Валочные, валочно-пакетирующие и валочно-сучкорезно-пакетирующие машины
Валка деревьев может осуществляться машиной, выполняющей только одну операцию, состоящую из двух элементов: отделение дерева от пня, сталкивание (снятие и укладка) в заданном направлении. В этом случае необходима машина для сбора деревьев в пачки, которая полностью или частично должна повторить маршрут движения валочной машины по лесосеке, что отрицательно сказывается на состоянии почвенного покрова и окружающей природной среды. В связи с этим широко распространено совмещенное выполнение процессов валки и пакетирования деревьев одной машиной, что является логически верным и наиболее целесообразным объединением функций, когда после отделения дерева от пня оно и может быть уложено в пачку. Применяются машины комбинированного типа, осуществляющие, наряду с валкой, обрезку сучьев дерева и пакетирование хлыстов в пачки, что позволяет увеличить число функций, выполняемых лесозаготовительной машиной, и сократить количество машин на лесосеке.
По способу разработки лент машины, выполняющие валку деревьев, разделяются на фланговые и фронтальные. У фланговых машин велики холостые перемещения при переходе между лентами. Фланговые могут работать и без холостых перемещений, двигаясь по спирали или периметру делянки, однако это создает трудности для выполнения последующих после валки операций (сбора пачки и трелевки). Схемы работы машин представлены на рис. 3.8.
Часовая производительность машины может быть определена из выражения
, (3.60)
где Т – время, затрачиваемое на выполнение машиной всех операций в расчете на одно дерево, с; V – средний объем хлыста, м3.
Значение Т рассчитывается по формулам:
для ВМ-4Б
, (3.61)
для ЛП-19
, (3.62)
для ЛП-54
, (3.63)
для ЛП-17А и ЛП-49 (валка-пакетирование)
(3.64)
для ВМ-4Б (валка пакетирование)
(3.65)
где – время на обработку одного дерева, с. Оно складывается из времени: доставки и установки срезающего и валочного механизмов и погрузочного рычага у дерева (tус = 8…12 с); срезания дерева (tc = dс/u); сталкивания его с пня (tа = 3…5 с); подъема комля погрузочным рычагом (tп = 4…7 с); t1 – время на поворот манипулятора, доставку ЗСУ к дереву, захват, срезание, сталкивание (снятие) дерева с пня и доставку его в пакетирующее устройство или на землю, с; - время на переход машины от одного дерева к другому, с; t2 – время перехода машины на смежную рабочую позицию, с; t3 ‑ время перехода машины между лентами в расчете на одно дерево, с; t4- время на раскрытие и закрытие коникового зажимного устройства, с (t4 = 25…30с); с; t5 - время на разгрузку пачки, с (t5 = 10 с); t6 ‑ время на установку и снятие машины с аутригеров, с (t6= 50…70 с); dс - диаметр дерева в месте спиливания, м; u – скорость подачи, м/c (для ВМ-4Б u = 0,06…0,08 м/с); n1 - число деревьев, обрабатываемых с одной рабочей позиции; n2 - число деревьев в пачке.
, (3.66)
, (3.67)
где V - средний объем хлыста, м3; q - запас леса на 1 га, м3; а - расстояние между смежными рабочими позициями машины, м; υ - скорость движения машины по лесосеке, м/с.
, (3.68)
где С – расстояние перехода машины между лентами, м (для машин ЛП-54 и ЛП-19 С=Δ); L - длина ленты, м; υл - скорость перехода машины между лентами, м/с.
, (3.69)
, (3.70)
где М - объем формируемой пачки, м3 (для ЛП-54 М = 4…6 м , для ЛП-17 М = 5…6 м3; для ЛП-49 М = 8 м3; для ВМ-4Б М = 8…10 м3).
Для машин, оборудованных манипуляторами, время t зависит в основном от объема хлыста V, м3, и может быть определено из уравнения . Значения коэффициентов и , полученных опытным путем, представлены в приложении 2. Для ЛП-49 значения и можно принять такими же, как для ЛП-17. Сменная производительность машин определяется из выражения:
, (3.71)
где m-число часов в смене, ч (m = 7 ч); - коэффициент использования времени смены.
.
Задания для выполнения практической работы 3.4
1) Изучить технологическое оборудование и назначение машин ВМ-4Б, ЛП-54, ЛП-19, МЛ-55, ЛП-17А и ЛП-49;
2) Изучить технологические схемы работы машин. Следует обратить внимание на влияние конструктивных особенностей технологического оборудования на схему разработки лесосеки. Машины ЛП-17А, ЛП-49 и ВМ-4Б могут работать в двух режимах: валка-пакетирование и валка-трелевка. В этом задании рассматривается режим валка-пакетирование;
3) Вычертить в масштабе предложенную в задании технологическую схему разработки лесосеки;
4) Произвести расчет сменной производительности машины в зависимости от параметров лесосеки;
5) Построить график Псм = f(V). Для построения графика рекомендуется вычислить Псм при V = 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 м3.
Пример расчета сменной производительности валочно-пакетировочно-трелевочной машины ЛП-17, работающей в режиме валка-пакетирование, и построения графика зависимости сменной производительности машины от среднего объема хлыста и вырубаемого запаса леса на одном гектаре представлен на рис. 3.9.
Анализ полученных данных показывает, что средний объем хлыста вырубаемого компонента и средний вырубаемый запас леса на гектаре оказывают значительное влияние на производительность машин, задействованных на валке.