Темы курсовых проектов

Настоящие методические указания содержат пять тем курсовых проектов. При необходимости тематика проектирования может быть расширена.

Последующие подразделы содержат краткий перечень работ, которые необходимо выполнить при проектировании той или иной машины и примерный перечень чертежей графической части проекта. В решении всех вопросов возникающих при проектировании студент должен проявлять инициативу.

2.1 Лемешные лесные плуги

Обработка почвы играет важную роль в выращивании высокопродуктивных насаждений. Низкое качество ее подготовки ведет к плохим приживаемости и росту лесных культур.

Лесные плуги предназначены для нарезки борозд (ПКЛ-70, ПЛ-1) и формирования микроповышений (ПЛМ-1,3, ПЛП-135). Пласт отваливается на необработанную поверхность. Плуги могут быть одно- и двухотвальными.

Основными частями лемешного лесного плуга являются: рама, корпус, дисковый или черенковый ножи, рыхлительная лапа и другие приспособления.

При компоновке и расчете лемешного лесного плуга для бороздной вспашки необходимо выполнить следующие работы:

1. Построить рабочую поверхность корпуса, которая должна удовлетворять следующим требованиям:

- переворачивать пласт на 180 градусов и плотно прижимать его к поверхности поля;

- минимально крошить и деформировать пласт, укладывать его вдоль борозды в виде сплошной ленты;

- не допускать бокового сдвига пласта от края борозды.

Выполнение указанных требований в большей степени обеспечивают отвалы с винтовой поверхностью. Вопросы их построения рассмотрены в следующих учебных пособиях и справочной литературе [1, с.67; 2, с.11; 3, с.75].

2. Определить силы, действующие на плуг [2, с. 34] и произвести прочностной расчет его основных деталей [3, с.130; 2, с. 80].

3. Выбрать параметры дискового или черенкового ножа [2, с. 71; 3, с. 72-115], определить действующие на него силы [2, с. 36] и произвести прочностной расчет деталей.

4. Выполнить компоновку плуга и разработать чертеж его общего вида.

5. В соответствии с заданием разработать чертежи отдельных сборочных единиц и деталей плуга.

В задании на курсовой проект указывается ширина захвата плуга и максимальная глубина обработки, назначение, особенности конструкции и ряд других параметров. При проектировании недостающие размеры, параметры, характеризующие условия работы должны выбираться студентами самостоятельно. При использовании таких данных обязательно должна даваться ссылка на источник информации.

При разработке общей компоновки плуга следует обратиться к копиям описаний к авторским свидетельствам и патентам. По международной классификации изобретений лемешные плуги имеют следующие класс, подкласс, группу и подгруппу: A0IB13/00.

2.2 Лесные дисковые почвообрабатывающие орудия

В технологическом процессе искусственного создания лесонасаждений наиболее энергоемкой операцией является первичная обработка почвы. В зависимости от лесорастительных условий применяют сплошную или частичную обработку. Рабочие органы дисковых плугов - сферические диски. Они совершают поступательное движение вместе с машиной и одновременно вращаются вокруг своей оси. Поэтому диски легко перекатываются через различные препятствия, не забиваются растительными остатками и не залипают, медленно изнашиваются и имеют низкую энергоемкость работы.

Основными частями плуга являются: рама с опорным колесом, стойки корпусов и дисковые корпуса, состоящие из вогнутых сферических дисков, которые прикрепляются к фланцу оси, установленной на двух конических подшипниках в кронштейне стойки корпуса [3, с. 113].

Для ухода за лесными культурами и для дополнительной обработки почвы в питомниках широко используются дисковые культиваторы и бороны.

Они отличаются от плугов наличием общей оси для всех дисков одной секции (батареи).

При конструировании и расчете дискового лесного орудия необходимо выполнить следующие работы:

1. Рассчитать диаметры дисков по условиям обеспечения заданной глубины обработки почвы, свободного перекатывания через препятствия и надежного оборота пласта. Обосновать принимаемое значение диаметра сферического диска [1, с. 72; 4, с. 85].

2. Рассчитать радиус кривизны и углы заточки диска [4, с. 94].

3. Составить схему размещения дисков, рассчитать расстояние между центрами дисков и ширину их захвата [4, с. 98-127].

4. Произвести расчет сил, действующих на рабочие органы дискового орудия [2, с. 107; 4, с.81].

5. Рассчитать ось крепления дисков, ее подшипники и стойку корпуса.

6. Произвести компоновку дискового орудия и разработать его сборочный чертеж.

7. В соответствии с заданием разработать чертежи отдельных сборочных единиц и деталей орудия.

В исходных данных задания на проектирование приведены только основные параметры и условия работы дискового орудия. Недостающие размеры, показатели и другие параметры почвообрабатывающих орудий и условий их работы должны быть обоснованы на основании изучения справочников и научно-технической литературы.

При разработке схемы общей компоновки дискового орудия следует использовать серийные модели плугов и схемы к авторским свидетельствам и патентам.

2.3 Лесные почвообрабатывающие фрезы

Лесные фрезы применяют для полосной обработки почвы на вырубках. Фрезерование положительно влияет на физические свойства почвы, водный и питательный режимы растений. Перемешивание слоев почвы повышает биологическую активность всего обрабатываемого горизонта.

Наиболее широко распространены ротационные машины с горизонтальным расположением барабана. Резание производится сверху вниз, почва дробится на мелкие куски.

Основными частями лесной фрезы являются: навесное устройство, редукторы, фрезерный барабан с рабочими органами, опорные полозья или катки, защитный кожух и некоторые другие устройства.

При выполнении проекта необходимо выполнить следующие виды работ:

1. Определение параметров фрезерного барабана и рабочих органов фрезы [1, с. 82; 5, с. 212].

2. Расчет мощности, потребной для работы фрезы [1, с. 87; 3, с. 175; 5, с. 183].

3. Прочностной расчет ножей, вала и подшипников фрезерного барабана [1, с. 87].

4. Расчет фрикционного предохранительного устройства [5, с. 243].

5. Произвести компоновку фрезерной машины и разработать чертеж общего вида.

6. В соответствии с заданием разработать чертежи отдельных сборочных единиц и деталей машины.

При разработке кинематической схемы почвообрабатывающей фрезы и ее сборочного чертежа следует использовать чертежи и схемы серийных машин и рисунки к авторским свидетельствам и патентам. По международной классификации изобретений лесные почвообрабатывающие фрезы имеют индекс МКИ AOIB33/02. При расчете элементов привода фрезерного барабана следует широко использовать систему автоматизированного проектирования машин. Данные, недостающие для выполнения проекта, следует обоснованно выбирать из научно-технической литературы.

2.4 Лесопосадочные машины

Для сохранения запасов леса при постоянно увеличивающейся потребности в лесоматериалах необходима планомерная рубка и ежегодное восстановление хозяйственно ценными породами вырубленных площадей. Для выполнения больших объемов лесопосадочных работ требуется применение машин, способствующих повышению производительности труда, сокращению затрат средств и улучшению качества работ.

Технологический процесс работы лесопосадочной машины состоит из следующих операций:

- подготовка посадочного места в виде непрерывной борозды или лунки;

- подача растений в посадочную щель через определенные промежутки времени;

- заделка корневой системы, высаживаемых растений почвой.

Для выполнения этих операций лесопосадочная машина должна иметь сошник, посадочный аппарат и почвозаделывающее устройство.

При выполнении проекта необходимо выполнить следующие виды работ:

1. Выбор тягового средства [9,10].

2. Определение параметров коробчатого или дискового сошника [10].

3. Кинематический расчет ротационного посадочного аппарата [1,10].

4. Расчет ходовых колес [10].

5. Расчет диаметра и ширины обода уплотняющих катков [10].

6. Расчет на прочность отдельных элементов металлоконструкции машины (оси уплотняющих катков, присоединительный треугольник, рама, детали посадочного аппарата и его привода).

7. Произвести компоновку лесопосадочной машины и разработать чертеж общего вида.

8. В соответствии с заданием разработать чертежи отдельных сборочных единиц и деталей машины.

При разработке кинематической схемы лесопосадочной машины и ее сборочного чертежа следует использовать чертежи и схемы серийных машин и рисунки к авторским свидетельствам и патентам. Данные, недостающие для выполнения проекта, следует обоснованно выбирать из научно-технической литературы.

2.5 Манипуляторы лесохозяйственных машин

В лесной промышленности широкое распространение получили машины с гидроманипуляторами для валки, пакетирования и трелевки деревьев, ряда других операций. Опыт применения этих компактных и легкоуправляемых устройств говорит о целесообразности внедрения их для механизации лесохозяйственных работ. Особенно перспективными представляется использование манипуляторных машин на рубках ухода за лесом, которые, способствуя ускоренному выращиванию высокопродуктивных насаждений, позволяют получать дополнительное количество древесины.

В лесной промышленности и лесном хозяйстве наибольшее распространение получили манипуляторы шарнирно-сочлененного типа с гидравлическим приводом. Такой манипулятор состоит из стрелы и рукояти, которые соединяются с поворотной колонной и между собой цилиндрическими шарнирами [6, с. 3-8; 7, с. 3-52]. Для повышения маневренности рабочего органа стрела или рукоять могут иметь телескопический удлинитель. В этом случае манипулятор называется "комбинированным".

В зависимости от назначения машины в качестве рабочих устройств на манипулятор могут навешиваться захватно-срезающие устройства, клещевые захваты, грейферы, а также другие механизмы.

При конструировании и расчете манипулятора необходимо выполнить следующие работы:

1. Разработать компоновочно-кинематическую схему [6, с. 8-18; 1, с. 140].

2. Рассчитать реакции в шарнирах манипулятора и усилия в гидроцилиндрах при максимальном вылете и предельной нагрузке.

3. Построить эпюры внутренних силовых факторов и произвести расчет на прочность металлоконструкции манипулятора.

4. Рассчитать и выбрать гидроцилиндры привода стрелы и рукояти [6, с. 18-23].

5. Произвести проверочный расчет устойчивости машины.

6. Разработать сборочный чертеж манипулятора.

7. В соответствии с заданием разработать чертежи отдельных сборочных единиц и деталей манипулятора.

В исходных данных на проектирование приводится принципиальная схема манипулятора, марка базовой машины, вылет, грузоподъемность и ряд других параметров манипулятора. При проектировании недостающие размеры, принципиальные схемы и марки конструкционных материалов должны быть обоснованы на основании изучения научно-технической и справочной литературы, описаний к авторским свидетельствам и патентам (AOIG23/08). Особое внимание следует уделять составлению методики расчета манипулятора, критически и творчески подходя к предлагаемым в литературе формулам.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Нартов П.С. Расчет и проектирование специальных лесных машин. Воронеж, Изд-во ВГУ, 1975.-212 с.

2. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. Т. 2, -М.: Машиностроение, 1967.- 830 с.

3. Гильштейн П.М., Стародинский Д.З., Цимерман М.З. Почвообрабатывающие машины и агрегаты. -М.: Машиностроение, 1969.-192 с.

4. Нартов П.С. Дисковые почвообрабатывающие орудия. Воронеж, Изд-во ВГУ, 1972.-184 с.

5. Ротационные почвообрабатывающие машины / Яцук Е.П., Панов И.М., Ефимов Д.Н. и др. -М.: Машиностроение, 1971.-256 с.

6. Артамонов Ю.Г. Проектирование технологического оборудования манипуляторных лесных машин: Учебное пособие по курсовому проектированию с элементами НИРС для студентов специальности 0519. -Л.: ЛТА, 1985.-84 с.

7. Кушляев В.Ф. Лесозаготовительные машины манипуляторного типа. -М.: Лесн. пром-сть, 1981.- 218 с.

8. Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Изд. 3-е, испр. -М.: Машиностроение, 1988.

9. Справочник механизатора лесного хозяйства. Изд. 2-е, перераб. и доп. -М.: "Лесн. пром-сть", 1977.

10. Чайка О.Р. Проектирование лесохозяйственных машин. Методические указания к индивидуальной работе над выполнением расчетно-графической работы по проектированию рабочих органов лесопосадочной машины студентами 4 курса МТФ (специальность 170400, специализация "Машины и механизмы лесного хозяйства"). – Брянск.: РИО БрТИ, 1989.

11. Чайка О.Р., Кривченкова Г.Н. Проектирование лесохозяйственных машин. Методические указания по выполнению практических работ для студентов 4 курса МТФ специальности 170400. - Брянск.: РИО БГИТА, 2003.

Чайка Олег Ростиславович

Проектирование лесохозяйственных машин

Методические указания к выполнению курсового проекта

для студентов 5 курса механико-технологического факультета

(специальность 170400 Машины и оборудование лесного комплекса,

специализация 170403 Машины и механизмы лесного хозяйства).

Формат 60х84 1/16 Объем 1 п.л. Тираж 25 экз. Заказ. Бесплатно.

Брянская Государственная инженерно-технологическая академия

241037, Брянск, пр. Станке Димитрова, 3. РИО БГИТА.

Компьютерный набор Кривченковой Г.Н.