2876
.pdfqга — ликвидный запас древесины на 1 га лесосеки, м3/га (принимается по данным индивидуального задания);
Vхл – значение объема хлыста, м3 (принимается по данным индивидуального задания);
υхх – скорость холостого хода трактора (перемещение с погрузочной площадки к месту, где повалены деревья), м/с (принимается из технической характеристики трактора на IV передаче [2,4,8]);
Таблица 4.2 Рекомендуемые формулы для определения элементов операции на трелевке древесины
Наименование |
|
Расчетные формулы для определения элементов |
||||||||||||||||||
элементов |
операции |
операции (с) на трелевке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
и |
|
|
|
Тракторы |
|
|
с |
Тракторы |
с |
Тракторы с |
||||||||||
последовательность |
канатно-чокерным |
|
пачковыми |
|||||||||||||||||
их выполнения |
|
оборудованием |
|
|
гидроманипулятором |
захватами |
||||||||||||||
Движение |
трактора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lср |
|
|
||||||
с |
погрузочной |
|
|
|
|
t1 |
= |
|
|
|
|
|||||||||
площадки |
к месту, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
υхх |
|
|
||||||||||||||
где |
|
повалены |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
деревья |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t2 =60( 5 + |
|
|
t2 =60( 0,25ϕ1VпVхл |
t2 =180 + |
||||||||||||
Формирование |
|
0,45 ϕ1Vп + |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
ϕ1Vп + |
ϕ |
|||||||
пачки |
|
полного |
V |
|
|
|
|
0,44 |
|
|
|
|
|
0,4 1Vп |
ϕ V |
|||||
|
хл |
|
|
|
|
Vхл |
||||||||||||||
объема |
|
|
|
|
|
|
|
123 |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 20 1 п k |
|||
|
|
+175 ϕ1Vп ) |
|
|
+ |
|
+ 0,32 ) |
|
Vхл |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
qга |
|
|
|
|
qга |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Движение |
трактора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lср |
|
|
|
||||
с |
пачкой |
на |
|
|
|
|
t3 |
= |
|
|
|
|
|
|||||||
погрузочную |
|
|
|
|
|
|
υрх |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
площадку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выгрузка |
пачки, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
выравнивание |
|
t4 =60( 0,6 + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
комлей, |
маневры |
0,45 ϕ1Vп + 0,5ϕ V |
|
|
|
|
|
|
|
|
t4 =60( 0,5ϕ1Vп +1,33 ) |
|||||||||
для |
движения |
в |
п |
) |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
обратном |
|
|
Vхл |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
направлении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|||
Продолжительность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Tц = ∑t |
|
|
||||||||||||||
цикла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
υрх – скорость рабочего хода трактора (перемещение с пачкой на погрузочную площадку), м/с (принимается из технической характеристики
21
трактора на II передаче [2,4,8]);
k – коэффициент, учитывающий за сколько приемов формируется пачка полного объема. При формировании пачки за один прием k =1,0; за два приема k =1,2…1,5; при формировании в три приема k =1,7…2,0.
lср – среднее расстояние трелевки, м.
lср = (ak1 + bk2 )k0 ,м
где а и b – геометрические размеры части лесосеки, относящиеся к одной погрузочной площадке, м;
k1, k2 – коэффициенты, зависящие от схемы расположения трелевочных волоков. Значение k1, k2 представлены в табл. 4.3
k0 – коэффициент удлинения волоков из-за отклонения от прямолинейности расположения, k0=1,1…1,2
где n – число погрузочных пунктов на делянке. Таблица 4.3 Значение коэффициентов k1, k2
Схема расположения магистральных |
волоков |
Значение коэффициентов |
|
относительно лесовозного уса |
|
|
|
|
k1 |
k2 |
|
Параллельная |
|
0,5 |
0,25 |
|
|
|
|
Перпендикулярная |
|
0,5 |
0,25/n |
|
|
|
|
Диагональная |
|
0,4 |
0,2 |
|
|
|
|
Радиальная |
|
0,4 |
0,2 |
|
|
|
|
На основании предложенной методики студенты должны выполнить расчеты времени цикла и производительности тракторов. Исходные данные для расчета представлены в табл. 4.4
Таблица 4.4 Исходные данные для выполнения работы
№ |
Марка |
Средний |
Средний |
Вид |
Схема |
варианта |
трелевочного |
запас на 1 |
объем |
трелюемой |
расположения |
|
трактора |
га площади |
хлыста |
древесины |
волков |
|
|
лесосеки |
Vхл., м3 |
|
|
|
|
qга м3/га |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
1 |
ТДТ–55А |
160 |
0,25 |
Хлысты |
Параллельная |
2 |
ТБ–1М |
140 |
0,2 |
Хлысты |
Параллельная |
3 |
ТБ–1М |
126 |
0,14 |
Деревья |
Параллельная |
4 |
ЛТ–89 |
128 |
0,34 |
Деревья |
Перпендикулярн. |
5 |
ТДТ–55А |
164 |
0,18 |
Хлысты |
Диагональная |
6 |
ТТ–4А |
200 |
0,77 |
Деревья |
Параллельная |
|
|
|
22 |
|
|
Окончание таблицы 4.4
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
ЛП–18А |
188 |
0,76 |
Хлысты |
Диагональная |
8 |
ТДТ–55 |
179 |
0,38 |
Хлысты |
Параллельная |
9 |
ЛТ–154 |
180 |
0,42 |
Деревья |
Параллельная |
10 |
ЛП–18А |
210 |
0,89 |
Хлысты |
Радиальная |
11 |
ТБ–1М |
178 |
0,3 |
Хлысты |
Перпендикулярн. |
12 |
ТДТ–55А |
144 |
0,15 |
Деревья |
Радиальная |
13 |
ЛТ–89 |
156 |
0,23 |
Деревья |
Параллельная |
14 |
ТБ–1М |
150 |
0,21 |
Хлысты |
Радиальная |
15 |
ТДТ–55А |
120 |
0,32 |
Хлысты |
Параллельная |
16 |
ТТ–4М |
220 |
0,82 |
Хлысты |
Диагональная |
17 |
ЛТ–154 |
196 |
0,59 |
Деревья |
Радиальная |
18 |
ЛП–18А |
178 |
0,4 |
Хлысты |
Перпендикулярн. |
19 |
ЛП–18А |
182 |
0,97 |
Хлысты |
Радиальная |
20 |
ЛТ–89 |
181 |
0,36 |
Деревья |
Параллельная |
21 |
ТДТ–55 |
143 |
0,22 |
Хлысты |
Параллельная |
22 |
ЛТ–154 |
167 |
0,67 |
Деревья |
Диагональная |
23 |
ТТ–4М |
178 |
0,54 |
Хлысты |
Параллельная |
24 |
ТТ–4М |
182 |
0,38 |
Деревья |
Параллельная |
25 |
ТБ–1М |
158 |
0,2 |
Хлысты |
Радиальная |
26 |
ТТ–4М |
188 |
0,42 |
Деревья |
Параллельная |
4 Содержание отчета:
4.1. Исходные данные согласно заданию.
4.2.Структура времени цикла работы трелевочного трактора с наименованием рабочих приемов, из которых состоят элементы операции.
4.3.Результаты расчета времени цикла и производительности трелевочных тракторов.
4.4.Выводы и предложения.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №5
РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МНОГООПЕРАЦИОННЫХ МАШИН
Цель работы: определить производительность многооперационных машин в заданных природно-производственных условиях.
1. Содержание работы:
1.1. Изучить структуру времени цикла работы валочно-пакетирующих
23
(ВПМ) и валочно-трелевочных машин (ВТМ).
1.2.Изучить методику расчета производительности многооперационных машин.
1.3. Выполнить расчеты производительности многооперационных машин согласно данных индивидуального задания.
2. Методическое и материально-техническое обеспечение.
2.1.Методические указания к выполнению практического занятия
2.2.Средства вычислительной техники.
2.3.Инструктивно-методические и нормативно-справочные материалы, необходимые для практических действий студентов.
2.4.Раздаточный материал (индивидуальные задания по числу студентов, присутствующих на занятиях).
3.Методические указания к выполнению работы
При машинном способе разработки лесосек для заготовки древесины используются многооперационные машины, выполняющие несколько операций: валочно-пакетирующие (ВПМ) и валочно-трелевочные машины (ВТМ). Эти машины относятся к машинам дискретного действия. Студенты должны выяснить, из каких элементов операции и рабочих приемов состоит цикл работы многооперационных машин, и в какой последовательности они выполняются.
Производительность этого типа машин определяется по формуле
Псм = ТсмТϕцвVхл ,м3
где Тсм – продолжительность рабочей смены, с.
φв – коэффициент использования рабочего времени. Значения φв с учетом затрат времени на подготовительно-заключительные работы представлены в табл. 5.1;
Таблица 5.1 Значения φв рекомендуемые для учебных расчетов
Марка машины |
Значения φв при продолжительности смены |
||
Тсм=28800 с |
Тсм=25200 с |
||
|
|||
ВМ–4А |
0,77 |
0,75 |
|
|
|
0,73 |
|
ЛП–17, ЛП–49 |
0,75 |
||
|
|
0,76 |
|
ЛП–19, ЛП–19А |
0,79 |
||
|
|
|
|
Тц – время цикла обработки одного дерева, с; |
|
||
|
24 |
|
Vхл – среднее значение объема хлыста, м3 (принимается по данным индивидуального задания).
В табл. 5.2 представлены рекомендуемые значения и расчетные формулы для определения продолжительности выполнения рабочих приемов и элементов операций валочно-пакетирующих и валочно-трелевочных машин. В формулах, представленных в табл. 4.2 приняты следующие обозначения:
lср – среднее расстояние трелевки, м. Определяется по методике представленной в предыдущей практической работе;
υх.х., υр.х. – скорости перемещения лесозаготовительной машины в холостом (без груза) и рабочем (с трелюемой пачкой) направлениях, соответственно, м/с (принимается из технической характеристики машины
[2,4,8]);
Vп – значение объема трелюемой пачки, м3 (принимается из технической характеристики машины [2,4,8]);
d – диаметр дерева в месте пиления для среднего значения объема дерева, м (принимается по исходным данным для выполнения работы);
Пчп – производительность чистого пиления пильного аппарата лесозаготовительной машины, м2/с (принимается из технической характеристики машины [2,4,8] и находится в пределах 0,025…0,035 м2/с);
φчп – коэффициент использования производительности чистого пиления,
φчп=0,6…0,8;
qга – средний ликвидный запас древесины на 1га площади лесосеки, м3/га (принимается по данным индивидуального задания);
υм – скорость перемещения лесозаготовительной машины по лесосеке с одной технологической остановки на другую, м/с. С учетом трогания с места и торможения в расчетах можно принять υм=0,5…0,6 м/с;
R, r – максимальный и минимальный вылет гидроманипулятора лесозаготовительной машины, соответственно, м (принимается из технической характеристики машины [2,4,8]);
kF – коэффициент формы площади лесосеки обрабатываемой с одной технологической остановки. Для машины ЛП–19 kF =1,18; для машины ЛП–17 kF =0,47; для машины ЛП–49 kF =0,43.
На основании предложенной методики студенты должны выполнить расчеты времени цикла и производительности многооперационных машин.
25
Исходные данные для расчета представлены в табл. 5.3 |
|
|||||
Таблица 5.3 Исходные данные для выполнения работы |
|
|||||
|
|
|
|
Диаметр |
|
|
№ |
Марка |
Средний запас |
Средний |
|
Режим |
|
варианта |
машины |
на 1 га |
объем |
дерева по |
|
работы |
|
|
площади |
хлыста |
месту |
|
машины |
|
|
лесосеки qга |
Vхл., м3 |
пиления d, м |
|
|
|
|
м3/га |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,22 |
|
|
1 |
ЛП–17 |
160 |
0,25 |
|
ВП |
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
2 |
ЛП–17 |
140 |
0,2 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,23 |
|
|
3 |
ЛП–49 |
170 |
0,44 |
|
ВП |
|
|
|
|
|
0,22 |
|
|
4 |
ЛП–17 |
158 |
0,34 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,26 |
|
|
5 |
ЛП–19 |
164 |
0,38 |
|
ВП |
|
|
|
|
|
0,34 |
|
|
6 |
ВМ–4А |
200 |
0,77 |
|
ВП |
|
|
|
|
|
0,34 |
|
|
7 |
ВМ–4А |
188 |
0,76 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,28 |
|
|
8 |
ЛП–17 |
179 |
0,38 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,28 |
|
|
9 |
ЛП–49 |
180 |
0,42 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,4 |
|
|
10 |
ВМ–4А |
210 |
0,89 |
|
ВП |
|
|
|
|
|
0,24 |
|
|
11 |
ЛП–17 |
178 |
0,3 |
|
ВП |
|
|
|
|
|
0,32 |
|
|
12 |
ЛП–49 |
184 |
0,5 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
13 |
ЛП–17 |
156 |
0,23 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
14 |
ЛП–17 |
150 |
0,21 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,24 |
|
|
15 |
ЛП–19 |
120 |
0,32 |
|
ВП |
|
|
|
|
|
0,36 |
|
|
16 |
ВМ–4А |
220 |
0,82 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,32 |
|
|
17 |
ВМ–4А |
196 |
0,59 |
|
ВП |
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
18 |
ЛП–49 |
178 |
0,4 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,38 |
|
|
19 |
ВМ–4А |
182 |
0,97 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,26 |
|
|
20 |
ЛП–49 |
181 |
0,36 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
21 |
ЛП–17 |
143 |
0,22 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,32 |
|
|
22 |
ВМ–4А |
167 |
0,67 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
23 |
ЛП–49 |
178 |
0,54 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,28 |
|
|
24 |
ЛП–19 |
182 |
0,38 |
|
ВП |
|
|
|
|
|
0,22 |
|
|
25 |
ЛП–17 |
158 |
0,28 |
|
ВТ |
|
|
|
|
|
0,28 |
|
|
26 |
ЛП–19 |
188 |
0,42 |
|
ВП |
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: ВП – валка-пакетирование, ВТ – валка-трелевка |
|
|||||
|
|
|
26 |
|
|
|
4 Содержание отчета:
4.1. Исходные данные согласно заданию.
4.2.Структура времени цикла работы многооперационной машины с наименованием рабочих приемов и элементов операций цикла работы.
4.3.Результаты расчета времени цикла и производительности трелевочных тракторов.
4.4.Выводы и предложения.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №6
РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МНГОПЕРАЦИОННЫХ МАШИН
Цель работы: рассчитать производительность работы харвестера в конкретных условиях производства и природной среды.
1. Содержание работы:
1.1.Изучить структуру времени цикла работы харвестера.
1.2.Изучить методику расчета производительности многооперационных
машин.
1.3.Выполнить расчеты производительности рассматриваемых машин согласно данных индивидуального задания.
2.Методическое и материально-техническое обеспечение.
2.1.Методические указания к выполнению практического занятия
2.2.Средства вычислительной техники.
2.3.Инструктивно-методические и нормативно-справочные материалы, необходимые для практических действий студентов.
2.4.Раздаточный материал (индивидуальные задания по числу студентов, присутствующих на занятиях).
3.Методические указания к выполнению работы
Производительность работы харвестера определяется по формуле
Псм = ТсмТϕвVхл , с,
ц
где Тсм – продолжительность рабочей смены, с; ϕв – коэффициент использования рабочего времени смены,
учитывающий простои по техническим, технологическим и организационным
27
причинам; принимается по таблице 6.1; |
|
|||
V |
– среднее значение объема хлыста, м3; |
|
||
хл |
|
|
|
|
Тц |
– время цикла обработки одного дерева, с. |
|
||
Таблица 6.1 Значения ϕв |
рекомендуемые для учебных расчетов |
|||
|
|
|
|
|
Марка машины |
|
Значения ϕв при продолжительности смены |
||
|
|
|
||
|
Тсм = 28800 с |
Тсм = 25200 с |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Харвестер |
|
0,75 |
0,73 |
|
|
|
|
|
|
Цикл обработки дерева харвестером состоит из отдельных рабочих приемов наведение срезающего устройства на дерево и его захват, срезание дерева, повал дерева, подтаскивание спиленного дерева к месту обработки у волока, очистка дерева от сучьев, раскряжевка хлыста на сортименты, переезд на следующую технологическую остановку.
Tц = t1 +t2 +t3 + t4 +t5 +t6 , с.
где t1 – наведение ЗСУ на дерево и его захват, с; t1 =15K30 с;
t2 |
– спиливание дерева и возврат пильного аппарата в исходное |
||||||
положение, рассчитывается по формуле |
|
|
|
||||
|
t |
|
= |
πd |
2 |
, с; |
|
|
2 |
4П |
k |
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
чп |
чп |
|
d - среднее значение диаметра дерева по месту спиливания, м; |
|||||||
t3 |
– сталкивание дерева с пня и подтаскивание к месту обработки, с; |
t3 = 5K10 с;
Пчп - производительность чистого пиления харвестера, Пчп=0,025 м2/с; kчп - коэффициент чистого пиления, kчп=0,6…0,7
t4 – протаскивание дерева через сучкорезные ножи харвестерной головки, с; определяется
t4 = lхл , с,
vпр
гдеlхл – длина хлыста, м (принимается по данным индивидуального задания);
vпр – скорость протаскивания дерева через сучкорезные ножи, м/с.
28
vпр =0,25 ÷0,8 м/с (принимается по технической характеристике);
t5 – раскряжевка хлыста на сортименты, с; рассчитывается по формуле
πd2 n
t5 = 4Псрkр , с,
чп чп
dcp – значение серединного диаметра дерева, м (принимается по данным индивидуального задания);
nр – число резов при раскряжевке, шт.
|
nр |
= |
lхл −lв |
, шт, |
||
|
|
|||||
|
|
|
lс |
|
|
|
где lв |
– длина вершины, м; lв |
=1, 5K2 м; |
||||
lс – длина выпиливаемого сортимента, м (принимается по данным |
||||||
индивидуального задания). |
|
|
|
|
|
|
t6 – перемещение машины с одной технологической стоянки на другую, с |
||||||
|
|
|
α |
|
||
|
|
2R cos |
|
|||
|
t6 = |
|
2 |
|
, с, |
|
|
|
vмnд |
|
|||
|
|
|
|
|
||
где |
α – угол, при котором перекрываются зоны действия манипулятора |
при работе машины с соседних технологических остановок, рад. В расчетах можно принять α = 2,094 рад (120 º).
nд – количество деревьев, спиливаемых с одной технологической остановки, шт;
nд = 10−4 QгаSc , шт,
Vхл
S – площадь рабочей зоны манипулятора, м2. При прорубке технологических коридоров с одновременным изреживанием по обеим сторонам;
Qга - ликвидный запас древесины на 1 га площади лесосеки, м3/га (принимается по данным индивидуального задания);
c – коэффициент степени изреживания насаждения (принимается по данным индивидуального задания). При определении количества деревьев, спиливаемых с одной технологической остановки, следует учитывать, что в
29
технологическом коридоре удаляются все деревья (с=1), а по его сторонам в соответствии со степенью изреживания насаждения.
S = R2 (π −α +sinα), м2,
При прокладке технологических коридоров
S = bк (R −r), м2,
где bк – ширина технологического коридора, м; bк = 3K3, 5 м; При разработке полос по сторонам коридоров
S = R2 (π −α +sinα)−вк (R −r), м2,
R - максимальный вылет гидроманипулятора харвестера, R = 8 ÷12м; r - минимальный вылет стрелы харвестера, r =1,5 − 2м.
Исходные данные для расчета представлены в табл. 6.2 Таблица 6.2 Исходные данные для выполнения работы
№ |
Средний |
Средний |
Диаметр |
Длина |
Длина |
Chtlbysq |
Коэффициент |
варианта |
запас на 1 |
объем |
дерева по |
хлыста |
сорти- |
lbfvnth |
степени |
|
га |
хлыста |
месту |
lхл ,м |
мента |
lthtdf |
изреживания |
|
площади |
Vхл., м3 |
пиления |
|
l ,м |
|
насаждения, c |
|
лесосеки |
|
d, м |
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
qга м3/га |
|
|
|
|
|
|
1 |
3 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
160 |
0,25 |
0,22 |
|
|
|
|
2 |
140 |
0,2 |
0,2 |
|
|
|
|
3 |
170 |
0,44 |
0,23 |
|
|
|
|
4 |
158 |
0,34 |
0,22 |
|
|
|
|
5 |
164 |
0,38 |
0,26 |
|
|
|
|
6 |
200 |
0,77 |
0,34 |
|
|
|
|
7 |
188 |
0,76 |
0,34 |
|
|
|
|
8 |
179 |
0,38 |
0,28 |
|
|
|
|
9 |
180 |
0,42 |
0,28 |
|
|
|
|
10 |
210 |
0,89 |
0,4 |
|
|
|
|
11 |
178 |
0,3 |
0,24 |
|
|
|
|
12 |
184 |
0,5 |
0,32 |
|
|
|
|
13 |
156 |
0,23 |
0,2 |
|
|
|
|
14 |
150 |
0,21 |
0,2 |
|
|
|
|
15 |
120 |
0,32 |
0,24 |
|
|
|
|
16 |
220 |
0,82 |
0,36 |
|
|
|
|
17 |
196 |
0,59 |
0,32 |
|
|
|
|
18 |
178 |
0,4 |
0,3 |
|
|
|
|
19 |
182 |
0,97 |
0,38 |
|
|
|
|
20 |
181 |
0,36 |
0,26 |
|
|
|
|
21 |
143 |
0,22 |
0,2 |
|
|
|
|
30