Машины и механизмы

Таким образом, ввиду большого расхода  семян и больших затрат на уходы  стоимость культур, созданных посевом, часто выше, чем стоимость культур, созданных посадкой, а приживаемость  их ниже на 10 – 15 %. Поэтому на практике предпочтение отдают посадке леса как  более надежному методу создания культур.

Посадку сеянцев и саженцев осуществляют вручную или лесопосадочными  машинами. Наиболее распространенные способы ручной посадки — под  меч Колесова в вертикальную щель и под мотыгу в наклонную щель. В первом случае тяжелым мечом (типа узкой лопаты) в почве готовят  клиновидную щель и опускают сеянец, меч вторично заглубляют в 8 см от первой щели, и корневая система сеянца зажимается сначала снизу, затем сверху; землю уплотняют ногой, чтобы щель не разошлась. Посадку проводят двое рабочих.

При определении глубины посадки  учитывают возможную осадку рыхлой почвы, поэтому корневую шейку сеянцев  опускают ниже поверхности почвы на 2—Зсм.

Важное условие при посадке  материала с открытой корневой системой предохранение корней от подсыхания, корни сеянцев (саженцев) должны  
все время находиться во влажной среде. Для этого на дно бункеров посадочных машин и ручных подносок укладывают влажный мох или другой субстрат, в жаркую погоду бункеры (подноски) сверху покрывают брезентом, мхом и пр.; сеянцы для посадки вынимают из бункера (подноски) по одному.

Посадку крупномерным посадочным материалом применяют в целях повышения  приживаемости и устойчивости лесных культур и сокращения затрат на уходы  за почвой. Культуры создают 2 – З-х  летними саженцами с размером надземной части 30 – 60  см. Посаженные на вырубку деревца такого возраста и размера практически не подвержены заглушению травой, отпадает необходимость  в уходах, предусматриваются лишь рубки ухода (осветление, прочистка) в 5 – 10-и летнем возрасте. В связи  с этим густота культур снижается до 2 – 3 тыс.шт. на 1 га, посадочный материал можно выращивать в уплотненных школах питомника; посадку осуществлять без предварительной подготовки почвы вручную, в ямки, под лопату или специальными машинами.

В данном случае будет производиться  посадка сеянцев.

Обработку почвы в зависимости  от типа условий местопроизрастания проводят вышеописанными способами. Уход за лесными культурами важнейшее мероприятие, часто определяющее конечный результат выращивания. Необходимость проведения уходов, их виды и количество зависят от климатической зоны, категории площади (свежие или старые вырубки), типа вырубки, способа обработки почвы, вида посадочного материала и пр. Различают два основных вида уходов: уход за почвой (агротехнический) — уничтожение сорной растительности, и рыхление почвы (прополка и рыхление); уход за растениями (лесоводственный) — освобождение культур от мешающей их росту быстрорастущей поросли лиственных пород, а также дополнение культур. В лесной зоне, где достаточное и избыточное увлажнение, основная цель уходов защита культур от конкуренции травянистой растительности за свет и питательные вещества, а также предотвращение заваливания травой и затем снегом в зимнее время. Наиболее распространенный способ создания культур в этой зоне посадка по пластам или по дну плужных борозд. Опыт показывает, что в этом случае существенно замедляется развитие травянистой растительности, особенно в первые 2 года, поскольку пласты и борозды зарастают незначительно и прежде всего на свежих вырубках. В связи с этим намечают уходы (прополку): в 1-й год — не проводят, во 2-й один (в июле), в 3-й два (в мае, июле) и в 4-й — один (в июне). Всего четыре ухода, а количество агротехнических уходов здесь может изменяться от 3 до 6 – 7. В лишайниковых, вересковых и других типах вырубок, где травянистая растительность не разрастается, уходы не рекомендуются, рыхление почвы при достаточном увлажнении не требуется. Уходы не предусматриваются также и при посадках крупномерным посадочным материалом.

Агротехнический уход за культурами в лесной зоне включает рыхление и  прополку посадочных мест легкими мотыгами вокруг растений, окашивание косой  или моторизованными агрегатами типа и др. Механизированный уход за культурами возможен лишь при посадке по дну борозд или при обработке почвы полосами. В этом случае применяют культиваторы,  дисковые батареи которых подрезают сорные растения по обе стороны ряда. При посадке по пластам механизированный уход затруднен, ручные уходы трудоемки, поэтому перспективно применение гербицидов.

Химический уход за культурами осуществляют ручными и тракторными опрыскивателями для уничтожения сорных трав в рядах культур используют симазин, атразин (5-7кг/га), аминную соль 2,4-д и др. Симазин применяют для обработки поверхности пласта весной до появления сорняков, атразин и соль 2,4-д — по отросшим сорнякам в начале лета. Опрыскивание должно быть направленным, у поверхности земли, чтобы химикаты не попадали на саженцы. Обычно одной обработки вполне достаточно. Опрыскивание способствует сохранению влаги, и уничтожению сорной растительности, которая является злейшим конкурентом древесных растений за влагу, свет и элементы питания. После прохода культиваторов остается не обработанной узкая (30 – 40 см) защитная полоса по обе стороны ряда. Уход в ряду проводят вручную или специальным ротационным культиватором КРЛ- 1.

Лесоводственный уход за лесными культурами планируют прежде всего на вырубках в лесной зоне, где почти всегда происходит естественное возобновление  лиственных пород, заглушающих культуры. Поросль лиственных пород удаляют  рубкой ручными инструментами; моторизованными инструментами, химическим способом (препараты 2,4-д, 2,4,5-Т в дозе 3кг/га в виде водной эмульсии).

Дополнение культур (повторная посадка в местах отпавших или погибших растений) проводят весной на 2 – 3-й год роста культур посадкой вручную сеянцев или саженцев 1 сорта. Если отпад растений в культурах не превышает 10% и равномерно распределен по площади, то дополнение не проводят. Этот вид ухода предназначен для достижения своевременного и равномерного смыкания культур и успешного их роста.

 

2. Комплектование машинно-тракторных агрегатов

 

Перед комплектованием и расчетом машинно-тракторного парка определяют общие объемы механизированных работ  по производственному объекту, которые  необходимо выполнить в течение  расчетного периода. После этого устанавливают наиболее характерный по объемам работ год, который и принимают за расчетный. При расчете потребности в машинно-тракторном парке за основу берут физические объемы работ на расчетный год расчетного периода, сменные нормы выработки и агротехнические сроки проведения этих работ. При комплектовании состава машинно-тракторного парка необходимо соблюдать неразрывный комплекс: агробиологию — обеспечение выполнения агротехнических требований; комплексную механизацию — все операции должны выполняться машинами; экономику — денежные и трудовые затрать на выполнение всего объема работ по производственному объекту должны быть минимальными. Рабочие машины выбирают, исходя из обеспечения агротехнических требований и прогрессивной технологии работ в конкретных условиях работы, почвенных условиях, рельефа, размера участков и т. п. При выборе определенного типа трактора предусматривают:

–– обеспечение выполнения по тяговому усилию и мощности запланированных для него работ с максимальным использованием тягового усилия;

–– получение наилучших экономических показателей — наивысшей производительности и наименьших эксплутационных издержек в условиях данного производства;

–– использование при выполнении комплекса работ возможно большего числа намеченных машин и максимально по времени в течение года.

Основные задачи комплектования агрегатов  на базе имеющейся в хозяйстве  техники сводятся к выбору состава  машинно-тракторных агрегатов и  скоростного режима. Целесообразна  такая скорость движения, при которой  обеспечивается хорошее качество работы и оптимальная загрузка трактора. В интервале допустимых скоростей  определенной марки трактора устанавливается  необходимая передача. Необходимо выбрать  такую передачу, чтобы трактор  мог в данных условиях работы преодолевать сопротивление рабочей машины.

2.1. Выбор типа трактора и рабочей машины

 

2.1.1. Характер выполнения технологического процесса

 

Для выполнения определенной работы нужно учитывать: ширину колеи трактора, которая должна соответствовать  ширине междурядий, ходовая часть  должна быть достаточно узкой, чтобы  не повреждать обрабатываемые растения, дорожный просвет и т.д. Это обеспечит  высокое качество и соблюдение технологии работ.

 

2.1.2. Степень универсальности трактора

При подборе трактора необходимо предусмотреть  их возможно более полное использование  в течение всего сезона, поэтому  нужно учитывать универсальность  трактора, то есть способность агрегатироваться с разными рабочими машинами.

Для условий лесного хозяйства, где лесокультурные площади невелики, часто неправильной конфигурации и  сложны по условиям работы (наличие  пней) важными показателями агрегата является его маневренность. Поэтому  при составлении агрегатов предпочтение надо отдать навесным машинам. При учете  вышеизложенного, для создания лесных культур выберем следующие тракторы и агрегаты:

1. Расчистка полос: Клин для расчистки полос при выполнении лесовосстановительных работ, + ТДТ-55А
2. Подготовка почвы: обработка почвы на расчищенных полосах при нарезке борозд — плуг ПКЛ-70 + ТДТ-55А
3. Посадка лесных культур: саженцами в дно борозды – Лесопосадочная машина универсальная МЛУ-1А +ТДТ-55А
4. Агротехнический уход за лесными культурами: механический – культиватор КЛБ-1,7+ ТДТ-55А
5. Лесоводственный уход (осветление): механический –в междурядьях лесных культур — каток КОК-2 в рядах — «Секор-3»;

 

2.2. Расчет тяговых сопротивлений лесохозяйственных машин

 

Сопротивление лесохозяйственных  машин, которое возникает при  их перемещении под воздействием тягового усилия трактора, называется тяговым или рабочим сопротивлением. Тяговое сопротивление — один из важных эксплуатационных показателей  лесохозяйственных машин. Оно складывается из следующих основных величин:

- сопротивления от сил трения  качения ободьев колес о грунт,  сил трения скольжения рабочих  поверхностей машин об обрабатываемый  материал и сил трения между  отдельными частями машины R_тр

- сопротивления резания и крошения  обрабатываемого материала R_р.к.

- усилия, затрачиваемого на отбрасывание отдельных частей обрабатываемого материала R_к.э.

- сопротивления подъему R_под

- сопротивления сил инерции R_с.и., возникающих при неравномерном движении машины.

Таким образом, баланс сопротивления  машин в общем виде можно представить  формулой:

                        R_т= R_тр+ R_р.к.+ R_к.э.± R_под± R_с.и.

 

Во время холостых переездов  тяговое сопротивление состоит  из сил, идущих на преодоление сил  трения качения ободьев колес  о почву, и сил трения во втулках  колес, а при движении вверх по склону также из сил сопротивления  подъему.

 

 

 

2.2.1. Сопротивление плуга ПКЛ-70А

                             R_пл= R₁+ R₂+ R₃+ R₄;

                  R_пл=J*f_m*g+K_n*a*b*n+ε₀*a*b*n*V+μ*∆ ab, H,                                                 где R₁ – сумма сопротивлений трения при передвижении плуга в борозде;  

 f_m -  коэффициент трения почвы о металл;                                                            g – ускорение силы тяжести, м/с²;                                                                            J – масса плуга, кг;                                                                                                                                 R₂ – сопротивление почвы деформации при пахоте;                                          K_n – коэффициент удельного сопротивления почвы, H/см²;                                                       а- глубина вспашки, см;                                                                                                                 b – ширина захвата корпуса плуга, см;                                                                   n – количество корпусов;                                                                                                              R₃ – сопротивление, возникающее в результате сообщения кинетической энергии частицам массы пласта при отбрасывании их в сторону;                              ε₀ – коэффициент динамической пропорциональности;                                        V – рабочая скорость движения, м/с;   

для практических расчетов можно принять : R₃=0,1 R₂;                                                                          R₄ – сопротивления, возникшее при разрыве корней;                                                                      μ – коэффициент, определяющий усилие на разрыв единицы площади поперечного сечения корней, H/см²;  μ=200-300 H/см;                                         ∆ ab – суммарное сечение корней, приходящееся на всё поперечное сечение пласта, см.   ∆ ab=2-5% от ab.

 

R_пл = 485*0,8*9,8+5,3 *12*60*1+381,6+250*36=18071,2H=14кН

∆ ab=0,05*15*70=36 см

2.2.2 Расчёт сопротивления клина КРП-2,5А

Рабочее сопротивление клина при расчистке  полос от порубочных остатков Rк, кН, находится по формуле:

Rk = Gk * (f + sin?) + G2 * f2 * sin?/2

где Gk - вес  клина, кН, Gk = 8,54;

f - коэффициент  сопротивления перемещению клина  по грунту, f = 0,5;

? - величина  уклона местности, ? = 3о;

G2 - вес  порубочных остатков, перемещаемых  клином, кН, G2 = 10кН;

f2 - коэффициент  сопротивления перемещению порубочных  остатков по грунту, f2 = 0,7;

? - угол  между отвалами клина в плане, ? = 80о.

Rk = 8,54 * (0,5 + 0,05) + 10 * 0,7 * 0,6 = 8,9кН

 

2.2.3. Сопротивление лесопосадочных машин МЛУ-1А

 

                                R_л.м=G_л.м*f_m*g+К_n*a*b*n, H   

 где G_л.м – масса машины, кг;                                                                                                               f_m – коэффициент трения металла машины о почву;                                                                            K_n – коэффициент удельного сопротивления почвы;                                                                        а – глубина хода сошника, см; а=20-40 см;                                                                                         b – ширина сошника, см;                                                                                                                                       для сеянцев b=12-15 см; для саженцев b=30-35 см;                                                                          n – количество сошников.                                                    

R_л.м=900*0,4*9,8+5,3 *30*15*1=5913H=5,9кН              

2.2.4. Сопротивление машин для дополнительной обработки почвы

(культиватор КЛБ-1,7)

R_м=К*В_р, Н ,

 

где К-коэффициент удельного сопротивления  машины на один метр ширины захвата, Н/м,