Комплекс механизированных работ по реконструкции насаждений с возобновившимися лиственными породами

Тема: Комплекс механизированных работ по реконструкции насаждений с возобновившимися лиственными породами

Содержание

Введение

Технологический процесс и система машин, характеристика лесохозяйственной техники

. Расчет сопротивления орудий

. Тяговый расчет тракторов.

3. Комплектование агрегата

. Расчет производительности агрегатов

5. Расчет количества агрегатов

. Расчет горюче-смазочных материалов

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Основной задачей в лесном хозяйстве является, повышения производительности труда и снижения стоимости выполняемых работ.

Для того чтобы справиться с таким объемом работ, необходима комплексная механизация всего хозяйства, всего цикла работ. Полная механизация технических процессов достигается системой машин и орудий разного назначения, взаимно дополняющих друг друга и обеспечивающих непрерывность механизации последовательно выполняемых рабочих операций всего производственного цикла. Это обеспечивает комплексную механизацию при высоком качестве работ, равномерную и минимальную потребность рабочей силы в течение сезона, эффективную загрузку технических средств, экономию финансов и облегчение труда.

Под выражением "технология создания лесных культур" понимается последовательность приемов и операций, обеспечивающих выращивание лесных культур заданного качества. В данном курсовом проекте мы должны составить перечень операций, необходимых для выполнения поставленных целей.

Цель данного курсового проекта является создание комплекса механизированных работ по реконструкции насаждений с возобновившимися лиственными породами.

Технологический процесс и система машин, характеристика лесохозяйственной техники

Комплекс механизированных работ по созданию лесных культур на свежих вырубках с дренированными почвами.

1.         Расчистка полос;

2.      Вспашка полос;

.        Посадка саженцев;

.        Уход.

Расчистка полос осуществляется орудием для расчистки полос ОРП-2.6, который агрегатируется с трактором ТТ-4.

Вспашку производим плугом ПКЛ - 70, агрегатируемым с трактором ТДТ-55А.

Для высадки посадочного материала используем машину лесопосадочную универсальную МЛУ-1, агрегатируемую с трактором ЛХТ-55

В качестве ухода за саженцами применяем культиватор КЛБ-1,7, агрегатируемый с трактором МТЗ-80.

Таблица 1 - Техническая характеристика клина для расчистки полос ОРП-2.6 и трактора ТТ-4

Таблица 2 - Техническая характеристика плуга лесного комплексного ПКЛ-70 и трактора ТДТ-55А

Таблица 3 - Техническая характеристика МЛУ-1 и трактора ЛХТ-55

Таблица 4 - Техническая характеристика лесного культиватора КЛБ-1,7 и трактора МТЗ-80

1. Расчет сопротивлений орудий, агрегатируемых с тракторами

Расчет сопротивления орудия для расчистки полос ОРП - 2,6

R = G_m * (f + sina) + K₀ * a * b*Ψ + G₂ * f₂ (1)

где: G_m - вес корчующего оборудования, кН; (таблица 1)- коэффициент сопротивления перемещению корчевателя, f = 0,3...0,8;a - угол наклона местности;_о - коэффициент сопротивления рыхлению грунта и разрыву корней, кН/м², K_о = 5...50 Н/см²;

Ψ(пси)- коэффициент неполноты рыхления;

Ψ=0,75…0,85- при связных грунтах; - глубина рыхления грунта зубьями корчевателя, м- ширина захвата зубьев корчевателя, ₂ - вес материала перемещаемого корчевателем, кН, G₂ = 10...15 кН;₂ - коэффициент сопротивления перемещению материала, f₂ = 0,4...0,7.

R = G_m * (f+sina) + K₀ * a * b * Ψ + G₂ * f₂ = 11,76 * (0,5+0.21) + 50 * 0,05 * 2,6 * 0,75 + 10 * 0,6 = 19.2 кН

Расчет сопротивления для плуга ПКЛ-70 производится по формуле:

Расчет лесных плугов

R = G_м ×(f_t + sina) + k_o×(1-D)×a×b + e×a×b×v² + q×D×a×b, (2)

где _м - вес плуга, кН (таблица 2);_t - коэффициент трения почвы о сталь, равный 0,5; - сопротивление плуга при работе, кН;

a - угол наклона местности;_o - коэффициент сопротивления деформации почвы, кН/м²;- глубина обработки почвы, м (таблица 2); - ширина захвата плуга, м (таблица 2); - коэффициент динамичности, кН/м⁴; е=1,5....2,0;- скорость движения агрегата, м/с (таблица 2);

D - часть площади поперечного сечения, которая зависит от свойства древесной породы распространять корни в пахотном слое, D = 0,1....0,05;- удельное усилие для разрыва корней, кН/м², q = 2000....3000Н/м².

R = G_м ×(f_t + sina) + k_o×(1-D)×a×b + e×a×b×v² + q×D×a×b =5,88·(0,5+0.21)+55·(1-0,1)·0,1·0,7+1,5·0,1·0,7·0,75²+2000·0,1·0,1·0,7=21.66 кН.

Расчет сопротивления для ПЛА-1А определяется по формуле:

= G_m · f_t + k_o · a · b_б · n_с, (3)

где G_m - вес лесопосадочной машины, кН (таблица 3);_t - коэффициент трения, f_t = 0,2....0,5;_o - удельное сопротивление почвы, кН/м²;- глубина хода сошника, м, (таблица 3);_б - ширина борозды, м; b_б = 0,06 м; n_с - число сошников

R = G_m · f_t + k_o · a · b_б · n_с = 10,1·0,3+25·0,3·0,3·2 = 7,53 кН.

Расчет сопротивления для орудия дополнительной обработки почвы КЛБ-1,7 определяем по формуле:

= B × q, (4)

где B - ширина захвата, м (таблица 4); q - удельное сопротивление орудия, кН/м; R=1,7·1,75=2,98 кН.

2. Тяговый расчет тракторов

Эффективная мощность двигателя трактора N_e, кВт, равна всем затратам энергии двигателя:

_e= N_тр + N_п + N_v + N_i + N_к + N_0, (5)

Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздушной среды, при скоростях движения меньше 10 км/ч существенно, мала и поэтому не учитывается. Большинство технологических процессов в лесном и садово-парковом хозяйстве выполняется на скоростях меньше 10 км/ч.

Для пассивных навесных орудий рассчитывается тяговое усилие на крюке трактора P_кр, кН, которое можно реализовать при работе. Принимая во внимание, что Nвом = 0, формула принимает следующий вид:

_к = (N_e - (N_тр + N_п + N_v + Ni ) / V_p, (6)

где N_е - эффективная мощность двигателя трактора, кВт, находится по формуле:

N_e= 0,8 · N_пасп, (7)

где: N_пасп - мощность двигателя по технической характеристике трактора, кВт (таблицы 1,2,4);_тр - потери мощности в трансмиссии, находятся по формуле:

где: h- КПД трансмиссии

h= 0,85....0,88 - для гусеничных тракторов

h = 0,91....0,92 - для колесных тракторов_v - потери мощности на буксование и извилистый ход, находится по формуле:

_v = (N_е - N_тр) · d /100, (9)

где: d - коэффициент буксования, принимаем d=10...20 %_п- потери мощности на передвижение, находятся по формуле:

_п = (G_т + G_м · l) × (f ± sin a) × V_р, (10)

где: G_т - вес трактора, кН (таблицы 1,2,34); _м - вес навесной машины, кН (таблицы 1,2,3,4);

l - коэффициент догрузки, показывающий какая часть навесного орудия нагружает трактор.- коэффициент сопротивления качению тракторов.

a - угол наклона местности, a = 0;_р - рабочая скорость агрегата, находится по формуле:

V_р = V_т · (1 - d/100), (11)

где: V_т - теоретическая скорость агрегата на выбранной передаче трактора (см. таблицы 1,2,4);_i - мощность, затрачиваемая на преодоление сил инерции, находится по формуле:

_i = (M · e_u · V_т · i · V_р) / G_а, (12)

где: M - приведенная масса агрегата, т×с²/м, находится по формуле:

= (G_т + G_м) /g, (13)

где: G_т - вес трактора, кН (см. таблицы 1,2,3,4); _м - вес навесной машины, кН (см. таблицы 1,2,3,4);- ускорение свободного падения, м/с². g=9,8м/с²;

e_u - коэффициент, принимается в пределах 7...14 кН/с; - коэффициент приведения масс, м/с². i = 1,1....2,1 м/с²;_а - полный вес агрегата, кН, находится по формуле:

_а = G_т+ G_м, (14)

Для каждого агрегата, работающего в реальных условиях, необходимо провести проверку на условие R_кас <  Р_сц

Р_сц - сила сцепления трактора с почвой, кН, находится по формуле:

Р_сц = l₁ × G_т · m, (15)

где: l₁ - коэффициент, показывающий долю силы тяжести трактора, приходящийся на ведущие колеса,

l₁= 1 - для гусеничных и колесных со всеми ведущими мостами,

l₁= 2/3 - для колесных с одним ведущим мостом;_т- вес трактора, кН (см. таблицы 1,2,4);

µ- коэффициент сцепления трактора с почвой.

Касательная сила тяги, кН, находится по формуле

P_кас = P_к + (G_т + G_мl)·(f + sina). (16)

Тяговый расчет трактора ТТ-4 + ОРП-2.6

_i = (M · e_u · V_т · i · V_р) / G_а =(13,67·7·0,625·1,1·0,57)/133,97=0,28 кВт;_e= 0,8 · N_пасп =0,8·95,7=76,56 кВт;_тр = N_е · (1 - h) =76,56·(1-0,85) =11,49 кВт;_п = (G_т+G_м ·l)×(f ±sina)×V_р =(125,44+11.76·1,0)·(0,25±0.21)·0,64=3.51 кВт;_v = (N_е - N_тр) · d /100 =(76,56-11,49) ·10/100 =6,51 кВт;_к =(N_e-(N_тр+N_п+N_v+Ni)/V_p=(76,56-(11,49+3.51+6,51+0,28)/0,57=96.09 кН;

P_кас = P_к+(G_т+G_мl)·(f +sina)=96.09+(125,44+11.76·1)·(0,25+0.21)=101,6 кН;

Р_сц = l₁ × G_т · m =1·125,44·1=125,44 кН;

Р_кас < Р_сц,101,25<125,44 => условие выполняется.

Тяговый расчет трактора ТДТ-55А+ ПКЛ-70

_i = (M · e_u · V_т · i · V_р) / G_а =(9,30·7·0,75·1,1·0,675)/91,14=0,40 кВт;_e= 0,8 · N_пасп =0,8·55,2=44,16 кВт;_тр = N_е · (1 - h) =44,16·(1-0,85)=6,63 кВт;_п = (G_т+G_м ·l)×(f ± sin a)×V_р =(85,26+5,88·1,0)·(0,15±0.21)·0,675=3,69 кН;_v = (N_е - N_тр) · d /100 =(44,16-6,63) ·10/100=3,75 кВт;_к =(N_e-(N_тр+N_п+N_v+Ni)/V_p=(44,16-(6,63+3,69+3,75+0,40))/0,675=43,99 кН;

P_кас = P_к+(G_т+G_мl)·(f +sina) =43,99+(85,26+5,88·1,0)·(0,15+0.22)=77.7 кН;

Р_сц = l₁ × G_т · m =1·85,26·1,0=85,26 кН;

Р_кас < Р_сц,77.7<85,26 => условие выполняется

Тяговый расчет трактора ЛХТ-55+МЛУ-1

Ne = 0.8·Nпаст = 0.84·5.6 = 36.48 кBт

Nmp = Ne· (1-η) = 36.48· (1-0.85) = 5.5 кВт

Nv = (Ne-Nmp) ·δ/100 = (36.48-5.5) ·20/100 = 6.196 кВт

Vp = Vt· (1-δ/100) = 0.92· (1-0.2) = 0.736 м/с

Nn = (Gt+Gm·λ) · (f±sinα) ·Vp = (90+11.03·1)·(0.08±0.21)·0.736 = 9.7 м/с

Ni = (M·Eu·Vt·i·Vp)/Ga = (10.1·14·0,92·1,9·0,736)/101.3 = 1,79 кВт= (Ne-(Nmp+Nn+Nv+Ni))/Vp = (36,48-(5,5+9.7+6,196+1,79))/0,736 = 18.06 кВткас = Pk+(Gt+Gm·λ)·(f+sinα) = 18.06+(90+11.03·1)·(0.08+0.21) = 47.44 кН

Р_сц = l₁ × G_т · m = 1×90×0.6 = 54 кН

Р_кас < Р_сц,747.44<54 => условие выполняется

Тяговый расчет трактора МТЗ-80+ КЛБ-1,7

_i = (M·e_u·V_т·i·V_р)/G_а =(3,74·7·0,525·1,1·0,473)/36,65=0,20 кВт;_e= 0,8·N_пасп =0,8·55,16=44,13 кВт;_тр = N_е·(1-h) =44,13·(1-0,91)=3,97 кВт;_п = (G_т + G_м · l)×(f ± sin a)×V_р =(30,97+5,68·1,0)·(0,16+0.21)·0,473=6.4 кН;_v = (N_е - N_тр)·d /100 =(44,13-3,97)·10/100=4,02 кВт;_к =(N_e-(N_тр+N_п+N_v+Ni)/V_p=(44,13-(3,97+6.4+4,02+0,20))/0,473=62.45 кН;

P_кас = P_к+(G_т+G_мl)·(f + sina) =62.45+(30,97+5,68·1,0)·(0,16+0.21)=17,09 кН;

Р_сц = l₁×G_т·m =1·30,97·0,6=18,58 кН;

Р_кас < Р_сц,17,09<18,58 => условие выполняется

3. Комплектование агрегата

Для агрегатов с пассивными навесными или прицепными орудиями расчет производится по формуле:

η_т = R / P_к, (17)

где η_т - коэффициент использования тягового усилия трактора;

R - сопротивление орудия при работе, кН;

P_к - свободное тяговое усилие на крюке трактора, кН.

Если η_т  1 - агрегаты не подходят друг другу; если η_т < 1 - агрегаты подходят друг другу.

Определяем коэффициент использования тягового усилия трактора ТТ-4 с ОРП-2.6:

η_т = R / P_к =19.2/96.09=0,27 0,27 < 1 - агрегаты подходят.

.2 Определяем коэффициент использования тягового усилия трактора ТДТ-55А с ПКЛ-70:

η_т = R / P_к =21.66 /43,99=0,47 0,47< 1 - агрегаты подходят.

Определяем коэффициент использования тягового усилия трактора ЛХТ-55 с МЛУ-1:

η_т = R / P_к =7.53/18.06=0,42 0,42< 1 - агрегаты подходят.

Определяем коэффициент использования тягового усилия трактора МТЗ-80 с КЛБ-1,7:

η_т = R / P_к =2,98/62.45=0,05 0,05<1 - агрегаты подходят.

4. Расчет состава МТП

Расчет состава МТП включает в себя расчет производительности тракторных агрегатов и расчет потребного количества техники для выполнения заданного объема работ.

Расчет производительности агрегатов

Сменная производительность агрегатов W_см, га/см, определяется по формуле:

_см = 0,36 · B · V_т · T_см · K_v· K_в · K_т, (18)

где B -