Комплексная механизация работ по борьбе с вредителями, болезнями и лесными пожарами

              *- в скобках указана скорость движения на передачах с ходоуменьшителем.             

              При комплектовании машинно-тракторных агрегатов необходимо знать тяговое усилие Рт на навесном устройстве или прицепном крюке трактора.

При определении тяговых усилий трактора на различных передачах для практических расчетов при комплектовании машинно-тракторных агрегатов можно пользоваться паспортными данными (технической характеристикой). В лабораторных условиях тяговые усилия вычисляют по ограничению силы тяги по сцеплению:

Рт ≤  Рсц –  Рf

Сила сцепления:

Рсц = λ * Q * μ

Трактор ТДТ – 55А

Рсц = 1 * 85260Н * 0,7 = 59682 Н

Трактор Т-130

Рсц =1*140140*0,7=98098 Н

Трактор МТЗ-82

Рсц =1*30968*0,7=21677,6 Н

а сопротивление качению трактора и тяговое усилие:

Рf  = Q * f

Трактор ТДТ – 55А

Рf = 85260 * 0,06 = 5115,6 Н

Трактор Т-130

Рf  = 140140 * 0,06 = 8408,4 Н

Трактор МТЗ-82

Рf  = 30968 * 0,04 = 1238,7 Н

где  λ – коэффициент, показывающий долю веса трактора, воспринимаемую ведущими колесами трактора (для колесных тракторов со всеми ведущими колесами 4×4 и гусеничных λ=1, для колесных тракторов 4×2 λ=2/3); Q – эксплуатационный вес трактора, Н (таб. 1) ; f – коэффициент сопротивления передвижению трактора (для колесных тракторов 0,04, для гусеничных 0,06); µ - коэффициент сцепления движителя трактора с почвой(для гусеничных тракторов он равен 0,7, для колесных 0,3).

Выбор рабочей передачи трактора и скорости движения агрегата производится путем сравнения тягового сопротивления Rагр с тяговым усилием Рт на навесном устройстве или прицепном крюке трактора на различных передачах. При этом стремятся достигнуть более полной загрузки трактора, так как наивысшая производительность достигается при его максимальной тяговой мощности (кроме случаев, когда скорость движения агрегата ограничивается технологическими или природно-производственными условиями).

Общее тяговое сопротивление навесного агрегата:

где  Qм.н – вес рабочих навесных машин, орудий, входящих в агрегат, Н; λд – коэффициент догрузки трактора за счет веса навесных машин (λд=0,3…2,0); fт – коэффициент сопротивления передвижению трактора (принимается по учебнику (2) таблица 14.1), i- уклон.

Для  подборщика сучьев ПС – 2,4:

Rагр.= 44460 Н + 14700 Н *(1,15*0,06+0,07)= 46503,3 Н

Для плуга ПЛП-135:

Rагр.=8418,9 Н + 9506 Н * (1,15*0,06+0,07)=9740,2 Н

Для опрыскивателя ПОМ-630:

Rагр.=3158 Н + 12740 Н  * (1,15*0,06+0,07)=4928,9 Н

Степень загрузки трактора определяется коэффициентом использования тягового усилия трактора ηи, т.е. отношением тягового сопротивления машины или агрегата Rагр к номинальному тяговому усилию трактора на данной передаче Ртi:

ηи = Rагр/ Ртi

При ηи ниже допустимой величины (0,80…0,95) нужно выбрать более высокую передачу, если скорость движения не ограничивается технологическими и другими факторами. При этом тяговое усилие трактора Рт должно удовлетворять условию.

Степень загрузки трактора при уборке сучьев:

На первой передаче:

ηи = Rагр/ Ртi= 46503Н/56900Н = 0,82

На второй передаче:

ηи = Rагр/ Ртi= 46503 Н/40200Н = 1,15

Результат на первой передаче удовлетворяет условию(ηи =0,80…0,95), следовательно трактор ТДТ-55А при уборке сучьев будет двигаться на I передаче.

Степень загрузки при прокладывании минерализованных полос:

На первой передаче:

ηи = Rагр/ Ртi= 9740,2 Н/91700Н = 0,1

На второй передаче:

ηи = Rагр/ Ртi= 9740,2 Н/66800Н = 0,16

Результат на первой передаче не удовлетворяет условию

(ηи =0,80…0,95), но и на II передаче так же не удовлетворяет условию. Поэтому считаю целесообразным выбирать степень загрузки по рабочей скорости ПЛП-135 которая соответствует I передаче.

Степень загрузки  при опрыскивании:

На первой передаче:

ηи = Rагр/ Ртi= 4928,9 Н/14000Н = 0,35

На третьей передаче:

ηи = Rагр/ Ртi= 4928,9 Н/14000Н = 0,35

Результат на первой и третьей передаче не удовлетворяет условию (ηи=0,80…0,95), считаю целесообразным выбрать III передачу что соответствует рабочей скорости ПОМ-630.

3 Технико-экономические показатели использования машинно-тракторного парка

3.1 Расчет производительности машинно-тракторных агрегатов

Сменная производительность большей части применяемых машинно-тракторных агрегатов (почвообрабатывающих, посевных, посадочных, для внесения удобрений, вычесывания корней, опрыскивателей, опылителей, аэрозольных генераторов, листоуборочного, газонокосилок и других) определяется по формуле:

Псм.= 0,36* В* υ* Тсм* Кв* Кυ* Кэк. ,га/см

где В – конструктивная ширина захвата агрегата, м (применяется по технической характеристике рабочей машины таб. 1)); υ – теоретическая скорость движения агрегата на i-й передаче, м/с (принимается по технической характеристике трактора таб. 1); Тсм – продолжительность смены, ч; Кв – коэффициент использования конструктивной ширины захвата рабочей машины (для плугов - 1,1, для сеялок – 1,0, для борон - 0,98 и культиваторов - 0,96); Кv – коэффициент использования теоретической скорости движения агрегата; Кt – коэффициент использования времени смены (принимается Кt=0,75-0,90); Кэк - коэффициент экономичности движения агрегата, учитывающий затраты времени на холостые ходы.

Коэффициент использования теоретической скорости движения агрегата определяется по формуле:

Кυ= (1-δ)*(1-λл)

где δ - коэффициент буксования(коэффициент буксования зависит от типа ходовой части и величины загрузки трактора, состояния и типа почвы и при полной тяговой нагрузке составляет для гусеничных тракторов δ=0,02-0,03, а при полной нагрузке δ= 0,16-0,25.); λл -коэффициент криволинейности хода трактора (значение колеблется от 0,05 при работе на старопахотных культурных землях, до 0,30- на вырубке и склонах).

Для гусеничных тракторов:

ТДТ-55а

Кυ= (1 – 0,05)* (1 – 0,15)= 0,8

Т-130

Кυ= (1 – 0,005)* (1 – 0,15)= 0,85

Для колесного трактора МТЗ-82:

Кυ= (1 – 0,03)* (1 – 0,15)= 0,82

Операция №1 Уборка сучьев:

Производительность ПС-2,4

Псм.= 0,36* 2,4м* 0,75м/с*8ч* 0,96* 0,8* 0,95= 3,78 га/см

Операция №2 прокладывание минерализованных полос:

Производительность ПЛП-135

Псм.= 0,36* 1,35м* 0,6м/с* 8ч* 1,1* 0,85* 0,95= 2 га/см

Операция №3 опрыскивание:

Производительность ПОМ-630

Псм.=0,36* 16,2м* 2,2м/с* 5ч* 1* 0,82* 0,95= 50 га/см

Операция №4 тушение пожаров:

Производительность АЛП-221

Расход воды 233л/мин, 3л/м2, тушение пожара производится круглосуточно, но для удобства расчетов дни принимаются как 8 часовые смены (т.е. 2 рабочих дня принимается как 16 часов тушения пожара)

Псм.=(V1*60мин*0,25t)/(S*V/S1)

Где V1 –  количество воды, л/мин; 0,25t – четверть смены 2 часа (берется для того что бы рассчитать производительность на непосредственное тушение, 2 часа тушение, 6 часов – забор воды); S – площадь возгорания, м2; V – количество требуемой воды на 1 м2, л; S1 – площадь возгорания, га.

Псм.= (233*60*0,25*8)/(337000*3/33,7)=0,9 га/см

Псм.= 0,9 га *10000м2*3 л/м2/900л= 30 машин воды

3.2 Расчет потребного количества машинно-тракторных агрегатов

Если условно принять, что объемы планируемых работ ежегодно равны, а природно-производственные условия на обрабатываемых ежегодно участках одинаковы, то можно допустить, что все объемы работ, указанные в технологических картах, будут выполняться ежегодно.

На основании указанных объемов рассчитывают потребное количество тракторов nт отдельно по маркам и видам работ, пользуясь формулой:

nт= Vi/ Псм* Др* Ксм* Кт.г

где Vi  - объем работ данного вида, физические единицы; Псм – сменная производительность агрегата, физические единицы; Др – количество рабочих дней, необходимых для выполнения данного вида работ; Ксм – коэффициент сменности (Ксм=1,0…2,0); Кт.г. – коэффициент технической готовности парка, при односменной работе Кт.г.=1, так как ТО выполняется в межсменное время, при работе более одной смены в сутки (Кт.г.=0,70…0,80)

Для уборки сучьев:

nт=67,5га/ 3,78 * 18* 1* 1=1 машина.

Для строительства минерализованных полос:

nт=2,6 / 2,2* 2* 1* 1=1 машина

Для опрыскивания:

nт= 135 / 50* 2* 1* 1=2 машины

Для тушения пожаров:

nт= 33,7/ 0,9* 2* 1* 1=19 машин

3.3 Определение потребности в топливе и смазочных материалах

Расход топлива определяется исходя из норм расхода его на 1 га физического вида выполняемой работы, на 100 км пробега автомобиля или на 1 машино-час работы кранов, землеройных и других машин.

При использовании нормы расхода топлива на 1 маш.-ч  работы машины общий расход топлива:

где Т – продолжительность работы агрегата, ч (принимаются по технологической карте, графа 10); Нт – норма расхода топлива на 1маш.-ч работы машины, кг

Для вычисления требуемого количества топлива на 1 маш.-ч работы используется формула:

Нт=Мт*Vт/1000

где М – мощность двигателя, кВт; Vт – удельный расход топлива, г/кВт*ч.

Расход топлива для ТДТ-55А:

Нт=58,8*252/1000 = 14,8 кг/маш.-ч

14,8*144=2131,2 кг

Расход топлива для Т-130:

Нт=118*239/1000 = 28,2 кг/маш.-ч

28,2*16=451,2 кг

Расход топлива для МТЗ-82:

Нт=55,2*252/1000 = 13,9 кг/маш.-ч

13,9*16=222,4 кг

На данной операции используются 2 машины, поэтому

222,4*2=444,8 кг

Расход топлива для АЛП-221:

где L – общий пробег автомобиля данной марки, км; Нкм – норма расхода топлива на 100 км пробега автомобиля, л (3).

Gm=33*98,5/100=32,4л

На данной операции используются 19 машин, поэтому

32,4*19=615,6л

Общая потребность в топливе Gт для выполнения механизированных работ:

Gт = Gт1 + Gт2 + Gт3 + Gт4 =2131,2 кг + 451,2 кг + 444,8 кг + 615,6 кг = 3642,8 кг

Таблица № 1

Потребное количество топлива и смазочных материалов для выполнения заданного объема работ (на основании расчета и прилагаемых материалов)

Заключение

В курсовом проекте была применена комплексная механизация работ по борьбе с вредителями, болезнями и лесными пожарами.

Для этого были выбраны механизмы, обоснована технология, произведен расчет тягового сопротивления рабочих машин, тракторов. На основании выше изложенного был произведен расчет производительности машинно-тракторных агрегатов и их потребного количества, определение потребности в топливе и смазочных материалах.

Для очистки мест рубок от захламленности и порубочных остатков на 67,5 га использовать подборщик сучьев ПС-2,4 на тракторе ТДТ-55А за 18 рабочих дня в количестве 1 шт при производительности 3,78 га/см.

Для обустройства минерализованных полос на 2,6 га использовать плуг ПЛП-135 на тракторе Т-130 за 2 рабочих деня в количестве 1 шт при производительности 2 га/см.

Для тушения низовых и почвенных пожаров, доставки персонала и средств тушения к месту возгорания на 33,7 га использовать автомобиль лесопатрульный АЛП-10(66)-221 на базе ГАЗ-66-01 за 16 часов в количестве 19 шт при производительности 0,9 га/см.

Для опрыскивания насаждений от болезней и вредителей на 135 га использовать опрыскиватель ПОМ-630 на тракторе МТЗ-82 за 2 рабочих дня в количестве 2 шт при производительности 50 га/см.

Литература

1.      Машины, механизмы и оборудование лесного хозяйства: Справочник/ В.Н. Винокуров, В.Е. Демкин, В.Г. Маркин, В.Г. Шаталов, Л.Д. Шаталов. – М.: МГУЛ, 2002. – 439с.

2.      Винокуров В.Н. Система машин в лесном хозяйстве: Учебник для вузов/ В.Н. Винокуров, Н.В. Еремин; Под редакцией В.Н. Винокурова. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 320 с.

3.      Данные сайта http://www.putevoi-list.ru/normi-rashoda-topliva.html

4.      Машины и механизмы. Методические указания по выполнению курсовой работы; А.А.Хавыев. – Пермь, 2008 – 36с

5.      Курс лекций по дисциплине «Механизация лесохозяйственных работ» (А.А.Хавыев)

Графическая часть

Технологическая карта

График машиноиспользования

1