Технология и оборудование лесозаготовок

 

 

Министерство образования и  науки РМЭ

Федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение высшего  профессионального образования 

«Поволжский государственный технологический  университет»

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра ТиОЛ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетно-графическая работа

по дисциплине:

«Технология и оборудование лесозаготовок»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                      Выполнил: ст. гр. ЛХ-41

Васенева М.В.

Проверила: Захаренко Г.П.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Йошкар-Ола,

2013

 

1. Лесосечные работы

Лесосечные  работы относятся к первой фазе производственного  процесса лесозаготовительных предприятий  и являются наиболее трудоемкими. Под  лесосечными понимают все работы, которые выполняются на лесосеке: основные, подготовительные и вспомогательные, а также работы по очистке вырубок после окончания разработки лесосеки.

 

1. Определение размеров лесосек и их количества

Действующими  правилами рубок размеры лесосек  определяются в зависимости от категории  лесов, лесорастительных условий и преобладающих пород. Лесосеки шириной 300 м отводят в хвойных насаждениях зоны смешанных лесов 3 группы, а также в лесах 2 группы при условии выполнения ряда мероприятий по возобновлению леса.

Площадь лесосеки определяется по следующей формуле:

S_л = a * b/10000

 

а и b – соответственно длина и ширина лесосеки, м

S_л – площадь лесосеки, га.

S_л = 300 * 400/1000= 12 га

Далее необходимо определить количество лесосек (Nл), необходимых для освоения годичного объема заготовки леса. Ликвидный запас древесины по заданию равен 200 м³/га, годовой объем заготовки – 130 тыс. м³.

Qг – годовой объем заготовки, м³;

qл – ликвидный запас древесины, м³/га.

Таким образом, чтобы заготовить годовой объем  древесины, необходимо запроектировать  35 лесосек площадью 12 га.

 

 

 

 

 

 

2. Выбор схемы технологических процессов и системы машин

В зависимости  от состава операций в каждом технологическом  процессе, очередности и места  их проведения лесосечные работы могут  выполняться в различных вариантах. При выборе следует учитывать требования лесовозобновления, климатические и почвенно-грунтовые условия, требования качества заготавливаемой древесины, лесовозного транспорта.

Оборудование  для каждой операции выбирается в  соответствии с конкретными условиями. При выборе системы машин необходимо соблюдать следующие требования: машины, входящие в систему, по своим  конструктивным и технологическим  данным должны соответствовать природно-производственным условиям работы, иметь однотипность базового шасси, кратность производительности машин в системе.

Основным  определяющим критерием, который учитывается  при выборе машин для формирования их в систему, является средний объем хлыста (по заданию – 0,29 м³).

Выбор и  применение вида трелевочного оборудования для конкретных производственных условий, обуславливается рельефом местности, несущей способностью грунтов, запасом древесины на 1 га, общим запасом лесосеки, наличием подроста.

Исходя  из вышеперечисленных условий был  выбран следующий блок технологических процессов при вывозке сортиментов:

• Валка трелевка (Харвестер Timberjack 770D);

• Обрезка сучьев (Харвестер Timberjack 770D);
• Раскряжёвка (Харвестер Timberjack 770D);
• Трелевка сортиментов (Форвардер Timberjack 810B)
• Погрузка сортиментов (Форвардер Timberjack 810B).

Для выбранной  системы машин была разработана  блок - схема технологических процессов (рис. 1.2.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.2. Блок-схема технологических процессов лесозаготовки древесины в сортиментах

 

3. Выбор технологической схемы разработки лесосеки

Таблица 1.1

Техническое описание Харвестера - Timberjack 770D

Эксплуатационный вес	10,8 т
Производитель крана	Timberjack
Тип крановой установки	140HH76
Станд. колеса	650x26,5
Производитель агрегата	Timberjack
Тип агрегата	H742/745
Вид двигателя	D
Мощность двигателя	86 кВт
Количество покрышек	6
Гор.вылет	7,9 м
Тяговое усилие	100 kN
Габариты д х ш х в	9,74x2,4x3,66 м

 

   

Рис. 1.3. Вид сбоку

 

 

 

 

Таблица 1.2

Техническое описание Форвардера Timberjack 810B

Технические характеристики TIMBERJACK 810B

Эксплуатационная  масса: 10 400,00-11 200,00 кг

Эксплуатационная  мощность: 81,00 кВт

Грузоподъемность: 8 500,00 кг

Двигатель TIMBERJACK 810B

Модель  двигателя: PERKINS 1004-40T

Количество  цилиндров двигателя: 4 шт

Колеса: 500mm/600mm/700mm

Длина стрелы: 6 500,00/8 700,00/9 600,00 мм

Тяговое усилие: 110,00 кН

Манипулятор: Timberjack F51

 

 

 

Рис. 1.3.1. Вид сбоку

 

 

При выборе схемы расположения трелевочных  волоков учитывается:

• рельеф местности;
• почвенно-грунтовые условия;
• характеристика насаждений;
• размеры лесосеки;
• тип трелевочного и погрузочного оборудования;
• вид лесовозного транспорта;

Выбор схемы  разработки пасеки зависит от принятого  способа трелевки (за комли или вершины) и типа применяемого трелевочного трактора, лесохозяйственных требований (с сохранением или без сохранения подроста) и почвенно-грунтовых условий. При трелевке сортиментов повышается рейсовая нагрузка, появляется возможность сохранения подроста. Определяется ширина пасеки, исходя из выбранной ее разработки.

Рис. 1.3.2.  Схема разработки лесосек.

1 – раскряжевочная  машина («харвестер»), 2 – сортименты на пасеке, 3 – пакетирующе-трелевочная машина для сортиментов («форвардер»), 4 – сохраненный подрост, 5 – пасечный волок, 6 – семенники, 7 – лесовозная дорога, 8 – сортименты на погрузочной площадке, А – ширина пасеки, Б – ширина волока

 

 

 

 

1.4. Проектирование лесопогрузочного пункта (верхнего склада)

Погрузка  на лесовозный подвижной состав производится на лесопогрузочных пунктах (верхних складах), расположенных у лесовозных дорог (усов, веток, магистралей). Территория лесопогрузочного пункта должна быть достаточной для размещения на ней необходимого запаса древесины, машин, работающих на обзоре сучьев, погрузке леса. Наиболее распространенным оборудованием, применяемым на погрузочном пункте при трелевке трелевочными тракторами и машинами, являются челюстные погрузчики.

Лесопогрузочные пункты устраивают при вывозке деревьев и хлыстов. На них могут выполняться  следующие операции: очистка деревьев от сучьев, штабелевка деревьев (хлыстов) в запас, погрузка деревьев (хлыстов) на подвижной состав лесовозных дорог. В данном случае на верхнем складе производится только погрузка, так как обрезка сучьев производится на лесосеке.

                                                                                                                   2

 

 

 

               до 40 м

                        1 

  

 

50 - 60 м

 

Рис. 1.4. Схема лесопогрузочного пункта (верхнего склада)

1- лесовозная дорога; 2 – штабеля  запаса.

 

 

1.5. Выбор структуры бригад и мастерских участков

В настоящее  время основной формой организации  труда при выполнении лесосечных работ являются лесозаготовительные  бригады. В данном случае проектируется бригада, которая будет осуществлять валку деревьев, обрезку сучьев и трелевку хлыстов, т. е. бригада будет обслуживать один трелевочный трактор и не будет осуществлять погрузку.

 Таблица 1.5.

Потребное количество рабочих, машин и оборудования на основных работах

Наименование работ	Марка машины (оборудования)	Норма выработки (производительность), м3	Сменное задание бригады, м3	Потребн. число машин	Потребное число рабочих
Валка, Обрезка, Раскряжевка	Харвестер Timberjack 770D	68	137	2	2
Трелёвка, Погрузка сортиментовтов	Форвардер Timberjack 810B	44	137	3	3

 

Сменное задание на бригаду (Н_см) определяется по следующей формуле:

Н_см = Н_в·k_n·n, где

Н_в – норма выработки ведущей машины, м³.;

k_n – коэффициент перевыполнения нормы выработки (1,1);

n – число ведущих машин в бригаде, шт.

Н_см = 68·2·1,1=137 м³

Количество  человеко-дней, затрачиваемых бригадами  на выполнение основных работ без  учета затрат на перебазировку (А_р), рассчитывается по следующей формуле:

А_р = Q_г · n_р / Н_см ,

где Q_г – годовой объем производства, м³;

n_р – число рабочих в бригаде;

Н_см – сменное задание бригады, м³.

А_р = 90000 · 5/137= 3285 чел-дн

Количество  человеко-дней, затрачиваемых бригадами  на перебазировку (А_б), рассчитывается по следующей формуле:

А_б = Q_г · Н_б / 1000 ,

где Н_б – количество человеко-дней, затрачиваемых на перебазировку из расчета на тыс. м³ вывезенного леса (1,4).

А_б = 90000 · 2,4 / 1000 = 216 чел - дн

А = А_р + А_б = 3501 чел - дн,

где А – общее количество человеко-дней, затрачиваемое рабочими в течение года на выполнение работ с учетом перебазировки.

Общее число  бригад (n_бр) на основных работах определяется по следующей формуле:

n_бр = А / (n_р · D_р),

где D_р – число рабочих дней в году(250).

n_бр = 3501/ (5 · 250) ≈ 2 шт

Следовательно, на основных работах будет задействовано  2 бригады. Работы будут проводиться на 1 мастерском участке.

 

 

 

1.6. Подготовительные работы

Велико  значение подготовительных работ для лесозаготовительного производства, целью которых является создание необходимых условий для успешного выполнения основных работ на лесосеке. К подготовленным работам относятся: лесосырьевая, технологическая и транспортная подготовка, подготовка территории лесосек, погрузочных пунктов и трелевочных волоков.

Перед началом  разработки лесосеки производятся следующие  работы: подготовка территории лесосек, разметка границ пасек и волоков  затесками на деревьях, уборка опасных деревьев при механизированной валке, устройство магистральных волоков, подготовка лесопогрузочных пунктов (верхних складов), строительство усов лесовозных дорог.

Трудоемкость  подготовительных работ зависит  от почвенно-грунтовых условий, рельефа  местности, захламленности лесосек, среднего запаса леса на гектаре, принято технологического процесса и системы машин.

Объем подготовительных работ определяется по технологической  схеме разработки лесосек, по которой  устанавливается количество пасек  на лесосеке, трелевочных волоков  и их протяженность, размещение и  количество лесопогрузочных пунктов, протяженность лесовозного уса. Расчеты по определению объема подготовительных работ и трудозатраты на их выполнение сводятся в табл. 1.6.1.

Таблица 1.6.

Объем подготовительных работ и трудозатраты на их выполнение

 

Наименование работ	Единица измерения	Норма выработки на чел-день	Объем работ на одну лесосеку чел-дн	Количество лесосек в год	общий объем работ
Разметка границ пасек и волоков  затесками	км	2	12	35	161,87
Устройство погрузочной площадки для погрузки леса	шт.	0,6	37	35	2159,5
Итого	-	-	-		2321,37