Технологический процесс лесосечных работ лесозаготовительного предприятия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Разработка технологического процесса лесосечных работ

1.1 Выбор типа технологического процесса

1.2 Выбор системы машин для основных лесосечных работ

2. Выбор способа разработки лесосек

2.1 Выбор схемы расположения трелёвочных волоков

2.2 Определение метода разработки пасек

2.3 Определение оптимального размещения погрузочных пунктов и среднего расстояния трелёвки

2.4 Технология разработки бригадной делянки

3. Технология работ на лесопогрузочных пунктах

4. Расчёт производительности лесосечных машин и механизмов

4.1 Бензиномоторный ручной инструмент

4.2 Трелевочные тракторы с чокерным технологическим оборудованием

4.3 Челюстный лесопогрузчик

5. Организация труда на лесосечных работах

5.1 Выбор типа лесозаготовительной бригады

5.2 Режим труда на лесосечных работах

5.3 Расчет комплексной бригады

5.4 Расчет потребного количества рабочих на основных работах

6. Расчет потребного количества основного и вспомогательного оборудования

6.1 Потребное количество основного оборудования

6.2 Потребное количество вспомогательного оборудования и инструментов

7. Расчет потребного количества топлива и смазочных материалов

8. Подготовительные работы

8.1 Определение состава и объема подготовительных работ

9. Вспомогательные работы

10. Заключительные работы

Заключение

Список использованной литературы

лесосечный технологический погрузочный трелевка



Введение

В настоящее время для увеличения производительности труда, а вместе с тем уменьшения трудозатрат, в лесную промышленность внедряют современную технику и оборудование, при этом используя передовые формы организации труда. В данном курсовом проекте представлен механизированный способ заготовки. Эти способ был выбран исходя из условий местности, типа технологического процесса, состава древостоя и некоторых других показателей. В связи с тем, что некоторые предприятия не могут позволить себе приобрести дорогостоящие машины, они вынуждены использовать этот способ. В дальнейшем развитии лесопромышленного производства предприятия перейдут полностью на машинный метод заготовки, так как уже многие из них на Дальнем Востоке закупают современную технику такую как: харвестеры, форвардеры, скиддеры, процессоры и многие другие. Вместе с тем развивается и совершенствуется технология лесосечных работ на базе Российской техники, поскольку многие предприятия используют ее для лесозаготовок. Так же совершенствуется и вспомогательная техника.

В связи с этими факторами огромная роль отводится теоретическому обоснованию технологических процессов лесосечных работ на предприятии.



1. Разработка технологического процесса лесосечных работ

Лесосечные работы являются начальной фазой лесопромышленного производства и представляют собой совокупность основных, подготовительных и вспомогательных работ, выполняемых в лесу. Она связана с такими понятиями как лесосека, делянка и пасека.

Лесосека - это участок лесной площади, отведённый для заготовки растущего на нём леса. Её размеры зависят от группы лесов, типа леса и зоны. Площадь лесосеки может достигнуть 100 га. На ней размещаются бригады, основное и вспомогательное оборудование, а также средства бытового обслуживания рабочих. Основными собирающими артериями лесосек являются лесовозные усы. Лесосеки обычно разбивают на делянки.

Делянка - это часть лесосеки, закреплённая за одной механизированной бригадой или одной машиной, производящей валку деревьев. На делянке выполняется весь комплекс основных лесосечных работ - от валки деревьев до погрузки леса на подвижной состав лесовозной дороги. Площадь делянки чаще всего составляет 5-8 га. Собирающими артериями делянки являются магистральные волоки.

При механизированном способе разработки бригадной делянки разбивают на пасеки, где выполняются первоначальные лесосечные работы: валка деревьев, обрезка сучьев и формирование пачки хлыстов. Размеры пасеки обусловлены главным образом лесохозяйственными требованиями к сохранению подроста, характеристикой древостоя и почвенно-грунтовыми условиями. Собирающими артериями пасеки являются пасечные волоки.

1.1 Выбор типа технологического процесса

Лесосечные работы выполняются в разных природно-производственных условиях. При выборе технологического процесса, системы машин, необходимо учитывать значительное количество факторов, от которых зависят производительность. Значительное влияние на выбор технологического процесса оказывает виды производств потребителей древесины.

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 проектирования нами был выбран тип технологического процесса ТП-2 (заготовка хлыстов).

При вывозке хлыстов технологический процесс ТП-2 может быть представлен тремя основными вариантами:

1) Валка деревьев - трелёвка деревьев - очистка деревьев от сучьев - погрузка хлыстов

2) Валка и пакетирование деревьев - трелёвка деревьев - очистка деревьев от сучьев - погрузка хлыстов

3) Валка деревьев - очистка деревьев от сучьев - трелёвка хлыстов - погрузка хлыстов.

В первых двух вариантах очистка деревьев от сучьев производится на погрузочном пункте (при преобладании в насаждениях хвойных пород древесины), а в третьем варианте сучья обрезаются непосредственно на пасеке (при преобладании в насаждениях лиственных пород и деревьев с развитой кроной). Первые два варианта технологического процесса чаще всего используется при машинной очистке деревьев от сучьев, а третий вариант когда вариант - когда обрезка сучьев производится ручным бензомоторным инструментом (при механизированном способе разработки лесосек).

При всех видах рубок разработка лесосек должна осуществляться с соблюдением лесоводственных требований; с сохранением жизнеспособного подроста; с сохранением целостности напочвенного покрова и лесной среды, почвозащитных, водоохранных и других функций леса.

1.2 Выбор системы машин для основных лесосечных работ

Система лесосечных машин - это совокупность взаимосвязанных между собой машин, выполняющие все лесосечные операции в едином технологическом потоке. При формировании системы машин следует стремиться к тому, чтобы выбранные машины и механизмы по своим конструктивным данным, технологическим параметрам, техноэкономическим и эксплуатационным показателям наиболее полно соответствовали условиям работы принятого технологического процесса.

На выбор системы машин существенное влияние оказывает тип технологического процесса, рельеф местности, почвенно-грунтовые условия, таксационная характеристика древостоя, размеры лесосек.

Основываясь на данных задания на курсовое проектирование нами была выбрана механизированная система машин. В неё входит бензомоторная пила МП-5 «Урал 2» (валка), бензомоторная пила «Хускварна-395» (обрезка сучьев), трелёвочный трактор гусеничный с чокерным оборудованием на базе ТТ-4М, челюстный погрузчик на базе ЛТ-65Б.



2. Выбор способа разработки лесосек

2.1 Выбор схемы расположения трелёвочных волоков

Трелёвочные волоки должны располагаться таким образом на делянке, чтобы обеспечивалось наименьшее расстояние трелёвки и создавались условия для сохранения подроста в местах рубок.

Наиболее подходящая схема расположения трелёвочных волоков для нашего задания (густой подрост) - параллельная схема. Преимуществом такой схемы является простота разбивки делянки на пасеки, так как последние имеют прямоугольную форму и одинаковые размеры.

2.2 Определение метода разработки пасек

Разбивка делянки на пасеки позволяет более строго соблюдать технологическую дисциплину, выдерживать заданное направление валки, сохранить хозяйственный подрост. Ширина пасечных лент зависит от размеров деревьев, способов рубки и трелёвки (деревья или хлыстов, за комель или вершину); наличия жизнеспособного подроста, сезона, почвенно-грунтовых условий.

Исходя из задания наиболее подходящий для нас метод - это метод разработки узкими пасеками.

Метод узких пасек применяется при разработке делянки с сохранением до 75% жизнеспособного подроста, находящегося на пасеках, при трелёвке деревьев и хлыстов вершинами вперёд. Посередине пасеки прокладывается трелёвочный волок шириной 5 м. Деревья валятся вершинами по направлению к лесопогрузочному пункту таким образом, чтобы как можно большая часть кроны попала на волок, а угол между деревом и волоком был наименьшим (не более 30^о). Валка деревьев начинается с ближнего к погрузочному пункту конца пасеки. После того как перехода вальщика на другую пасеку, производят обрезку сучьев. Формирование пачки производится путём вытягивания зачокерованных за вершину хлыстов сквозь подрост без разворота их, что предотвращает повреждение подроста. Трелёвочный трактор не должен сходить с волока. Порожний трактор разворачивается на участке, где отсутствует подрост.

Ширина пасеки принимается равным средней высоте древостоя. При среднем объёме хлыста в 0,6 м³ средняя высота древостоя равна 22 метрам. Таким образом ширина пасеки равна 22 метрам.

2.3 Определение оптимального размещения погрузочных пунктов и среднего расстояния трелёвки

Расстояние между погрузочными пунктами определяется по формуле:

- расстояние между погрузочными пунктами (1)

b - ширина пасеки, м;

n - количество пасек требуемых для одного штабеля

м

Количество пасек требуемых для одного штабеля:

(2)

V_шт - объём штабеля, м³

V_пас - объём леса собранного с одной пасеки, м³

шт

Объём штабеля:

(3)

a - длина штабеля (равна высоте хлыста), м

b - ширина штабеля, м

c - высота штабеля, м

k_п - коэффициент полнодревесности (равен 0,4)

V_шт=22*30*1,5*0,4=388 м³

Объём леса собранного с одной пасеки:

(4)

V_г - средний запас древесины на 1 га леса (берётся из задания)

S_п - площадь пасеки

м³

Площадь пасеки:

(5)

d - ширина пасеки

- длина пасеки

S_п=22*250=5500 м

Расстояние трелёвки находится по формуле:

(6)

2.4 Технология разработки бригадной делянки

До начала разработки делянки проводятся подготовительные работы, в ходе которых на ней должен быть проложен магистральный волок, расчищены площадки под лесопогрузочные пункты и размечены пасечные трелёвочные волоки в соответствии с технологической картой на разработку лесосеки.

Лесозаготовительные бригады, занятые на основных работах, в первую очередь разрубают зону безопасности. Деревья в этой зоне валятся вдоль лесовозного уса комлями в сторону вывозки. Деловая древесина стрелёвывается в штабеля, расположенные на погрузочном пункте, а низкотоварные хлысты могут быть использованы для укрепления заболоченных участков трелевочных волоков. Обрезка сучьев с поваленных деревьев производится непосредственно у пня или на погрузочном пункте, в зависимости от состава лесонасаждения и применяемой лесозаготовительной техники.

Устройство пасечных трелевочных волоков может производиться по двум вариантам:

- первый вариант предусматривает разрубку волоков сразу на всей делянке до начала основных лесосечных работ силами подготовительной бригады;

- второй вариант предусматривает разрубку волоков в процессе выполнения основных работ на лесосеке по мере освоения очередных пасек на делянке рабочими комплексной лесозаготовительной бригад.

В первом случае устройство трелевочных волоков включается в состав подготовительных работ, во втором - в состав основных лесосечных работ.

Технология валки деревьев на волоках и пасечных лентах, обрезки сучьев с поваленных деревьев, а также процесс формирования пачки хлыстов трелевочным трактором зависят от способа разработки пасек.

Рассмотрим технологическую схему разработки делянки методом «узких» пасек малой комплексной бригадой. По данной схеме пасеки на делянке разрабатываются попарно в таком сочетании и очерёдности: «1-4», «8-5», «2-6», «3-7». Это означает, что на одной пасеке (например, «1») производится валка деревьев, а на другой (например, «4») - обрезка сучьев и трелевка хлыстов. После разработки первой и четвертой пасек начинают разрабатывать восьмую и пятую пасеки, затем - вторую и шестую и т. д. Последовательность выполнения основных операций технологического процесса лесосечных работ на пасечных лентах показана в таблице 1.

Закончив валку леса на пасечном волоке «1'», вальщик переходит в четвертую пасеку и производит валку деревьев на ленте «4'». В это время, соблюдая безопасный разрыв между операциями в 15-20 м, на ленте «1'» первой пасеки осуществляется обрезка сучьев и трелевка хлыстов. После разрубки ленты «4'» вальщик снова переходит в первую пасеку и валит деревья на пасечной ленте «1”», а звенья обрезчиков сучьев и трелёвщиков хлыстов перемещаются на четвертую пасеку и приступают к обрезке сучьев и формированию пачки хлыстов на ленте «4'».

Таблица 1

Последовательность разработки пасечных лент

Последовательность разработки лент	Операция	Номер
		пасеки	ленты
1	Валка деревьев	1	1'
2	Валка	4	4'
	Обрезка сучьев, трелевка	1	1'
3	Валка	1	1”
	Обрезка сучьев, трелевка	4	4'
4	Валка	4	4”
	Обрезка сучьев, трелевка	1	1”
5	Валка	1	1”
	Обрезка сучьев, трелевка	4	4”
6	Валка	4	4'"
	Обрезка сучьев, трелевка	1	1”'
7	Валка	8	8'
	Обрезка сучьев, трелевка	4	4'”
8	Валка	5	5'
	Обрезка сучьев, трелевка	8	8'
9	Валка	8	8”
	Обрезка сучьев, трелевка	5	5'
10	Валка	5	5”
	Обрезка сучьев, трелевка	8	8"
11	Валка	8	8”'
	Обрезка сучьев, трелевка	5	5”
12	и т.д.

В отличие от разработки волока деревья на лентах валят под углом 30⁰ к оси волока.

Сучья, обрезанные с той части кроны, которая находится на волоке, остаются на волоке, а те, которые на пасечной ленте, должны быть убраны.

При формировании пачки хлыстов трелевочный трактор должен находиться на волоке. Порожний трактор разворачивается в том месте, где нет подроста. Собирающий канат лебедки растягивают вдоль волока на расстояние 20-25 м. Зачокерованные за вершины хлысты, при формировании из них пачки, вытягивают сквозь подрост без их разворота на пасечной ленте, за счет чего не повреждается находящийся рядом подрост.

При освоении делянки укрупненной комплексной бригадой разработка пасек также производится лентами. Очередность разработки пасек и последовательность разрубки лент при этом может быть самая разнообразная. Основными критериями при выборе последовательности перемещения звеньев бригады с ленты на ленту является соблюдение безопасного разрывов между технологическими операциями (между валкой деревьев и остальными операциями не менее 50 м, а между трелевкой хлыстов и обрезкой сучьев - 15...20 м).

По данной технологии на каждой пасеке, независимо от способа ее разработки, сначала разрубаются пасечные трелевочные волока, а затем пасечные ленты. Как правило, в течение рабочей смены один из трелевочных тракторов укрупненной комплексной бригады занят на подготовке волоков. В остальном технология разработки пасеки не отличается от описанной ранее. [1]



3. Технология работ на лесопогрузочных пунктах

Погрузка леса, а также работы, проводимые между трелевкой и погрузкой, выполняются на специально подготовленных площадках. Площадку, предназначенную для временного размещения деревьев, хлыстов, сортиментов и их погрузки на подвижной состав лесовозной дороги, принято называть лесопогрузочным пунктом. Как правило, на нем выполняются две-три операции: обрезка сучьев, штабелевка и погрузка. Если на лесопогрузочном пункте, кроме указанных операций, выполняются раскряжевка хлыстов на сортименты, сортировка и штабелевка круглых лесоматериалов, а также переработка лесосечных остатков на различные виды продукции, то такой лесопогрузочный пункт называют верхним складом.

Лесопогрузочные пункты и верхние склады характеризуются грузооборотом, вместимостью и площадью. Грузооборот - это объем лесоматериалов (в плотных кубометрах), поступающих на лесопогрузочный пункт за период его действия. Чем больше грузооборот, тем выше требования к обустройству площадки и к сооружениям на ней. Вместимость - это количество лесоматериалов (в плотных кубометрах), которое можно разместить на площади лесопогрузочного пункта. Она зависит от выбранной технологии лесосечных работ, способов и сроков вывозки древесины из лесосеки, типа лесовозного транспорта. Обычно вместимость погрузочного пункта у дорог круглогодового действия составляет 2-3-дневный объём вывозки, а у дорог сезонного действия - 3-4-недельный объём вывозки. Площадь лесопогрузочного пункта зависит от его грузооборота и используемой техники и технологии на лесосечных работах.

На лесопогрузочном пункте, с которого отгружается готовая продукция в виде хлыстов, при разработке узкими пасеками, выполняются следующие виды работ: укладка стрелеванных деревьев в штабель; обрезка сучьев; формирование штабеля хлыстов; погрузка хлыстов на лесовозный транспорт. В нашем случае в штабель укладывают хлысты, так как обрезку сучьев производят непосредственно на пасеке. Размеры такого погрузочного пункта зависят от его грузооборота и средней длины деревьев.

Если учесть, что в нашем случае на погрузочном пункте формируется один штабель, то его длина (сторона, лежащая вдоль лесовозного уса) составляет 22…25 м. Ширина площадки обусловливается шириной штабеля и местом для работы челюстных лесопогрузчиков и составлять 40…50 м. Если на погрузочном пункте выполняется только погрузка леса, то размеры площадки принимаются 22x38.

Основной объем погрузочных работ на лесопогрузочном пункте выполняется при помощи серийно выпускаемых челюстных лесопогрузчиков ПЛ-1В, ЛТ-65Б и их модификаций (приложение 1). Процесс погрузки состоит из набора пачки челюстным захватом, перемещения погрузчика и укладки пачки на подвижной состав. Набор пачки осуществляется при движении погрузчика вперед, при этом нижняя поворотная челюсть захвата опускается на землю и подводится под штабель хлыстов. Путем смыкания челюстей захвата формируется пачка. Поднимая пачку в верхнее положение, лесопогрузчик одновременно задним ходом перемещается от штабеля к лесовозному усу, где установлен подвижной состав. Подъем пачки и перенос ее через кабину трактора производится поворотом стрелы в вертикальной плоскости. При разгрузке захвата открывается нижняя челюсть, и пачка плавно соскальзывает по верхней стойке захвата на коник подвижного состава. После этого стрела вместе с захватом поворачивается в обратном направлении, и процесс погрузки повторяется до полной загрузки подвижного состава.



4. Расчет производительности лесосечных машин и механизмов

4.1 Бензиномоторный ручной инструмент

В содержание работы на валке леса бензиномоторными пилами входят: подготовка рабочего места (уборка валежника, кустарника и подроста, мешающих валке деревьев, расчистка снега глубиной до 0,5 м вокруг дерева и на путях отхода); подпил, спиливание и сталкивание дерева в заданном направлении с применением валочной вилки, валочной лопатки или гидроклина с оставлением пней на высоте шейки корня (при диаметре реза до 30 см - не более 10 см, свыше 30 см - 1/3 диаметра комлевого среза), а на волоках - заподлицо с землей; переход от одного дерева к другому; замена пильных цепей, ежесменное техническое обслуживание бензиномоторной пилы и гидравлического клина; сдача и приемка работы.

Сменная производительность бензиномоторных пил на валке деревьев, м³, определится по формуле:

(7)

где Т_см - продолжительность рабочей смены (28800 с), с; С₁ - коэффициент использования пилы по времени в течение смены на валке леса (принимается из таблицы 2 в зависимости от среднего объема хлыста); q_x - средний объем хлыста (0,6 м³), м³ t_ц - время цикла (время, затрачиваемое на валку одного дерева), с.

м³



Таблица 2

Значение среднего коэффициента использования пилы по времени в течение смены С₁, на валке леса бензиномоторными пилами

C1	0,25	0,28	0,30	0,32	0,36	0,40	0,45
Средний объем хлыста, м3	До 0,21	0,22-0,29	0,3-0,39	0,4-0,49	0,5-0,75	0.76-1,1	Более 1,1

Время цикля определится

(8)

где t_c - время спиливания дерева, с; Кс - коэффициент, учитывающий затраты времени на сталкивание дерева с пня, переходы вальщика от дерева к дереву и подготовку рабочего места (принимается из таблицы 3 в зависимости от состава звена и среднего объема хлыста).

с

Таблица 3

Значение коэффициента, учитывающего затраты времени на сталкивание дерева с пня, переходы вальщика от дерева к дереву и подготовку рабочего места Кс на валке леса бензиномоторными пилами

Способ валки	Значение коэффициента Кс при среднем объеме хлыста, м3
	До 0,21	0,22-0,29	0,30-0,39	0,40-0,49	0,50-0,75	0,76-1,1	Более 1,1
Одним рабочим	6,67	5,00	4,00	3,34	2,86	2,50	2,22
С помощником	3,34	2,50	2,00	1,67	1,43	1,25	1,11

Время спиливания дерева, с, можно определить по уравнению:

(9)

d_c - диаметр дерева в комлевом срезе, м, равный d_с = C_c*d_1.3; - средний диаметр дерева на высоте 1,3 м от комлевого среза, м; С_c - коэффициент формы ствола (зависит от породы и места произрастания): для ели, лиственницы, дуба - С_с=1,4; для сосны, кедра, пихты, бука - С_с= 1,25; для березы, липы, ясеня, осины - С_с = 1,1; при срезании деревьев заподлицо с землей С_с принимается равным 1,5; К_n - коэффициент увеличения площади пропила за счет подпила (K_n= 1,15... 1,25); П_ч - производительность чистого пиления пилы, м²/с (принимается из технической характеристики бензиномоторной пилы): К_ч - коэффициент использования номинальной производительности чистого пиления на валке леса (К_ч=0,6...0,8).

с

Количество вальщиков, требуемых для выполнения годового задания (120 тыс. м³) определяется по формуле:

(10)

Итого потребуется 9 вальщиков.

В содержание работы на обрезке сучьев с деревьев бензиномоторными пилами типа «Хускварна-395» входят: получение задания; обрезка сучьев заподлицо по всей длине поваленного дерева и обрезка вершины; переход от хлыста к дереву; замена пильных цепей; ежесменное техническое обслуживание пилы; сдача и приемка работы.

Сменная производительность бензиномоторной пилы на обрезке сучьев с деревьев определяется по формуле (7), в которой С₁ - коэффициент использования мотоинструмента по времени в течение смены на обрезке сучьев, учитывающий затраты времени на переход рабочего.от дерева к дереву: при обрезке сучьев на погрузочном пункте С₁ = 0,2...0,25, на пасеке С₁= 0,15...0,2; t_ц - время цикла или время, затрачиваемое на отпиливание сучьев с поверхности ствола дерева, с, определяемое по формуле

(11)

где S_p - суммарная площадь сечения сучьев на одном дереве в месте их спиливания, см², которая находится по эмпирической формуле (ЦНИИМЭ)

(12)

где d_1.3 - средний диаметр дерева на высоте 1,3 м от комлевого среза, см; К_ч - коэффициент использования номинальной производительности чистого пиления на обрезке сучьев (К_ч = 0,4...0,6).

с

см³

м³

Количество обрезчиков, требуемых для выполнения годового задания (120 тыс. м³) определяется по формуле 10

Итого потребуется 6 обрезчиков сучьев.



4.2 Трелевочные тракторы с чокерным технологическим оборудованием

В состав работ при трелевке леса тракторами с чокерным технологическим оборудованием типа ТТ-4М или ТДТ-55А входят: подготовка трактора к работе; получение задания; переезд трактора к месту набора пачки; надевание чокеров и сбор деревьев (хлыстов) с укладкой их на коник трактора (формирование пачки); транспортировка собранной пачки на лесопогрузочный пункт; сброс и отцепка пачки; снятие чокеров с деревьев (хлыстов); выравнивание комлей в пачке и окучивание; ежесменное техническое обслуживание трактора; сдача и приемка работы. Сменная производительность трелевочных тракторов равна:

(13)

где Q - рейсовая нагрузка трелевочного трактора (берём из технической характеристики 6 тонн и делим на 0.8 (плотность свежее срубленной древесины)), м³; t_ц - время цикла трелевки одной пачки (время, затрачиваемое на выполнение одного рейса), с; К_и - принимается равным 0,9 летом и 0,8 зимой; t_н-з 2 040 с.

м³

Время, затрачиваемое на один рейс, с, определяется по формуле:

t_ц=t₁+t₂+t₃+t₄ (14)

где t₁ - время порожнего хода трактора, с; t₂ - время формирований пачки, с; t₃ - время движения трактора с пачкой, с; t₄ - время отцепки пачки и выравнивания комлей, с.

t_ц=118+1063+214+366=1761 с

Время движения трактора в порожнем и грузовом направлениях определяется по формулам

(15)

c

(16)

c

где V_x и V_p- средние скорости движения трелевочного трактора соответственно в порожнем (II-III передача) и грузовом (I-II передача) направлениях, м/с; l_ср - среднее расстояние трелевки, определяемое по формуле (6), k - коэффициент увеличения времени за счёт неровности дороги (k=1,2).

Время формирования пачки t₂ и отцепки пачки t₄ можно найти из следующих уравнений:

(17)

c

(18)

где a₁b₁c₁ - постоянные коэффициенты (в расчетах можно принимать: для тракторов ТДТ-55А - a₁=4,4; b₁=0,4; c₁=0,6; для тракторов ТТ-4 - a₁=5,0; b₁=0,4; c₁=1,6).

Значения величин V_x и V_p принимаются из технической характеристики трелевочных тракторов.

Количество трелёвочных тракторов, требуемых для выполнения годового задания (120 тыс. м³) определяется по формуле 10

Итого потребуется 6 трелёвочных тракторов.

4.3 Челюстный лесопогрузчик

В состав работ при погрузке леса на подвижной состав лесовозных дорог челюстными лесопогрузчиками входят: получение задания; подготовка погрузчика и подвижного состава к погрузке; захват пачки и ее подъем; передвижение погрузчика с пачкой к подвижному составу; отекание пачки и ее укладка; передвижение погрузчика к штабелю и перевод порожнего захвата в исходное положение; обрезка вершин и сучьев у деревьев (хлыстов), выступающих за габарит; крепление пакета после погрузки; ежесменное техническое обслуживание погрузчика; сдача и приемка работы.

Сменная производительность челюстных лесопогрузчиков определяется уравнением:

(19)

где t_н-з= 3000 с; Q_nc - нагрузка на рейс подвижного состава, м, (принимается из технической характеристики лесовозного автопоезда); K_n - 0,8...0,9 (если челюстной лесопогрузчик обслуживает несколько лесопогрузочных пунктов, то с учетом затрат времени на переезды K_n =0,7...0,75); K_u - коэффициент использования расчетной нагрузки на рейс подвижного состава (К_u = 0,8...0,9); t_ц - время цикла (время, затрачиваемое на погрузку подвижного состава), с.

м³

Время цикла погрузки подвижного состава определится

t_ц = t₁ n_ц + t₂ + t₃ (20)

где t₁ - время погрузки одной пачки, с (t₁ = 90... 180); t₂ - подготовки подвижного состава к погрузке, с (t₂ = 120...240); t₃ - время оправки и крепления пакета после погрузки, с (t₃ =180...300); n_ц - количество циклов погрузки одного автопоезда.

t_ц = 120*4,5+180+240 = 900 с

Количество циклов погрузки подвижного состава рассчитывается

(21)

где q_n - грузоподъемность челюстного лесопогрузчика, т; р - коэффициент использования грузоподъемности лесопогрузчика (р = 0,6...0,8): меньшие значения - для мелкого леса; большие - для крупномерных хлыстов.

Полученный результат для n_ц округляется до целого числа.

что равно 5 циклам.

Количество челюстных лесопогрузчиков, требуемых для выполнения годового задания (120 тыс. м³) определяется по формуле 10

Итого потребуется 2 челюстных лесопогрузчиков.[2]



5. Организация труда на лесосечных работах

5.1 Выбор типа лесозаготовительной бригады

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 задания с оплатой труда за конечные результаты работы.

В настоящее время на лесозаготовках Дальнего Востока наиболее распространены комплексные бригады. По своему составу бригады могут быть малыми (МКБ) и укрупненными (УКБ). МКБ организуются на базе одного трелевочного трактора численностью от 3 до 9 человек в зависимости от размеров лесосеки и состава выполняемых работ и формируются в условиях мелких разрозненных лесосек. УКБ создаются на базе двух и более тракторов или комплектов агрегатных лесосечных машин в лесосеках значительных размеров и большой концентрации. Так, УКБ-2 комплектуется на базе двух трелевочных тракторов, УКБ-3 - на базе трех, УКБ-4 - на базе четырех и т. д. Численный состав этих бригад принимается от 10 до 30 человек в зависимости от типа и варианта технологического процесса.

Выбор той или иной комплексной бригады зависит от планируемого объема заготовки леса мастерскими участками и суточного задания лесозаготовительной бригады, а также от размеров и разобщенности лесосек на мастерском участке. При разработке лесосек механизированным способом ориентировочно можно применять УКБ-2, УКБ-3, УКБ-4, УКБ-5 при объемах заготовки леса бригадами соответственно 20...25, 25...35, 35...50,50...70 тыс. м³ в год.

Независимо от типа бригады и способа заготовки леса рабочие на погрузке древесины, как правило, не входят в состав комплексной бригады и составляют отдельное звено, график работы которого согласуется с вывозкой леса.

В нашем случае целесообразно применить УКБ-2.

5.2 Режим труда на лесосечных работах

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 условия труда.

Расчетное количество рабочих дней в году устанавливается в зависимости от климатических условий района расположения предприятия: для работающих в районах Крайнего Севера - не более 250; для районов, приравненных к районам Крайнего Севера, - не более 260; для остальных районов страны - в пределах 270 дней. Приведенные данные соответствуют 7-часовому рабочему дню и 6-дневной рабочей неделе (при проектировании лесосечных работ количество рабочих дней в году следует принимать из задания на курсовой проект).

Число смен работы в сутки, или сменность работы комплексных бригад и отдельных звеньев, устанавливается согласно требованиям техники безопасности с учетом особенностей выполнения работ на каждой операции технологического процесса (таблица 4).

При многосменном режиме работы переход из одной смены в другую осуществляется не чаще чем через 5-6 дней. Время начала и окончания смены устанавливается администрацией лесозаготовительного предприятия исходя из времени года. Надо отметить, что 3-сменный режим работы следует назначать только при благоприятных природнопроизводственных условиях предприятия. Продолжительность рабочей смены во всех случаях не должна превышать 8 часов, а продолжительность рабочей недели - 41 часа. В течение смены предусматриваются перерывы на обед и на отдых. Продолжительность обеда составляет один час, а время отдыха зависит от вида работ и применяемой при этом техники.

Таблица 4

Сменность работы на отдельных операциях технологического процесса лесосечных работ

Операция технологического процесса	Возможное количество смен работы в сутки на операциях
	в одну смену	в две смены	в три смены
1. Валка деревьев и обрезка сучьев бензиномоторным ручным инструментом	+	-	-
2. Трелевка леса тракторами с покерным технологическим оборудованием и канатными установками	+	-	-
3. Машинная валка деревьев	+	+	+
4. Трелевка леса бесчокерными трелевочными тракторами	+	+	+
5. Очистка деревьев от сучьев сучкорезными машинами	+	+	+
6. Погрузка леса челюстными погрузчиками	+	+	+

5.3 Расчет комплексной бригады

Данный расчет сводится к определению суточного задания бригады и количества рабочих, входящих в бригаду для выполнения основных лесосечных работ.

Расчет количества рабочих комплексной бригады, заготавливающей лес механизированным способом, ведется исходя из суточного задания бригады и норм выработки на каждый вид работы, выполняемой бригадой. Результаты расчета сводятся в таблицу 5.

В нашем случае суточное задание определяется как частное от годового задания на количество рабочих дней и количества комплексных бригад. Суточное задание составит 240 кубометров.

Расчетное число рабочих (графа 4) определяется как частное от деления суточного задания бригады (графа 2) на норму выработки по каждому виду работ (графа 3). Результат графы 4 в большинстве случаев будет дробным, поэтому в графу 5 записывается целое число, которое должно соответствовать фактическому числу рабочих в бригаде.

Таблица 5

Численность рабочих в комплексной бригаде

Вид работ	Суточное задание, м3	Норма выработки, м3/чел.-дн.	Число рабочих
			по расчету	Фактически
1. Валка одиночная с гидроклином	160	60,4	2,64	3
2. Обрезка сучьев		96	1,66	2
3. Трелевка хлыстов		91	1,75	2
Итого				7

5.4 Расчет потребного количества рабочих на основных работах

Потребное количество рабочих на основных работах определится в зависимости от состава комплексной бригады, числа бригад и количества рабочих, занятых на погрузке леса:

n₀ = n_ф N_бр + n_n (22)

где n₀ - потребное количество рабочих, занятых на основных лесосечных работах, чел.; n_n - количество рабочих, занятых на погрузке леса, n_ф - фактическое число рабочих, N_бр - потребное количество бригад для выполнения годового задания предприятия (мастерского участка), определяется по формуле

n₀ = 11*2+2=24

(23)

где N_г - количество рабочих дней в году

(24)

где П_см - сменная производительность челюстного погрузчика, м³. Лесосечные работы выполняются на мастерском участке, возглавляемом мастером лесозаготовок. Число бригад на мастерском участке зависит от условий работы и объема работ, выполняемых каждой бригадой. Обычно в состав мастерского участка входят две- четыре комплексные бригады. Число бригад, работающих в одной лесосеке, зависит от ее размеров, эксплуатационного запаса леса, суточного задания бригады и т. д.

округлив значение получим 2. [3]



6. Расчет потребного количества основного и вспомогательного оборудования

6.1 Потребное количество основного оборудования

К основному оборудованию относятся бензиномоторные пилы; трелевочные трактора; валочные, валочно-пакетирующие, валочно-трелевочные, валочно-сучкорезно-раскряжевочные машины; сучкорезные и сучкорезно-раскряжевочные машины; челюстные погрузчики и погрузчики-штабелеры манипуляторного типа.

Количество работающего оборудования на основных работах устанавливается исходя из оснащенности всех лесозаготовительных бригад и погрузочных звеньев техникой. Результаты расчета потребности в основном оборудовании сводятся в таблицу 6.

Погребное количество работающего оборудования (графа 4) определяется как произведете количества машин и механизмов данной марки (графа 1), закрепленных за лесозаготовительной бригадой или погрузочным звеном (графа 2), на число бригад или звеньев (графа 3), выполняющих весь объем основных лесосечных работ на мастерском участке.

Таблица 6

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
Бензиномоторная пила МП-5 «Урал 2»	3	3	9
Безиномоторная пила «Хускварна-262»	2		6
Трелёвочный трактор гусеничный с чокерным оборудованием ТТ-4М	2		6
Челюстный лесопогрузчик ЛТ-65Б			2

6.2 Потребное количество вспомогательного оборудования и инструментов

К вспомогательному оборудованию и инструментам относятся: тросы и чокеры; пильные цепи для основных и подготовительно-вспомогательных работ; абразивные круги для заточки пильных цепей и инструментов.

Расчет потребности вспомогательного оборудования и инструментов ведется в зависимости от объема производства и норм расхода их на I 000 м³ заготовленной древесины. Результаты расчета сводятся в таблицу 7.

Расход пильных цепей для выполнения подготовительно-вспомогательных работ планируется в размере 30% от потребности пильных цепей для основных работ.

Таблица 7

Потребное количество вспомогательного оборудования и инструментов

Вспомогательное оборудование	Единица измерения	Объем производств тыс. м3	Норма расхода на 1 000 м3	Потребное количество вспомогательного оборудования
ПЦУ 10,26 на валке	Шт	120	1,9	228
ПЦУ 10,26 обрезка сучьев	Шт	120	0,14	16,8
Валочный гидроклин ГМ-1А	Шт	120	0,1	12
Круг образивный для заточки пильных цепей ПП-150х4х32	Шт	120	2,8	336
Стальные канаты для трелёвочных тракторов ТТ-4М чокерный d=15 мм	М	120	39,9	4788



7. Расчет потребного 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. Расчет производится в соответствии с потребным количеством машино-смен для производства работ и на основании действующих норм расхода ТСМ на машино-смену. Результаты расчета сводятся в таблицу 8.

Таблица 8

Потребное количество топливно-смазочных материалов для производства основных работ

Марка применяемого оборудования	Количество машино-смен в год	Норма расхода ТСМ на машино-смену, кг	Годовая потребность ТСМ, т
		Дизельное топливо	Бензин	Диз. масло	Автол	Гидромасло	Прочие масла	Дизельное топливо	Бензин	Дизельное масло	Автол	Г идромасло	Прочие масла
ТТГ (Ч) ТТ-4М	1500	4,8	0,96	5,12	0,72	1,52	2,368	7,2	1,44	7,68	1,08	2,28	4,02
ЧЛП ЛТ-65Б	500	112	0,48	4,88	0,32	2,7	1,456	56	0,24	2,44	0,16	1,35	0,73
БМП МП-5 «Урал 2»	2250		11,2		0,8		0,096		25,2		1,8		0,22
БМП «Хускварна-262»	1500		8,8		0,48		0,04		13,2		0,72		0,06



8. Подготовительные работы

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.

В основу расчета подготовительных работ должен быть положен предварительно составленный план лесосеки, отражающий технологическую схему лесосечных работ. По данной схеме следует установить протяженность границ пасек, лесовозных усов, магистральных волоков, а также количество погрузочных пунктов, которые определяют объем и трудоемкость подготовительных работ.

8.1 Определение состава и объема подготовительных работ

При расчете подготовительных работ для механизированной заготовки леса в состав работ следует включать главные из них, такие как:

ѕ уборка опасных деревьев;

ѕ разметка границ пасек и обозначение осей волоков;

ѕ подготовка магистральных волоков;

ѕ строительство лесовозных усов;

ѕ устройство лесопогрузочных пунктов;

ѕ обустройство мастерских участков.

Уборка опасных деревьев производится в соответствии с утвержденной технологической картой в бесснежный период или при глубине снежного покрова до 30 см. При этом на всей территории лесосеки снимаются зависшие деревья с помощью лебедок; спиливаются сухостойные, фаутные, сильно наклоненные, буреломные и ветровальные деревья бензиномоторными пилами; убирается валежник, кустарник и подрост, мешающие валке и снятию опасных деревьев. Данные работы выполняет звено подготовительной бригады в составе вальщика и лесоруба.

Объем работ на уборке опасных деревьев выражается в гектарах убранной площади лесного массива и определяется по формуле:

(25)

где F_г - площадь лесного массива, подлежащего разработке в расчетном году, га; q₀ - средний запас леса на 1 га, м³.

га

Разметку границ пасек и обозначение осей волоков производят при разбивке лесосеки на бригадные делянки и пасеки перед выполнением основных работ силами подготовительной бригады. В состав работ входят: прорубка визиров по заданному направлению; уборка хвороста на сторону; затеска деревьев на границах визиров.

Объем работ при разметке границ пасек и осей пасечных волоков зависит от размеров и количества пасек на лесосеке, которые определяются по схеме, представленной в технологической карте на разработку лесосеки, и выражаются протяженностью прорубленных визиров по границам пасек и осям пасечных волоков.

Подготовка магистральных волоков включает: разметку волоков в соответствии с технологической картой на разработку лесосеки: разрубку волоков со спиливанием деревьев на ширину 5...6 м и трелевкой их к месту погрузки; уборку крупных камней, валежника, подроста, кустарника; засыпку ям по всей длине и ширине волока; выстилку сырых участков на волоке низкосортным и фаутным лесом.

Объем работ по подготовке магистральных волоков на лесосеке выражается их протяженностью и зависит от размеров лесосеки, рельефа местности и схемы размещения лесовозных усов на лесосеке.

Строительство лесовозных усов начинают после отвода лесосек в рубку. Для прокладки уса разрубают дорожную полосу шириной 8 м, предварительно убрав все опасные деревья по обе стороны на расстояние 25 м. При этом спиливают все деревья, обрезают с них сучья и трелюют хлысты к месту погрузки. Пни выкорчевываются бульдозером, а затем вместе с корнями сдвигаются бульдозером или вывозятся на щите трелевочного трактора. После этого производится подготовка основания земляного полотна (выравнивание поверхности земли, укрепление основания на сырых участках), устройство земляного полотна и дорожного покрытия. Бригада по строительству усов в большинстве случаев состоит из вальщика леса и его помощника, сучкоруба, тракториста, бульдозериста и дорожно-строительных рабочих.

Объем работ по строительству лесовозных усов определяется их протяженностью и зависит от рельефа местности, почвенно-грунтовых условий, типа покрытия и годового объема лесозаготовок.

Устройство лесопогрузочных пунктов включает: выбор ровной площадки; разрубку площадки; расчистку площадки от валежника, кустарника, валунов; разрубку зоны безопасности; укладку подштабельных оснований. В звено по устройству погрузочных пунктов входят: вальщик леса и его помощник, лесоруб, тракторист и бульдозерист.

Состав и объем работ по подготовке лесопогрузочных пунктов определяются принятым технологическим процессом лесозаготовок, типом используемых машин и оборудования на основных лесосечных работах.

Количество лесопогрузочных пунктов, которые необходимо строить на каждой лесосеке, определяется по схеме, отображенной в технологической карте.

Обустройство мастерских участков производится одновременно с подготовкой погрузочных пунктов. При этом выполняются работы по устройству и оборудованию мест для стоянки и ремонта лесозаготовительной техники, мест для хранения оборудования, складов топливосмазочных материалов, обогревательных домиков, столовой и т.д.

Объем работ по обустройству мастерских участков зависит от технологического процесса лесосечных работ, типа применяемых машин и оборудования и от годовой производственной программы мастерского участка.

Разработку лесосек начинают с разрубки зон безопасности (30-40) вокруг верхних складов (лесопогрузочных пунктов) и вдоль лесовозного уса. Лесоматериалы, заготовленные в зоне безопасности, укладывают в штабеля вдоль уса и вывозят с лесосеки в первую очередь.



9. Вспомогательные работы

Вспомогательные работы выполняются в ходе основных операций на лесосеке. Проведение вспомогательных работ направлено на создание благоприятных и безопасных условий работающим и обеспечение бесперебойной работы машин и оборудования на лесосеке.

При обустройстве мастерского участка предусматривается размещение и эксплуатация вспомогательного оборудования. В состав вспомогательного оборудования входят: обогревательные домики для комплексных бригад; столовая: оборудованная телефоном и радиосвязью помещение для мастера; противопожарные средства; средства топливозаправочные для технического обслуживания и ремонта машин; такелаж; инструменты; измерительные приборы и тд.

Место для размещения вспомогательного оборудования выбирают в центральной части лесосеки около уса с наличием, по возможности, поблизости источника воды для технических нужд.

Работающим на лесосеке должны создаваться нормальные условия для труда и отдыха. Бытовое их обслуживание должно предусматривать обогрев, организацию горячего питания, условия для кратковременного отдыха, возможность доставки рабочих к месту работы и обратно. Для этого мастерские участки оснащают передвижными столовыми, домиками для обогрева и укрытия от непогоды с возможностью размещения одежды, мелкого инструмента и инвентаря и наличия в домиках бачков для питьевой воды, аптечки и т.д. Для перевозки рабочих используют автобусы, а на узкоколейных дорогах - пассажирские вагоны.

При техническом обслуживании предусматривается заправка машин топливо-смазочными материалами, подогрев воды в зимнее время, профилактические осмотры и мелкие текущие ремонты. На мастерских участках организуется межсезонное хранение машин на специально подготовленной площадке с оснащением стоянки машин противопожарными средствами и средствами индивидуального предпускового подогрева в зимнее время. На мастерских участках могут быть устроены разборные или передвижные боксы, что улучшает условия работы обслуживающего машины персонала, дает возможность ставить в них тракторы для проведения технического обслуживания.

Тракторы заправляют топливом непосредственно на лесосеке, для чего могут использоваться специальные заправщики типа МА-4, ВО-85, прицепы-цистерны, водомаслогрейки типа ВМ-ЗА. Для проведения технического обслуживания



10. Заключительные работы

После завершения заготовки древесины на лесосеке выполняются заключительные работы. Иногда эти работы рассматривают как составную часть лесосечных работ. По окончании основных лесосечных работ необходимо вывезти с лесосек основное и вспомогательное оборудование, такелаж, провести демонтаж мачт, стрел и других приспособлений. Необходимо также выполнить очистку лесосек, так как на ней после завершения рубок остаются порубочные остатки в виде вершин, сучьев, откомловки, тонкомера, сухостоя. Кроме того, в некоторых случаях для повышения эффективности последующего лесовосстановления возникает необходимость в удалении или понижении иней.

Порубочные остатки могут собираться в кучи или валы. Эта операция трудоемкая, если ее выполнять вручную. Поэтому целесообразно применять специальные машины - подборщики сучьев, например, грабельного типа ЛТ-161 на базе трактора ТТ-4. Собранные отходы отпускают населению или используют для переработки. В некоторых случаях целесообразно оставлять отходы на месте для перегнивания, для чего они измельчаются и равномерно разбрасываются по площади вырубки. Если собранные в кучи или отходы лесосечных работ не используются, их сжигают в пожаробезопасный период. На участках с избыточным увлажнением кучи и валы с отходами оставляются на месте для перегнивания.

Отходы могут вывозиться с лесосеки с помощью погрузчика- транспортировщика ЛП-23 со стреловым гидроманипулятором и кузовом, смонтированным на базе трактора ТДТ-55.

Для удаления пней (корчевки) используют корчевальную машину КМ-1А на базе трактора ЛХТ-55. Кроме корчевального оборудования у этой машины устанавливаются отвалы, что удобно при полосной раскорчевке вырубок (пни и порубочные остатки сдвигаются отвалами, оставляя очищенную полосу).

Для понижения пней их фрезеруют до уровня почвы с помощью машины МУП-4 на базе трактора ЛХТ-55. Машина фрезерует только пень, не удаляя при этом гумусный слой почвы около пня.

Экономически целесообразно не уничтожать порубочные остатки, а утилизировать их. Основным направлением этого является использование древесного сырья для получения щепы. В этом случае биомасса дерева используется более полно. Переработать отходы на щепу можно с помощью рубительных машин. На базе факторов Т-157 и МТЗ-80 созданы прицепная рубительная машина МРП-1 и навесная ТТ-54Р, а на базе трактора ТДТ-55 - самоходная машина ЛО-63Б. Все указанные передвижные рубительные машины имеют погрузочное устройство, рубительный механизм и емкость для сбора щепы [5].



Заключение

В данном курсовом проекте на тему «технологический процесс лесосечных работ лесозаготовительного предприятия с годовым объёмом производства 120 тыс. м³» ставилась задача разработать технологический процесс разработки лесосек при годовом объёме производства 120 тысяч кубометров.

Нами был выбран наиболее подходящий тип технологического процесса, система машин и способ разработки лесосек. Также нами была рассчитана производительность лесосечных машин и механизмов, и их потребное количество. Было определено количество основного и вспомогательного оборудования, топливно-смазочных материалов. Были рассмотрены все нюансы производства и полностью отражён технологический процесс лесосечных работ.



Список использованной литературы

1. Рябухин, П.Б. Технология лесосечных работ. Методические указания. [Текст] / П.Б. Рябухин. Хабаровск, 2003. 39 с.

2. Бобенко, В.Ф. Технология и оборудование лесопромышленных предприятий. Методическое указание. [Текст] / В.Ф. Бобенко - Благовещенск, 2008. 89 с.

3. Бит, Ю.А. Лесозаготовка. Практическое указание. [Текст] / Ю.А. Бит. Санкт-Петербург, 2007. 266 с.

4. Бобенко, В.Ф. Технология и оборудование лесозаготовительных предприятий. Лесосечные работы. [Текст] / Бобенко В.Ф. Благовещенск, 2007. 157 с.

5. Лесоэксплуатация: учебник для студентов высших учебных заведений [Текст] / В.И. Патякин [и др.]. М.: Издательский центр «Академия», 2007. 320 с.



Приложение 1

Рисунок 1 Схема работы челюстного погрузчика: 1 - челюстный погрузчик; 2 - нижняя челюсть захвата; 3 - штабель деревьев (хлыстов); 4 - подвижной состав; 5 - стрела лесопогрузчика