Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Задание на проектирование

Введение

I. Проектирование хлыстовой лесозаготовки

1. Основные работы

1.1 Выбор схемы технологического процесса и системы машин

1.2 Определение среднего расстояния трелевки

1.3 Определение сменной производительности машин

1.4 Выбор структуры бригады, определение потребного количества основного оборудования

1.5 Определение количества бригад и мастерских участков

1.6 Описание технологического процесса лесосечных работ

II. Проектирование сортиментной заготовки

2. Основные работы

2.1 Выбор схемы технологического процесса и системы машин

2.2 Определение среднего расстояния трелевки

2.3 Определение сменной производительности машин

2.4 Выбор структуры бригады, определение потребного количества основного оборудования

2.5 Определение количества бригад и мастерских участков

2.6 Описание технологического процесса лесосечных работ

3. Подготовительные работы

4. Вспомогательные работы

5. Заключительные работы

6. Проектирование мероприятий, обеспечивающих лесовозобновление

7. Проектирование противопожарных мероприятий

8. Разработка участка лесопиления на верхнем складе

9. Комплектование бригад техникой, инвентарем и оборудыванием

10. Штаты лесозаготовительного предприятия

11. Технико-экономические показатели работы лесозаготовительного предприятия

Заключение

Библиографический список

Задание на проектирование

1. Годовой объем производства, тыс. м³ 220

В том числе:

хлыстовая заготовка, % 70

сортиментная заготовка, % 30

2. Рельеф Равнинный

3. Крутизна склона,⁰ 8

4. Средний запас на 1 га, м³ 160

5. Средний объем хлыста, м³ 0,35

6. Средняя длина хлыста, м 24

7. Средняя длина выпиливаемых сортиментов, м 4

8. Почва влажная 9. Подрост средней высоты, состояние/число тыс. шт./га:

хлыстовая заготовка Благ./10

сортиментная заготовка Благ./6

10. Размер лесосеки, м х м 500х300

11.Породный состав древостоя 4Е4П2Л

Введение

В настоящее время в лесозаготовительной и лесоперерабатывающей промышленности происходят значительные структурные и качественные изменения. Эти процессы направлены на разработку и создания комплексной, ресурсо- и энергосберегающий технологии лесопромышленного производства получения наиболее качественных и, следовательно, более дорогостоящих лесоматериалов. Современное лесозаготовительное предприятие представляет собой сложную многокомпонентную систему, состоящую из совокупности оборудования, технологий, материальных ресурсов и средств управления.

Любые технологические процессы неразрывно связаны с машинами и оборудованием, выполняющие их. Для создания этой техники и квалифицированной ее эксплуатации необходимы знания технологии лесопромышленного производства, предмета труда и условий, в которых она будет работать.

I. Проектирование хлыстовой заготовки

1. Основные работы

1.1 Выбор схемы технологического процесса и системы машин

Эффективность процесса лесозаготовок может быть достигнута при соответствующей организации работ с учетом природно-производственных условий. При организации лесозаготовок большое влияние оказывает правильный подбор системы лесозаготовительных машин и механизмов.

Можно выделить следующие принципы формирования систем машин:

1) упрощение структуры системы, т. е. формирование системы из минимального числа типов машин;

2) обеспечение надежности функционирования системы путем формирования звеньев из нескольких машин ,выполненных на одной базе;

3) согласование производительности звеньев машин, выполняющих различные операции технологического процесса, посредством выбора соответствующих значений управляемых параметров;

4) обеспечение полной загрузки каждой машины, входящей в систему.

Основными факторами, определяющими природно-производственные условия, являются: производственная программа участка, размер лесосек, рельеф местности, крупномерность и породный состав лесонасаждения, наличие жизненного подроста, почвенно-грунтовые условия.

Учитывая отечественный и зарубежный опыт создания и эксплуатации систем машин для лесосечных работ, можно предложить, как вариант, системы, состоящие из следующих основных машин: Обрезка сучьев бензомоторными пилами "Тайга-214"+ трелевочный трактор с чокерной оснасткой ТДТ-55 +сучкарезная машина ЛП-30+погрузчик ПЛ-1В.

1.2 Определение среднего расстояния трелевки

Лесосекой называется часть лесосечного фонда, выделенная для лесозаготовок и ограниченная в натуре по размерам, установленным правилами рубок с учетом лесохозяйственных требований. В соответствии с действующими правилами рубок размеры лесосек при проведении сплошных рубок устанавливаются в зависимости от категорий лесов, лесорастительных условий и преобладающих пород. Лесосека характеризуется шириной и глубиной.

Как правило, лесосека разбивается на секции. Секцией называется участок лесосеки, тяготеющий к одной погрузочной площадке. При проектировании лесосечных работ студент должен разбить лесосеку на секции и установить такой способ примыкания лесовозного уса (боковой, центральный (с разбивкой лесосеки на две половины)), чтобы среднее расстояние трелевки не превышало 300 м для гусеничных и 500-700 м для колесных машин. Определяя схему расположения, протяженность волоков, число погрузочных пунктов, необходимо ориентироваться на нормативные площади, допускаемые под эти объекты. В соответствии с нормативными документами технические и бытовые объекты (погрузочные площадки, склады) размещаются на площадях, свободных от подроста. При этом эти объекты должны занимать от обшей площади лесосеки свыше 8 га не более 5% при сплошных рубках, 4% при постепенных и сплошных с сохранением подроста., 3% при выборочных. На лесосеках площадью менее 8 га погрузочные пункты могут занимать не более 0,4 га площади при сплошных, 0,3 - постепенных, 0,25 - выборочных рубках. Общая площадь волоков не должна превышать 20% при рубках без сохранения подроста, 15% при рубках с сохранением подроста. При использовании агрегатной техники допускается площадь волоков до 30%. Ширина волоков принимается: для пасечного - З м. для магистрального -5 м. Размеры погрузочной площадки составляют 30x30 м при работе погрузчиков и лесоштабелеров, 30x60 м при работе на погрузочном пункте сучкорезных машин.

Связь среднего расстояния трелевки с размерами лесосеки может быть выражена формулой:

(1.1)

где к₁, к₂ - коэффициенты, зависящие от схемы расположения трелевочных волоков на лесосеке (приложение А); - ширина и глубина лесосеки, м;, ; - коэффициент удлинения трелевочных волоков, зависящий от рельефа, =1,05...1,40.

(1.2)

где - количество погрузочных пунктов на участке .

1.3 Расчёт сменной производительности лесозаготовительных машин

Расчет сменной производительности на валке бензомоторной пилой "Тайга-214"

(1.3)

где - продолжительность смены, с. (Т=28800с);

К - коэффициент использования моторной пилы непосредственно на пиление, К=0,25…0,45;

- средний объем хлыста, м³;

Т_ц- время на обработку одного дерева, с.

Время цикла Т_ц определяется по формуле

где t_с - время срезания дерева, с;

k_с-коэффициент, учитывающий затраты времени на сталкивание дерева с пня, переход от дерева к дереву и подготовку дерева к валке.

где: d_c - диаметр дерева в месте срезания 9комлевой диаметр), м;

k₁ -коэффициент увеличения площади пропила за счет подпила (1, 15…1, 25);

П_чп - производительность чистого пиления инструмента, м²/с;

ц₂- коэффициент использования производительности чистого пиления ( 0,3…0,6).

T_с=3, 14*0, 22*1, 2/4*0, 01*0, 3=12,56с

Т_ц=12,56*4=50,24с

Расчетное меньше, принимаем табличное значение П_см=73 м³/см.

Расчет сменной производительности трелевочного трактора с чокерной оснасткой ТДТ-55.

где - средний объем трелюемой пачки, м³;

- число рейсов трактора за смену;

- - коэффициент использования рабочего времени смены (=0,90)

а) по мощности двигателя или по касательной силе тяги

где - касательная сила тяги, Н;

- сила веса трактора, Н ;

- коэффициент сопротивления движению машины 0,05-0,2 , =0,1;

- коэффициент сопротивления движению хлыстов или деревьев 0,6-0,7 , =0,6;

- величина подъема и спуска в тысячных ;

- коэффициент распределения нагрузки между машиной и волоком

касательная сила тяги может быть определена по формуле

(1.6)

где - мощность двигателя, кВт .

- коэффициент полезного действия трансмиссии, .

- скорость движения машины в грузовом направлении, км/ч применяется на первой передачи

б) по сцеплению машины с грунтом

(1.7)

где - коэффициент сцепления трактора грунтом, для зимы для лета

в) по грузоподъемности машины

(1.8)

где - допустимая нагрузка на ходовая часть (щит) машины, кН;

г) по допустимому давлению на грунт

 (1.9)

где - допускаемое удельное давление на грунт(кгс/см²);

- давление трактора на грунт (кгс/см²).

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

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

(1.10)

где - сила веса кроны, Н. Составляет 15…..30% от общего веса пачки

- средневзвешенный объёмный вес древесины, Н/м³

(1.11)

где - доля участия i-ой породы в насаждении;

- объёмный вес i-ой породы, Н/м³

- коэффициент использования расчётного объёма рейсовой нагрузки,



Количество рейсов машины в смену определяется по формуле:

(1.12)

где - продолжительность смены, с. (Т=28800с).

- подготовително-заключительное время на смену, с (t_пз=2800с).

- время движения трактора в порожнем направлении, с;

- время, затраченное на набор пачки, при трелевке подборщиками пачек принимаем

- время движение в грузовом направлении, с;

- время разгрузки пачки, с; при работе подборщиками пачек

; (1.13)

где - скорость движение машины в порожняковом направлении, м/с,

- скорость движения машины в грузовом направлении, м/с

;

Полученные значения подставим в формулу

Полученные значения подставим в формулу

Расчетная цифра получилась больше, принимаем по норме П_см=69 м³/см. Сменная производительность сучкорезной машины ЛП-30

(1.14)

где - время на отделения ствола древа из штабеля и закладка комля в зажим ной механизм машины, с ()

- длина протяжки зажимаемой части хлыста, м ();

- длина хлыста, м ();

- средняя скорость перемещения каретки протаскивающего механизма, м/с ().

- коэффициент использования рабочего времени смены (=0,80);

- коэффициент использования расчётного объёма рейсовой нагрузки, () ;

- продолжительность смены, с. (Т=28800с);

- подготовително-заключительное время на смену, с ();

- средний объём хлыста, м³ .



Расчетное число больше, принимаем по норме табличное значение П_см=131 м³/см.

Производительность лесопогрузчика типа ПЛ-1В

( 1.15)

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

- средний объём погружаемой пачки, м³ ();

- продолжительность цикла погрузки одной пачки, с.

(1.16)

где и - время движения погрузчика с пачкой и без пачки, с.

(1.17)

где - путь перемещения погрузчика, м ();

- средняя скорость движения погрузчика, м/с ();

и - время захвата и укладка пачки (принимается равным 120-150с)

 с,

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

В данном проекте используется одна комплексная бригада, состоящая из трех звеньев: валка затем трелёвка и обрезка сучьев, а так же используется отдельное звено: погрузка, это связано с неравномерностью подъезда под погрузку лесотранспортных машин.

Определение потребного количества основного оборудования для комплексной бригады.

где - производительность механизма i-ой операции;

- число механизмов занятых на i-ой операции;

- сменность на i-ой операции.

Выработка на отдельных операциях при проведении основных работ

а) валка

(1.18)

Сменность операции принимаем

Число механизмов принимаем 3



б) трелевка

Сменность операции принимаем

Число механизмов принимаем

Принимаем нормативное В=207

в) обрезка сучьев

(1.20)

Сменность операции принимаем

Число механизмов принимаем

Принимаем нормативное В=196,5

г) погрузка

(1.21)

Сменность операции принимаем

Число механизмов принимаем



· Суточное задание комплексной бригады определяется:

(1.22)

где - минимальная выработка машин на одной операции, с учётом их числа;

- максимальная выработка машины.

Таблица 1 -Потребное количество основного оборудования и рабочих для комплексной бригады.

наименования работ	число смен работы в сутки	суточное или сменное задания бригады	производительность механизма	число рабочих	марка механизма	потребное количество работающих механизмов
				по норме	фактически принятых
Валка	1	209	73	2,86	3	БП	3
Трелевка	3	209	69	3	3	ТДТ-55	1
Обрезка сучьев	1,5	209	131	1,6	2	ЛП-30	1
погрузка	1	209	222	0,94	1	ПЛ-1В	1

· Определяем комплексную норму выработки для комплексной бригады.

(1.23)

где - число рабочих по норме в бригаде.

· Затем определяем фактическую выработку на чел.-день.

(1.24)

где - число рабочих фактически.

· Определяем процент выполнения норм выработки

(1.25)

1.5 Расчет потребного количества бригад и мастерских участков

Потребное количество комплексных бригад для выполнения производственного задания определяется по формуле

где N - число рабочих дней в году;

Q_год- годовое производственное задание, по хлыстовой заготовке, м³;

n - число лесосек, разрабатываемое за год всеми бригадами;

- количество бригад, одновременно работающих в одной лесосеке;

t - время на перебазировку из одной лесосеки в другую, t=0.5 дня.

Число лесосек, разрабатываемых предприятием ежегодно, состовляет

где S_л - площадь одной лесосеки, га

М - запас древесины, м³ на 1 га.

Полученные результаты подставляем в формулу ()

трелевка хлыстовой лесозаготовка сортиментный

.

Принимаем количество комплексных бригад 3 для выполнения производственного задания.

1.6 Описание технологического процесса лесосечных работ

В подготовительные работы включают в себя: прием лесосечного фонда, растёска границ лесосек и волоков затесками, подготовка фронта погрузки для передвижных погрузочных механизмов (при работе без постоянных погрузочных пунктов), разрубка трасс лесовозных дорог.

Технологический процесс основных работ: валка осуществляется бензопилой "Тайга-214", делянка разрабатывается широким фронтом, когда вальщик идет в глубь леса от погрузочного пункта, то валит и укладывает деревья перед собой под углом к волоку. После того как вальщик отойдет на безопасное расстояние (примерно 50 м показано на схеме разработки технологической карты) начинается трелевка, она осуществляется машиной ТДТ-55, которая подъезжает к комлевой части дерева производит выравнивание комлевой части пачки щитом, затем опускает захватное устройство захватывает пачку зажимает ее поднимает ее (при транспортировки пачка древесины упирается в щит , пачка деревьев трелюется к погрузочному участку где происходит обрезка сучьев машиной ЛП- 30. Для укрепления волока машина ТДТ-55 на погрузочном пункте захватывает сучки и выбрасывает на волок, для избежание пробуксовки по сухому грунту при трелевке. После чего происходит погрузка хлыстов с помощью ПЛ-1В в лесовоз и непосредственная его транспортировка к месту разгрузки.

Для беспрерывной работы основных рабочих, осуществляются все необходимые вспомогательные работы.

II. Проектирование сортиментной лесозаготовки

2. Основные работы

2.1 Выбор схемы технологического процесса и системы машин

Эффективность процесса лесозаготовок может быть достигнута при соответствующей организации работ с учетом природно-производственных условий. При организации лесозаготовок большое влияние оказывает правильный подбор системы лесозаготовительных машин и механизмов.

Можно выделить следующие принципы формирования систем машин:

1) упрощение структуры системы, т. е. формирование системы из минимального числа типов машин;

2) обеспечение надежности функционирования системы путем формирования звеньев из нескольких машин, выполненных на одной базе;

3) согласование производительности звеньев машин, выполняющих различные операции технологического процесса, посредством выбора соответствующих значений управляемых параметров;

4) обеспечение полной загрузки каждой машины, входящей в систему.

Основными факторами, определяющими природно-производственные условия, являются: производственная программа участка, размер лесосек, рельеф местности, крупномерность и породный состав лесонасаждения, наличие жизненного подроста, почвенно-грунтовые условия.

Учитывая отечественный и зарубежный опыт создания и эксплуатации систем машин для лесосечных работ, можно предложить, как вариант, системы, состоящие из следующих основных машин: Валка бензомоторными пилами "Тайга-214"+ трелевочный трактор с чокерной оснасткой ТДТ-55 +сучкарезно-раскряжевочная машина ЛО-120+ЛТ-72.

2.2 Определение среднего расстояния трелёвки

Связь среднего расстояния трелевки с размерами лесосеки может быть выражена формулой:

(2.1)

где к₁, к₂ - коэффициенты, зависящие от схемы расположения трелевочных волоков на лесосеке (приложение А);

- ширина и глубина лесосеки, м;, ;

- коэффициент удлинения трелевочных волоков, зависящий от рельефа, =1,05...1,40.

(2.2)

где - количество погрузочных пунктов на участке .

2.3 Расчёт сменной производительности лесозаготовительных машин

Производительность на валке бензопилой "Тайга-214".

(1.3)

где - продолжительность смены, с. (Т=28800с);

К - коэффициент использования моторной пилы непосредственно на пиление, К=0,25…0,45;

- средний объем хлыста, м³;

Т_ц- время на обработку одного дерева, с.

Время цикла Т_ц определяется по формуле

где t_с - время срезания дерева, с;

k_с-коэффициент, учитывающий затраты времени на сталкивание дерева с пня, переход от дерева к дереву и подготовку дерева к валке.

где: d_c - диаметр дерева в месте срезания комлевой диаметр), м; k₁ -коэффициент увеличения площади пропила за счет подпила (1, 15…1, 25); П_чп - производительность чистого пиления инструмента, м²/с; ц₂- коэффициент использования производительности чистого пиления (0,3…0,6).

t_с=3.14*0.2²*1.25/4*0.01*0.4=9.8с

Т_ц=9,8*4=39,2с

Расчетное больше, принимаем табличное значение П_см=73 м³/см. Сменная производительность трелевочного трактора с чокерной оснасткой ТДТ-55.



где - средний объем трелюемой пачки, м³;

- число рейсов трактора за смену;

- - коэффициент использования рабочего времени смены (=0,90)

а) по мощности двигателя или по касательной силе тяги

где - касательная сила тяги, Н;

- сила веса трактора, Н ;

- коэффициент сопротивления движению машины 0,05-0,2 , =0,15;

- коэффициент сопротивления движению хлыстов или деревьев 0,6-0,7 , =0,4;

- величина подъема и спуска в тысячных ;

- коэффициент распределения нагрузки между машиной и волоком

касательная сила тяги может быть определена по формуле

(1.6)

где - мощность двигателя, кВт .

- коэффициент полезного действия трансмиссии, .

- скорость движения машины в грузовом направлении, км/ч применяется на первой передачи

б) по сцеплению машины с грунтом

(1.7)

где - коэффициент сцепления трактора грунтом, для зимы для лета

в) по грузоподъемности машины

(1.8)

где - допустимая нагрузка на ходовая часть (щит) машины, кН;

г) по допустимому давлению на грунт

 (1.9)

где - допускаемое удельное давление на грунт(кгс/см²);

- давление трактора на грунт (кгс/см²).

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

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

(1.10)

где - сила веса кроны, Н. Составляет 15…..30% от общего веса пачки

- средневзвешенный объёмный вес древесины, Н/м³

(1.11)

где - доля участия i-ой породы в насаждении;

- объёмный вес i-ой породы, Н/м³

- коэффициент использования расчётного объёма рейсовой нагрузки,



Количество рейсов машины в смену определяется по формуле:

(1.12)

где - продолжительность смены, с. (Т=28800с).

- подготовително-заключительное время на смену, с (t_пз=2800с).

- время движения трактора в порожнем направлении, с;

- время, затраченное на набор пачки, при трелевке подборщиками пачек принимаем

- время движение в грузовом направлении, с;

- время разгрузки пачки, с; при работе подборщиками пачек

; (1.13)

где - скорость движение машины в порожняковом направлении, м/с,

- скорость движения машины в грузовом направлении, м/с

;

Полученные значения подставим в формулу

Полученные значения подставим в формулу

Расчетная цифра получилась меньше, принимаем по норме П_см=69 м³/см.

Сменная производительность лесопогрузчика ЛТ-72

(2.20)

где - коэффициент, учитывающий неравномерность поступления лесовозного транспорта под погрузку (=0,75 - 0,80); 0.8

- средний объём загружаемого сортимента, =0,35 м³;

- продолжительность цикла погрузки одной пачки, с.

(2.21)

где и - время перемещения манипулятора штабелера с пачкой и без пачки, с.

и - время захвата и укладка пачки, с

Принимаем табличное значение П_см=140 м³/см.

Сменная производительность сучкорезно-раскряжевочных машин ЛО-120.

Выработка машин ЛО-120 зависит от среднего объема хлыста, длины выпиливаемых сортиментов и определяется по формуле

где t_ц- затраты времени на раскряжевку одного хлыста, с (105с).

м³/см.

Принимаем табличное П_см=69 м³/см

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

В данном проекте используется одна комплексная бригада, состоящая из двух звеньев: заготовка сортиментов, вывозка сортиментов, а так же используется отдельное звено: погрузка, это связано с неравномерностью подъезда под погрузку лесотранспортных машин.

Определение потребного количества основного оборудования для комплексной бригады.

где - производительность механизма i-ой операции;

- число механизмов занятых на i-ой операции;

- сменность на i-ой операции.

Выработка на отдельных операциях при проведении основных работ

а) заготовка сортиментов

(2.23)

Сменность операции принимаем

Число механизмов принимаем

б) трелевка сортиментов

(2.24)

Сменность операции принимаем

Число механизмов принимаем

г) погрузка



Сменность операции принимаем

Число механизмов принимаем

· Суточное задание комплексной бригады определяется:

(2.26)

где - минимальная выработка машин на одной операции, с учётом их числа; - максимальная выработка машины.

Таблица 2 -Потребное количество основного оборудования и рабочих для комплексной бригады.

наименования работ	число смен работы в сутки	суточное или сменное задания бригады	производительность механизма	число рабочих	марка механизма	потребное количество работающих механизмов
				по норме	фактически принятых
Валка	1	219	73	3	3	БП "Тайга-214"	3
Трелевка	3	219	69	3,2	3	ТДТ-55	1
Обрезка сучьев+раскряжевка	3	219	69	3,2	3	ЛО-120	1
Погрузка	1,5	219	140	1,6	32	ЛТ-72	1

· Определяем комплексную норму выработки для комплексной бригады.

(2.27)

где - число рабочих по норме в бригаде.

· Затем определяем фактическую выработку на чел.-день.

где - число рабочих фактически.

· Определяем процент выполнения норм выработки

(2.28)

2.5 Расчет потребного количества бригад и мастерских участков

Потребное количество комплексных бригад для выполнения производственного задания определяется по формуле

где N - число рабочих дней в году; V_год- годовое производственное задание, по сортиментной заготовке, м³; n - число лесосек, разрабатываемое за год всеми бригадами; - количество бригад, одновременно работающих в одной лесосеке; t - время на перебазировку из одной лесосеки в другую, t=0.5 дня.

Число лесосек, разрабатываемых предприятием ежегодно, составляет

где S_л - площадь одной лесосеки, М - запас древесины, м³ на 1 га.

Полученные результаты подставляем в формулу ()

.

Принимаем количество комплексных бригад 3 для выполнения производственного задания.

3. Подготовительные работы

К категории подготовительных работ относятся работы, связанные с подготовкой лесосек и строительство лесовозных усов. Они осуществляются с целью создания необходимых условий для успешного выполнения основных производственных процессов.

В состав подготовительных работ входят: осмотр и прием лесосечного фонда, подготовка лесосек для безопасной работы, растеска границ пасек и волоков, подготовка магистральных трелевочных волоков, устройство погрузочных пунктов и монтаж оборудования, подготовка места для стоянки машин и механизмов, устройство пунктов технического обслуживания и мелкого ремонта, оборудование места для хранения ГСМ, изыскание и строительство усов лесовозных дорог.

Подготовительные работы выполняются специальными бригадами. Объем подготовительных работ вычисляется умножением объема отдельных видов работ на одной лесосеки на количество лесосек, разрабатываемых в течении года. Все расчеты по определению годового объема подготовительных работ и трудозатрат сводятся в таблицу. Нормы выработки берутся из приложения.

Трудозатраты в человеко-днях по отдельным видам подготовительных работ определяются по формулам.

· Приемка лесосечного фонда

где S_год - площадь годового лесосечного фонда, м²;

H₁ - норма выработки на перечет деревьев на 1 чел-день, м², H₁=30000м²

Для хлыстовой и сортиментной заготовки

м².

· Подготовка лесосек к работе

Для хлыстовой и сортиментной заготовки

H₂ - норма выработки на подготовку лесосек к работе на 1 м², (прил. Д [1] ).

H₂=16000 м² при запасе на 1 м² от 0,0151 до 0,025 м³.

· Прорубка граничных визиров

где l₁ - протяженность визиров на разрабатываемой лесосеке;

n - количество лесосек, разрабатываемых в год всеми бригадами;

Н₃ - норма выработки на прорубку визиров, 1чел-день, м.

Для хлыстовой и сортиментной заготовки

· Подготовка магистральных трелевочных волоков



где l₂ - протяженность трелевочных волоков на разрабатываемой лесосеке, м;

Н₄ - норма выработки подготовки волоков на 1чел-день, м.

Для хлыстовой и сортиментной заготовки

· Устройство погрузочных пунктов

где n_n - число погрузочных пунктов на разрабатываемой лесосеке;

Н₅ - норма выработки на устройство погрузочной площадки, чел-день.

Для хлыстовой и сортиментной заготовки

4. Вспомогательные работы

К вспомогательным работам на лесосеках относятся: техническое обслуживание машин, обеспечение горюче-смазочными материалами, содержание инструмента, а также бытовое обслуживание рабочих, организация горячего питания, перевозка на лесосеку и обратно, обеспечение обогревательными домиками. Трудозатраты на техническое обслуживание и текущий ремонт рассчитываются исходя из отработанных моточасов. Расчеты представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Годовые трудозатраты на ТО и ТР основного оборудования

Марка машин и механизмов	Количество работающих механизмов	Число смен работы в год одного механизма	Число машино-смен в год на все механизмы	Уд. трудоемкость на ТО и ТР в чел-часах на машино-смену	Трудоемкость на ТО и ТР в чел.-часах	Трудоемкость на ТО и ТР в чел.-днях
БП	6	500	3750	3	12000	48
ТДТ-55	2	1500		6,48	77760	311,04
ЛП-30	2	375		6	18000	72
ПЛ-1В	2	250		5,06	10120	40,48
ЛО-120	2	750		6	36000	144
ЛТ-72	2	375		5,56	16680	66,72
						Т1=У682,24

· Трудозатраты на подготовку режущего инструмента

где - число работающих механизмов, имеющих режущий инструмент;

k - коэффициент, учитывающий потребность в заточке в течение смены для валочных машин-1;

a - сменность работы механизма;

N - число смен работы в году;

Т - продолжительность смены, час.;

Н_2i - норматив трудозатрат на подготовку режущего инструмента, чел.-час/шт.

Для хлыстовой и сортиментной заготовки

· Трудозатраты на ремонт чокеров

Т₃=naNH₃

Для хлыстовой и сортиментной заготовки

Т₃=1*1*250*0.05=12.5

· Трудозатраты на доставку топливно-смазочных и других вспомогательных материалов

Трудозатраты на прогрев тракторов в зимнее время, подогрев воды на лесосеке и охрану машин



где Q_г - годовой объем заготовки леса, м³;

Н₄ - норматив затрат труда, чел.-дней.

Трудозатраты на перевозку рабочих к месту работы и обратно, чел.-дней

,(4.4)

где n_м - число мастерских участков;

а - сменность работы мастерских участков.

Количество рабочих на вспомогательных работах определяется по формуле:

- суммарные трудозатраты по отдельным видам работ, чел.-дней.

Вспомогательные работы (рабочие) распределяются по мастерским участкам в соответствии с их количеством и объемом заготовок.

Для охраны мастерского участка назначается сторож, который по совместительству может выполнять обязанности истопника при разогреве машин в зимнее время.

5. Заключительные работы

Заключительные работы выполняются после окончания основных работ. К ним относятся работы, связанные с очисткой лесосек и оправкой жизнеспособного подроста. Очистка лесосек от порубочных остатков и валежника необходима для естественного лесовозобновления, обеспечения пожарной безопасности и приведение их после рубок в санитарное состояние. Отходы лесозаготовок в свою очередь могут являться дополнительным сырьем для переработки.

Основным способом очистки лесосек от порубочных остатков является сбор их в кучи и валы с последующим сжиганием.

Наиболее эффективным способом является механизированная очистка лесосек, которая производится тракторными подборщиками сучьев сразу после окончания разработки лесосеки, в том числе и в зимний период при глубине снега до 0,5 м.

При этом способе очистки порубочные остатки собирают в валы, расположенные параллельными рядами на расстоянии 15-25 м друг от друга в зависимости от захламленности лесосеки и технологии ее разработки. Как правило, подборщик двигается параллельно большему размеру лесосеки, т.е. длина гона приблизительно равна длине лесосеки. Валы должны размещаться преимущественно на волоках и по границам пасек. Размеры вала по ширине составляют 1,5-2,5 м, по высоте - 0,8-1,2 м. Рыхлые валы и валы высотой более 1,2 м должны уплотняться гусеницами трактора. Крайние валы должны отстоять от границ лесосеки на расстоянии не менее 15 м, а концу валов - не менее 10 м от стен леса.

(5.1)

где F_год - площадь годового лесосечного фонда, м²;

Н_б - норма выработки на 1чел.-день, м²;

т₀- число рабочих в бригаде;

N_o- число дней работы в год на очистке лесосеки.

бригада

Раскряжевка неликвидной стволовой древесины на лесосеке производится бензомоторными пилами "Тайга-214". Сменная производительность бензопилы при обслуживании одним раскряжевщиком составляет 15 - 20 м³. Сбор раскряжеванной неликвидной древесины с подноской до 20 м и укладкой в кучи объемом 1,5 - 2,0 м³ производится рабочими вручную.

Сбор лесосечных отходов в валы шириной 1,5 - 2,5 м и высотой 0,8 -1,2 м производится подборщиком сучьев ПСГ-3.

6. Проектирование мероприятий, обеспечивающих лесовозобновление

Способ лесовозобновления для каждой лесосеки определяют на основании анализа возможности естественного и искусственного лесовозобновления.

Для определения связи между количеством подроста до рубки и его количеством после рубки используют формулу:

(6.1)

где М_о - количество подроста на лесосеке до рубки, для хлыстовой заготовке 5тыс.шт/га*30га=75 тыс. шт. Для сортиментной заготовке 8 тыс. шт/га*30=120 тыс. шт.;

к₁ - коэффициент отношения площади, занимаемой волоками, площадками и другими технологическими объектами к общей площади лесосеки;

к₂ - коэффициент сохранения подроста, летом к₂=0,5;

Р - коэффициент выживания подроста, Р=0,5;

- зональный коэффициент, для северной тайги 0,7;

(6.2)

где S₁ - суммарная площадь пасечных, магистральных волоков, погрузочных пунктов, находящихся на лесосеке, 24000м²;

S - площадь лесосеки, м².

Для хлыстовой заготовки

М=112500*0,998*0,7*0,5*0,8=31437шт.

Для сортиментной заготовки

шт.

Для выбора того или иного лесовосстановительного мероприятия пользуются шкалой оценки состояния возобновления вырубки главными породами [1]. По данным шкалы наша лесосека требует искусственного лесовозобновления.

Для проведения искусственного лесовозобновления необходима подготовка почвы - ее минерализация. На лесосеках, очищенных от порубочных остатков, можно проводить механизированную подготовку почвы без предварительной корчевки пней, если количество их не превышает 600 шт. на 1 гектар. Для этого применяются прицепные лесные плуги ПЛП-135, ПКЛ-70, фрезы ФЛУ-0,8.

Количество пней на 1 га определится по зависимости:

(6.2)

где М - запас древесины на 1 га, м³;

V_хл - средний объем хлыста, м³.

шт.

При количестве пней более 600 на 1 га минерализация почвы проводится корчевателями ЛД-9, МРП-2, КМ-1, ТК-1.

Корчеватели разрабатывают полосы шириной 2…3 м, где производится сплошная раскорчевка.

Производительность корчевателей рассчитывается по зависимости:

где - коэффициент, учитывающий повороты корчевателя, 0,9;

- средняя скорость корчевателя, м/с, 1 м/с;

- ширина обрабатываемой полосы, 3 м.

На посадке саженцев и сеянцев применяются лесопосадочные машины МЯУ-1, СЛГ-1, СЛ-2. Производительность лесопосадочных машин 3...5 га/см.

В таблице 5 представлен набор машин и механизмов для лесовозобновления, определены трудозатраты и число рабочих на лесовозобновлении.

Число механизмов определится по зависимости:

где Q - годовая площадь лесосек, требующих возобновления, м²;

П - производительность механизма, м²/смену;

N - число дней работы в году;

i - число смен работы в сутки.



Таблица 5 - Работы по лесовозобновлению

Наименование работ	Годовой объем работ,м2	Марка механизма	Производительность механизма м3/смену	Потребное количество механизмов	Потребное количество рабочих, чел.
Вспашка	220000	ЛД-9	51160	1	1
Посев семян (саженцев)	220000	МЛУ-1	40000	1	1

7. Проектирование противопожарных мероприятий

В соответствии с постановлением Совета Министров правительства РФ №886 от 9.09. 1993 установлены правила пожарной безопасности в лесах РФ.

При проектировании лесозаготовительной деятельности необходимо наметить комплекс мероприятий, обеспечивающих противопожарную безопасность и обеспечить необходимый набор противопожарного оборудования.

При проведении очистки мест рубок лесопользователи должны:

· производить весеннюю доочистку мест рубок в случае рубки и очистки лесосек в зимнее время;

· укладывать порубочные остатки в кучи или валы шириной не более 3 м для перегнивания или сжигания или разбрасывать их в измельченном виде по лесосеке на расстоянии не менее 10 м от стен леса. Расстояние между валами должно быть не менее 20 м;

· заканчивать сжигание порубочных остатков при огневом способе очистки мест рубок до начала пожароопасного сезона;

· при сжигании порубочных остатков должны обеспечиваться сохранность имеющихся на лесосеках подроста, семенников;

· сжигание порубочных остатков сплошным палом запрещается.

Срубленные деревья в случае оставления их на лесосеках на пожароопасный сезон должны быть очищены от сучьев и плотно уложены на землю. Заготовленная лесопродукция, оставляемая на лесосеках на пожароопасный сезон, должна быть собрана в штабеля или поленницы и окаймлена минерализованной полосой шириной не менее 1,4 м.

Лесосеки в хвойных равнинных лесах на сухих почвах с оставленной на пожароопасный сезон заготовленной лесопродукцией, а также с оставленными на перегнивание порубочными остатками окаймляются минерализованной полосой шириной не менее 1,4 м. Такие лесосеки площадью свыше 25 га должны быть, кроме того, разделены минерализованными полосами указанной ширины на участки, не превышающие 25 га. Складирование заготовленной древесины должно производиться только на открытых местах на расстоянии:

- от стен лиственного леса при площади места складирования до 8 га -20м, а 8 га и более - 30 м;

- от стен хвойного и смешанного леса при площади места складирования до 8 га - 40 м, а 8 га и более - 60 м.

Места складирования и указанные противопожарные разрывы вокруг них должны быть очищены от легковоспламеняющихся материалов и окаймлены минерализованной полосой шириной не менее 1,4 м, а в хвойных насаждениях на сухих почвах - двумя такими полосами на расстоянии 5 -10 м одна от другой. Арендаторы участков лесного фонда обязаны:

Разрабатывать и утверждать для каждого арендуемого участка лесного фонда по согласованию с государственными органами управления лесным хозяйством противопожарные мероприятия.

Обеспечивать тушение лесных пожаров в местах проведения работ и действующих лесовозных дорог, а на остальной территории оказывать по требованию лесхозов и баз авиационной охраны лесов помощь в тушении пожаров на неосвоенных, а также пройденных рубкой участках лесного фонда путем выделения рабочей силы и техники.

В обязательном порядке лесозаготовительное предприятие оснащается комплектом противопожарного оборудования (таблица 6).

Таблица 6 - Набор противопожарного оборудования и средств тушения пожаров лесозаготовительных предприятий.

Оборудование	Ед. изм.	Количество средств пожаротушения	Примечание
Емкости для воды объемом 1500л	шт.	4	При наличии цистерн емкости иметь не обязательно
Насос НШН-600	шт.	4	В комплекте
Мотопомпы 600..800 л/мин	шт.	4
Напорные рукава	м	1500
Бульдозер более 100 л.с.	шт.	2
Трактор с плугом ПКЛ-70	шт.	5
Автомобили вездеходы "Урал-4320","Камаз-5310"	шт.	3
Зажигательные аппараты	шт.	4
Смачиватели	кг	200
Лесные ранцевые огнетушители	шт.	40
Ручные инструменты:
Лопаты	шт.	200
Топоры	шт.	20
Мотыги	шт.	40
Грабли	шт.	40
Пилы	шт.	10
Ведра	шт.	20
Бидоны для питьевой воды	шт.	20
Бензопилы	шт.	8
Электромегафоны ЭМ12	шт.	2
Радиостанции	шт.	6
Спецодежда	комп.		по числу рабочих
Аптечки	шт.	5
Ручные инструменты: Лопаты Топоры Грабли Пилы	шт.	10 2 2 1
Бензопилы	шт	1
Ранцевые огнетушители(РЛО-М)	шт	2
Ведра	шт	2
Радиостанции	шт	1
Аптечка	шт	1

Каждый трактор, автомашина оснащаются огнетушителем, топором, аптечкой.

8. Разработка участка лесопиления на верхнем складе

Современные требования рынка диктуют необходимость глубокой переработки древесины. В условиях лесозаготовительного предприятия постоянно имеется спрос на пиломатериалы, так называемого внутреннего потребления. Пиломатериалы могут использоваться для строительства объектов санитарно-технического назначения на территории мастерского участка. Объем переработки принимается в размере 0,5% от годового объема лесозаготовок. В качестве лесопильного оборудования могут применяться цепные, ленточнопильные мобильные лесопильные установки, а также мобильные лесопильные рамы.

Производительность лесопильных рам (РПМ-02), м³, распиленного сырья определяется по формуле:

где - коэффициент, учитывающий регламентированные и нерегламентированные простои, 0,75...0,80;

п - частота вращения главного вала, 60 об/с. Принимается по технической характеристике;

- подача (посылка) бревна на один оборот главного вала, м/об; Величина подачи зависит от диаметра распиливаемого бревна = 0,0016...0,022 м/об - РПМ-02;

q - средний объем бревна, м³;

L - средняя длина распиливаемого сортимента, 4м.

где V_x - средний объем хлыста, м³;

п - число выпиливаемых сортиментов, п = 4... 6.

Число лесопильных установок, необходимых для выполнения производственной программы определится по зависимости

,(8.3)

где Q - годовой объем лесозаготовок, м³.

Одну лесопильную установку обслуживают 2 рабочих, следовательно количество рабочих на верхнем складе - 22 человек.

9. Комплектование бригад техникой, инвентарем и оборудованием

Для выполнения годового объема лесосечных работ устанавливают общую потребность в основном, вспомогательном оборудовании и инструментах. Результаты приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Потребное количество основного, вспомогательного оборудования и инструментов для лесосечных работ

Вид работ	Наименование оборудования и инструментов	Ед.изм.	Количество рабочего оборудования и инструментов	Коэффициент перехода от рабочего к списочному	Списочное количество оборудования и инструментов	Всего
Основные работы	МЛ-119	шт.	1	1	1	95
	ЛТ-157	шт.	1	1	1
	ЛП-33	шт.	1	1	1
	ПЛ-1	шт.	1	1.8	1.8
	Тимберджек 1270	шт.	1	2	6
	МЛ-33	шт.	1	1	8
	ЛТ-72	шт.	1	1.8	1.8
	Пильные цепи	шт.	17	5	70
	Ножи сучкорезных машин	шт.	4
Подготовительные работы	Бульдозер на базе Т-130	шт.	1	1.5	1.5	41
	Бензопила	шт.	2	2	4
	Приспособление Уп-1	шт.	1	2	2
	Приспособление к кусторезу	шт.	1	2	2
	Переносная лебедка	шт.	1	1.5	1.5
	Когти и пояс	комп.	1	3	3
	Ручные инструменты(лопаты, молотки, кувалды, гаечные ключи и др.)	комп.	1	3	3
	Топор	шт.	4	3	12
	Мерная лента	шт.	1	3	3
	Буссоль	шт.	1	3	3
	Монтажные блоки	шт.	2	3	6
Вспомогательные работы	Машина технического обслуживания ЛВ-8А	шт.	1	1.5	1.5	17
	Водомаслогрейка ВМ-3М	шт.	1	1.5	1.5
	Слесарно-инструментальная мастерская ЛВ-157-01	шт.	1	1.5	1.5
	Теплогенератор ЛВ-150-1	шт.	1	1.5	1.5
	Обогревательные домики	шт.	1	1.5	1.5
Вспомогательные работы	Передвижная столовая ПС-16	шт.	1
	Автомобиль оперативный УАЗ-3303	шт.	1
	Автомобиль мастера УРАЛ-4320	шт.	1
	Автобус для перевозки рабочих ПАЗ	шт.	1
	Домик мастера ЛВ-56-01	шт.	1
	Радиостанция "Топаз"	шт.	1
Заключительные работы	Подборщик сучьев ПСГ-3	шт.
	Бензопила "Тайга 214"	шт.
Лесовозобновление	Плуг ПЛП-135	шт.	1
	Лесопосадочная машина МЛУ-1	шт.	1
Борьба с пожарами	Емкости для воды объемом 1500л	шт.	4
	Насос НШН-600	шт.	4
	Мотопомпы 600..800 л/мин	шт.	4
	Напорные рукава	м	1500
	Бульдозер более 100 л.с.	шт.	2
	Трактор с плугом ПКЛ-70	шт.	5
	Автомобили вездеходы "Урал-4320","Камаз-5310"	шт.	3
	Зажигательные аппараты	шт.	4
	Смачиватели	кг	200
	Лесные ранцевые огнетушители (РЛО-М)	шт.	40
	Ручные инструменты:
	Лопаты	шт.	10
	Топоры	шт.	2
	Мотыги	шт.	2
	Грабли	шт.	1
	Пилы	шт.	1
	Ведра	шт.	2
	Бидоны для питьевой воды	шт.	20
	Бензопилы	шт.	1
	Электромегафоны ЭМ12	шт.	2
	Радиостанции	шт.	6
	Спецодежда	комп.
	Аптечки	шт.	1

В ходе выполнения лесозаготовительных работ необходимо компенсировать износ рабочих органов и инструментов. Результаты представлены в таблице 8.

Таблица 8 - Ведомость годовой потребности в быстроизнашивающемся оборудовании

Наименование	Ед.изм.	Нормативный расход быстроизнашивающегося оборудования, ед./1000м	Годовой объем работ, м	Годовая потребность, ед.
Пильные цепи:	шт	1	160	160
Сучкорезной машины:		44.2		7072
Основной
Возвратный		20.1		3216
Ножи сучкорезные /топоры	шт	0.3		48
Круги абразивные	шт	1		170

Затем производим расчет потребности в год горюче-смазочных материалов и рабочих жидкостей.

10. Штаты лесозаготовительного предприятия

Для эффективного управления лесозаготовительным процессом планируются штатное расписание управленческого персонала и служащих.

Результаты представлены в таблице 9.

Таблица 9 - Штаты административно-технического и обслуживающего персонала

Наименование должностей	Категория работников	Число работников при годовом объеме работ 240 тыс.м3
Генеральный директор	ИТР	1
технический директор		1
Технорук		2
Мастер		3
Главный механик		1
Механик		3
Энергетик		1
Экономист		1
Нормировщик	служащие	3
Приемщик		3
Кладовщик		1
Бухгалтер		1
Кассир		1
Охранник	МОП	2
Водитель		2

Итого: 26

11. Технико-экономические показатели работы лесозаготовительного предприятия

Для сравнения эффективности хлыстовой и сортиментной технологии лесозаготовок производится расчет удельных показателей (таблица 10).

Таблица 10 - Основные технико-экономические показатели работы мастерских участков

Показатели	Участки
	Хлыстовая заготовка	Сортиментная заготовка
Годовой объем производства, м3	112000	48000
Сменный объем работ, м	260,25	216
Число рабочих на основных работах, чел.	4	3
Число рабочих на других видах работ, чел.	56
Выработка на 1 рабочего на основных работах
- в год, м3	11284	13676
- в смену, м3	43,4	52,6
Система машин на основных работах	МЛ-119 + ЛТ-157 + ЛП-33 + ПЛ-1	Тимберджек 1270 + МЛ-33 + ЛТ-72
Суммарная масса системы машин, т	74.64	31.93
Удельная масса системы машин, кг/м сменной выработки	200.62	159.67
Суммарная мощность системы машин, кВт	356.1	211
Энергонасыщенность системы, кВт/тонну	4.69	6.61
Металлоемкость системы, кг/кВт	213.24	151.34
Удельная мощность системы машин, кВт/м сменной выработки	0.94	1.06

Заключение

В данной курсовой работе по исходным данным, выданным кафедрой ТОЛЗ, были произведены расчеты хлыстовой и сортиментной заготовок.

На первом этапе было необходимо выбрать схему технологического процесса и системы машин. После анализа исходных данных для хлыстовой заготовки была выбрана следующая система машин: валочно-пакетирующая машина МЛ-119, трелевочный трактор ЛТ-157, сучкорезная машина ЛП-33, челюстной погрузчик ПЛ-1. А для сортиментной заготовки - валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина (харвестер Тимберджек 1270) + погрузочно-транспортная машина МЛ-33+ и погрузчик-штабелер ЛТ-72.

Далее было определено средне расстояние трелевки (для одного и другого случая оно оказалось равным). Для того, чтобы среднее расстояние трелевки не превышало допустимого для гусеничных тракторов значения - 300 м, лесосека была разбита на две секции.

Следующим этапом было определение сменной производительности выбранных лесозаготовительных машин и сравнение результатов со значениями, приведенными в технических характеристиках. Расхождения составили менее 15%, что допустимо.

После этого была выбрана организационная форма лесосечных работ и определено потребное количество основного оборудования и рабочих. Расчеты показали, что на основных работах необходимо для хлыстовой заготовки 5 человек, для сортиментной - 5.

Расчет потребного количества бригад и мастерских участков, позволяет сделать вывод, что как для хлыстовой, так и для сортиментной заготовок, необходима одна комплексная бригада.

По окончанию данных расчетов были составлены две технологические карты на разработку лесосек, которые включают схему разработки лесосеки, характеристику лесосеки, количественные показатели и схему мастерского участка.

Далее производились расчеты подготовительных и вспомогательных работ. Количество рабочих на подготовительных работах - 8 человек , на вспомогательных - 9 .

Заключительные работы, которые подразумевают очистку лесосек от порубочных остатков и поправку жизнеспособного подроста, выполняются подборщиком сучьев ПСГ-3.

После определения связи между количеством подроста до рубки и после, было определено, что вырубка требует искусственного возобновления, включающего минерализацию (без корчевки пней) и посев семян машиной МЛУ-1.

Далее были разработаны противопожарные мероприятия, рассчитана комплектация бригад техникой, инвентарем и оборудованием, штаты лесозаготовительного предприятия.

Библиографический список

1. Долматов С.Н., Крисько А.С. Комплексная механизация лесосечных работ. Технология и оборудование лесопромышленных производств: Учебное пособие по курсовому проектированию для студентов специальности 260100 всех форм обучения. - Красноярск: СибГТУ, 2005. - 84 с.

2. Машины и оборудование лесозаготовок. Справочник/ Е.И. Миронов, Д.Б. Рохленко, Л.Н. Беловзоров и др. - М.: Лесн. пром-сть, 1985. - 320 с.

3. Стандарт предприятия СТП 3.4.204 - 01. Требования к оформлению текстовых документов. Взамен СИП 17-98 Введен 01.04.01. - Красноярск, СибГТУ, 2001.

Размещено на Allbest.ru