Разработка проекта комплексной механизации реконструкции малоценных молодняков коридорным способом с посадкой еловых сеянцев

Под реконструкцией насаждений лесокультурными способами понимают комплекс лесокультурных мероприятий по исправлению и коренному изменению имеющегося состава и структуры малоценных и низкополнотных насаждений путем ввода в них ценных...

2014-06-11

3.02 MB

39 чел.


Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск


red0;;

Введение

         Лесодно из важнейших природных богатств, сохранению и приумножению которого в нашей стране уделяется большое внимание. Он выполняет различные экологические, экономические и природоохранные функции. Лес имеет огромное полезащитное и санитарно-гигиеническое значение. Поэтому работники лесной промышленности и лесного хозяйства, руководствуясь основами лесного законодательства, должны вести освоение лесов так, чтобы удовлетворялись потребности народного хозяйства в древесном сырье и сохранялись и усиливались водоохранные, климаторегулирующие, санитарно гигиенические и другие полезные свойства леса. 

В Республике Беларусь лесные насаждения занимают около 40 % территории. В то время  как во всем  мире ежегодно уничтожаются огромные площади лесных массивов, лесистость Беларуси постоянно увеличивается.  Результатом этого служит правильное проведение системы ведения лесного хозяйства, и в этой системе реконструкция малоценных молодняков  является важным лесохозяйственным мероприятием. Она включает в себя комплекс мероприятий  направленных на  выращивания хозяйственно-ценных, высокопродуктивных, устойчивых насаждений и улучшения других полезных свойств леса.

Повышение продуктивности лесов является основным направлением их расширенного воспроизводства и удовлетворения все возрастающей потребности в древесном сырье. Так как значение леса в жизни человека и народного хозяйства республики слишком велико. 

         Лесцелостная совокупность лесных и иных растений, земли, животных, микроорганизмов и других природных компонентов, находящихся во взаимосвязи с внутренней и внешней средой. Лес дает древесину, при химической переработке которой    получают целлюлозу, бумагу, спирт, искусственное волокно.  В лесу заготавливают плоды, ягоды, орехи, грибы, соки, кору, а также организуют пчеловодство. Лес имеет огромное полезащитное и санитарно-гигиеническое значение.

         Целью данного курсового проектирования является разработка проекта комплексной механизации реконструкции малоценных молодняков коридорным способом с посадкой еловых сеянцев [6].

1 Характеристика условий выполнения работы

Под реконструкцией насаждений лесокультурными способами понимают комплекс лесокультурных мероприятий по исправлению и коренному изменению имеющегося состава и структуры малоценных и низкополнотных насаждений путем ввода в них ценных, преимущественно хвойных и твердолиственных пород в соответствии с целевым направлением хозяйства.

Реконструкция насаждений в зависимости от назначения хозяйства преследует разные целиповышение продуктивности, санитарной, эстетической роли леса; усиление устойчивости насаждений, почвозащитных и водоохранных свойств; улучшение качества выращиваемой древесины. Начинать ее следует как можно раньше, потому что чем моложе насаждения, тем легче они поддаются исправлению и замене; требуется меньше денежных и материальных затрат, ниже потери на приросте и выше экономическая эффективность проводимого мероприятия [2].

1.1 Классификация малоценных насаждений

К  малоценным  относятся  насаждения  искусственного  и естественного происхождения, продуктивность или породный состав которых не отвечает плодородию почвы и хозяйственной целесообразности выращивания (низкополнотные, расстроенные, плохо растущие, нежелательных пород). 

         Различают следующие категории малоценных насаждений: 

 а) редины и низкополнотные насаждения (полнота ниже 0,5) всех пород  и  возрастов, низкопродуктивные, плохо использующие плодородие почв;

          б) не отвечающие хозяйственно целесообразному породному составу лесов и уровню плодородия почвы лесохозяйственного предприятия (чрезмерно много березняков, осинников, грабняков, ельники и дубняки низких бонитетов на бедных почвах и т.д.);

в) поврежденные пожарами, скотом, дикими животными, заморозками и 

морозами, вредителями и болезнями до состояния резкого ухудшения роста и сильного возрастания фаутности древесины;

г) плохо   возобновившиеся   или    заросшие  кустарниками  площади, погибшие и расстроенные лесные культуры;

д) низкопродуктивные    порослевые   насаждения   более   чем   второй 

генерации, а также семенные низкотоварные и плохо эксплуатируемые насаждения (сероольховые, ивовые, грабовые и др.).

Реконструкция их осуществляется с применением лесокультурных и лесоводственных методов. Первые проводятся при необходимости уплотнения насаждения, улучшения его состава и структуры, а также при внедрении в состав лесов ценных иноземных и местных быстрорастущих пород. Вторые, в частности реконструктивные рубки разной интенсивности, применяются при выведении в верхний полог имеющихся во втором ярусе сильно угнетенных, хозяйственно ценных пород, а также при наличии расстроенных, затравленных, ослабленных и в сильной степени пораженных гнилью насаждений, которые не могут образовать ценных древостоев и подлежат частичной или полной замене новыми. Реконструктивные рубки могут быть сплошные и частичные: коридорами, гнездами, куртинами, выборочные. Отличаются от рубок по состоянию тем, что могут осуществляться и в молодых насаждениях, удовлетворительных по полноте и санитарному состоянию, но имеющих состав древесных пород, биология которых не в полной мере соответствует данным лесорастительным условиям.

1.2  Способы реконструкции  

Реконструкция насаждений – комплексное мероприятие, включающее рубку реконструкции и создание лесных культур, направленное на коренное преобразование малоценных насаждений и обеспечивающее восстановление утраченной или существенное повышение существующей производительности участка леса. Таким образом, реконструкцию лесокультурными приёмами лесных насаждений проводят с целью улучшения качественного состава лесов, повышения их продуктивности и природозащитных функций. Одним из реальных путей реконструкции является замена малоценных лесных насаждении, составленных из нежелательных древесных пород, Т.е. таких, которые не отвечают экономическим, экологическим целям в данных условиях, посадкой хозяйственно ценных пород.

В зависимости от лесорастительной зоны, типа лесорастительных условий, целевого назначения лесов и интенсивности ведения лесного хоaзяйства к малоценным лесным насаждениям, в которых целесообразно проводить их реконструкцию лесокультурными приемами, относят следующие категории земелькустарниковые заросли:

         –сомкнутые и редкостойные порослевые и корнеотпрысковые мелколиственные насаждения в возрасте до 20 лет, растущие в условиях, где можно вырастить более ценные и высокопродуктивные древостои высших классов бонитета;

         –сомкнутые и редкостойные порослевые и корнеотпрысковые мелколиственные насаждения в возрасте до 20 лет с недостаточным участием в их составе сосны, ели, дуба, ясеня и других главных хозяйственно ценных пород в условиях местообитаний, наиболее полно отвечающих их лесоводственным свойствам;

         –порослевые дубравы в возрасте 10-15 лет, а иногда и старше, которые можно перевести в семенные, если они растут на плодородных почвах; древостой, с полнотой ниже  0,4 в возрасте   21-40 лет  с  густым  подлеском;   

– средневозрастные древостои с полнотой 0,5 и ниже с преобладанием мaлоценных мягколиственных пород. Иногда к реконструкции относят создание подпологовых лесных культур.

         В реконструкцию назначают в первую очередь лесные насаждения, растущие в 1 группе лесов, в целях повышения выполнения ими многофункционального значения. Реконструкция осуществляется независимо от использования получаемой древесины. Во вторую очередь реконструируют малоценные насаждения порослевого и корнеотпрыскового происхождения в лесах II группы при условии реализации вырубаемой древесины в любом виде. В последнюю очередь реконструкцию проводят в лесах III группы при большом спросе на заготавливаемую древесину.

         Обычно реконструкцию малоценных насаждений лесокультурными приемами осуществляют тремя способами: коридорным, куртинно-групповым и сплошным. Они зависят от состава, возраста, формы, полноты, сомкнутости, происхождения и состояния насаждений.

Коридорный способ реконструкции применяют чаще всего в пяти–двадцатилетних мелколиственных молодняках порослевого и отпрыскового происхождения высотой до 6-7 м и с отсутствием хозяйственно ценных древесных пород. В таких молодняках прорубают коридоры шириной 3-6 м с оставлением такой же ширины кулис. Затем коридоры расчищают от пней и подлеска, вычесывают корни и проводят обработку почвы, высаживая сеянцы, а лучше саженцы желаемых древесных пород в один ряд через 0,5; 0,75 м. В последующем кулисы целенаправленно разреживают или вырубают.

Куртинно-групповой   способ   реконструкции    рекомендуется   в                   малоценных молодняках возрасте 5-20 лет с неравномерной полнотой и сомкнутостью и участием в их составе групп площадью до 0,05 га и куртин (более 0,05 га) хозяйственно ценных пород. На открытых местах в молодняках ("окна", прогалины и т.п.), а также в специально расчищенных пространствах выполняют частичную обработку почвы, как правило, ямками с размещением 3хl м или площадками размером lхl м, 1x2 м и 2х2 м и высаживают посадочный материал хозяйственно ценных древесных пород.

Сплошная реконструкция малоценных насаждений применяется в высокоинтенсивном лесном хозяйстве и заключается в полной расчистке территории от пяти до пятнадцатилетних мелколиственных молодняков порослевого и корнеотпрыскового происхождения, в составе которых нет хозяйственно ценных пород. После удаления нежелательных деревьев и кустарников кусторезами проводится сбор неликвидного мелколесья, удаление пней и вычесывание корней корчевателемсобирателем, а затем сплошная вспашка почвы, рыхление дисковыми боронами или культиваторами. Весьма целесообразно реконструируемые участки использовать под сельскохозяйственное пользование в  течение 2-3 лет, особенно тогда, когда корнеотпрысковые молодняки осины предполагается заменить сосной.

Первоначальная густота культур при реконструкции малоценных насаждений определяется ее способами и типами лесных культур в зависимости от лесорастительных условий.

В данном курсовом проекте будет использоваться коридорный способ реконструкции. Потому что в первые годы посадки растений, коридоры из древесной растительности будут служить защитным ограждением для сеянцев ясеня [2]. 

1.3 Посадочный материал

Ель европейская – древесное растение; вид рода Ель семейства Пихтовые.  Ель европейская дерево высотой 20-30 м (иногда до 40 м) и диаметром ствола до 1 м. Крона высокоподнятая, ажурная. Кора серая трещиноватая (у молодых растений серо-зелёная гладкая). Почки черноватые, бархатистые. Цветки мелкие, без околоцветника, обоеполые, с двумя тычинками и пестиком с двураздельным рыльцем (реже встречаются цветки без пестика), собраны пучками в метёлки на побегах прошлого года. Цветёт  до появления листьев.  Плоды – шишки, вначале зелёного цвета, потом коричневого, созревают в августе, часто удерживаются на растении всю зиму.

Предпочитает солнечное место, богатые органикой, довольно влажные почвы с достаточным содержанием кальция. Не переносит засоления почвы и застоя воды. Переносит засуху. Расстояние между растениями при посадке не менее 5 м.  Как правило, после посадки происходит оседание и уплотнение грунта, поэтому корневой ком при посадке должен находиться на 10-20 см выше уровня земли. Особенно это касается крупномеров. Перед посадкой корневую систему необходимо тщательно пропитать влагой.

 Размножается как семенным способом.

2  Технология лесовосстановительных  работ

 

Технологическим  процессом  называется  способ  или  совокупность способов обработки материала с помощью тех или иных технических, физических или химических средств с целью качественного изменения его состояния. Технология лесовосстановительных работ включает главным образом совокупность приёмов и способов при лесовосстановлении на не покрытых лесом землях. Она состоит из определённых и последовательных технологических операций, постоянно обновляется и изменяется по мере развития техникимашин, механизмов и орудий при обработке почвы, посеве семян и посадке сеянцев и саженцев, уходе при выращивании посадочного материала, лесных культур и т.д. 

Подготовка лесокультурной площади заключается в создании необходимых условий для обработки почвы под лесные культуры и выполнения последующих агротехнических приемов. Производится реконструкция состава молодняков на вырубках и гарях, возобновившимися нежелательными деревьями и кустарниками (осиной, ольхой серой, ивой и др.) на территории лесокультурной площади. Производство культур ясеневых  пород на этой территории начинается с подготовки лесокультурной площади: 

         1 Прокладка коридоров шириной 2,5-3,0 метров с расстоянием  между их центрами 5 - 6  метров. Расчистка полос производится обычно в сентябре -октябре предшествующего года посадке культур. Для обеспечения прямолинейности коридоров провешивают и прорубают визиры через каждые 10 метров.

2 Подготовка коридоров к производству лесных культур состоит в удалении порубочных остатков путём их сбора и вычёсывании корней. Это мероприятие необходимое для обработки почвы под лесные культуры и последующих лесокультурных приёмов. Эта работа выполняется в бесснежный период, т.е. мае-октябре предшествующегоa года посадки культур. 

Обработка почвы в августе-сентябре предшествующего года или весной в год посадки культур в начале мая путём нарезки борозд. Обработка почвы под лесные культуры может быть механической или химической, на всей лесокультурной площади или на ее части. Производится она с учетом типов лесорастительных условий и категории лесокультурной площади.  

Частичная обработка является основным способом обработки почвы под лесные культуры. Она применяется на не раскорчеванных вырубках, на вырубках с недостаточным количеством благонадежного подроста и самосева главных пород, на площадях, заросших лиственным молодняком и кустарнике.

         4 Посадка сеянцев. Выбор марки лесопосадочной машины определяется почвенно-климатическими условиями, состоянием лесокультурной площади, способом обработки почвы, видом посадочного материала.

         5 Агротехнический уход за культурами  проводится 2 раза в год посадки,  (мае-июле). Агротехнический уход  направлен на улучшение условий приживаемости, сохранности и роста создаваемых культур путем рыхления почвы, уничтожения сорняков, оправки растений от засыпания листвой и почвой. Глубина рыхления при механизированном уходе устанавливается с учетом залегания в почве горизонтальных корней.  При обработке почвы путем нарезки двухотвальных борозд и посадке в их дно культур используются дисковые культиваторы. Рыхление почвы производится с целью уменьшения физического испарения влаги с ее поверхности и обеспечения лучших условий для поглощения атмосферных осадков, увеличения аэрации и снижения плотности почвы, что способствует улучшению ее структуры и микробиологической активности. Удаление сорняков предохраняет культуры от заглушения и снижает расход травянистой растительностью запасов влаги и пищи в почве. Однако травянистая растительность может оказывать иногда и положительное влияние - оттенять культуры, предотвращать процессы ветровой и водной эрозии, снижать возможность выжимания растений.

6 Лесоводственный уход в межкоридорном пространстве проводится 

обычно по мере необходимости.

         7 Дополнение культур с приживаемостью от 26 до 86 %. Высаженные на лесокультурную площадь саженцы в первые 2 года приспосабливаются к новым условиям среды и не все они приживаются. Кроме того, на приживаемость посадочного материала могут повлиять отрицательно  неблагоприятные погодные условия, повреждения вредителями или болезнями и другие факторы.

Дополнению подлежат лесные культуры с отпадом 15-75 %. Оно производится, как правило, весной следующего года, а также в случае надобности и весной третьего года роста. Необходимость проведения дополнения устанавливают в натуре после осеннего учета лесных культур. Лесные культуры с приживаемостью менее 25 % считаются погибшими и подлежат списанию. Дополнение желательно проводить саженцами, возраст которых соответствует биологическому возрасту лесных культур. При использовании посадочного материала с закрытыми корнями дополнение можно производить и в летнее время.

3  Подбор системы машин

Система машинэто совокупность различных машин и приспособлений взаимно увязанных в технологическом процессе по своим технико-экономическим, эксплуатационным показателям, обеспечивающие последовательность выполнения основных и дополнительных процессов.

        Технологический процесс состоит из отдельных операций. Подготовка лесокультурной площади заключается в создании необходимых условий для обработки почвы под лесные культуры и выполнения последующих агротехнических приемов.  При разработке проекта комплексной  механизации реконструкции  малоценных молодняков коридорным способом принимаем следующие технологические операции: 

– образование коридоров с помощью кусторезов;

–сбор порубочных остатков в валы;

–подготовка почвы;

–посадка сеянцев ясеня;

– агротехнические уходы 2 раза в год посадки.

При подборе трактора необходимо предусмотреть его возможно более полное использование в течение всего сезона, поэтому следует принимать во внимание степень универсальности трактора, т.е. способность агрегатироваться с различными рабочими машинами [4].

В данном курсовом проекте исходя из почвенных условий, растительности и типа лесных культур необходимо произвести следующие технологические операции:

срезание кустарников. Проводится для удаления кустарниковой растительности и создания коридоров. Проводить необходимо осенью. Используем  кусторез КОМ-2,3, агрегатируется с трактором МТЗ-82;

–сбора порубочных остатков, применяем подборщик сучьев ПС-2,4 который агрегатируеться с ЛХТ-55;

– нарезка полос под посадку лесных культур. Производится почвенной фрезой, которая перемешивает верхний слой почвы не создавая микроповышений и микропонижений. Проводится весной с 01/IV по 20/IV. Используем МЛФ-0,8, которая агрегатируеться с ЛХТ-100;

– посадка ясеневых саженцев посадочной машиной. Производится весной с 15/IV по 05/V. Используем  посадочную машину МЛУ-1А, агрегатирующую с  МТЗ-82;

–лесоводственный уход –обработка культиватором для удаления сорной растительности и рыхления почвы в рядовых культурах. Проводиться в течение всего сезона в зависимости от степени зарастания нежелательной растительности. Используем КЛБ-1,7, агрегатирующийся с трактором                    ЮМЗ-6АЛ.

4  Характеристика машин

4.1 Кусторез-осветлитель КОМ-2,3

Кусторез-осветлитель КОМ-2,3 (рисунок 4.1) предназначен для ухода за рядовыми культурами. Рассчитан для работы в культурах с междурядьями не менее  метра, агрегатируется с колесным трактором МТЗ-82. Для установки кустореза на тракторе в передней части к лонжеронам крепят дополнительно  П-образную раму, на поперечном брусе которой выполнены проушины для присоединения рамы кустореза и гидроцилиндра. Рама кустореза имеет Ш-образную конструкцию, обращенную основанием к трактору 10. В передней части рамы между боковыми 4 и центральной 5 балками смонтированы две секции трехножевой цилиндрической фрезы 6. Над тыльной частью рамы расположен щит-отражатель 8, а на боковых балках установлены трубчатые ограждения 7. 

               

                

                     6            5                   4         

      

1боковой ВОМ трактора; 2карданный вал; 3 –опора подшипника;                4боковая балка рамы; 5центральная балка рамы; 6рабочий орган (фреза); 7трубчатое ограждение; 8щит-отражатель; 9ограждение;                         10трактор

Рисунок  4.1 Кусторез-осветлитель КОМ-2,3

Щит-отражатель 8 предназначен для наклона срезаемой древесной рас-

тительности вперед и предохранения трактора от забивания листьями и стружками. За фрезами между боковыми 4, центральной 5 балками и основанием рамы имеются два сквозных проема (окна), необходимых для прохождения и укладки под трактор срезанной древесно-кустарниковой растительности. Вращающий момент на фрезы 6 передается от бокового ВОМ 1 через карданный вал 2, повышающий конический редуктор и клиноременную передачу. 

Срезающий    рабочий   орган   в   виде    трехножевой     цилиндрической (скальчатой) фрезы является общим для всех тракторных кусторезов-осветлителей с активным приводом. Фреза располагается спереди по ходу движения трактора. Она не подвержена заклиниванию в пропиле, значительно устойчивее работает при колебаниях и перекосах во время движения агрегата, не забивается растительными остатками, а также позволяет создавать кусторезы с различной шириной захвата простым увеличением или уменьшением секций. 

         Трехножевая цилиндрическая фреза (рисунок 4.2) представляет собой фигурный вал 1 с тремя расположенными через 1200 плоскостями А, к которым крепятся плоские ножи 2. Под ножами на валу выфрезерованы специальные стружкоотводящие канавки 3. Ножи изготавливают из высокохромированных инструментальных сталей. Угол заточки ножей должен составлять 30-350. Диаметр фрезы по концам ножей колебается от 100 до 120 мм. Длина одной секции880 мм. Толщина ножей 10-12 мм, ширина – 65 мм, длина  не более –1250 мм. Частота вращения фрезы от 2500 до 4000 об/мин. направление вращения снизу вверх [2]. 

 

1вал; 2нож; 3канавка; 4болт крепления

Рисунок 4.2Трехножевая фреза в разрезе

Расчетная рабочая скорость трактора 4,26 км/ч, ширина захвата 2,3 м, масса кустореза 1000 кг. Установка фрезы на заданную высоту срезания осуществляется поворотом вниз или вверх Ш-образной рамы. Максимальный диаметр древесной растительности, срезаемой на проход, Т.е. без остановки трактора, составляет 5 см. Техническая характеристика кустореза-осветлителя КОМ-2,3 представлена в таблице 4.1.

Таблица 4.1Техническая характеристика кустореза-осветлителя 

КОМ-2,3

Наименование показателей  

Значение показателя 

Масса рабочего оборудования , кг

1200

Ширина захвата, м

2,3

Диаметр срезаемой поросли, см

5

Рабочая скорость, км/ч

4,26

Производительность, км/ч

1,24

Диаметр фрезы, мм

110

Габариты:     –длина                        –ширина    

                    –высота

5200

Агрегатируется с трактором

МТЗ

4.2 Характеристика подборщика сучьев ПС-2,4

 Подборщик сучьев ПС-2,4 (рисунок 4.3) предназначен для сбора порубочных остатков, а также неликвидной стволовой древесины в валы в технологических коридорах при рубках ухода за лесом и на площадях сплошной рубки при отсутствии хозяйственно ценного подроста с одновременным частичным рыхлением поверхностного слоя почвы.

Составные части: траверса, рама, соединительные рычаги, собирающие 

зубья, поддерживающие тросы. Подъем подбирающих зубьев осуществляется с помощью гидравлики, действующей от распределителя трактора. Механизм подъема размещен на кронштейне трелевочного щита, что упрощает монтаж и демонтаж подборщика и снижает затраты времени на выполнение этих операций. Подборщик укладывает порубочные остатки в кучи при проведении рубок ухода и валы при проведении сплошных рубок. Техническая характеристика подборщика сучьев приведена в таблице 4.2. 

Таблица 4.2 –Техническая характеристика подборщика сучьев ПС-2,4

Технические данные машины

Значения

Производительность за 1ч основного времени, га

0,34

Ширина захвата, м

2,4

Число зубьев

8

Расстояние между зубьями, мм

342

Дорожный просвет, мм

1600

Габариты, мм

2800х2480х1800

Масса

1500

Агрегатируется с трактором

ТДТ-55А

         

 

1 –рама; 2подвижная рамка; 3трактор; 4поперечный брус; 5тяговый                     трос; 6собирающие зубья; 7гидроцилиндры

Рисунок 4.3Подборщик сучьев ПС-2,4

4.3 Машина лесная фрезерная МЛФ-О,8

Машина лесная фрезерная МЛФ-О,8 (рисунок 4.4) предназначена для подготовки почвы полосами на вырубках под посадку лесных культур путем рыхления с одновременным измельчением порубочных остатков диаметром до 12 см, поросли и пней диаметром до 20 см. Машина является полуприцепной и агрегатируется с тракторами ДТ-75М, ЛХТ - 55 и ЛХТ-I00, оборудованными ходоуменьшителем и ВОМ. Основные узлы машины: рама 1, фрезерный барабан 9 с тарельчатыми ножами 8, отбойная плита 12, опорная лыжа 11 и опорные колеса 7. Фрезерный барабан представляет собой полый барабан, к поверхности которого приварены державки для установки и крепления болтами тарельчатых ножей. Ножи устанавливают с перекрытием 8 мм, угол резания ножей 400. Фрезерный барабан приводится от ВОМ трактора через телескопический карданный вал, конический 2 и цилиндрический 4 редукторы. Для предохранения рабочих органов от поломок и снижения ударных нагрузок на валу барабана установлено защитное устройство, состоящее из фрикционной муфты и упругих элементов (амортизаторов). Глубину обработки почвы фрезерным барабаном регулируют перестановкой по высоте опорных лыж. На задней части рамы установлена промежуточная рамка с пневматическими опорными колесами 7 и гидроцилиндрами 5 для выглубления и заглубления фрезерного  барабана. Сзади   фрезерного   барабана   расположена   грабельная решетка для отделения крупных фракций измельченной древесины и направления их на дно борозды под разрыхленный слой почвы. Фрезерный барабан вращается по направлению движения трактора.

                       12 11 10   9       8 

1рама; 2конический редуктор; 3гидроцилиндр поджатия отбойной плиты; 4цилиндрический редуктор; 5гидроцилиндр подъема машины;                              6грабельная решетка; 7 пневматическое опорное колесо; 8тарельчатый нож; 9фрезерный барабан; 10противорежущий нож; 11опорная лыжа;                    12отбойная плита

Рисунок 4.4Схема лесной фрезерной машины МЛФ-О,8

         Перед фрезерным барабаном установлена отбойная плита 12, предназначенная для прижатия к поверхности почвы порубочных остатков и удержания их в процессе измельчения фрезерным барабаном. Плита шарнирно крепится на валу фрезерного барабана и соединена с рамой машины при помощи двух гидроцилиндров З. Такое крепление позволяет отбойной плите копировать микрорельеф почвы, что дает возможность машине преодолевать порубочные остатки и пни без выглубления фрезерного барабана.       

К отбойной плите крепится болтами противорежуший нож 10, обеспечивающий необходимый зазор между нею и фрезерным барабаном и прижатие порубочных остатков для их измельчения тарельчатыми ножами фрезерного барабана. В местах соединения с плитой на противорежушем ноже имеются пазы. 

При поступательном движении агрегата вращающийся фрезерный барабан рыхлит почву и одновременно измельчает порубочные остатки, поросль и мелкие пни. Отбойная плита под действием гидроцилиндров прижимает встречающиеся порубочные остатки к почве и удерживает их в процессе измельчения. При наезде на пень отбойная плита за счет шарнирного крепления на валу фрезерного барабана поднимается вверх, преодолевая усилие гидроцилиндров, а фрезерный барабан измельчает пень, не выглубляясь из почвы. 

Глубину обработки почвы регулируют перестановкой опорных лыж по высоте. По мере износа тарельчатых ножей их поворачивают на 1200.  Техническая характеристика машины лесной фрезерной МЛФ-О,8 представлена в таблице 4.3.

Таблица 4.3Техническая характеристика МЛФ-0,8        

Наименование показателей

Значение показателя 

Ширина захвата, м                                                                      

0,8

Глубина обработки, см                                                              

20

Диаметр фрезерного барабана, мм                                            

800

Количество тарельчатых ножей, шт                                          

40

Частота вращения фрезерного барабана, мин                        

150

Масса машины, кг                                                                       

2300

Производительность за 1 ч,км                                                  

0.58

Агрегатируется с трактором       

ЛХТ-100

Глубина хода сошника, см                                               

25

Число высаживаемых рядков                                     

1

Количество комплектов кассет                                 

4

Обслуживающий персонал                             

1 человека

4.4  Машина  лесопосадочная  МЛУ-1А 

Машина лесопосадочная МЛУ-1А (рисунок 4.5)  имеет  один комбинированный сошник коробчатой формы с прямым (90˚) углом вхождения в почву, используемый для посадки сеянцев и саженцев. 

При посадке сеянцев в предварительно подготовленную почву для ограничения глубины хода сошника на плоском ноже устанавливают полозья, а при посадке в почву без предварительной ее подготовки на место полозьев устанавливают дерноснимы. 

Рисунок 4.5 Машина лесопосадочная МЛУ-1А

В  качестве посадочного установлен  дисковый  аппарат, состоящий из двух резиновых дисков, закрепленных на полуосях с помощью металлических дисков и болтов. Один из дисков приводится от левого прикатывающего катка. Диски установлены под углом друг к другу таким образом, что спереди вверху они сходятся, а сзади внизу расходятся. Момент схождения дисков вверху и расхождения внизу регулируется роликами. В дисковом посадочном аппарате нет захватов. Сажальщики подают растения в пространство между дисками в момент схождения их вверху. В приводе посадочного аппарата нет предохранительной муфты, так как дисковый аппарат мало подвержен забиванию порубочными остатками. 

В машине МЛУ-1А уменьшена высота сошника, в результате чего увеличился транспортный просвет, общая масса машины снижена до 900 кг. Шаг посадки произвольный и зависит от опыта и слаженности работы сажальщиков. Для обеспечения требуемого шага посадки достаточно  нанести  метки  на  резиновом  диске,  напротив  которых  сажальщики будут вкладывать растения. По сравнению с МЛУ-1 машина  МЛУ-1А обеспечивает лучшее качество посадки, имеет более высокие эксплуатационно-технологические  показатели  и  надежность [5]. 

Техническая характеристика лесопосадочной машины МЛУ-1А представлена в таблице 4.4.

Таблица 4.4Техническая характеристика МЛУ-1А

Технические данные

Значение показателя

Габаритные размеры в положении хранения:  

–длина, мм 

–ширина, мм 

–высота,  мм 

2350 ± 70

± 60

± 65

Масса машины конструктивная,  кг 

900

Глубина посадочной щели, не менее см

30

отклонения от установленного шага посадки, %

20

Рабочая  скорость,  км/час

2,5   км/час

Агрегатируется она с тракторам

ЛХТ-55

Число высаживаемых рядов,  шт. 

1

Количество персонала по профессиям:

оператор, чел.;

–оправщик, чел.;

–тракторист,  чел. 

1

4.5 Культиватор лесной бороздной КЛБ-1,7   

         

Культиватор лесной бороздной КЛБ-1,7 (рисунок 4.6) предназначен для ухода за лесными культурами на вырубках, посаженными в дно плужных борозд или в полосы, подготовленные лесными фрезами. Агрегатируется с колесным трактором МТЗ-82. 

Рабочие органы выполнены в виде двух дисковых батарей 13, закрепленных на поперечном брусе 7 рамы. Каждая батарея имеет четыре гладких сферических диска диаметром 510 мм, которые установлены на квадратный вал, вращающийся в подшипниках скольжения стоек. Верхние концы стоек приварены к нижней горизонтальной плите 12 корпуса батареи, которая соединена с верхней горизонтальной плитой 11 шарнирно с помощью болта (оси) 8 и криволинейных пазов с регулировочными болтами и фиксируется болтом 10. На верхней плите 11 имеются проушины, которые стяжным болтом 9 соединены шарнирно с кронштейнами 2,  приваренными к задней вертикальной плите 6. К этой же плите приварена  П-образная рамка 3, к которой с помощью амортизационных  пружин 16 присоединена верхняя плита 11 в сборе с дисковой батареей. Задняя вертикальная плита 6 соединена шарнирно с передней плитой 5 с возможностью регулировки их положения. Передняя вертикальная плита 5 присоединена к поперечному брусу 7 рамы с помощью хомутов. Такое крепление дисковых батарей позволяет изменять угол атаки (угол между осью батарей и горизонталью) и их положение в вертикальной плоскости.                        

Угол атаки регулируется в диапазоне от 0 до 30° с интервалом 10°. Для изменения положения дисковой батареи в вертикальной плоскости (до 20° с интервалом ) поворачивают заднюю вертикальную плиту 6 относительно передней плиты 5. Такую регулировку проводят при уходе за культурами в бороздах, когда необходимо обрабатывать (разрыхлять) пласты и дно борозды около ряда растений. Регулировкой угла атаки достигается качественная обработка почвы на глубину 6-12 см. Поскольку сеянцы в первый год роста имеют невысокую надземную часть, первые уходы проводят при положении дисковых батарей вразвал. В этом случае батареи устанавливают выпуклой (сферической) частью дисков внутрь (к ряду культур).           

авид сверху; бвид сбоку; 1 – ящик для балласта; 2кронштейны;                   3  рамка; 4хомут; 5передняя плита; 6задняя плита; 7 –поперечный брус  рамы; 8 –болт (ось); 9стяжной винт; 10фиксирующий болт;               11верхняя плита; 12нижняя плита; 13дисковые батареи; 14навесное устройство;  15подставка; 16амортизационная пружина

          Рисунок 4.6Культиватор лесной бороздной КЛБ-1,7

Технические характеристики  характеристика культиватора лесного         бороздного КЛБ-1,7  представлены в таблице 4.5.

    

Таблица 4.5 –Техническая характеристика культиватора лесного       

                                бороздного КЛБ-1,7 

Наименование показателей

Значение   

Масса, кг.

510

Производительность машины за 1 час основного 

времени, км.

3 - 4,5

Ширина захвата, м.

1,7

Угол атаки дисков батарей

0 - 30°

Изменение угла наклона батарей в вертикальной 

плоскости

0 - 20о

с интервалом 

4.6 Техническая характеристика трактора МТЗ

Колесный трактор БЕЛАРУС 82 (рисунок 4.7) является универсальным с/х трактором класса 1,4 с двигателем мощностью 87 л.с. Обладает повышенными тягово-сцепными качествами и проходимостью. Предназначен для выполнения различных с/х и л/х работ с навесными, полунавесными и прицепными машинами и орудиями. Так же может быть использован для выполнения трудоемких работ в агрегате с бульдозерами, экскаваторами, погрузчиками, ямокопателями, а также на специальных транспортных работах и для привода различных стационарных с/х машин [5].

 

Рисунок 4.7Трактор МТЗ

Применяется в лесном хозяйстве на трелевке древесины, транспортных 

работах, подготовке почвы, севе и уходе за лесными культурами, на различных работах в лесных питомниках. Технические характеристики  характеристика представлена в таблице  4.6.

Таблица  4.6Техническая характеристика трактора МТЗ

Наименование показателей

Значения

Марка двигателя

Д

Мощность номинальная, кВт (л.с.)

60 (82)

Частота вращения, мин-1

 –коленвала

 –заднего независимого ВОМ

; 1010

Удельный расход топлива, г/кВт-ч  

251,6 (185)

Скорость движения, км/ч

замедленная

рабочая

,7,2

,9,4

Скорость движения на II  передаче, км\ч:

4,26

Тяговое усилие на крюке на II передаче, кH

14

Число передач вперёд

18

Число передач назад

4

Дорожный просвет, мм

470

Колея, мм

передних колёс

задних колёс

-2100

-1800

Масса, кг

3370

4.7 Техническая характеристика лесохозяйственного трактора             

ЛХТ-55

         Лесохозяйственный гусеничный  трактор ЛХТ-55 (рисунок 4.8), является модификацией трактора ТДТ-55А и  предназначен для выполнения различных лесохозяйственных и лесокультурных работ, расчистки вырубок, борьбы с лесными пожарами, вредителями и болезнями леса и вывозке древесины Машина оборудована опрокидывающимся на сторону самосвальным кузовом и имеет специальную навесную систему с валом отбора мощности.

 Техническая характеристика гусеничного трактора ЛХТ-55 представлена в таблице 4.7.

1передняя навески; 2толкатель; 3ВОМ трактора; 4лебедка;                  5платформа; 6,7,10карданный вал; 8редуктор привода лебедки и заднего вала отбора мощности; 9кронштейн; 11задний вал отбора мощности; 12механизм задней навески

Рисунок 4.8 –Лесохозяйственный трактор ЛХТ-55

Таблица 4.7 Техническая характеристика трактора ЛХТ-55

Наименование показателей

Значения

Класс тяги, кг

30

Масса конструктивная, кг

9100

Номинальная мощность двигателя, кВт

58,8

Среднее давление на грунт, МПа

0,05

Скорость движения на передачах, км/час

I

II

,4

,2

Тяговое усилие на крюке на передачах, кН

I

II

Габариты при транспортном положении технологического оборудования, мм

5975х2240х2560

4.8 Техническая характеристика трактора ЛХТ-100

Гусеничный трактор ЛХТ-100 (рисунок 4.9) является модификацией трактора ЛХТ-55. На тракторе установлено новое модернизированное технологическое оборудование, более мощный двигатель СМД-18БН, новая одноместная кабина, имеющая шумоизоляцию и виброизоляцию, отопление и вентиляцию, имеется ходоуменьшитель с ограничителем крутящего момента, задний ВОМ с двумя редукторами, обеспечивающими число оборотов 540 и 1000 минут.

Трактор лесохозяйственный гусеничный ЛХT-100, предназначен для выполнения комплекса лесовосстановительных работ в лесной зоне: полосной расчистки вырубок корчевателем, плужной и фрезерной обработки ночвы, посева и посадки лесных культур, ухода за ними; может транспортировать грузы в условиях бездорожья, выполнять работы по защите лесов от пожаров, вредителей и болезней, а также производить трелевку леса.

Технологическое оборудование: самосвальный кузов с откидным задним бортом, задняя и передняя навесные системы, однобарабанная реверсивная лебедка, погрузочный щит, толкатель для прочистки волоков, окучивания и штабелевки деревьев. Погрузочный щит для использования трактора на трелевке устанавливают после снятия кузова и задней навесной системы.

Коробка передач имеет пять скоростей вперед – от 2,83 до 10,35 км/ч (с ходоуменышителем от 0.38 до 1.38 км/ч) и одну скорость назад.

Техническая характеристика трактора ЛХТ-100 представлена в таблице 4.8.

Рисунок 4.9Трактор лесохозяйственный гусеничный ЛХТ-100

Таблица 4.8Техническая характеристика трактора ЛХТ-100

Наименование показателей

Значение

Тип

Гусеничный

Марка дизеля

СМД-18БН

Тяговый класс

3

Максимальное тяговое усилие, кН

102,4

Номинальное тяговое усилие,кН

58,8

Эксплутационная мощность, кВт 

88

Наибольшее из средних условных давлений движителей на грунт, не более, мПа

0,051

Число передач:

переднего хода

заднего хода

5

1

Скорость движения на передачах, км\ч:                      

 I

II

III

IV

V

                        2,0

 3,2

 4,1

 6,4

 10,5

Дорожный просвет, мм  

550

Грузоподъёмность, кг

3600

Параметры лебедки:

количество барабанов

Кабина одноместная

Герметичная, шумовиброизолированная, с системой вентиляции и отопления, с большой поверхностью остекления, удобным, регулируемым по росту и весу водителя сиденьем

Масса, кг

10800

 

4.9 Техническая характеристика трактора ЮМЗ-6АЛ

ЮМЗ-6АЛ –марка серии универсальных колёсных тракторов сельскохозяйственного и промышленного назначения, выпускавшегося Южным машиностроительным заводом c 1970 по 2001 годы в нескольких различных модификациях, отличающихся друг от друга.

Тракторы ЮМЗ (рисунок 4.10) предназначены для работы с навесными, полунавесными и прицепными сельскохозяйственными машинами и орудиями, для привода в движение рабочих органов различных стационарных машин, а также для выполнения широкого круга транспортных работ. Несмотря на архаичность конструкции, тракторы марки ЮМЗ, в настоящий момент являются самыми надежными и простыми  из всех  тракторов данного класса, выпускаемых в СНГ. На "Южмаше" масса разработок, но в серии всего две модели, остальные существуют на картинках и в музее тракторов завода [5].

Техническая характеристика представлена в таблице 4.9.

Рисунок 4.10 Трактор ЮМЗ-6АЛ

Таблица 4.9 Технические характеристики

Модель трактора

ЮМЗ-6АЛ

Тяговый класс

1,4

Скорость движения, км/ч

2,1-24,5

Рабочий объем двигателя, л    

4,94

Мощность двигателя, л.с.

60

Габаритные размера, мм

4065х1884х2730

Эксплуатационная масса, кг

12В

Давление  в  гидросистеме,  МПа

14

Число передач

5+1

Объем топливного бака, л

90

5  Расчет  тяговых  сопротивлений  основных  машин

 5.1  Расчёт потребной мощности кустореза КОМ,3

Для обеспечения работы такого типа машин необходимо, чтобы выполнялось условие [2]:

                                    Nтр  > Nпотр, кВт                            (5.1)

 

где Nтр – мощность трактора (из технической характеристики), кВт;

Nnomp – потребная мощность для работы кустореза или фрезы, кВт. 

Потребная мощность кустореза с активным рабочим органом определяется из выражения:

                           Nпотр  = Nдв + Nрез + Nотбр, кВт                                  (5.2)

 

где Nдвмощность, необходимая на продвижение кустореза в рабочем

положении, кВт;

     Nрез –мощность, необходимая для перерезание древесно-кустарниковой растительности, кВт;

     Nотбр – мощность, необходимая на отбрасывание древесных частиц,                                       

кВт.

Мощность, необходимая на продвижение кустореза в рабочем положении, составит:

                                     Nдвиж = , кВт                                  (5.3)

где  Gкмасса кустореза (принимаем 1200 кг);

      g   –ускорение силы тяжести, 9,81 м/с2;

       fкоэффициент трения металла о почву и древесину                        (принимаем 0,3) ;

     vт –   скорость движения трактора (принимаем 2,5 км/ч. )

vт = = 0,69 м/с

Nдвиж =  кВт

Мощность, необходимая на резание древесины, определяется по формуле:

                     Nрез = , кВт                        (5.4)

где   kр  –  удельное  сопротивление  древесины  резанию  (принимаем                   

15х104 Н/м2);

       d   – средний диаметр срезаемой древесины (принимаем 0,02 м);

dδ диаметр рабочего органа (принимаем 0,11м);

       nствколичество стволиков срезаемой древесины на 1 м ширинзахвата (принимаем 5 шт);

       ε  –коэффициент, учитывающий неодновременность процесса перерезания стволиков (принимаем 0,4);

       vокр.б – окружная скорость рабочего органа, м/с.

Окружная скорость фрезерного барабана записывается в виде:

    

                                  vокр.б = wбrб, м/с                         (5.5)

где  wбугловая скорость рабочего органа, рад/с;

      rб  – радиус рабочего органа (принимаем 0,055 м).

Угловая скорость барабана определяется по формуле:

                                  wб =  , рад/с                                      (5.6)

где n –частота вращения рабочего органа кусторез (принимаем 2300 об/мин). 

wб = рад/с

vокр.б = 241 0,055=13,26 м/с

Nрез = = 8,30 кВт

Мощность, необходимая на отбрасывание древесных частиц,                   определяется по формуле:

                         Nотбр. = , кВт                    (5.7)

где  kотбр – коэффициент отбрасывания древесины рабочими органа (применяем 0,7);

      Gотбрсила тяжести древесины, отбрасываемой рабочими органами за время t, Н;

Сила тяжести древесины, отбрасываемой рабочими органами в единицу времени, определяется из выражения:

                   Gотбр = γddбnств.ε ∙ (vокр.бvт) ∙ t, Н                (5.8)

 

где γудельный вес древесины (принимаем 4000 Н/м3);

t – время подхода к почве очередного рабочего органа, с ;

vокр.б – окружная скорость рабочего органа (принимаем 13,26 м/с);

vт – скорость движения трактора (принимаем 0,69  м/с);

     gускорение силы тяжести, 9,81 м/с2;

     t – время подхода к почве очередного рабочего органа, с.

Время подхода очередного рабочего органа определяется по формуле:

               

                                           t = , с                                    (5.9)

где zколичество ножей на рабочем органе (принимаем 2 шт.);

     n–частота вращения рабочего органа (принимаем 38,3 об/с).

t = с

Gотбр =4000 0,02 0,11  0,4   (13,26-0,69) 0,013 = 2,88 Н

Nотбр. = кВт

Nпотр  = 2,44+8,30+1,25 = 11,99  кВт

5.2 Расчет сопротивления подборщика сучьев ПС-2,4

Тяговое сопротивление подборщика сучьев определяется из выражения:

                 Rпод=(Gпод+Gпачg · fпач+Kп · B · h, H                                  (5.10)

          

где  Gпод масса подборщика сучьев, 1400 кг;

               Gпач  масса перемещаемой пачки, 700 кг;

                gускорение силы тяжести, 9,81 м/с2;

                fпачкоэффициент сопротивления перемещению зубьев подборщика с пачкой (принимаем 1,2);

                Kпудельное сопротивление рыхления грунта (принимаем  9 Н/см2);

                Bширина захвата, 240 см;

                hглубина рыхления, 5 см.

Rпод = (1400+700) · 9,81 · 1,2+11 · 240 · 5 = 37921,20  Н

5.3  Расчёт потребной мощности фрезы МЛФ-0,8

Мощность,     необходимая     на    продвижение   фрезы   в  заглубленном положении, расчитывается по формуле:

                                   Nпотр = Nдв + Nрез + Nотбр, кВт,                                 (5.11)

где  Nдв  мощность, необходимая на продвижение фрезы в заглубленном  положении, кВт; 

       Nрезмощность, необходимая для резания грунта, кВт;

                Nотбр мощность, необходимая на отбрасывание почвенных частиц, кВт.

Мощность, необходимая на продвижение кустореза в рабочем              положении, рассчитывается по формуле:

 

                                            Nдв.=, кВт                                        (5,12)

где  Gфмасса фрезы, 2300 кг;

       gускорение силы тяжести, 9,81 м/с2;

                 f коэффициент трения металла  о почву (принимаем  0,35);

                Vm скорость движения трактора 3,2 км/ч.

vт = = 0,89 м/с

Nдв. = кВт

Мощность, необходимая для резания грунта, определяется по формуле:

                                  Nрез = , кВт                       (5.13)

где kп – удельное сопротивление почвы резанию (принимаем 20000  Н/м2);

      aглубина фрезерования (принимаем 0,2 м);

 bширина захвата фрезы (принимаем 0,8 м);

      vокр.б – окружная скорость фрезерного барабана, м/с;

vт – скорость движения трактора (принимаем 3,2 км/ч).

Окружная скорость фрезерного барабана определяется по формуле:

                                                      Vокр = ωδ·rб, м/с,                                        (5.14)

где  ωδугловая скорость рабочего органа, рад/с;

                rб радиус фрезерного барабана (принимаем 0,4 м).

Угловая скорость барабана определяется по формуле:

                                                ωδ =, рад/с,                                            (5.15)

где n частота вращения барабана фрезы, об/мин (принимаем 150 об/мин);

wб = рад/с

vокр.б = 15,70 0,4 = 6,28 м/с

Nрез = = 17,25  кВт

Мощность, необходимая на отбрасывание почвенных частиц, определяется по формуле:

                        Nотбр. = , кВт                    (5.16)

где kотбр – коэффициент отбрасывания почвы рабочими органами (принимае 0,8);

Gотбрсила тяжести грунта, отбрасываемого рабочими органами за время t, Н;

     vокр.б. – окружная скорость фрезерного рабочего органа, м/с;

vт – скорость движения трактора (принимаем 3,2  км/ч);

     gускорение силы тяжести, 9,81 м/с2;

t – время подхода к почве очередного рабочего органа, с.

Сила тяжести грунта, отбрасываемого рабочими органами в единицу времени, определяется из формулы:

                          Gотбр. = γab ∙ (vокр.бvт) ∙ t, Н              (5.17)

где  γудельный вес почвы (принимаем 22500 Н/м3);

      aглубина фрезерования (принимаем 0,2 м);

   bширина захвата фрезы (принимаем 0,8 м);

      t – время подхода к почве очередного рабочего органа, с.

Время подхода очередного рабочего органа определяется по формуле:

                                                 t = , с                            (5.19)

где zколичество ножей на рабочем органе (принимаем 40 шт.);

     n –частота вращения рабочего органа (принимаем 4,2 об/с).

 

  t = с

Gотбр. = 22500 0,2 0,8  (6,28-0,89)0,006 = 116,42   Н,

Nотбр. = кВт,

Nпотр  = 7,03 + 17,25 + 22,99 = 47,27  кВт.

Для обеспечения работы фрезы необходимо выполнить условие  формулы:

                          Nтр > Nпотр, кВт,                                           (5.20)

где   Nтрмощность трактора ЛХТ-100, кВт;

                 Nпотрпотребная мощность для работы фрезы, кВт.

58,8 ˃ 47,27

5.4  Расчёт сопротивления лесопосадочной машины МЛУ- 

Сопротивление лесопосадочной машины МЛУ-  рассчитывается по формуле:

                                        Rл.м= Gл.м · g · fm + kn ·a ·b · n , H                             (5.21)

где  Gл.м масса машины , 900 кг;

                gускорение силы тяжести, 9,81 м/с2;

                fm коэффициент трения металла  о почву (принимаем 0,35) ;

 kn–удельное сопротивление почвы резанию (принимаем 4,0 H/см2);

               a глубина хода сошника, см (принимаем 30  см) ;

 b ширина сошника, см (принимаем 15 см);

               n количество сошников, 1 шт.;

Rл.м=900 ·9,81 ·0,35+4,0 ·30·15·1=4790,15 Н

5.5 Расчёт сопротивления культиватора КЛБ-1,7

Сопротивления культиватора КЛБ-1,7 рассчитывается по формуле:

                                           Rдоп = k ∙ (В –∙ enр), Н                                     (5.22)

где kкоэффициент удельного сопротивления машины на 1 м                       ширины захвата (принимаем 2200 Н/м);  

                Вширина захвата агрегата,  1,7 м;  

 евеличина защитной зоны с каждой стороны ряда культур (принимаем 0,2 м); 

 nрчисло рядов культур, обрабатываемых за один проход, 1 шт.

Rдоп = 2200 ∙(1,7 –∙ 0,21 ) = 2860 Н

5.6 Мероприятия, снижающие вредные сопротивления машин

Для уменьшения вредных сопротивлений необходимо:

   а) режущие кромки фрез, лап культиваторов, заостренных частей сошников лесопосадочных машин и т.д. поддерживать всегда острыми;

   б) заменять металлические колеса пневматическими;

   в) систематически смазывать трущиеся части ходовых колес и передаточных механизмов и регулировать зазоры между ними;

   г) правильно устанавливать прицеп к машинам, чтобы линия тяги совпадала с линией сопротивления;

   д) подготавливать площади работ, удаляя с поверхности различные препятствия в виде камней, корней и т.д. Там, где позволяют агротехнические требования, выбирать рабочие гоны  в направлении уменьшения уклона обрабатываемой площади [1].

5.7 Выбор скорости и рабочей передачи

После того, как произведен для каждой операции выбор агрегатов (тяговой и рабочей машины), устанавливаются скоростные режимы работы агрегатов. При этом учитываются агротехнические требования, условия работы и эксплуатационные показатели машин. Целесообразна такая скорость движения при которой обеспечивается хорошее качество работы и оптимальная загрузка трактора. 

 При выборе рабочей скорости для проведения лесохозяйственных рабат особое внимание необходимо уделять условиям проведения работ. Агрегат может работать только в том случае, если трактор преодолевает сопротивление, возникающее при работе машины. Сопротивление же машин зависит от: массы машины, типа рабочих органов, ширины захвата, почвы и ее состояния, от условий применения машины.

За рабочую принимается передача, на которой коэффициент использования имеет значения более близкие к оптимальным. Оптимальные значения коэффициента 0,85-0,95. На операциях с малой энергоемкостью он может быть ниже.

Загрузка трактора, или коэффициент использования тягового усилия трактора, определяется по формулам:

                                            ή= Rагр/Rкр ,                                             (5.23)

                                              η =                                                      (5.24)

где  Rкр тяговое усилие на крюке;

               Rагр тяговое сопротивление агрегата;

      Nпотррасчетная мощность агрегата, кВт;

  Nтрмощность трактора, кВт.

Расчеты, произведённые по выбору скорости и вычислению коэффициента использования тягового усилия, сведены в таблицу 5.1.

6  Расчет потребности  в машинах и топливе

 

6.1 Расчет производительности агрегата

Производительность агрегатаэто работа, выполненная агрегатом в единицу времени. В зависимости от единицы времени различают производительность часовую,  сменную,  сезонную,  годовую. Для мобильных  лесохозяйственных  агрегатов  объем  выполненной  работы  чаще всего определяется в единицах площади (га), объема (м3), массы (кг, т).  Сменная производительность агрегатов, при полосной обработке почвы рассчитывается по формуле:

  

                           Псм = 0,1 · (Во + Вн) · vp · Тсм · ,  га/смену                    (6.1)

 

где  Во  ширина обработанной полосы, м;

  Вн ширина необработанной полосы, м;

               vpрабочая скорость движения агрегата, км/ч, вычисляется по  формуле:

                                                  vp = vтεn, км/ч                                            (6.2)

 

где vттеоретическая скорость движения агрегата установленной  для  данного  вида  работ  передаче, км/ч;

              εnкоэффициент, характеризующий потери на буксование и извилистость хода (принимаем 0,9);

                Тсм –продолжительность рабочей смены, час (принимаем 8 часов);

kткоэффициент использования рабочего времени (принимаем 0,8).

Расчёт сменной производительности кустореза КОМ-2,3

Для расчётов принимаем Vтp=4,26 км/ч; εn = 0,9

Vp= 4,260,9 = 3,8 км/ч

Псм = 0,1 · (2,3 + 2,7) · 3,8 ·8 ·0,8=12,16   га/смену

Расчёт производительности подборщика сучьев ПС-2,4

Для расчётов принимаем Vтp=2,4 км/ч; εn = 0,9

Vp= 2,40,9 = 2,16 км/ч

Псм = 0,1 · (2,4 + 2,6) · 2,16 ·8 ·0,8=6,91   га/смену

Расчёт производительности фрезы МЛФ - 0,8

Для расчётов принимаем Vтp=3,2 км/ч; εn = 0,9

Vp= 3,20,9 = 2,88  км/ч

Псм = 0,1 · (0,8 + 4,2) · 2,88 ·8 ·0,8 = 9,22  га/смену

Расчёт производительности лесопосадочной машины МЛУ-1А

Для расчётов принимаем Vтp=2,5 км/ч; εn = 0,9

Vp= 2,50,9 = 2,25 км/ч

Псм = 0,1 · (0,3 + 4,7) · 2,25 ·8 ·0,8 = 7,20   га/смену

Расчёт производительности культиватора КЛБ-1,7

Для расчётов принимаем Vтp=4,26 км/ч; εn = 0,9

Vp= 4,260,9 = 3,83 км/ч

Псм = 0,1 · (1,7 + 3,3) · 3,83 ·8 ·0,8 = 12,26 га/смену

6.2 Расчет потребного количества машин и механизмов

Определение    оптимального    состава     машинно-тракторного   парка 

проводится  на  основе технико-экономических  расчётов и анализа показателей тракторного парка.

По   каждой    запроектированной   операции    определяют   количество 

тракторо-смен для выполнения установленного объёма работ и количество агрегатов,   необходимое   для   выполнения  работы  в  установленные  сроки.

Количество тракторо-смен определяется по формуле:

                                       Nт.с. = , тр/см,                                               (6.3)

где  Nт.с.количество тракторо-смен;

           Q –объём работ, га;

          Псм сменная производительность, га/см. 

Количество агрегатов определяется по формуле: 

                                                 тагр = ,                                                     (6.4)

где  mагр количество агрегатов;

           Др продолжительность работы в днях.

Если количество агрегатов выражено дробным числом, то уменьшая 

продолжительность работы Др, получают целое число агрегатов.

Расчёт тракторо-смен и агрегатов при прокладке коридоров 

кусторезом КОМ-2,3:

Nт.с. = = 10,7 тр/см,

Для расчёта количества агрегатов принимаем  Др = 11 дней.

тагр = = 0,9;  (1агрегат)

     

Определение количества тракторо-смен и агрегатов при расчистке 

территории от порубочных остатков подборщиком сучьев ПС-2,4: 

Nт.с. = = 18,8 тр/см,

Для расчёта количества агрегатов принимаем   Др = 19 дней.

тагр = = 0,97; (1 агрегат)

Расчёт количества тракторо-смен и агрегатов при рыхлении фрезой  МЛФ-0,8:

Nт.с. = = 14,1 тр/см,

Для расчёта количества агрегатов принимаем Др = 15 дней.

тагр = = 0,91; (1 агрегат)

Определение количества тракторо-смен и агрегатов при  посадке 

сеянцев лесопосадочной машиной МЛУ-1А:

Nт.с. = = 18,1 тр/см,

Для расчёта количества агрегатов принимаем  Др = 19 дней.

 

тагр = =0,93;   (1  агрегат)

Расчёт количества тракторо-смен и агрегатов при агротехническом уходе за лесными культурами культиватором КЛБ-1,7:

    

Nт.с. = = 10,6  тр/см,

Для расчёта количества агрегатов принимаем  Др = 11  дням.

тагр = =0,91 ; (1 агрегат).

6.3 Расчёт посадочного материала

Потребное количество посадочного материала на заданный объём работ  рассчитывается по формуле: 

                                     Nп.м. = , тыс.шт.,                                         (6.5)

где  ψпоправочный коэффициент на потерю, повреждение и т. п. посадочного материала, (принимаем ψ = 1,1);

                 n –количество высаживаемых рядов за один проход лесопосадочной  машины,1 ряд;

               В –расстояние между центрами проходов,  5 м;

               tшаг посадки, 0,5 м;

  Qоъём работы, 130 га.

Nп.м. = = 572  тыс.шт.

         Следовательно, для посадки сеянцев ясеня  на площади 130 га нам необходимо 572 тыс.шт. сеянцев ели.

6.4 Расчет топливно-смазочных материалов

Экономичность тракторного агрегата в значительной степени определяется расходом топлива на единицу площади (гектар). Затраты на топливо составляют около 25 % всех эксплутационных расходов. 

Расход топлива изменяется в зависимости от нагрузки двигателя,  тягового и скоростного режима работы агрегатов. При расчёте топлива учитываются 3 основных режима работы трактора:  рабочий ход, холостое движение агрегата (рабочая машина находится в транспортном положении) и работа двигателя в холостую (на остановке). 

Для каждой марки трактора рассчитывается сменный расход топлива по формуле:

                                     Qсм = qр·tр + qх·tх + qо·tо, кг/см,                                 (6.6)

где  qр, qх, qорасход топлива (кг) за час при рабочем режиме; при холостых переездах и на остановках;

                tр, tх, tо время работы двигателя (в час) в течении смены на соответствующих режимах. Можно принять:

                tр80% от продолжительности смены;

                tх 15% от продолжительности смены;

                tо 5% от продолжительности смены.

По видам работ рассчитывается расход топлива на один гектар

 

                                                   Qга = , кг/га,                                            (6.7)

где Псмсменная производительность агрегата, га/см.

Расчёт потребности в топливно-смазочных материалов для трактора МТЗ-82

qp = 9,0 кг/га;  qх  = 6,0 кг/га; qо =  1,2 кг/га;

tр  = 6,4 часа;  tх  = 1,2  часа;  tо  = 0,4 часа.

Qсм = 9 · 6,4 + 6  · 1,2 + 1,2 · 0,4 = 65,28  кг

На образования коридоров расход топлива на 1 га составил:

Qга = =5,36  кг/га,

На посадку  расход топлива на 1 га составил:

Qга = =9,07  кг/га,

Расчёт потребности в топливно-смазочных материалов для трактора ЛХТ-55

qp = 9,0 кг/га;  qх  = 6,0 кг/га; qо =  1,2 кг/га;

tр  = 6,4 часа;  tх  = 1,2  часа;  tо  = 0,4 часа.

Qсм = 9 · 6,4 + 6  · 1,2 + 1,2 · 0,4 = 65,28  кг

На расчистку  коридоров расход топлива на 1 га составил:

Qга = =9,44  кг/га,

Расчёт потребности в топливно-смазочных материалов для трактора ЛХТ-100

qp = 9,0 кг/га;  qх = 6,0 кг/га; qо = 1,2 кг/га;

tр  = 6,4 часа;  tх = 1,2  часа;  tо  = 0,4 часа.

Qсм = 9 · 6,4 + 6  · 1,2 + 1,2 · 0,4 = 65,28  кг

На фрезерование коридоров расход топлива на 1га составил:

Qга = =7,08   кг/га,

Расчёт потребности в топливно-смазочных материалов для трактора ЮМЗ-6АЛ

qp = 9,0 кг/га;  qх  = 6,0 кг/га; qо =  1,2 кг/га;

tр  = 6,4 часа;  tх  = 1,2  часа;  tо  = 0,4 часа.

Qсм = 9 · 6,4 + 6  · 1,2 + 1,2 · 0,4 = 65,28  кг

На культивацию коридоров расход топлива на 1 га составляет:

Qга = =5,32   кг/га,

Расчеты потребности в топливе сведены  в таблице 6.1

Таблица 6.1Общее количество необходимых гарюче-смазачных 

материалов

Трактор

Вид топлива

Вид операции

Объём работ, га

Расход топлива, кг/га

Расход полный, кг

МТЗ-82

Дизельное

Срезание кустарников 

130

5,36

696,8

Посадка сеянцев

130

9,07

1179,1

ЛХТ-55

Дизельное

Подбор срезанных  растений

130

9,44

1227,2

ЛХТ-100

Дизельное

Фрезерование

130

7,08

920,4

ЮМЗ-6АЛ

Дизильное

Культивация

260

5,32

1383,2

Итого

5406,7

Коэфицент для перевода в литы                                                                 0,825 

Итого в л.                                                                                                   6553,6

          Рассчитываем количество смазочных материалов и пускового бензина от процента общего количества горюче-смазочных материалов на 130 га. Полученные данные заносим в таблицу 6.2.

Таблица 6.2 Потребность в смазочных материалах и пусковом 

бензине

Трак-тор

Операция

Объём работ, га

Потреб-ность в основном топливе, кг

Расход смазочных материалов, кг

Дизельное масло 

Автол

Соли-дол

Нигрол

Пуско-вой бензин

1

2

3

4

5

7

8

9

МТЗ-82

Срезание кустарников

130

696,8

33,4

2,1

5,6

6,9

6,9

Посадка сеянцев

130

1179,1

56,6

3,5

9,4

11,8

11,8

ЛХТ-55

Подбор срезанных  растений

130

1227,2

65,7

3,7

9,8

12,3

12,3

ЛХТ-100

Фрезерование

130

920,4

49,3

2,8

7,4

9,2

9,2

         Окончание таблицы 6.2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

ЮМЗ-6АЛ

Культивация

260

1383,2

66,4

4,1

11,1

13,8

13,8

Итого:

271,4

16,2

43,3

54,0

54,0

,9

,9

,9

,9

,74

301,6

18,0

48,1

60,0

73,0

Итого:                                                                                                      262,47 

6.5 Расчетно-технологическая карта

Для определения эффективности работы того или иного агрегата необходимо учитывать затраты на его эксплуатацию. К экономическим показателям, характеризующим использование машин, относятся потребность в рабочей силе и количестве тракторо-смен, прямые эксплуатационные затраты и удельные капитальные вложения. Расчет затрат должен выполняться в такой же последовательности, в которой выполняются и операции.

Денежные затраты на выполнение работ включают в себя: затраты на содержание машинно–тракторных агрегатов; заработную плату трактористов и других рабочих, обслуживающих агрегат; стоимость; затраты на семена и посадочной материал; стоимость удобрений и гербицидов [2]. 

Затраты на содержание машинно-тракторного агрегата находим по формуле:

          Смаш = , тыс.руб.     (6.8)

где Емаш, Етр. суммарная стоимость соответственно машины (орудия) и базового трактора, тыс.руб.;

     амаш, атр. годовая норма амортизационных отчислений соответственно машины (орудия) и базового трактора, %;

kмаш, kтр. годовая норма отчислений на текущий ремонт и техническое обслуживание соответственно машины  (орудия) и базового трак-             тора, %;

     Дгод количество рабочих дней в году, дней;

nсм   – количество рабочих смен в сутки, смен.

Расчет затрат на содержание машинно-тракторного агрегата 

МТЗи КОМ,3

Емаш = 2304 тыс. руб.;

Етр = 217000 тыс. руб.;

амаш = 14,2 %;

атр = 17,5 %;

k маш = 18,0 %;

kтр = 15,0 %;

Дгод = 220 день;

nсм = 1 смена.

Смаш =  ≈   тыс.руб.

Расчет затрат на содержание машинно-тракторного агрегата

ЛХТ-55 и ПС-2,4

Емаш = 2136 тыс. руб.;

Етр = 198000 тыс. руб.;

амаш = 15,2 %;

атр = 18,5 %;

kмаш = 17,0 %;

kтр = 19,0 %;

Дгод = 220 день;

nсм = 1 смена.

Смаш =  ≈ 200 тыс.руб.

Расчет затрат на содержание машинно-тракторного агрегата 

ЛХТ-100 и МЛФ-0,8

Емаш = 1872 тыс. руб.;

Етр =  179400 тыс. руб.;

амаш = 15,2 %;

атр = 18,5 %;

k маш = 17,0 %;

kтр = 19,0 %;

Дгод = 220 день;

nсм = 1 смена.

 Смаш = =  201 тыс.руб. 

Расчет затрат на содержание машинно-тракторного агрегата 

МТЗМЛУ-1А

Емаш = 3600 тыс. руб.;

Етр = 217000 тыс. руб.;

амаш = 14,2 %;

 атр = 17,5 %;

k маш = 21,0 %;

kтр = 15,0 %;

Дгод = 220 день;

nсм = 1 смена.

 Смаш = ≈ 201 тыс.руб. 

Расчет затрат на содержание машинно-тракторного агрегата 

ЮМЗ-6АЛ КЛБ-1,7

Емаш = 600 тыс. руб.;

Етр = 56400 тыс. руб.;

амаш = 14,2 %;

 атр = 17,5 %;

kмаш = 18,0 %;

kтр = 15,0 %;

Дгод = 220 день;

nсм = 1 смена.

 Смаш = = тыс.руб. 

Заработная плата трактористов и других рабочих, обслуживающих агрегат, определяется исходя из часовой тарифной ставки и тарифного разряда  представлены в таблице 6.3.  

Таблица 6.3  –Тарифные ставки

Тарифный разряд    

1

Тарифный коэффициент

1,00

,16

,35

,57

,73

,90

Тарифная ставка, руб.:

часовая

5800

6728

7830

9106