Содержание разделов курсового проекта

Во введении к проекту необходимо показать актуальность его темы, роль системы машин в интенсификации лесохозяйственного производства. Текст введения должен быть увязан с индивидуальным заданием.

2.1 Характеристика зоны применения средств механизации и

обоснование лучших агротехнических сроков проведения

основных операций

В краткой характеристике зоны приводится ее географическое положение, преобладающие почвы, рельеф, породный состав лесов и климатические показатели. На основании анализа делаются выводы о лучших агротехнических сроках проведения основных операций технологических процессов:

обработка почвы, посев, посадка, агротехнические уходы, расчистка, внесение удобрений и т.п.

Примерные календарные сроки работы некоторых машин приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Годовая загрузка и календарные сроки работы машин

№ пп	Наименование машин	Годовая загрузка по поясам (календарный срок работы)
северный	средний
	Тракторы всех марок	180 (весь сезон)	200 (весь сезон)
	Тракторы трелевочные	250 (в течение всего года)	250 (в течение всего года)
	Плуги лесные	90 (20.V- 20.VI, VII- - IХ)	100 (15.IV- 15.V, VIII-Х)
	Культиваторы пропашные	55 (VI- VIII)	60 (V- VIII)
	Бороны дисковые	20 (V, 15.VII – - 15.IХ)	50 (20. IХ- 10.V, VII –IХ)
	Лесопосадочные машины и сеялки	25 (15.V- 15.VI)	30 (20.IV- 20.V)
	Фрезы лесные, рыхлители, покровосдиратели	90 (VII – IХ)	90 (VI– IХ)

Продолжение таблицы 1

№ пп	Наименование машин	Годовая загрузка по поясам (календарный срок работы)
северный	средний
	Канавокопатели	150 (VI–Х)	150 (10.V–IХ)
	Корчеватели, кусторезы, бульдозеры	180 (V–Х)	200 (IV–Х)
	Машины для борьбы с вредителями	60 (VI– VIII)	75 (V– VIII)
	Машины для внесения удобрений	50 (V– VIII)	50 (2.IV– VIII)
	Террасеры и рыхлители	100 (V – IХ)	100 (V – Х)

2.2 Проектирование ТКМ для производства

и выкопки посадочного материала

Данные комплексы машин рассчитаны для выращивания и уборки в лесных питомниках сеянцев и саженцев для лесовосстановления и лесовыращивания [1]. Поскольку условия выращивания посадочного материала в лесных питомниках во многом аналогичны соответствующим условиям, имеющим место при производстве пропашных и овощных культур, в данный раздел системы машин включено значительное количество сельскохозяйственной техники: универсально-пропашные тракторы Т-40АМ и МТЗ-80/82, самоходные шасси Т-16М, плуги, бороны, культиваторы, машины для внесения органических и минеральных удобрений, опрыскиватели, дождевальное оборудование и др.

Операции, машины и тракторы ТКМ для производства сеянцев в открытом грунте выписываются из таблицы 3.01 [1, с. 40] в соответствии с исходными данными. Сведения о часовой производительности агрегатов также приведены в системе машин [1, с. 52-57], для машин, заимствованных из растениеводства [1, с. 187-201].

Расчет потребного количества агрегатов начинают с операций, которые должны проводиться в сжатые сроки. Это посев, мульчирование, посадка. Затем переходят к менее срочным операциям. Ими могут быть агротехнические уходы, перепашка пара и т.п.

В качестве примера рассмотрим расчет посевных машин.

Для посева семян сосны применим сеялку лесную СЛУ-5-20 [1, ст. 42], которая агрегатируется с тракторами тягового класса от 6 до 14 кН. Выберем трактор МТЗ-82 (14 кН).

Лучшее время посева семян хвойных пород – весна, когда нет опасности повреждения семян грызунами, а всходов заморозками. Ориентировочно планируем провести посев с 20.04 по 30.04. Тогда количество календарных дней Д_к равно 11.

Рассчитываем количество рабочих дней

Д_р = Д_к ·к_ис, (1)

где к_ис - коэффициент использования календарного срока, который учитывает выходные дни, ремонт, техническое обслуживание и т.п.; к_ис = 0,8 …0,85.

Д_р = 11 × 0,85 = 9.

Производительность сеялки СЛУ-5-20

П_ч = 0,4 га/ч [1, с. 57].

Рассчитаем сменную производительность сеялки

П_см =(Т_см -t_пз) ·j·· П_ч, (2)

где Т_см – время смены, Т_см = 8 час;

j - коэффициент использования времени смены, j = 0,5…0,8;

t_пз - затраты времени на подготовительно-заключительные работы и отдых, t_пз ≈ 1 час.

П_см =( 8-1 ) · 0,7 · 0,4 = 1,96 га/см.

Рассчитаем количество смен, которое необходимо отработать для выполнения заданного объема работ

(3)

где w – объем работ, га.

Плановое количество агрегатов определим по формуле

(4)

где к_см - коэффициент сменности;

к_Тг - коэффициент технической готовности.

При выборе величины коэффициента сменности следует учитывать продолжительность светового дня в период проведения работ. Величина коэффициента технической готовности к_Тг = 0,7…0,9.

Расчетное количество агрегатов n_р получаем путем округления n_пл в большую или меньшую сторону.

В данном случае округление в меньшую сторону нежелательно, так как это приведет к увеличению продолжительности проведения операции. Примем n_р = 2.

Рассчитаем уточненное количество рабочих дней

; (5)

.

Уточненное количество календарных дней

; (6)

.

Таким образом, двумя агрегатами посев можно произвести с 20.04 по 7.04.

Результаты расчетов заносят в таблицу 2.

При планировании следующих операций учитывают занятость тракторов в это время.

При проектировании ТКМ следует стремиться к уменьшению потребного числа лесохозяйственных машин и средней загрузке тракторов не менее 200 смен в году. Это достигается рациональным выбором операций и полным использованием агротехнических сроков.

Кроме посева в данном ТКМ рассчитываются операции по мульчированию посевов, подготовке почвы, междурядной обработке почвы и подкормке сеянцев сухими минеральными удобрениями, поливу и выкопке и выборке посадочного материала.

при выборе количества агротехнических уходов, сроков проведения работ и многих других данных следует руководствоваться сведениями, изложенными в рекомендуемой литературе [2, 3].

Очевидно, что операции многих технологических комплексов выполняются на протяжении ряда лет. При проектировании считаем, что они выполняются в течение одного года на разных участках одинаковой площади.

Операции, машины и трактора для выращивания саженцев приведены в таблице 3.03 [1, с. 46-48]. Операции и агрегаты черного, раннего или сидерального паров - в источниках [1, 3].

При расчете сменной производительности (га/ч) машин для внесения удобрений необходимо задаться нормой их внесения.

Возьмем в качестве примера полуприцеп-разбрасыватель удобрений 1ПТУ-4 в агрегате с трактором МТЗ-82. Его производительность равна 70 Т/ч [1, с. 191].

Примем норму внесения компоста равной 30 Т/га. Тогда производительность агрегата в га/ч составит:

П_ч – 70 Т/ч: 30 Т/га = 2,3 га/ч.

Сменная производительность рассчитывается по формуле (2).

При проведении расчетов следует учитывать наличие опечаток в нормативной литературе [1]. Поэтому полученные результаты желательно сравнивать с типовыми нормами выработки [4, 5].

При выборе сроков проведения работ по выращиванию сеянцев и обработке пара следует согласовывать их между собой в том случае, если применяемые машины агрегатируются с тракторами одной марки.

Наложение календарных сроков, в этом случае, будет означать увеличение потребного количества тракторов.

Таблица 2 – ТКМ для выращивания сеянцев

Номер операции

Наименование операции

Марка машины

Марка трактора

Пч,га/ч

Псм, га/см

w, га

Количество смен

ксм

Сроки

nпл

nр

Уточненные сроки

начало

Дк

окончание

начало

Дк

окончание

Посев

СЛУ-5-20

МТЗ-82

0,4

1,96

20.04

30.04

1.4

20.4

7.04

…

При расчете менее срочных операций можно ориентируясь на частично заполненный график машиноиспользования задаваться вначале числом агрегатов п_р, а затем определять уточненное количество рабочих дней по формуле (5). После этого, выбрав дату начала или окончания выполнения операции завершают ее планирование.

С целью обеспечения рациональной загрузки тракторов ряд операций может проектироваться в несколько сроков, причем в разные периоды может быть задействовано неодинаковое количество агрегатов. Такой подход особенно важен при планировании загрузки марок тракторов занятых на выполнении большого количества операций в разных ТКМ.

2.3 Проектирование ТКМ для лесовосстановления

При выполнении проекта требуется рассчитать три ТКМ для создания лесных культур на вырубках с разными условиями местопроизрастания. Во всех трех случаях основными операциями технологического процесса являются расчистка, подготовка почвы, посадка, агрегатируемый уход и осветление.

Операция расчистки проводится с целью создания условий для качественной и производительной работы машин.

По степени доступности для лесокультурной техники свежие 1..3-летние вырубки подразделяются на следующие категории:

а₁ – доступные без расчистки полос: количество пней – до 500 шт/га; захламленность – меньше 15 плотных м³/га;

а₂ – доступные после расчистки полос: количество пней – до 500 шт/га; захламленность –более 15 плотных м³/га;

а₃ – доступные после частичной полосной корчевки пней: количество пней – более 500 шт/га; захламленность – меньше 15 плотных м³/га;

а₄ – доступные после полосной расчистки с частичной корчевкой пней: количество пней – более 500 шт/га; захламленность – больше 15 плотных м³/га.

Вырубки старые четырех и более лет, на которых нет естественного возобновления хозяйственно ценных пород, подразделяются на следующие категории:

б₁ – необходима полосная или сплошная расчистка: сомкнувшиеся лиственные молодняки со средней высотой более 2 м (фонд реконструкции); комплекс машин в этом случае приведен в таблице 4.05 [1, с. 73];

б₂ – невозобновившиеся вырубки с количеством пней до 500 шт/га доступны для обработки почвы;

б₃ – невозобновившиеся вырубки с количеством пней более 500 шт/га, требуется полосная корчевка пней.

Выбор марки оборудования для расчистки и раскорчевки полос должен быть увязан с потребным усилием корчевания и шириной полосы. Усилие корчевания зависит от диаметра пня, породы произраставшего дерева, свойств почвы и времени, прошедшего с момента рубки. В более тяжелых условиях целесообразно применять оборудование для расчистки полос, агрегатируемое с тракторами тягового класса 40 кН (ОРП-2,6).

Ширина расчищаемых полос зависит от технологии создания лесных культур. На вырубках с дренированными и временно переувлажненными почвами полосы шириной 2…2,5 м расчищаются машиной МРП-2А. При создании лесных культур по пластам осушительных канав на вырубках с постоянно избыточно увлажненными почвами полосная раскорчевка пней выполняется машиной МП-7А, ширина полос – 3 м.

Выбор машин для последующих операций зависит от степени увлажнения почв на вырубках.

2.3.1 ТКМ для создания лесных культур на вырубках

с дренированными почвами

Полный перечень операций и машин в питомнике [1, с. 61-64]. Обратите внимание на то, что в задании на разработку проекта присутствует марка машины, которая должна быть обязательно включена в ТКМ. В приложении А – это плуг ПЛ-1. Выбор марок остальных машин должен быть увязан с тем, что плуг ПЛ-1 готовит почву бороздами. Соответственно для заданных условий можно выбрать следующие операции и машины:

- полосная расчистка машиной МРП-2А: ширина полос 2 м, расстояние между их центрами 4 м (по заданию);

- нарезка борозд плугом ПЛ-1 (по заданию);

- посадка сеянцев с открытой корневой системой по бороздам лесопосадочной универсальной машиной МЛУ-1;

- агротехнический уход за культурами культиватором лесным бороздным КЛБ-1,7;

- осветление культур катком КОК-2.

Все выбранные машины агрегатируются с трактором ЛХТ-55.

При выборе сроков выполнения операций и потребного количества агротехнических уходов необходимо руководствоваться справочной литературой [7].

Особенности расчета сменной производительности большинства машин для лесовосстановления на вырубках является то, что в системе машин [1, с. 74-87] она задана в км/ч. Поэтому, для перерасчета ее на га/ч необходимо знать путь, проходимый машиной на 1 га.

Приведем пример расчета для агрегата ЛХТ-55 + ПЛ-1. Часовая производительность плуга П^/_ч = 1,5 км/ч.

Путь, проходимый агрегатом на 1 га зависит от расстояния между проходами машины

, (7)

где А - расстояние между проходами машины.

В данном случае расстояние между проходами машины равно ширине междурядий и составляет 4 м.

км/га.

Тогда производительность в га/ч может быть рассчитана по формуле

; (8)

П_ч = 1,5 км/ч: 2,5 км/га = 0,6 га/ч.

Дальнейшие расчеты потребного количества агрегатов выполняются по формулам (1-6).

Следует стремиться выполнить весь объем меньшим количеством тракторов и агрегатируемых с ними лесохозяйственных машин.

Результаты расчетов ТКМ сводятся в таблицу (по форме таблицы 2).

2.3.2 ТКМ для создания лесных культур на вырубках с

временно переувлажняемыми почвами

Перечень операций и машин этого ТКМ [1, с. 65-68] предполагает разные способы обработки почвы:

- с образованием двух пластов плугами ПЛП-135 и ПЛ-2-50;

- с образованием микроповышений (гряд) плугами ПЛМ-1,3 или фрезой ФЛШ-1,2;

- полосное рыхление машиной лесной фрезерной МЛФ-0,8.

Выбор марки лесопосадочной машины и культиватора должен соответствовать способу подготовки почвы.

По пластам посадка осуществляется двухрядной сажалкой СЛ-2. По грядам - посадка СЛГ-1, уход КЛБ-1,7 всвал. По разрыхленным полосам посадка – МЛП-1 или САБ-1, уход КЛБ-1,7 или КДС-1,8.

Обратите внимание на марку машины, указанную в задании.

Метод расчета ТКМ не отличается от изложенного в пункте 3.1. Результаты проектирования сводятся в таблицу.

2.3.3 ТКМ для создания лесных культур на вырубках

с постоянно избыточно увлажненными почвами

Создание лесных культур в данных условиях можно проводить двумя способами[1, с. 69-70]. Выбор технологии работы определяется заданием на проектирование.

При создании лесных культур по расчищенным полосам между осушительными канавами вначале производится расчистка трасс под осушительные каналы. Для этой цели можно использовать корчеватель-собиратель МП-7А на базе трактора Т-130М. Часовая производительность агрегата П^/_ч = 35 пней/ч.

Количество пней на расчищаемых полосах

, (9)

где n - количество пней на 1 га, n = 500 шт/га;

S - расчищаемая площадь, м².

, (10)

где В - ширина захвата агрегата, В = 2,5 м;

х – расстояние между трассами канав, х = 20 м.

Подставив формулу (10) в (9), получим

;

пня/га.

Производительность в га/ч может быть рассчитана по формуле:

; (11)

П_ч = 35 пней/ч: 63 = 0,56 га/ч.

Дальнейшие расчеты потребного количества машин для расчистки полос выполняются по формулам (1-6).

Прокладка трасс осушительных канав производится каналокопателем лесным навесным КН-0,6.

Площадь между каналами разбивается на кулисы шириной по 2,5 м, которые расчищаются через одну. Вначале на расчищаемых полосах производится фрезерование надземной части пней машиной МУП-4 (П^/_ч = 40 пней/ч). Затем вычесывание корней и остатков пней корчевальной машиной КМ-1А. Посадка по расчищенным полосам МЛУ-1.

Для расчета сменной производительности этих лесохозяйственных машин необходимо начертить схему создания культур и подсчитать, какое количество пней фрезеруется на 1 га и какой путь на нем проходят корчевальная и лесопосадочная машины. Дальнейшие расчеты проводятся вышеописанным методом.

Осветление культур производится агрегатом лесным химическим АЛХ-2. Внесение минеральных удобрений – машиной МВУ-1. Их часовая производительность задана в га [1 с. 86, 182]. Следует учесть, что при проведении осветления агрегат АЛХ-2 работает в режиме мелкокапельного опрыскивания (брать нужно большее значение часовой производительности в заданных пределах).

При расчетах важно правильно выбрать лучшие агротехнические сроки выполнения работ.

Расчистку трасс и вычесывание корней можно проводить с момента оттаивания почвы весной и до промерзания на глубину 5 см осенью. При этом необходимо учитывать степень увлажнения грунта. Раскорчеванные пни смещают в кулисы. При постоянном избыточном увлажнении и наличии торфяного горизонта толщиной до 20 см обычно не встречаются пни большого диаметра и размеры подпневых ям незначительны.

Прокладку канав предпочтительно проводить в конце лета или начале осени. В это время влажность почвы обычно имеет меньшие значения.

Посадку предпочтительно проводить весной укрупненным посадочным материалом (МЛУ-1).

Осветление проводится летом. Внесение минеральных удобрений (мочевины) – в мае-июне.

Технология создания лесных культур по пластам осушительных канав отличается на стадии полосной раскорчевки пней шириной расчищаемой полосы (3 м) и расстоянием между центрами полос (6 м).

Это необходимо учесть при расчете производительности плуга канавокопателя ПКЛН-500А и лесопосадочной машины СЛ-2.

Результаты расчетов сводятся в таблицу.