Характеристика лесосечных работ. Выбор, обоснование технологического процесса и систем лесовозных машин. Бензиномоторный ручной инструмент, бесчокерные тракторы манипуляторного типа. Технология работ при отгрузки хлыстами. Работа лесопромышленного склада.
Аннотация к работе
Одним из основных признаков, по которому определяется тип технологического процесса лесосечных работ, является вид заготавливаемой на лесосеке продукции (деревья, хлысты, сортименты). В случае вывозки древесины хлыстами выбираемся следующий вариант технологического процесса: валка деревьев > трелевка деревьев > очистка деревьев от сучьев > погрузка хлыстов. Время цикла определяется: (2) где tc - время спиливания дерева, с; Кс - коэффициент, учитывающий затраты времени на сталкивание дерева с пня, переходы вальщика от дерева к дереву и подготовку рабочего времени (Кс = 4). Расчет режима работ лучше проводить в три этапа: на первом этапе определяются объемы работ и выхода готовой продукции основного производства; на втором этапе рассчитываются объемы вторичного сырья, намечаются способы его переработки и определяется выход дополнительной продукции; на третьем этапе составляется в окончательном виде номенклатура готовой продукции; на третьем этапе составляется в окончательном виде номенклатура готовой продукции на нижнем складе, определяются общий объем продукции в счет баланса и сверх баланса древесины, а также готовые и суточные объемы отгрузки готовой продукции со склада различными видами транспорта. Определение объемов работ и выхода готовой продукции основного производства на нижнем складе производится исходя из годового грузооборота нижнего склада, процентного выхода отдельных сортиментов, вида производимой на складе обработке и переработки леса, а также режима работы склада (сроков прибытия и отгрузки лесоматериалов), определяются объемы работ и выходы готовой продукции по основным участкам и цехам нижнего склада (производство нижнего склада первичная обработка круглых лесоматериалов до продукции, обозначенной в плане).
Введение
Лесозаготовительная промышленность является одной из важнейших для нашей страны. На долю России приходится четверть мирового запаса, экономический потенциал страны оценивается в 100 млрд долл. США, но используется на сегодняшний день не более чем на 7…10%. Уровень дохода с 1га эксплуатируемых лесов в России в 10 -15 раз ниже, чем, например в Финляндии и Швеции.
Причин неудовлетворительного состояния дел в лесном секторе много, но главная из них заключается в неотрегулированности лесных отношений, отсутствии в стране долговременной лесной политики.
Первой проблемой российского лесного сектора является низкая интенсивность использования лесных ресурсов. При заготовке одинакового объема леса в России осваиваются территория площадью в 5-7 раз больше, чем например Финляндии. Отсюда возникают трудности, связанные с транспортным освоением территории, строительством временных лесных поселков и т.п.
Вторая проблема - односторонний характер использования лесов, про являющийся в вырубке преимущественно пиловочных ресурсов, что приводит к истощению высокосортного крупного пиловочника, а также хвойных высокобонитетных древостоев.
Третья проблема - нерационально сформированная система управления и низкий уровень контроля со стороны государства за использованием лесных ресурсов.
К основным направления, способствующим развитию лесопромышленного комплекса, относят: применение ресурсосберегающих технологических процессов лесозаготовок и комплексное использование фитомассы дерева, обеспечивающие неистощимое лесопользование.
1. Лесосечные работы
1.1 Разработка технологического процесса лесосечных работ
Порядок проектирования технологического проекта.
Проектирование технологического процесса лесосечных работ начинается с установления его типа и варианта в зависимости от природно-производственных факторов, характерных для данного предприятия. Затем выбирается система машин, и разрабатываются схемы основания лесосеки, делянки, пасеки. С учетом основных параметром лесосеки и схемы расположения трелевочных волоков на делянках определяется среднее расстояние трелевки и рассчитывается производительность машин и механизмов, включенных в технологический процесс основных лесосечных работ. Затем, исходя из заданных объемов производства, выбирается форма организации труда, рассчитывается комплексная бригада, а также небольшое количество машин, механизмов и топливо - смазочных материалов (ТСМ) для выполнения годового производственного задания.
Механизированный способ разработки лесосек базируется на применении бензиномоторного ручного инструмента на валке деревьев и обрезке сучьев при использовании трелевочных и погрузочных средств.
2. Выбор и обоснования технологического процесса и систем лесовозных машин
2.1 Выбор типа и варианта технологического процесса лесосечных работ
Одним из основных признаков, по которому определяется тип технологического процесса лесосечных работ, является вид заготавливаемой на лесосеке продукции (деревья, хлысты, сортименты). Поэтому на основании исходных данных задания на курсовое проектирование выбираем тип технологического процесса ТП - 2 (заготовка хлыстов).
Вариант технологического процесса определяет состав основных операции и последовательность их выполнения на пасеках и на лесопогрузочных пунктах (верхнем складе). Его выбор зависит от природно-производственных условий предприятия и в большей степени - от рельефа местности, почвенно-грунтовых условий, природного состава древостоя и лесохозяйственных требований к сохранению прироста.
В случае вывозки древесины хлыстами выбираемся следующий вариант технологического процесса: валка деревьев > трелевка деревьев > очистка деревьев от сучьев > погрузка хлыстов.
2.2 Выбор и обоснование системы машин для основных лесосечных работ
На выбор системы машин существенное влияние оказывают тип технологического процесса, рельеф местности, почвенно-грунтовые условия, таксационная характеристика древостоя, размеры лесосек и другие факторы.
По данным задания курсового проекта: заготовка ведется круглый год (грунт - супесь, несущая способность грунта - II категория) с сохранением подроста (подрост густой), исходя из этого, я выбираю следующую систему машин: бензиномоторный инструмент на валке деревьев, бесчекерный трактор манипуляторного типа (форвардер), челюстной лесопогрузчик.
Валка деревьев на пасечных волоках начинается с ближнего к погрузочному пункту конца пасеки. Ось дерева при его падении на землю должна быть параллельна оси волока, а его вершина направлена в сторону лесопогрузочного пункта. Спиливание деревьев на волоке производится на уровне грунта.
Валка деревьев на пасечных лентах начинается так же, как и на волоке, с ближнего конца пасеки. Вальщик, переходя от дерева к дереву, перемещается поперек ленты от волока до границы пасеки, а затем обратно до полной разрубки ленты.
В отличие от разработки волока деревья на лентах валят под углом 30° к оси волока.
Сучья, обрезанные с той части кроны, которая находится на волоке, остаются на волоке, а те, которые на пасечной ленте, убираются.
При формировании пачки хлыстов трелевочный трактор находится на волоке. Порожний трактор разворачивается в том месте, где нет подроста.
3. Производительность лесосечных машин и механизмов.
3.1 Бензиномоторный ручной инструмент
В содержание работы на валке леса входят: подготовка рабочего места, подпил, спиливание и сталкивание дерева, а на волоках - заподлицо с землей; переход от одного дерева к другому; замена пильных цепей, ЕТО, сдача и приемка работы.
Сменная производительность пил на валке деревьев, м3, определяется по формуле: (1) где Тсм - производительность рабочей смены, с; С1 - коэффициент использования пилы по времени в течении сменына валке дерева (С1 = 0,5 - 0,75); qx - средний оббьем хлыста, м3; тц - время цикла.
Время цикла определяется: (2) где tc - время спиливания дерева, с; Кс - коэффициент, учитывающий затраты времени на сталкивание дерева с пня, переходы вальщика от дерева к дереву и подготовку рабочего времени (Кс = 4).
Время спиливания дерева, с: , (3)
где dc - диаметр дерева в комлевом срезе, м, равный dc = Сс ?d1,3; Сс - коэффициент формы ствола (Сс = 1,4 - для сосны, кедра, пихты); Kn - коэффициент увеличения площади пропила за счет подпила (Kn = 1,15…1,25); Кч - коэффициент использования номинальной производительности чистого пиления на валке леса (Кч = 0,6…0,8). tc = (3,14 ?0,32 ?1,2) / 4?0,5 ? 0,7 = 5 с тц = 5 ? 4 = 20 с.
Псм = ((28800 ?0,6) / 20) ?0,36 = 311 м3.
В содержание работы на обрезке сучьев входят: получение задания; обрезка сучьев заподлицо по всей длине поваленного дерева и обрезка вершины; переход от хлыста к дереву; ЕТО пилы, сдача и прием работы.
Сменная производительность находится по формуле (1). Время цикла: тц = , (4) где Sp - суммарная площадь сечения сучьев на одном дереве (Sp = 10,8 м2); Кч = 0,4…0,6 тц = 10,8 / 0,5 ?0,5 = 25 с.
Псм = ((28800 ?0,2) / 25) ?0,36 = 83 м3.
3.2 Бесчокерные тракторы манипуляторного типа
Сменная производительность, м3, определится
Псм = (Тсм - тпз)•?Kn•? Q ? Ku /тц, (5)
В которой тпз = 3000 с; Ku = 0,8…0,9; Kn = 0,8…0,9; Q - объем пачки, м3 (Q = 10,8 м3) тц = t1 t2 t3 t4, (6) где t1, t3 - движение в порожнем и грузовом направлениях, с (t1 = 96 с, t3 = 124 с); t2 - время, затраченное на формирование пачки, с, (t2 = 240 с) ; t4 - время разгрузки платформы на верхнем складе, с (t4 = 185 с). тц = 96 124 240 185 = 645 с.
Сменная производительность челюстных лесопогрузчиков определяется по формуле
Псм = (Тсм - тп-з)•Q•?2 /m•тц, (7)
Псм = (25200 - 3000)•30•0,8 /10•298 = 179м3. где Q - грузоподъемность лесовоза, м3; m - число пачек погружаемых на один лесовоз; тц - продолжительность погрузки одной пачки ,с; ?2 = 0,75-0,95;
m = Q/ Qn =30/2,8 =10 (8)
Объем погружаемой пачки и продолжительность погрузки при данных условиях зависит от среднего объема хлыста.
4. Организация труда на лесосечных работах
Основная форма организации труда на лесосечных работах - комплексная бригада, состоящая из рабочих смежных профессий, выполняющая определенный комплекс технологических операций и работающая по единому наряду исходя из общего для всех производственного с оплатой труда за конечные результаты работы.
Режим работы комплексной бригады устанавливается с учетом природно-производственных факторов, характеризующих конкретное предприятие и район его расположения. Он регламентирует количество смен работы в сутки, продолжительность рабочей смены, начало и конец смены, продолжительность отдыха рабочих в течение смены и другие и условия труда. Расчетное количество рабочих дней в году устанавливается в зависимости от климатических условий района расположения предприятия. Для расчетов в курсовом проекте выбираю: количество рабочих дней в году - 270дней, 7 -часовой рабочий день и 6-дневную рабочую неделю.
Число смен работы в сутки, или сменность работы комплексных бригад и отдельных звеньев, устанавливается согласно требованием техники безопасности с учетом особенностей выполнения работ на каждой операции технологического процесса. Число смен выбираю исходя, из задания на курсовой проект и принимаю равным 2 сменам в сутки.
Определение комплексной бригады сводится к определению суточного задания бригады и количества рабочих, входящих в бригаду для выполнения основных лесосечных работ. Суточное задание для комплексной бригады, заготавливающей лес машинным способом, устанавливается таким образом, чтобы обеспечить полную загрузку по производительности всех машин, выполняющих лесосечные работы. В связи с этим рекомендуется подсчитать суточную производительность машин каждой операции, входящей в состав работ бригады, и установить количественный состав машин в комплексе из расчета согласованности их технически возможных производительностей, а затем определить производительность комплекса машин, которая с учетом перевыполнения норм выработки машин и будет суточным заданием бригады. Суточное задание по курсовому заданию будет составлять 244 м3.
При машинной заготовки многооперационной машиной, принимается 3 бригады, по одной валочно-пакетирующей машине в каждой бригаде.
4.1 Потребное количество основного и вспомогательного оборудования
Таблица 4.1 - Потребное количество машин и механизмов на основных работах
Техническая оснащенность бригады или звена Количество бригад или звеньев Потребное количество работающего оборудования марка оборудования количество оборудования
Тайга - 214 6 6 6
Форвардер 2 2 2
ЛП-65 3 3 3
Таблица 4.2 - Потребное количество вспомогательного оборудования и инструмента
Вспомогательное оборудование Объем производства,тыс.м3 Норма расхода топлива на 1000 м3 Потребное количество вспомогательное оборудование
Пильные цепи «ОРЕГОН» 150 0,5 75
Абразивные круги ПП-150х4х32 150 2,8 400
4.2 Подготовительные работы на лесосеке
Проведение подготовительных работ является обязательным. Они выполняются в определенные сроки и должны предшествовать разработке каждой лесосеки. Главная задача данного расчета состоит в том, чтобы определить состав, объем, трудоемкость и потребное количество рабочих, занятых на подготовительных работах. Кроме этого необходимо произвести подбор необходимых машин и механизмов для оснащения бригады, выполняющей подготовительные работы.
Определение состава и объема подготовительных работ
При расчете подготовительных работ для механизированной заготовки леса в состав работ следует включать главные из них, такие как: - уборка опасных деревьев;
- разметка границ пасек и обозначение осей волоков;
- подготовка магистральных волоков;
- строительство лесовозных усов;
- устройство лесопогрузочных пунктов;
- обустройство мастерских участков.
Годовой объем подготовительных работ определяется с учетом количества лесосек, разрабатываемых в расчетном году для выполнения производственного задания мастерского участка.
5. Технология работ при отгрузке леса хлыстами
На лесопогрузочном пункте, с которого отгружается готовая продукция в виде хлыстов, выполняются следующие виды работ: укладка стрелеванных деревьев в штабель; обрезка сучьев; формирование штабеля хлыстов; погрузка хлыстов на лесовозный транспорт. Размеры такого погрузочного пункта зависят от его грузооборота и средней длины деревьев.
Если учесть, что на погрузочном пункте формируются два штабеля (деревьев и хлыстов), то его длина (сторона, лежащая вдоль лесовозного уса) составляет 50...60 м с учетом разрыва между штабелями. Ширина площадки обусловливается вместимостью пункта и для эффективной работы челюстных лесопогрузчиков должна составлять в пределах 30...40 м.
Штабеля деревьев и хлыстов должны отстоять от оси лесовозного уса на расстоянии 8...10 м, а глубина их не должна превышать 30...32 м. При более глубоком штабеле усложняется эксплуатация лесопогрузчиков. Высота штабеля деревьев определяется размером трелюемых пачек, которые укладываются в один ряд, а затем уплотняются. Хлысты в запас с целью формирования штабелей повышенной вместимости укладываются в штабеля высотой 1,2.. .1,8 м.
В большинстве случаев хлысты сортируются на длинные и короткие, крупномерные и тонкомерные, хвойные и лиственные. Сортировка хлыстов производится путем раскладки их в два разноименных штабеля.
5.1 Транспортировка заготовленного леса
Транспортировка заготовленного леса производится лесовозным автопоездом марки МАЗ - 5434 ГКБ - 8362.
Расчетная проверка рейсовой нагрузки и схемы автомобильного поезда.
Для вывозки древесины выбран лесовозный автопоезд МАЗ - 5434 ГКБ - 8362. Масса автопоезда: общая 29,12 т, сцепная 18,7. Полезная нагрузка 16т, в точности нагрузка на автомобиль 8,7, на роспуск10,5т. Масса порожнего автомобиля 8,7т, роспуск 4,2т.
Расчетная масса определяется Т: /(W (9)
- должна быть проверена по условию возможности трогания автопоезда с места на руководящем подъеме на 1 - ой передаче: /(W Wtp Wy), (10)
В дальнейшем осуществляется проверка возможности реализации касательной силы тяги по условию сцепления: Qсц·?сц·g, (11)
Касательная сила тяги может быть реализована при условии
Полезная нагрузка не может превышать следующую величину: Qпол (qa qпр)/?, (13)
Нормативная масса автопоезда, принятая выше и равна 29,12 т, подтвердилась расчетам, а поэтому должна быть оставлена в качестве расчетной.
Длина сцепки автопоезда В, м определяется: В=Ргр/Qпр•(0,33· x-С), (14) где Ргр ,Qпр - масса груза и используемая грузоподъемность роспуска, т; x -средняя длина перевозимых хлыстов, м; С - средний вес хлыстов, м. (С = 0,75 м).
Qпр, м определяется: Qпр = Qп - qa , (15) где qa - грузоподъемность автомобиля, т.
Таблица 5.1 - Расчетные значения сходных данных и результат расчета
Исходная величина, результат расчета Сезон работы
Летний
Qсц, кг - с грузом 18700
Порожняком 8700
Тип покрытия 0,35
, Н, - с грузом 64141
Порожняком 59900
,Н. 41300
,Н. 59900
W,Н/т 500
Ip,‰ 50
W,у Н/т 350
W,тр Н/т 150
Нормативное значение Qбр, т 29,12
Оставленное значение Qбр, т 29,12
Расчетная рейсовая нагрузка Qгр, т 32(45) x 28
СВЕСС, м 0,75
Qпр, т 8,37
Значение В, м 2
5.2 Определение средней технической скорости движения автопоездов
Vcp определение для каждого сезона вывозки, км/ч: Vcp = 2 Vt?Vn / (Vt Vn) (16)
На элементах профиля, где требуется для движения тяговое усилие (все подъемы, горизонтальные участки и спуски безвредны), Vi - определяется или расчетом при известных параметров автопоезда, или по тяговой характеристике автомобиля при найденном значении Fki.. При этом Fk,, Н, определяется: Fk = Qбр ·(W giэкв), (17)
На элементах профиля, где для обеспечения заданного безопасного режима движения может потребоваться торможение, скорость Vi , км определяется: Vi = (b W gi)/(103· K ·[ 2 ·103 K (Sb - Sp)/ (b W gi) -tn] (18) b=[(g·Pt )/ Qбр ]?, (19)
При определении Рт учтено, что все оси автомобиля являются тормозными, роспуска - нетормозными.
Таблица5.2 - Исходные данные и результаты подсчетов значения
Расчетная величина Летний сезон
Порожнее направление
Рт ,кг 8800
? 0,35
Qбр, т 29,12
B,Н/т 1036
Грузовое направление
Рт ,кг 14300
? 0,35
Qбр, т 29,12
B,Н/т 1680
5.3 Определение сменной выработки лесовозного автомобиля
Этот показатель определяется Псм,м3, определяется: Псм = [(T - тпз)· Кв·Qp]/[(120·?ср/Vcp) ?t], (20)
Списочное количество единиц прицепного состава определяется: Nпр.с =Nл· n1 ·1/Кпр.с, (23)
5.5 График движения лесовозных автопоездов
Вывозка леса будет осуществляться в 2 смены, так как заготовка ведется летом, укруплеными комплексными бригадами (УКБ) по графику движения при наличии диспетчерской связи.
При коэффициенте использования рабочего времени, равном 0,8 за смену (7 часов).
Псм.п = 0,8 ·420/1,2 = 280 м3
Таким образом, количество одновременно действующих погрузчиков m найдется: m = (Qсез· Кн)/(Ар ·Псн· Z) = 3,1 для летнего сезона)
Принимаем 3 погрузчика, по одному на каждой погрузочной площадке.
Для построения графика движения автопоездов найдем суточное количество рейсов nc:
nc= (Qсез· Кн)/(Ар · Qp). (24)
Для исходных данных (летний сезон) получаем nc = 40 рейсов в сутки, в смену 20 рейсов, по 7 рейсов в смену (округление в большую сторону) на каждый погрузчик. Таким образом, интервал времени между прибытием автопоездов на каждый погрузочный пункт составит около 60 мин (420/7),а ступень между отправлениями автопоездов с нижнего склада - 20 мин. (60/3).
5.6 Ремонт и содержание лесовозной дороги
На дороге организуется 1 мастерский участок (МДУ) численностью 5 человек во главе с дорожным мастером, оснащенный следующим набором дорожно-строительных машин и механизмов: Бульдозер - 1ед.
Автогрейдер - 1ед.
Автомобиль кузовной - 1ед.
Автобус - 1ед.
Мотоцикл с коляской - 1ед.
Автосамосвал - 1ед.
Плужный канавокапатель - 1ед.
Пескоразбрасыватель - 1ед.
Вагон - столовая- 1ед.
Таблица 5.5 - Основные технические условия проектирования дороги
Номер п/п Наименование показателей и норм Единицы измерения Значения
1 Грузооборот дороги тыс.м3 210
2 Категории дороги ІVБ
3 Расчетные скорости а) основные б) в трудных условиях в) о особо трудных условиях км/ч 68 54,5 38
4 Число полос 2
5 Ширина проезжей части: а) основные нормы б) в трудных условиях м 6,5 6,5
6 Ширина обочин а) основные нормы б) в трудных условиях м 1,0 1,0
7 Ширина земельного полотна: а) основные нормы б) в трудных условиях м 8,5 8,5
8 Расстояние видимости поверхности дороги (основные нормы) м 100
9 Радиусы горизонтальных кривых ( в плане) а) рекомендуемы б) минимальные м 100 60
5.7 Определение рейсовой нагрузки на автопоезд
Она рассчитывается исходя из следующих условий: - из условия преодоления автопоездом руководящего подъема;
Qгр1 = Fr2 /[ q ·( f ip)], (25)
Qгр1 =4130/([9,8· (0,35 50)] = 84т
- из условия трогания автопоезда с места: Qгр = Fr1 /[ q ·(a· f ih 0,1j)], (26)
- из условия не превышения паспортной грузоподъемности автопоезда: Qгр3 = Pa Рпр G, (27)
Qгр3 = 29,27 4,2 = 54,37 т
Расчетная полная масса автопоезда Q(бр) гр ,т, выбирается по соотношению: Q(бр) гр = min{Qбр1, Qбр2, Qбр3}. (28)
Q(бр) гр = 71т
Полная масса в порожнем направлении движения равно его собственной массе, Qпол, т: Q бр(игр) = Ра Рпр. (29)
Q бр(игр) = 29,27 4,2 =33,47 т
Величина рейсовой нагрузки автопоезда Q р, м3 определяется по формуле: Q р = Q бр(ггр) - Q бр(ингр)/?, (30)
Q р = 71 -33,47 /0,8 =46,9 м3
5.8 Определение расстояния между кониками автомобиля и роспусками
Автопоезд должен быть загружен таким образом, чтобы тягач или роспуск не были перегружены. Для этого определяют расстояние между кониками автопоезда l (дайну дышла роспуска) в м: l = Qн ·(r · L - d)/Gрп, (31) l = 16,63 ·(0,33 ·22-1,2)/10,5 = 11 м
Qн = Q бр(гр) - Q бр(игр) , (32)
Qн = 71 -54,37 = 16,63 т
Величина заднего свеса пакета равна, м: k = L - d -1. (33) k = 22 - 1,2 - 1 = 19,8 м
6. Режим работы лесопромышленного склада лесопромышленный склад хлыст отгрузка
Проектирование нижнего лесопромышленного склада следует начинать с разработки режима работы. При этом по каждому сортименту определяются годовые и суточные объемы поступления древесины на склад, устанавливаются вид и степень переработки, рассчитываются годовой и суточный объемы готовой продукции, вторичного сырья, неиспользуемые отходов и отгрузки их со склада.
Режим работы прирельсового лесопромышленного склада принимается равномерным в течение всего года, с круглогодовым поступлением леса на склад и круглогодовой отгрузкой готовой продукции со склада. Такой режим работы характерен для складов, примыкающих к путям общего пользования (железная дорога МПС, незамерзающий морской порт).
Поступление леса на приречный склад обычно принимается круглогодовым, а отгрузка готовой продукции со склада сезонной, поэтому объемы древесины в разные периоды различны. Расчет режима работ лучше проводить в три этапа: на первом этапе определяются объемы работ и выхода готовой продукции основного производства; на втором этапе рассчитываются объемы вторичного сырья, намечаются способы его переработки и определяется выход дополнительной продукции; на третьем этапе составляется в окончательном виде номенклатура готовой продукции; на третьем этапе составляется в окончательном виде номенклатура готовой продукции на нижнем складе, определяются общий объем продукции в счет баланса и сверх баланса древесины, а также готовые и суточные объемы отгрузки готовой продукции со склада различными видами транспорта.
Определение объемов работ и выхода готовой продукции основного производства на нижнем складе производится исходя из годового грузооборота нижнего склада, процентного выхода отдельных сортиментов, вида производимой на складе обработке и переработки леса, а также режима работы склада (сроков прибытия и отгрузки лесоматериалов), определяются объемы работ и выходы готовой продукции по основным участкам и цехам нижнего склада (производство нижнего склада первичная обработка круглых лесоматериалов до продукции, обозначенной в плане).
6.1 Определение общего баланса готовой продукции и потери древесины на лесопромышленном складе
Приведенная таблица наглядно показывает качественный и количественный состав готовой продукции и отходов производства, полученных как в счет баланса древесины, так и сверх его, а также отражает годовые и суточные объемы готовой продукции, отгружаемой железнодорожным транспортом МПС и местным транспортом.
Таблица 6.1 - Номенклатура и объем отгружаемой продукции и отходов на лесопромышленном складе
Наименование продукции и отходов Объем Оставляется на собственные нужды Отгружаемые со склада
На ж.д МПС На собственный транспорт
В год, тыс.м3 В сутки, тыс.м3 В год, тыс.м3 В сутки, тыс.м3 год, тыс.м3 В сутки, тыс.м3
Пиловочник 40 0,90 - 150 0,90 - -
Рудничная стойка 20 0,90 - 150 0,90 - -
Балансы 20 0.90 - 150 0,90 - -
Шлак 10 0,90 - 150 0,90 - -
После расчетов режима работ и определения номенклатуры готовой продукции на нижнем складе следует наметить необходимый состав основных технологических операций и установить связь между ними, а также определить цехи переработки круглых лесоматериалов и низкокачественной древесины.
6.2 Выбор и обоснование основного оборудования
Под основным оборудованием понимается оборудование, используемое на основных операциях технологического процесса нижнего склада. Каждая операция может осуществляться с помощью различного оборудования. Поэтому при обосновании того или иного типа оборудования следует учитывать весь комплекс факторов, влияющих на его выбор. К основным из них относятся: годовой и суточный объемы обработки древесины на нижнем складе; размеры создаваемого резервного запаса деревьев или хлыстов; породный и качественный состав сырья; таксационная характеристика сырья; сменная производительность оборудования.
Все работы на нижнем складе производиться на отдельных участках, поточных линиях и в цехах, укомплектованных различными машинами и механизмами, выполняющими в определенной последовательности необходимые операции. Участки и цехи технологически взаимосвязаны между собой, поэтому выбор оборудования должен производиться на основании принятой принципиальной схемы технологического процесса.
Принимаю оборудование на раскряжевке хлыстов - поточную линию на базе двухпильной раскряжевочной установки с продольной подачей хлыстов ЛО - 15 С. Линия включает в себя оборудование для поштучной раскряжевки хлыстов при их продольной подачи. Ее применение целесообразно, так как в курсовом задании имею тип нижнего склада - прирельсовый, грузооборот менее 300 тыс. м3. По заданию на курсовой проект средний объем хлыста составляет 0,6 м3, установка ЛО-15С используется с приставным многопильным блоком.
На выгрузке хлыстов с подвижного состава использую козловой кран марки ЛТ - 62.
Для сортировки круглых лесоматериалов использую автоматизированные транспортеры с гравитационными сбрасывающими устройствами.
Для освобождения лесонакопителей, штабелевки и погрузки круглых лесоматериалов на подвижной состав МПС использую консольно-козловой кран ККС - 10.
6.3 Производительность оборудования на разгрузке подвижного состава лесовозных дорог
Для выгрузки пачек деревьев, хлыстов или сортиментов с подвижного состава лесовозных дорог и подачи их на приемную площадку или в резервные штабеля используются козловые краны и мобильные погрузчики-разгрузчики. Иногда на выгрузке леса применяются консольно-козловые и мостовые краны. Необходимо считать, что только 50-70 % древесного сырья выгружается с подвижного состава непосредственно к разделочным установкам. Остальные 30-50 % первоначально штабелюются.
Следовательно, количество лесоматериалов, перегружаемых разгрузочным механизмом, в 1,3- 1,5 раза превышает объем разгрузки.
Козловые краны. Согласно технологической схеме участка разгрузки подвижного состава козловой кран может работать на разгрузке подвижного состава с подачей пачек непосредственно на приемную площадку обрабатывающему оборудованию, на разгрузке подвижного состава с укладкой пачек в резервные штабеля и на подаче пачек из резервных штабелей на приемную площадку.
Сменная производительность крана, м3, определится: Псм = Тсм•Кц•Qпt•(1??) t??•? t???•?, (34) где Тсм - продолжительность рабочей смены, с; Кц - коэффициент использования рабочего времени смены; Qп - объем выгружаемой пачки (нагрузка на рейс подвижного состава),м3, t?, t??,t??? - время, затрачиваемое на разгрузку одной пачки при каждом из вышеперечисленных режимов, с; ? -доля от общего количества выгружаемого в смену леса, поступающая в штабель.
Псм =26800•0,8•8385•(1?0,5) 402•0,5 470•0,5 = 238 м3 t1 = 4h•Vг b•d lш•Vt t3 t0 , (35) где h - средняя высота подъема и опускания пачки, м; Vг - скорость подъема и опускания пачки, м/с; bd - ширина дороги, м; ?п - длина приемной площадки, м; Vt - скорость перемещения тележки крана, м/с; t3 - время, затрачиваемое на зацепку пачки, с; t0 - время, затрачиваемое на отцепку пачки, с. t1 = 109 6 200,57 240=395 с t2 = 4h•Vг bd lш•Vt t3 t0, (36) где ?ш - длина штабеля,м. t2 = 4•60,22 6 240,57 240=402 с t3 = 4h•Vг bn bp lш•(bш bp) •Vk lш?ln•Vt, (37)
Здесь bn - ширина приемной площадки, м; bp - ширина разрыва между штабелями, м; Вш - ширина штабеля (равная наибольшей длине дерева), м; ?ш - число штабелей; Vk - скорость передвижения крана, м/с. t3 = 109 30 5 3•(21 5)0,85 24?200,57 240=489 с
Длина штабеля, м, зависит от пролета крана и составляет lш = Lk - bd-2а, (38) где Lk - пролет крана, м; а - расстояние от кранового пути до штабеля или дороги, м.
lш= 32 - 6 - 2 = 24м ln = Lk - bd-2а -с, (39) где с - расстояние для размещения раскряжевочной (сучкорезной) установки, м. ln = 32 - 6 -2- 4 = 20м
6.4 Производительность оборудования на раскряжевке хлыстов
Раскряжевочные установки с продольным перемещением хлыста.
Сменная производительность раскряжевочных установок с продольным перемещением хлыста, м3, типа ЛО-15С (А) может определиться по формуле
Псм = тсм •Ки• Кз• Кц, (40) где Тц - время цикла (время, затрачиваемое на раскряжевку одного хлыста),с.
Время цикла может определиться из выражения
Псм = 26800•0,8•858,3•0,6=189 м3
Тц = Lcp•Vcp п•(tp тсб тп), (41) где Lcp - средняя длина обрабатываемого хлыста, м; Vcp - средняя скорость подачи хлыста под пилу, м/с; п - количество пропилов на один хлыст; tp - время, затрачиваемое на один пропил, с; тсб - время, затрачиваемое на сброску отпиленного сортимента, с; тп - время выбора программы раскряжевки, с.
Тц = 212,1 6(2,8 2 2) = 58,3с
6.5 Производительность оборудования на сортировке круглых лесоматериалов
Сменная производительность сортировочного лесотранспортера, м3, может определяться по формуле.
Псм = Тсм•Ки•Кз• vm• lз•qc , (42) где Vt - скорость движения тягового органа транспортера, м/с; qc. - средний объем отпиливаемого сортимента, м3.
Псм = 26800•0,8•0,93•0,73 •1,1 = 618,5м3
В расчетах следует принимать: Ки = 0,8; К3 = 0,93 (при сброске сортиментов сбрасывателями гравитационного типа). Значение скорости Vm принимается из технических характеристик сортировочных транспортеров.
6.6 Производительность оборудования на штабелевки и погрузке круглых лесоматериалов
Псм = 26800•0,8•838 96 59 180 = 415 м3 тг = 4г , (44) где h - высота подъема и опускания пачки, м; ??г - скорость подъема и опускания пачки, м/с. тг = 4•60,25 = 96 с, тт = к 1•Т , (45)
где 1 - расстояние от подкранового рельса до сортировочного лесотранспортера, м; Т - скорость передвижения тележки крана, м/с; к - пролет крана , м. t = 32 61 = 38 с тк = ±ш?т1•к , (46) где ш - длина фронта штабелей, м; т1- длина части сортировочного лесотранспортера, вдоль которой расположены лесонакопители, м; к - скорость передвижения крана, м/с. тк = ±1,8 ?1783 = 59 с, Lш =•(с р)(к?2•2)•с• ш•? - bp , (47) где Е - емкость штабелей лесоматериалов, м3; а2 - расстояние от подкранового рельса до штабеля, м; ш - высота штабеля, м; ? - коэффициент полнодревесности штабеля.
Lш = 10,8•(4 2)(32?2 •3,5) • 4•5•0,68 - 2 = 1,8
Lt1 = (с р)•л•г?р , (48)
Lt1 = (4 2)•2•0,15?2 = 178 м, где л - число лесонакопителей для каждой сортировочной группы; г - число групп, на которые рассортированы круглые лесоматериалы.
7. Потребное количество оборудования, инструментов и материалов
7.1 Расчет потребного количества основного оборудования
После того как окончательно составлена принципиальная схема технологического процесса нижнего склада и выбрано оборудование на участках выгрузки леса, раскряжевки хлыстов на сортименты, сортировки круглых лесоматериалов, штабелевки и погрузки готовой продукции, должна быть установлена сменность работы на отдельных участках склада и посчитано потребное количество технологического оборудования.
Потребное количество оборудования определяется в зависимости от грузооборота нижнего склада; производительности оборудования; режима работы; принципиальной схемы технологического процесса склада. Результаты расчетов сводятся в таблицу 7.1.
Таблица 7.1 - Потребное количество оборудования на основных операциях технологического процесса нижнего склада
Вид основной работы Годовой объем работ, тыс. м3 Суточный объем работ, тыс. м3 Число смен работы в сутки Сменное задание, м3 Принятый механизм
Наименование Сменная производительность м3 Потребное количество
Выгрузка 150 0,6 2 250 Козловой кран 251 1
Раскряжевка 150 0,6 2 400 ЛО-15С 202 2
Сортировка 90 0,6 2 630 Лесотран спортер 629 1
8. Цех по выработки технологической щепы
Сырьем для выработки щепы в условиях лесозаготовительного предприятия являются: круглые и колотые лесоматериалы, отходы от раскряжевки, кусковые древесные отходы лесоперерабатывающих цехов, а также сучья и целые тонкомерные деревья, пнево-корневая древесина. Выбор типа рубительной машины производится по ее часовой производительности, которая содержится в марке машины. Для сортировки цепы используется сортировочные установки следующих марок: СЩМ-60,СЩ - 70,СЩ - 120.Часовая производительность этих установок также содержится в марке машины.
9. Площадь нижнего склада под штабеля лесоматериалов
В данном разделе необходимо определить площади на нижнем складе для размещения штабелей: резервного запаса; запаса сырья перед разделочными цехами; запаса готовой продукции у фронта отгрузки (тупик МПС).
Определяем объем работ и суточную норму отгрузки готовой продукции с нижнего склада: Qcyt = 120000/365 = 329 м3 , Мсут = г.п/Т0 , (50)
Мсут = 112000/365 = 307 м3, где Qгод, Qг.п - соответственно грузооборот склада по сырью и готовой продукции, т • м3; Т, Т0 - соответственно число дней работы нижнего склада в году и продолжительность периода отгрузки.
Для обеспечения ритмичной работы установок и оборудования нижнего склада необходимо создание запасов сырья и полуфабрикатов. Наибольшую величину имеют запасы сырья, которые необходимы для обеспечения нормальной работы лесопромышленного склада в период осенней и весенней распутиц. Они называются сезонными запасами, их величина определяется из выражения: Ес =Кс•Qгод , (51)
Ег.п = 250?15 = 4 тыс. м3 - запас готовой продукции для береговых складов
По известным средней длине хлыстов и сортиментов, типа кранов на выгрузке, штабелевке и погрузке следует вычислить средний объем одного штабеля для сырья и готовой продукции. Объем одного штабеля определяется по формуле: Vc = L • l • h • ? , (52)
Vc = 22• 2 • 5 • 0,3 = 230 м3 где L - длина штабеля на половине его высоты, м; h - высота штабеля, м; l - высота штабеля, м; h - ширина штабеля (средняя длина хлыста, сортимента), м; ? - коэффициент полнодревесности штабеля, принимается по справочным данным в зависимости от вида лесоматериалов и типа штабеля.
Длина и высота штабелей зависит от технических параметров оборудования, применяемого для выгрузки, штабелевки и отгрузки лесоматериалов.
Число штабелей сырья и готовой продукции определяется по формуле: nc = 10800230 = 7 nг.п = 400/230 = 2, где Vc - объем штабеля сырья и готовой продукции, м3.
Вычисление показателей нижнего лесного склада следует начинать с определения удельной вместимости склада. Для этого вычисляется площадь склада НЕТТО, т.е. площадь, непосредственно занятая штабелями лесоматериалов: технологический схема лесопромышленный склад
Fн=nc•lc•lx nг.п•Lг.п•Lc , (55) н=7•29,5•5 2•30•4=1560 м2,
где Lc, Lг.п - длина штабелей сырья и готовой продукции, м; lc , lx - ширина штабелей сырья и готовой продукции (длина хлыстов и сортиментов), м.
Общая площадь нижнего склада (БРУТТО): Fбр = 1,2 • 1560 = 1872 м2, где Кп - коэффициент, учитывающий площади, занимаемые механизмами, проездами, разрывами между смежными штабелями и т.п.
Удельная вместимость склада, т.е. количество лесоматериалов, уложенных на 1м2 территории склада: e = (10800 400)/1872 = 4,3.
Отношение грузооборота Qгод к вместимости Ес Ег.п характеризуется оборачиваемостью древесины и выражается коэффициентом оборачиваемости. ? = 120000/10800 4000 = 8
Неравномерность работы нижнего склада характеризуется коэффициентом неравномерности. кнер = 11000/8200 = 1,3,
10. Расчет потребности количества топлива и смазочных материалов
Годовая потребность топлива и смазочных материалов для выполнения всего комплекса лесосечных работ подсчитывается для машин и механизмов, выполняющих основные и подготовительно - вспомогательные работы.
Расчеты производятся в соответствии с потребным количеством машино-смен для производства работ и на основании действующих норм расхода ТСМ на машино-смену.
Результаты расчетов сводятся в таблицу 10.1.
Таблица 10.1 - Потребное количество топливно-смазочных материалов для производства основных лесосечных работ
Марка применяемого оборудования Количество машино-смен Норма расхода ТСМ на машино-смену, кг
10.1 Определение годовой потребности в дизельном топливе, смазочных материалах, резине для лесовозных поездов
Потребн
Вывод
К основным особенностям автомобильного транспорта леса относят: ? разветвленность и специфику транспортной сети, в которую входят магистрали, усы и ветки, односторонность лесного грузопотока: лесные грузы вывозят с лесосеки, в обратном направлении автопоезда движутся без груза (порожняком);
? сбор заготовляемой древесины с большой площади и доставка его потребителю или на нижний лесосклад;
? растущие с каждым годом расстояния вывозки, перемещение лесозаготовок к отдаленным участкам лесного фонда;
? сезонность эксплуатирования многих участков сети лесовозных дорог, часть которых используется только зимой, часть - только летом;
? использование специализированных автомобилей большой грузоподъемности (лесовозные автопоезда).
? особенности состояния грунта (физических и механических свойств) как дорожного материала.
В свою очередь нерациональные методы расчетов не учитывают эти особенности и многие факторы, влияющие на режимы и скорости движения лесовозных поездов, не обеспечивают достаточной точности и достоверности, что осложняет задачу повышения эффективности работы подвижного состава лесовозных дорог, поэтому возникает необходимость расчета учитывающего должные условия эксплуатации машин.
Список литературы
1. Алябьев В.И Сухопутный транспорт леса. [Текст] /В.И. Алябьев, - М.: Изд-во «Лесная промышленность», 1990, - 416 с.
2. Бабков В.Ф. Проектирование автомобильных дорог: В 2 т. [Текст] / В.Ф. Бабков. - М.: Изд-во «Транспорт», 1999, - 475 с.
3. Барабанов А.Н. Сухопутный транспорт леса. - Красноярск СТТУ, 2001 - 107 с.
4. Залегаллер Б.Г. Технология и оборудования лесных складов [Текст]/ Б.Г. Залегаллер, П.В. Ласточкин, С.П. Бойков. Технология и оборудования лесных складов, - М: Лесн. Пром- ть,1984. - 352 с.
5. Митин Н.А. Таблицы для разбивки кривых на лесовозных автомобильных дорогах / Н.А. Митин, М.: Изд-во «Лесная промышленность»,1994. - 112 с.
6. Новиков А.М. Проектирование ЛВД [Текст] / А.М. Новиков,- Кострома, Изд-во КГТУ, 2001. - 53 с.