Расчет сменной производительности валочно-трелевочных и трелевочных машин

Часовая производительность валочно-трелевочных машин (ВТМ) может быть рассчитана по формуле (3.60).

Время Т цикла заготовки леса в расчете на одно дерево определяется из выражения:

для машин ЛП-17А и ЛП-49

, (3.78)

для машины ВМ-4Б

, (3.79)

где t₈, t₉ - время движения трелевочной машины соответственно в холостом и грузовом направлениях, с; t₁₀ - время маневров трелевочной машины на лесосеке и на погрузочном пункте, с (t₁₀ =150…200 c). Значения t₁, , t₂, , t₄, t₅, n₁, n₂ - те же, что и в выражениях (3.61)-(3.65).

, (3.80)

, (3.81)

где ℓ_хх, ℓ_гх - расстояние перемещения трелевочной машины при движении соответственно в холостом и грузовом направлениях, м; υ_хх, υ_гх - скорость движения трелевочной машины соответственно в холостом и грузовом направлениях, м/с.

Величины ℓ_хх, ℓ_гх представляют собой среднее расстояние трелевки, которое вычисляется по формуле

, (3.82)

где А, Б – размеры делянки, м; к₁, к₂ - коэффициенты, зависящие от схемы расположения волоков (для схемы а: к₁ = 0,5, к₂ =1; для схемы б: к₁ = 0,5, к₂ = 0,5; для схемы в: к₁ = 0,5, к₂ = 0,75; для схемы г: к₁ = 0,5, к₂ = 0,5; для схемы д: к₁ = 0,5, к₂ =0,25); к_о - коэффициент развития трассы волока (к_о =1,1…1,15).

При работе узкозахватных машин ВМ-4Б, ЛП-17 и ЛП-49 по схемам рис. 3.8, в, д длина делянки А обычно равна длине ленты набора пачки

, (3.83)

Необходимо уточнить длину делянки в зависимости от длины лесосеки. Число погрузочных пунктов можно рассчитать по формуле

, (3.84)

где L_л – длина лесосеки, м.

Тогда длина делянки будет равна

, (3.85)

Часовая производительность трелевочной машины

, (3.86)

где Т – время формирования или погрузки, трелевки и разгрузки одной пачки, с.

Для пакетировочно-трелевочных машин (ПТМ) ТБ-1М и ЛП-18А

, (3.87)

Для трелевочных машин (ТМ) ЛТ-89, ЛТ-154 и ЛТ-157

, (3.88)

где t₁₁ - время на поворот манипулятора, наведение клещевого захвата, захват комлей, доставки и укладку их на коник, с (t₁₁=25…40 с); t₁₂ - время на опускание челюстного захвата, захват пачки и погрузку ее в транспортное положение, с (t₁₂=60…80 с); n₃ - число циклов захвата и погрузки деревьев при наборе пачки с помощью манипулятора; n₄ - число рабочих позиций при формировании полногрузной пачки ПТМ из пачек, подготовленных ВПМ. Значения t₂, t₄, t₅, t₈, t₉, t₁₀ те же, что и в формулах (3.61)-(3.65). Если ПТМ работает за ВПМ, формирующей пачки на земле, то

, (3.89)

, (3.90)

где Q - объем лесоматериалов, захватываемый и укладываемый на коник с помощью манипулятора ПТМ за один прием, м³; а - расстояние между смежными рабочими позициями ВПМ, м; Δ - ширина ленты леса, обрабатываемая ВПМ, м. При работе ПТМ за ВМ-4 или бензопилой n₃ и n₄ определяются по формулам (3.89) и (3.90) при условии, что Q = V, а – расстояние между смежными рабочими позициями ПТМ, м; Δ - ширина ленты леса, обрабатываемая ПТМ, м.

В качестве критерия оптимальности при выборе лесозаготовительной техники могут быть приняты удельные приведенные затраты (ЗП_у), удельная себестоимость работ (С_у), удельные капитальные вложения (К_у), производительность труда (П_см) и т.д.

Сменная производительность ВТМ, ПТМ и ТМ находится по формуле (3.71).

Удельные приведенные затраты, р./м³

, (3.91)

где Е_н – отраслевой нормативный коэффициент эффективности капитальный вложений (Е_н =0,15).

Удельная себестоимость работ, р./м³

, (3.92)

где С – себестоимость машиносмены, р.

Удельные капитальные вложения, р./м³

, (3.93)

где К – капитальные вложения, р.; Д – число рабочих смен в году.

Задания для выполнения практической работы 3.6

1) Изучить технологическое оборудование и назначение машин ЛП-17, ЛП-49, ВТМ-4, ТБ-1М, ЛТ-89, ЛТ-154, ЛТ-157, ТДТ-55А, ТТ-4.

2) Изучить технологические схемы работы машин.

3) Вычертить в масштабе предложенную в задании технологическую схему разработки лесосеки.

4) Рассчитать объем трелюемой пачки лесоматериалов.

5) Построить график зависимости объема трелюемой пачки лесоматериалов от уклона местности.

6) Произвести расчет сменной производительности и построить график изменения сменной производительности машины в зависимости от среднего расстояния трелевки лесоматериалов.

7) Провести анализ эффективности использования двух приведенных в задании трелевочных машин, построив график изменения удельной себестоимости работ при трелевке древесины с учетом различных природно-производственных факторов.

Пример выполнения практического задания и расчета объема трелюемой пачки лесоматериалов с построением графика зависимости объема пачки от уклона местности при трелевке хлыстов за комли и за вершины трактором ТДТ-55А приведен на рис. 3.10.

Анализ полученных данных показывает, что трелевка хлыстов вершинами вперед наиболее эффективна при небольшом уклоне местности, т.к. в этих условиях вес трелюемой пачки при трелевке комлями вперед ограничен по допустимой вертикальной нагрузке на коник трактора. Увеличение уклона местности при трелевке хлыстов вершинами вперед сопровождается увеличением влияния ограничения объема трелюемой пачки по сцепной силы тяги трактора, что приводит к повышению эффективности способа трелевки древесины комлями вперед.

Пример выполнения практического задания и построения графика зависимости сменной производительности пакетировочно-трелевочной машины от среднего расстояния трелевки представлен на рис. 3.11.

Анализ полученных данных показывает, что с целью повышения эффективности использования лесозаготовительных машин, задействованных на трелевке лесоматериалов, наиболее эффективны технологические схемы разработки лесосек, предусматривающие уменьшение расстояний перемещения трелевочной техники.

Пример выполнения практического задания и сравнения эффективности использования пакетировочно-трелевочных машин ТБ-1М и ЛП-18 по критерию удельной себестоимости работ в зависимости от влияния природно-производственных факторов приведен на рис. 3.12.

Анализ полученных данных показывает, что такие природно-производственные факторы, как среднее расстояние трелевки древесины и средний объем хлыста вырубаемого компонента оказывают комплексное воздействие на эффективность использования трелевочной техники. Использование пакетировочно-трелевочных машин ТБ-1М эффективно на лесосеках с небольшим расстоянием трелевки лесоматериалов, либо при рубках в древостоях с незначительным средним объемом хлыста, заготавливаемой древесины. Эффективность использования пакетировочно-трелевочных машин ЛП-18 проявляется при увеличении среднего расстояния трелевки или увеличении среднего объема хлыста заготавливаемой древесины.

Таким образом, с учетом приведенных в рассмотренном примере исходных данных, в условиях наиболее распространенного на лесосеках европейской части России среднего расстояния трелевки ℓ = 250…300 м использование пакетировочно-трелевочных машин ТБ-1М наиболее эффективно при среднем объеме хлыста менее 0,4 м³. На лесосеках с объемом хлыста, превышающим это значение, возрастает эффективность использования пакетировочно-трелевочных машин большей мощности.