Определение сменной производительности лесозаготовительных машин и механизмов

Сменная производительность волочно-сучкорезно-раскряжевочной машины (харвестера) Тимберджек-1270. Она рассчитывается по формуле:

,                                          (2.2)

где  - время на подготовительно-заключительные работы, равное 1500 – 1800с.;

 - коэффициент использования машины, равный 0,8 – 0,85.

 - время цикла.

,                           (2.3)

Продолжительность времени  наведения харвестерной головки на дерево составляет 8 – 15 с.

Затраты на зажим  дерева практически не зависят от диаметра дерева и составляют 2 – 3 с.

Продолжительность срезания дерева определяется по формуле:

,                                           (2.4)

где  - производительность чистого пиления, равная ;

 - коэффициент, учитывающий использование производительности чистого пиления, равный 0,8 – 0,9;

 - диаметр дерева в месте пропила, см.

 с.

Продолжительность поворота  с деревом к месту выпиловки сортиментов вычисляется по формуле:

,                                            (2.5)

где  - частота вращения поворотной платформы, равная 6 – 8 об/мин;

 - средний угол поворота платформы при срезании и переносе дерева, равный 90 - 120 .

 с.

Продолжительность очистки дерева от сучьев (время протаскивания дерева) вычисляется по формуле:

,                                           (2.6)

где  - скорость протаскивания через сучкорезные ножи,  определяется параметрами харвестерной головки;

 - средняя длина хлыста, м.

 с.

Время раскряжевки определяется по формуле

,                                               (2.7)

где  - число резов, производимых при раскряжевке;

 - время одного реза, с.

Продолжительность одного реза вычисляется по формуле

,                                          (2.8)

где  - средний диаметр пропила в месте раскряжевки, который  вычисляется по формуле:

,                                          (2.9)

.

 с.

Число резов  зависит от длин выпиливаемых сортиментов. Число резов определяется по зависимости:

,                                           (2.10)

где  - средняя длина выпиливаемого сортимента, м.

,

 с.

Время на сброску сортимента ориентировочно принимается  с.

Затраты времени на переезды  с одной позиции на другую зависят, в основном, от скорости переезда, среднего расстояния между группами деревьев (запас древесины на 1 га), состояния лесосеки и определены на основании материалов хронометражных наблюдений.

В чистых лесосеках, расположенных в равнинной местности, средние затраты времени на переезд от одной группы деревьев к другой составляют 20,8 с. В расчете на одно дерево время равно:

,                                            (2.11)

где  - коэффициент, учитывающий захламленность лесосеки, равный для средних условий 3,5;

 - количество деревьев, срезаемых харвестером с одной рабочей позиции.

Число срезаемых деревьев, шт., с одной рабочей позиции определяется по формуле:

,                                                (2.12)

Объем срезанных деревьев определяется по формуле:

,                                                 (2.13)

где  - площадь, вырубаемая машиной с одной технологической стоянки, составляет:

,                                        (2.14)

где  - максимальный вылет манипулятора, м;

 - минимальный вылет манипулятора, равный 2 – 3 м;

 - коэффициент использования максимального вылета манипулятора, зависящий от уклона местности, равный 0,7 – 0,95.

,

,

,

 с.

 с.

.

Сменная производительность форвардера (сортиментовоза) Тимберджек-1010. Она рассчитывается по формуле:

,                                         (2.15)

где  – средний объем трелюемой пачки, м³;

 – число рейсов трактора за смену;

 – коэффициент использования рабочего времени смены, φ₁=0,90-0,95.

Определение силы веса пачки, трелюемой машиной, определяют несколькими условиями (для зимы и лета):

а) По мощности двигателя или по касательной силе тяги:

,                            (2.16)

где F_К – касательная сила тяги, Н;

Р – сила веса трактора, Н;

W_T – коэффициент сопротивления движению машины;

W_гр – коэффициент сопротивления движению хлыстов или деревьев;

i – величина подъемам спуска в тысячных;

k₁ – коэффициент распределения нагрузки Между машиной и волоком.

Касательная сила тяги может быть определена по формуле:

,                                         (2.17)

где N – мощность двигателя, кВт;

η – коэффициент полезного действия трансмиссии, η=0,65…0,85;

V_гр – скорость движения машины в грузовом направлении, км/ч, принимается на I передаче.

.

Определяем для зимы:

.

Определяем для лета:

.

б) По сцеплению машины с грунтом:

,                      (2.18)

где  – коэффициент сцепления трактора с грунтом, равный для зимы 0,30 – 0,50; для лета 0,40 – 0,80.

Определяем для зимы:

.

Определяем для лета:

.

в) По грузоподъемности машины:

,                                                  (2.19)

где q – допустимая нагрузка на ходовую часть (щит) машины, кН.

.

г) По допустимому давлению на грунт:

,                                        (2.20)

где q_гр – допускаемое удельное давление на грунт, МПа (кгс/см²);

q_T – давление трактора на грунт (из технической характеристики), МПа (кгс/см²).

.

Вес пачки, которую может трелевать машина, равен меньшей из величин Q.

По подсчитанному весу трелюемой пачки может быть определен ее объем, пл. м³

,                                       (2.21)

где Q_KP – сила веса кроны, Н. Составляет 15 - 30% от общего веса пачки (Q_MIN);

γ_ср.вз. – средневзвешенный объемный вес древесины, Н/м³.

,                                         (2.22)

где А_i – доля участия i-ой породы в насаждении;

γ_i – объемный вес i-ой породы, Н/м³;

φ₂ – коэффициент использования расчетного объема рейсовой нагрузки, φ₂ =0,8...0,9.

,

.

Так как на величину Q_MIN влияет сезон работы, то принимается средневзвешенное значение.

Количество рейсов машин в смену

,                                           (2.23)

где t₁ – время движения трактора в порожнем направлении, с;

t₂ – время, затраченное на набор пачки, с;

t₃ – время движения в грузовом направлении, с;

t₄ – время разгрузки пачки, с.

,                                                 (2.24)

,                                                 (2.25)

где  - среднее расстояние трелевки, м;

 - скорость движения машины в порожнем направлении, м/с;

 - скорость движения машины в грузовом направлении, м/с.

,

.

При трелевки подборщиками пачек .

При трелевки бесчокерными машинами .

,

.

Сменная производительность лесопогрузчика – штабелера ЛТ-72А. Она рассчитывается по формуле:

,                              (2.26)

где  – коэффициент, учитывающий неравномерность поступления лесовозного транспорта под погрузку ( =0,75-0,80);

 – продолжительность цикла погрузки одной пачки, с.

,                                  (2.26)

где  и  – время перемещения манипулятора штабелера с пачкой и без пачки, с ( );

   и  – время захвата и укладки пачки, c ( ).

2.4.1 Выбор организационной формы лесосечных работ, определение потребного количества основного оборудования и рабочих

На лесосечных работах в настоящее время применяется бригадная форма организации труда. Бригады могут быть операционными, комплексными и сквозными. Операционная бригада выполняет только одну технологическую операцию, например, трелевку или очистку деревьев от сучьев. Комплексная бригада выполняет комплекс лесосечных работ, начиная от валки деревьев до очистки деревьев от сучьев или погрузки. Комплексные бригады, работающие в 1,5 - 3 смены и выполняющие все технологические операции от валки до погрузки древесины на лесовозный транспорт, называют сквозными. В зависимости от численности состава, количества выполняемых операций и режима работ комплексные бригады могут быть малыми (МКБ) и укрупненными (УКБ), МКБ создается на базе одной трелевочной машины, работает в одну смену и состоит из 3 - 6 рабочих. Эта форма организации работ применяется при освоении небольших разрозненных лесосек, при вывозке древесины хлыстами.

Двухсменную работу следует рекомендовать на валке деревьев машинным способом, трелевке подготовленных пачек деревьев, очистке деревьев от сучьев и погрузке древесины на лесовозный транспорт.

При двух- трехсменном режиме работы бригаде выделяется резервный трактор, тракторист которого входит в состав бригады. УКБ может включать несколько функциональных звеньев на валке – трелевке и одного звена на очистке деревьев от сучьев и погрузке. В ряде случаев погрузка может не входить в состав комплекса работ бригады, а выделяться в самостоятельное звено.

Суточное задание бригады находится исходя из условия, что выработка на отдельных операциях при проведении основных работ должна быть примерно равна. При этом ведущей операцией считается трелевка. Допускается многосменная машинная валка, трелевка, обрезка сучьев, погрузка. Валка бензомоторными пилами ведется только в односменном режиме.

Валка и обрезка сучьев          Трелевка                          Погрузка

где  – производительность механизма i-ой операции;

 – число механизмов, занятых на i-ой операции;

 – сменность на i-ой операции.

Тогда суточное задание бригады определяется по формуле:

,                                                (2.27)

Рассчитанное погребное количество основного оборудования и рабочих для одной комплексной бригады заносятся в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Потребное количество основного оборудования и рабочих для одной комплексной бригады:

Наименование работ	Число смен работы в сутки	Суточное или сменное задание бригады, м3	Производительность механизма, м3/смен	Число рабочих		Марка механизма	Потребное количество работающих механизмов
				по норме	фактически принято
Валка, обрезка сучьев и раскряжевка	2	192	218	0,9	1	Харвестер Тимберджек-1270	1
Подвозка	2		153	1,3	1	Форвардер Тимберджек-1010	1
Погрузка	2		188	1,0	1	ЛТ-72А	1
Всего в бригаде				3,2	3		3

Определяем комплексную норму выработки по формуле:

,                                             (2.28)

где  – число рабочих в бригаде по норме.

.

Затем определяется фактическая выработка на чел.-день по формуле:

,                                          (2.29)

где  – фактически принятое число рабочих в бригаде.

.

Тогда процент выполнения норм выработки находим по формуле:

,                                        (2.30)

При правильно принятом составе бригады процент выполнения норм выработки должен составить 100-120 %.