ЗСУ, м/с v = 0,2 

Время зажима рычагов  t₂, сек, определяется по формуле: 

где D_{рзр –} величина раскрытия зажимных рычагов, см; D_рзр = 77;

      d_з – диаметр дерева в зоне зажима, м; d_з = 65;

      v_з – скорость движения зажимных рычагов, м/с; v_з = 5,0. 

Время валки t_3, сек, определяется по формуле: 

где d_п – средний диаметр плоскости спиливания, м;

      k_п – коэффициент затраченного времени на падение дерева;

k_чп – коэффициент на использование производительности чистого      пиления;

П_пил – производительность чистого пиления, м²/с. 

Производительность  чистого пиления П_пил, м²/с, определяется по формуле: 

                          

,                                               (6)

где d_{п –} средний диаметр плоскости спиливания, м d = 0,50;

      v – скорость надвигания, м/с v = 0,2. 

= 0,05 м²/с,

Время обрезки  сучьев t₄, сек, определяется по формуле:

                                  

,                                     (7)

где  у – коэффициент, учитывающий длину без сучковой зоны y = 0,3;

      H – средняя высота спиленного дерева, м H = 17;

у₁ – коэффициент, учитывающий, какую часть пути проходит  харвестерная головка во время падения дерева y = 0,7;

H_в – длина вершины дерева, м H = 1;

v_п – средняя скорость протягивания без обрезки сучьев, м/с v = 3;

v_о – средняя скорость протягивания при обрезке сучьев, м/с v = 1,8; 

Время раскряжевки  t₅, сек, определяется по формуле: 

где d_ср – средний диаметр пропила, м; d_ср = 0,55м;

      v – скорость надвигания, м/с; v = 0,2 м/с;

      v_п – средняя скорость протягивания без обрезки сучьев, м/с; v_п = 3м/с;

      n_пр – число пропилов на дереве, шт; n_пр = 3шт;

      Q_т – замедление при торможении пропила, сек.

Средний диаметр  пропила d_ср, м, определяется по формуле: 

где d₁, d₂, d₃ – диаметры хлыста в местах раскряжевки, м.

Замедление при  торможении пропила определяется по формуле: 

                               

,                                          (10) 

где  v_н – средняя скорость протягивания без обрезки сучьев, м/с, v_н = 3;

      L_т – средний путь торможения перед остановкой, с, L_т = 0,5.

Время переезда между стоянками t₆, сек, определяется по формуле: 

                                     

,                                               (11) 

где  L_с – расстояние между соседними стоянками машины, м;

      v_п – средняя скорость перемещения процессора, м/с;

      n – количество деревьев, обрабатываемых с одной стоянки, шт; 

Расстояние  между соседними стоянками машины L_с, м, определяется по формуле: 

                                     

,                                                  (12)

      Средняя скорость перемещения  процессора v_п, м/с, определяется по формуле: 

где S – площадь лесосеки, обрабатываемой с одной стоянки

      q – средний запас на гектаре, 1га/м³, q = 160;

      i – уклон волока, град, i = 30; 
 

Количество деревьев, обрабатываемых с одной стоянки  n, шт, определяется по формуле:

Время цикла  t_ц, сек, определяется по формуле: 

t_ц = 34+2,4+2+11,3+12+6,5 = 67,5 сек. 
 

1.4.2 Расчет сменной производительности форвардера 

где Т – продолжительность смены, час; Т = 7 часов;

      t_пз – подготовительно-заключительное время, час; t_пз = 1,55 часов;

      k – коэффициент использования рабочего времени; k = 0,8;

      Q – рейсовая нагрузка на трактор; м³;

      l_ср – среднее расстояние трелевки, м; l_ср = 300 м;

      v₁ – скорость движения трактора с грузом, км/ч; v₁ = 5 км/ч;

      v₂ – скорость движения трактора без груза, км/ч; v₂ = 25 км/ч;

      t_c – время сбора пачки, сек; t_с = 600 сек;

      t₀ – время разгрузки пачки, сек; t₀ = 600 сек. 

Рейсовая нагрузка на трактор Q, м³, определяется по формуле: 

где F_к – касательная сила тяги трактора, Н;

      Р – масса трактора, т; Р = 12,7 тонн;

      f_т – основное удельное сопротивление движению трактора, Н/Т;

f_т = 1500Н/Т;

      i – уклон волока, ‰; i = 30‰;

      g – ускорение свободного падения; g = 9,8м/с²;

      k – коэффициент распределения пачки между щитом и волоком; k = 0;

      Y – объемная масса древесины, т/м³; Y = 0,8т/м³. 

Касательная сила тяги трактора F_к, Н, определяется по формуле: 

где N – мощность двигателя, кВт; N = 90кВт;

      n – КПД трансмиссии; n = 0,8;

      v – скорость трактора на 2-ой передаче; v = 5 км/ч; 

1.5 Расчет режима работы предприятия 

Расчет режима работы предприятия выполнен в таблице 2.

Таблица 2 – Расчет режима работы предприятия 

1.6 Расчет потребного  количества машин для выполнения основных лесосечных работ

Расчет потребного количества машин для выполнения основных лесосечных работ приведен в таблице 3. 
 

Таблица 3 – Потребное  количество машин для выполнения основных лесосечных работ

1.7 Расчет сменного задания по операциям на лесосечных работах

Расчет сменного задания по операциям на лесосечных работах приведено в таблице 4.

Таблица 4 – Сменное  задание по операциям на лесосечных работах