Разработка технологического процесса лесосечных работ машинным способом

 

Выбор машин по операциям и увязка их в систему

Выбор машин для выполнения лесосечных работ производится на основании таксационной характеристики, рельефа и почвенно-грунтовых условий лесосырьевой базы.

Валка, обрезка сучьев, раскряжевка – Timberjack 1270D

Трелевка – Timberjack 1010D

Погрузка – ЛТ – 72А

Определение производительности харвестера

В состав работ при заготовке сортиментов харвестерами непосредственно на пасечных лентах входят: получение задания, подготовка машины к работе, спиливание деревьев, очистка деревьев от сучьев, раскряжевка хлыстов на сортименты, переезды харвестера с одной рабочей позиции на другую, развороты при переезде с ленты на ленту, переезды на лесосеке от делянки к делянке, ежемесячное техническое обслуживание машины, сдача и приемка работы.

Сменная производительность харвестера определяется по формуле:

,

 

где  - продолжительность рабочей смены, с;  - подготовительно – заключительное время, с;  - коэффициент использования рабочего времени, ; qx – средний объем хлыста в насаждении;  - время цикла (время обработки одного дерева).

 

,

 

где t1 – время, затрачиваемое на наводку харвестерной головки на дерево, захват, спиливание и сталкивание дерева, t1 = 20,8с; t2 – время, затрачиваемое на подтаскивание дерева в зону обработки, t2 = 5…8с; t3 – время на обрезку сучьев и раскряжевку хлыстов:

 

,

 

где Нх – средняя длина хлыста; Vпр – скорость протаскивания дерева через харвестерную головку, Vпр = 3…5м/с; tр – время, затрачиваемое на один пропил, tр = 2…4с; nр – количество пропилов на один хлыст, nр = 8.

с

Время переезда машины с одной технологической стоянки на другую в расчете на одно дерево.

 

,

где Rx и rx – соответственно максимальный и минимальный вылеты манипулятора, Rx = 10м, rx = 2м; Vп – скорость перемещения харвестера по волоку, Vп = 0,6…1,2м/с; KF – коэффициент площади, осваиваемой с одной технологической стоянки:

 

 

с

с

м3

Определение размеров делянки

Поскольку размеры лесосек определены условиями технологической карты (исходя из размеров выдела), на практике зачастую необходимо устанавливать размеры делянки, исходя из условий рационального использования ЛЗМ.

Для эффективной работы харвестера необходимо отвести делянку такой ширины, которая позволит обеспечит сменное задание харвестера при выходе ее к лесовозному усу.

Сначала надо определить объем штабеля, который может быть сформирован с отведенной делянки:

 

м3,

где  – длина сортимента;  - длина штабеля сортиментов, м;  - высота штабеля, м;  - коэффициент полнодревесности;  - коэффициент, учитывающий возможность пополнения штабеля одновременно с отгрузкой.

м3.

Площадь делянки:

 

га,

 

Длина ленты, с которой харвестер может заготовить древесины равной его сменной производительности:

 

, м

 

м.

Для эффективной работы харвестера необходимо, чтобы он к концу смены подошел к лесовозному усу, данное условие записывается следующим образом:

 

м.

 

Длина делянки:

м.

Таким образом харвестер за смену разработает 2 полосы длиной 185м и вернется к усу.

Для того, чтобы учесть эффективность использования форвардера необходимо, чтобы с каждой разработанной ленты он стрелевывал целое число пачек:

 

,

 

где lн.п. – длина ленты, с которой трелевщик наберет полный воз.

 

,

где М – рейсовая нагрузка форвардера, м3.

м,

.

Определение среднего расстояния трелевки:

 

,

 

где  - ширина делянки, м; - длина делянки, м;  - коэффициент развития трелевочных волоков при обходе препятствий ( );  и  - коэффициенты, зависящие от схема расположения трелевочных волоков и погрузочных пунктов на делянке, для радиальной схемы  и .

 

м.

Определение производительности форвардера

Сменная производительность форвардера определяется по формуле:

 

,

 

где  - продолжительность рабочей смены, с;  - подготовительно – заключительное время, с;  - коэффициент использования рабочего времени, ;  - коэффициент использования расчетного объема трелюемой пачки,  ; - объем пакета сортиментов, формируемых в приемное устройстве форвардера, м3 ;  - время цикла формирования пачки сортиментов.

 

,

 

где  и – время движения форвардера в порожнем и грузовом направлениях;  - время, затрачиваемое на формирование пачки сортиментов в приемное устройство форвардера;  - время разгрузки платформы форвардера на верхнем складе.

 

,

 

,

где  и  - средние скорости движения форвардера в порожнем и грузовом направлениях;  - среднее расстояние трелевки.

с,

с.

,

где  – время, затрачиваемое на захват и укладку сортиментов на платформу форвардера за один рабочий цикл манипулятора, с;  - коэффициент, учитывающий возможность захвата и укладки манипулятором более одного сортимента за рабочий цикл манипулятора, ;  - средний объем сортимента, ;  - объем пачки сортиментов, сформированной форвардером с одной технологической стоянки;  - время переезда машины с одной технологической стоянки на другую;  - коэффициент, учитывающий затраты времени на оправку сортиментов в штабеле или на подвижном составе, .

 

,

 

где Rx и rx – соответственно максимальный и минимальный вылет манипулятора харвестера, в комплексе с которым работает форвардер; Ср – коэффициент, учитывающий потери древесины при раскряжевки хлыстов, Ср= 0,85…0,95).

м3.

 

,

с,

с,

 

,

 

с.

с.

м3.

Определение производительности погрузчика

Сменная производительность погрузчика определяется:

 

,

 

где  - продолжительность рабочей смены, с;  - подготовительно – заключительное время, с;  - коэффициент использования рабочего времени, ;  - коэффициент использования расчетного объема трелюемой пачки,  ; - рейсовая нагрузка подвижного состава, м3 (для ОНС – 6,0 на базе КамАЗ - 53212);  - время цикла.

 

,

где  - время, затрачиваемое на захват сортимента из штабеля и укладку его на подвижной состав за рабочий цикл манипулятора;  - коэффициент, учитывающий затраты времени на оправку сортиментов в платформе подвижного состава ( );  - время, затрачиваемое на подготовку подвижного состава к погрузке, с; .

Время одного рабочего цикла манипулятора:

 

,

 

где  – время на захват сортимента;  - время на поворот манипулятора вместе с сортиментом;  - время укладки сортимента на подвижной состав ( с).

Время, затрачиваемое на поворот манипулятора:

 

,

 

где  – средний угол поворота манипулятора при переносе сортимента из штабеля на подвижной состав,  рад;  - угловая скорость поворота манипулятора,  рад/с.

с.

с.

с.

м3.

Определение списочного количества машин по операциям и операторов для выполнения основных лесосечных работ

Определение списочного количества машин рассчитывается по наиболее загруженному сезону работ предприятия:

 

,

 

где  – объем заготовок в зимний период для машинного способа.

Харвестеры:

Форвардеры:

Погрузчики:

На основании проведенных расчетов потребного количества, которое принимается по большей потребности в зимний период заготовки, и выбранного режима их работы необходимо определить количество операторов этих машин. Списочное количество машин:

,

где  – коэффициент резервирования.

Результаты расчетов сводятся в таблицу.

Таблица 5.1 Ведомость списочного числа машин и операторов

Наименование машин и оборудования	Режим работы	Число машин в работе	Число операторов	Коэффициент резервирования	Списочное число машин
Timberjack 1270D	2	2	4	1	2
Timberjack 1010D	2	2	4	1	2
ЛТ – 72А	2	2	2	1,5	2