МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ
БРАТСКИЙ ЦЕЛЛЮЛОЗНОБУМАЖНЫЙ КОЛЛЕДЖ
КАФЕДРА “ТЕХНОЛОГИИ ДЕРЕВООБРАБОТКИ”
Курсовой проект по дисциплине “Технология и оборудование
лесозаготовительных производств”
Проект технологического процесса лесосечных работ предприятия сгодовым
объемом производства 150000 кубических метров
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
250302.513Т.51.0409009154. КП.01. ПЗ
Выполнил:
Студент гр. ТЛ-07сз О.И. Антипина
Руководитель:
Преподаватель И.И. Крючков
Братск 2010
Содержание
Введение
Исходные данные
1. Проектирование технологического процесса лесосечныхработ
1.1 Обоснование технологического процесса
1.2 Выбор системы машин
1.3 Расчёт производительностиприменяемых машин и механизмов
1.4 Подготовительные работы. Объем подготовительных работ ирудозатраты на их выполнение
1.5 Расчет сменного объема работ и состава комплекснойбригады
1.6 Вспомогательные работы
1.7 Расчет основных технико-экономических показателей
Заключение
Используемая литература
Введение
Цель: Закрепить теоретическиезнания по данному предмету, получить практические навыки проектированиятехнологического процесса лесозаготовительного предприятия.
Все современные технологическиепроцессы лесозаготовительных работ основаны на первичной заготовке итранспортировке деревьев, хлыстов или сортиментов. Для этого применяются машинысамых различных систем. При выборе типа технического средства обычно берутся вовнимание методы заготовки древесины (хлыстовой или сортиментный) иприродно-производственные условия (характеристика лесонасаждений, грунтовыеусловия, рельеф и др.).
В последнее десятилетие парклесозаготовительной техники во всем мире значительно вырос и отличается большимразнообразием. Постоянно растущие требования к этой технике и значительныеразличия в технологиях изготовления заставляют производителей непрестанносовершенствовать лесозаготовительное оборудование.
Исходные данные
1. Годовой объем производства,тыс. м3 150
2. Средняя высота дерева, м 25
3. Средний объем хлыста, м3 0,55
4. Запас древесины на 1 га, м3 260
5. Состав лесонасаждения 5С3Лц2Б
6. Средняя высота подроста, м
7. Количество единиц подроста на1 га, шт.
8. Уклон местности, град. 1,5
9. Способ вывозки 3000
10. Тип лесного склада 5
11. Число рабочих дней Б
12. Наличие сортировки 260
13. Заготовка с оставлениемподроста,
% хлысты есть
1. Проектирование технологического процессалесосечных работ1.1 Обоснование технологического процесса
Проанализировав исходные данные,мы можем отметить, что предприятие является средним, т.к его годовой объемпроизводства 150 тыс. м3. Средний объем хлыста 0,55 м3,значит, трактор ТТ-4 будет использован в качестве базового трактора для всейиспользуемой лесозаготовительной техники. При запасе насаждения 5С3Лц2Бпреобладающая порода сосна — 50%.
Т. к. высота подроста 1,5 м., аколичество его 3000 шт. на 1 га, то сохранение подроста не требуется. Уклонместности в 50позволяет использовать тяжелую технику. Способвывозки древесины — хлысты, это является ТП — 2 + сортировка (В-Т-О-С-П).
Лесосечный фонд, выделяемый накаждый год работы ЛЗП, представляет собой набор различных лесосек, составляющихгодичную лесосеку.
Площадь годичной лесосеки SГ (га), на которой можно заготовить объемдревесины QГ (м3), равный годовому объемупроизводства ЛЗП, определяется как
SГ =QГ / q, (1)
где q — среднийликвидный запас древесины на одном гектаре, м3/га.;
QГ — годовой объем производства, м3.
SГ =150000/260 = 576,92 га
С учетом исходных данных,предусматривающих разделение годичного лесосечного фонда по площади на лесосекис сохранением подроста и не требующие его сохранения, необходимо определить этиплощади и количество лесосек. Следует разделить лесосеки на летний и зимнийпериоды заготовки, исходя из того, что зимой заготавливается древесины на 15 — 20%больше, чем летом.
Таблица 1. Распределениегодового задания ЛЗП с учетом способа разработки лесосек и периода заготовкиНаименование способа разработки лесосек с распределением на периоды заготовки Процент площади годичной лесосеки Площадь, га.
Количество
лесосек.
Объём заготовленной древесины, тыс. м3 Средняя площадь одной лесосеки, га. 1 2 3 4 5 6
1. С сохранением подросла, в том числе:
а) в летний период
б) в зимний период
25
40
144,23
230,77
5,55 (6)
7,69 (8)
37,5
60
26
30 ИТОГО 65 14 – –
2. Без сохранения подроста, в том числе:
а) в летний период
б) в зимний период
15
20
86,54
115,38
2,70 (3)
2,88 (3)
22,5
30
32
40 ИТОГО 35 6 – ВСЕГО 100 576,92 20 150 – 1.2 Выбор системы машин
Система машин — это оптимальныйнабор машин и оборудования, предназначенных для выполнения всего циклалесосечных работ или его части.
Выбор машин и оборудованияобусловлен типом технологического процесса и конкретнымиприродно-производственными условиями предприятия: рельефом местности, несущейспособностью грунтов или степенью заболоченности лесосек, средним объемомхлыста, составом насаждений, наличием жизнеспособного подроста, видом (способом)рубки.
Исходя из анализа исходныхданных, мы подбираем систему машина на базе трактора ТТ-4, т.к средний объемхлыста 0,55 м3:
Валка — ВПМ ЛП-19, т.к уклонместности 50;
Трелевка — с ВПМ целесообразноиспользовать трактор с клещевым пачковым захватом ЛТ-154;
Очистка от сучьев + сортировка — сучкорезная машина ЛП-33а, потому что, вывоз древесины производится в хлыстах (ТП-2)и требуется сортировка;
Погрузка — лесопогрузчикперекидного типа с клещевым пачковым захватом ЛТ-188.
Sср.лес. = 32 + 40/2 = 36 га.
/> 900
18
5
36
400
50
25
/>
Рисунок 1. Схема разработкилесосеки перпендикулярно лесовозному усу.
Лесовозный ус располагается награнице лесосеки.
1.3 Расчёт производительности применяемых машин имеханизмов
Сменная производительность ВПМЛП-19, м3/см находим по формуле:
/> (2)
где ТСМ — продолжительность смены — 7 час;
tР-время на регламентируемые простои — 1,15 час;
φ- коэффициент использования рабочего времени — 0,82;
V-средний объем хлыста, пакета или пачки — 0,55 м3;
ТЦ — длительностьцикла, сек.
При расчёте производительностивремя цикла валочно-пакетирующей машины (сек) находим по формуле:
/>,(3)
где t1 — время наподведение и захват дерева ЗСУ, с;
t2 — время наспиливание дерева, с., с учётом, что R1=1,0;
t3 — время насталкивание и падение дерева на землю, сек. — 8,5;
t4 — время наукладывание дерева в пачку, c;
t5 — время на переходмашины от одной технологической стоянки на другую, с.
Время на подведение и захватдерева ЗСУ, с., находим по формуле:
/>, (4)
где lср. зсу — среднее расстояние перемещения ЗСУ до дерева, м.
для ЛП — 19 — 6,68 м,
vср.зсу — средняя скорость перемещения ЗСУ, м/с — 1,11.
/> сек.
Время спиливания одного дереваможно найти по формуле:
/>, сек. (5)
где R1 — коэффициент дополнительных затрат при подпиливании дерева — 1; d — диаметр дерева на высоте груди, м- 0,16; φп — коэф-нт использованиятехнических возможностей чистого пиления — 0,65; Ппил — производительность чистого пиления (по технической характеристике), м2/сек.- 0,03.
/> сек.
Время на укладывание дерева впачку, c:
/>,сек. (6), /> сек.
Время на переход машины от однойтехнологической стоянки на другую, с.:
/>, сек. (7)
где Rв- max вылет стрелы, м. — 9,25; q — средний запас леса (исходныеданные), м3/га — 260; υР — скорость передвижениямашины по лесосеки (техн. хар-ка), м/с — 0,56; vх — средний объем хлыста (исходные данные), м3 — 0,55.
/> сек.
Рассчитываем производительностьвремени цикла ВПМ ЛП-19, сек. (формула 3):
/> сек.
Находим сменнаяпроизводительность ВПМ ЛП-19, м3/см (формула 2):
/> м3/см
Расчет сменной производительноститрелевочного трактора ЛТ-154.
Время цикла для трелевочноготрактора ЛТ-154, сек., находим по формуле:
/>,сек. (8)
где t1 — время холостого хода трактора, сек;
t2 — время формирования пачки, сек;
t3 — время рабочего хода трактора, сек;
t4 — время отцепки пачки, сек,
Время холостого и рабочего ходатрактора, сек., находится по формуле:
/>, (9)
где lСР — среднее расстояние трелевки, м;
VСР — средняя скорость трактора в порожнем и груженом состоянии, м/сек,
Среднее расстояние трелевки, м,находится по формуле:
/>,(10)
Где a и b — ширина и длина лесосеки, м;
к1 и к2 — коэффициенты, зависящие от схемы деляны и расположения волоков,
к1=0,5 к2=0,5/n,где n — число погрузочных пунктовна одной стороне
лесосеки — 6 шт.;
к0 — коэффициентудлинения волоков — 1,05.
/> м
Средняя скорость трактора,м/сек, находится по формуле:
/>, (11)
где VII — скорость трактора на второй передаче, м/сек — 0,73 (потехнической характеристике);
VЗ.П. — скорость трактора на задней передаче, м/сек, — 0,95 (по технической характеристике).
/> м/сек
Время холостого и рабочего ходатрактора находится (формула 9):
/> сек.
Время формирования пачки, сек.:
/>, (12)
Время отцепки пачки, сек.:
/>,(13)
где φ2 — коэффициент использования расчётного объема пачки — 0,75;
К1 — коэффициентучитывающий затраты времени на формирование пачки за два приёма — 1,2;
V — объем пачки, м3 — 3,7 (техническаяхарактеристика);
vх — средний объем хлыста (исходные данные), м3 — 0,55.
/> сек.
/> сек.
Время цикла для трелевочноготрактора ЛТ-154, сек., (формула 8):
/> сек.
Сменная производительностьтрелевочного трактора ЛТ-154, м3/см, (формула 2):
/> м3/см
где ТСМ — продолжительность смены — 7 час;
tР-время на регламентируемые простои — 1,0 час;
φ- коэффициент использования рабочего времени — 0,9;
V-средний объем пачки — 3,7 м3 (техническая характеристика).
ТЦ — длительностьцикла- 1101,2 сек.
Вывозка хлыстов.
Расчет сменнойпроизводительности сучкорезной машины ЛП-33а.
При расчёте производительностисучкорезной машины время цикла находим по формуле:
/>,сек. (14)
где t1 — время подачи рабочего органа и захват дерева, с. — 20 (техническая характеристика);
t2 — время протаскивания дерева, с;
t3 — время переезда с одной погрузочной площадки на ругую по отношению к одномудереву, с.
Время протаскивания дерева, с.:
/>, (15)
где lД — средняя высота дерева, м — 25;
vср.прот — средняя скорость протаскивания, м/с — 1,7 (из технической
характеристики машины);
RД — коэффициент увеличения протаскивания за счёт перехватывания дерева — 1,35.
Время переезда с однойпогрузочной площадки на другую по отношению к одному дереву, с.:
/>, (16)
где Rn — расстояние между погрузочными пунктами, м — 100; vII — скорость машины навторой передаче, м/с — 0,73; Чдп — число деревьев на погрузочнойплощадке, шт. Число деревьев на погрузочной площадке, шт., рассчитываем поформуле:
/>, (17)
где SП- площадь тяготеющая к одному погрузочному пункту — 36 га / 6 шт. = 6 га.
q — средний запас леса (исходные данные), м3/га — 260;
vх — средний объем хлыста (исходные данные), м3 — 0,55.
/> шт.
Рассчитываем время переезда содной погрузочной площадки на другую по отношению к одному дереву, с. (формула16):
/> сек.
Рассчитываем время протаскиваниядерева, сек., (формула 15):
/> сек.
Время цикла сучкорезной машины (формула14):
/> сек.
Расчет сменнойпроизводительности сучкорезной машины ЛП-33а (формула 2):
/> м3/см
где ТСМ — продолжительность смены — 7 час;
tР-время на регламентируемые простои — 1,0 час;
φ- коэффициент использования рабочего времени — 0,75;
V-средний объем хлыста — 0,55 м3;
ТЦ — длительностьцикла, сек. — 59,75.
Расчет производительностилесопогрузчика ЛТ-188.
При расчёте производительностичелюстного погрузчика V равно вместимости единицыподвижного состава, м3. Вместимость единицы подвижного состава можнонайти по формуле:
/>, (18)
где ГПС — грузоподъемность единицы подвижного состава
КрАЗ-260 + ЛС + ГКБ-93852 — 29 т.(по технической характеристике);
ρ — средняя плотность древесины, т/м3.
Средняя плотность древесинынаходим по формуле насаждения:
Состав лесонасаждения 5С3Лц2Б (исходныеданные).
/>, т/м3 (19)
где ρс — плотность сосны — 0,863 т/м3;
ρлц — плотность лиственницы — 0,833 т/м3;
ρб — плотность березы — 0,878 т/м3.
/> т/м3
Находим вместимость единицыподвижного состава (формула 18):
/> м3
Время цикла лесопогрузчикаЛТ-188:
/>, (20)
где V — вместимостьединицы подвижного состава, м3 — 33,72 (ф.18);
VП-грузоподъемность погрузчика — 4 т. (по технической характеристике);
t1 — время на подготовку подвижного состава — 55 сек;
t2 — время на погрузку одной пачки — 95 сек;
φи — коэффициент использования грузоподъемности — 0,85.
/> сек.
Сменная производительностьлесопогрузчика ЛТ-188 находим (формула 2):
/> м3/см
где ТСМ — продолжительность смены — 7 час;
tР-время на регламентируемые простои — 1,0 час;
φ- коэффициент использования рабочего времени — 0,75;
V — вместимостьединицы подвижного состава, м3 — 33,72 (ф.18);
ТЦ — длительностьцикла, сек. — 735,72.
1.4 Подготовительные работы. Объем подготовительныхработ и рудозатраты на их выполнение
Подготовительные работы, преждевсего, нужны для создания необходимых условий по выполнению основных лесосечныхработ, т.е. таких условий, которые обеспечивали бы высокую производительностьосновных операций, а также безопасность при выполнении этих операций.
В состав подготовительных работвходят такие операции как: подготовка лесосек и погрузочных пунктов,обустройство мастерских участков, выбор трасс лесовозных усов, монтаж идемонтаж оборудования.
Периметр лесосеки и её основныхчастей находим по формуле:
РЛЕС= ДЛЕС+ ШЛЕС + ДЛЕС + ШЛЕС + ДЗБ / 1000,(21)
где ДЛЕС — длиналесосеки — 900 м.; ШЛЕС — длина лесосеки — 400 м.;
ДЗБ — длина зоныбезопасности — 900 м.
РЛЕС = 900 + 400 +900 + 400 + 900/1000 = 3,5 км.
Объем леса в зоне безопасностинаходим по формуле:
VЗБ= SЗБ * q, м3 (22)
где q — запас древесины на 1 га,
м3 — 260 (исходныеданные).
SЗБ= ДЗБ * ШЗБ / 10000 = 900 * 50 = 4,5 га (23)
где ШЗБ — ширина зоныбезопасности — 50 м.
VЗБ= 4,5 * 260 = 1170 м3
Количество погрузочных пунктов — 6 шт. (ф.10 поясн)
Трудозатраты на 1 лесосеку равныотношению объема работ на 1 лесосеке к норме выработки на 1 чел/день.
Количество лесосек в год равно20 шт. (таблица 1)
Потребное количество чел/дней вгод равно произведению трудозатрат на 1 лесосеку к количеству лесосек в год.
Общее потребное количествочел/дней в год:
35 + 83,8 + 358,2 + 182 = 659
Объем подготовительных работ, итрудозатраты на их выполнение занесены в таблицу 2.
Таблица 2. Объемподготовительных работ и трудозатраты на их выполнение
Наименование работ Норма выработки на 1 чел/день Объем работ на 1 лесосеке Трудозатраты на 1 лесосеку Количество лесосек в год Потребное количество чел/дней в год 1. Разметка границ пасек и волоков 2 км 3,5 км 1,75 20 35 2. Валка леса в зонах безопасности
Производитель-ность ВПМ ЛП-19
279,35 м3/см
1170 м3 4, 19 20 83,8 3. Трелевка в зонах безопасности
Производитель-ность трактора ЛТ-154
65,33 м3/см
1170 м3 17,91 20 358,2 4. Устройство погрузочных пунктов 0,66 6 9,1 20 182 Итого: – – – – 659
Количество рабочих дней ввесенне-летне-осенний период:
260/4 * 3 = 195 дн.
Потребное количество человек наподготовительных работах находится как отношение потребного количества чел/днейв год на количество рабочих дней в весенне-летне-осенний период:
659/195 = 3,38 = 4 чел.
Вывод: Для подготовительныхработ потребуется 4 человека.1.5 Расчет сменного объема работ и составакомплексной бригады
В данном расчете в первуюочередь определяем ведущая машина. При машинной валке ведущей машиной является валочно-пакетирующаямашина ЛП-19.
В соответствии с принятойтехнологией лесосечных работ, структуры бригады и ее технической оснащенности,определяем сменное задание бригады.
/>,(24)
где ПВЕД М — производительность ведущей машины, м3 — 279,35;
nМ — количество ведущих машин, 2 шт;
КП — коэффициент,учитывающий достигнутый уровень перевыполнения норм, вырабатываемый намастерском участке 1,07.
/> м3/см.
Расчетное число машин находится,как отношение сменного задания бригады к расчетной производительности машин.
Число рабочих принимаем — 1трактор и 1 рабочий.
Потребное количество машин ирабочих на основных работах представлены в таблице 3.
Таблица 3. Потребноеколичество машин и рабочих на основных работахНаименова-ние работ Число смен Название машин и механиз-мов Сменное задание Расчёт-ная произ-водите-льность Число машин Число рабочих Расчёт-ное Прини-маемое 1. Валка 1 ЛП-19 597,81 279,35 2,14 2 2 2. Трелевка 1 ЛТ-154 597,81 65,33 9,15 9 9
3. Очистка
+ сортировка 1 ЛП-33а 597,81 149,12 4,01 4 4 4. Погрузка 1 ЛТ-188 597,81 742,49 0,81 1 1 Итого: 16 16
Потребное количество бригадможно найти по формуле:
/>, (25)
где QСУТ — суточное задание на все предприятия, м3
QСУТ= QГОД / Д, (26)
где QГОД — годовой объем производства — 150 тыс. м3;
Д — количество дней в году — 260(исходные данные).
QСУТ= 150000/260 = 576,92 м3
Потребное количество бригад (ф.25):
/> бригада.
Количество рабочих, занятых наосновных работах находится по формуле:
/>,(27)
где КРБР — применяемоеколичество рабочих в бригаде — 16 чел. (таблица 4).
/> чел.
Вывод: Для основных работпотребуется 1 бригада из 16 человек и 16 машин.1.6 Вспомогательные работы
Вспомогательные работывыполняются в ходе проведения основных работ и служат для поддержания высокойтехнической готовности лесозаготовительного оборудования и обеспечениянормальных условий для рабочих в условиях лесосеки.
Годовой объем работ по доставкерабочих ежедневно — 260;
Годовой объем работ по доставкеГСМ ежедневно — 260;
Годовой объем работ по заточке ежедневнона каждую машину с режущими устройствами — 6 машин * 1 бригаду * 260 дней =1560;
Годовой объем работ по уходу заволоками ежедневно — 260;
Годовой объем работ по ремонтумашин ежедневно каждой машины –
16 машин * 1 бригаду * 260 дней= 4160;
Годовой объем работ по охранетерритории круглый год в 3 смены — 365 * 3 = 1095.
Трудозатраты на выполнение вспомогательныхработ определены в таблице 4.
Таблица 4. Трудозатраты навыполнение вспомогательных работ. Наименование работ Норма трудозатрат чел/дней Годовой объем работ Трудозатраты в год чел/дней 1. Доставка рабочих 1 260 260 2. Доставка ГСМ 1 260 260 3. Точка и правка инструментов и цепей пил 1 1560 1560 4. Уход за волоками 0,5 260 520 5. Ремонт машин 0,5 4160 8320 6. Охрана территории 1 1095 1095 Итого: – – 12015
Трудозатраты в год чел/днейравно отношению годового объема работ к норме трудозатрат чел/дней.
Потребное количество человек навспомогательных работах находится как отношение трудозатрат чел/дней в год наколичество рабочих дней:
12015/260 = 46,21 = 47 чел.
Распределяем рабочих попрофессиям во вспомогательной бригаде:
Шофёр — 6 человека; слесарь — 7человека; сварщик — 4 человека; токарь — 3 человек; механик — 7 человек; разнорабочие- 9 человека; повар — 3 человек; сторож -5 человека; медицинский работник — 3человека.
Итого 47 человек заняты навспомогательных работах.1.7 Расчет основных технико-экономическихпоказателей
Мастерский участок — этопроизводственная единица, которая объединяет несколько бригад и создает условиедля их нормальной работы
Мастерской участок — этоплощадка в пределах лесосеки или рядом с ней, на которой располагаются: стоянкалесозаготовительной техники, склад запасных частей и ремонтные мастерские,электроподстанция, склад ГСМ, Обогревательные домики, столовая, баня и др.,домик мастера располагается отдельно.
Комплексная бригада — выполняетвсе работы на лесосеке, начиная с валки, заканчивая погрузкой.
Укрупненная комплексная бригада(УКБ) — работает на базе двух и более трелевочных тракторов. Форма организациитруда — бригадная. Бригаду возглавляет бригадир, который по представлениюмастера утверждается приказом.
/>
Укрупненная комплексная бригада(УКБ) — 1 шт. (ф.25).
/>
Выработка на одного основногорабочего в день определяется по формуле:
/>, м3/чел (28)
где N0 — число рабочих на основных работах — 16 чел. (по схеме мастерского участка).
/> м3/чел
Выработка на одного рабочего вгод находится по формуле:
/> (29)
/> м3/чел
Выработка на одного списочногорабочего в день определяется по формуле
/>, (30)
где NСП — число рабочих, занятых на основных, вспомогательных и подготовительных работах- 67 чел. (по схеме мастерского участка).
/> м3/чел
Выработка на одного списочногорабочего в год находится по формуле:
/> (31)
/> м3/чел
Энерговооруженность на одногорабочего на лесосечных работах определяется по формуле:
/> (32)
где N — мощность (из технической характеристике) всех механизмов (изтаблицы 4), занятых на основных работах, кВт.:
Таблица 5. Мощность всех машинво всех бригадах.Название операции
Название
машин Мощность, кВт
Кол-во
машин
Кол-во
бригад Мощность всех машин Валка ЛП-19 95,6 2 1 191,2 Трелевка ЛТ-154 84,6 9 1 761,4
Очистка,
сортировка ЛП-33а 84,6 4 1 338,4 Погрузка ЛТ-188 99,3 1 1 99,3 Итого: 1390,3
/> кВт/чел.
Вывод: Ручной труд используетсяв меньшем количестве, энерговооруженность на одного рабочего на лесосечныхработах составляет 20,75 кВт.
Заключение
В результате выполнениякурсового проекта по предмету «Технология и организациялесозаготовительного производства» я закрепила теоретические знания поданному предмету, получили практические навыки про проектированию технологическогопроцесса лесозаготовительного предприятия. Также получены навыки расчётапроизводительности лесозаготовительной техники, количества её в бригадах и т.д.Научилась делать выводы о целесообразности применения того или иноготехнологического процесса заготовки лесоматериалов.
Используемая литература
1. Справочник ” Машины и оборудование лесозаготовок” Е.И. Миронов,Д.Б. Рохленко и др.;
2. Лекционный материал по ЛЗП.;
3. «Методическое пособие по курсовому проектированию» по предмету«Технология и организация лесозаготовительного производства», И.И. Крючков.;
4. Сайт фирмы «СП Грос»: spgros.ru/articles/13. shtml;
5. «Технология и машины лесосечных работ»: учебное пособие. — Перераб. и доп., С.Н. Смехов, Т.А. Захаренко. Братск: БрГТУ, 1999. — 77. с.