Курсовая работа (т): Проект комплексной механизации работ по созданию лесного питомника на землях сельхозпользования для выращивания сеянцев ели

Плуг оснащается полувинтовыми корпусами ПЛП-01.000, которые обеспечивают заделку в почву пожнивных и растительных остатков с качеством до 98%. Техническая характеристика плуга ПЛН-35П представлена в таблице 4.2[17]. Внешний вид машины представлен на рисунке 4.

Таблица 4.2- Техническая характеристика плуга ПЛН-35П

Плуг ПЛН-35П

.3 Машина навесная для ухода и рыхления Л-127

Служит для работы в лесных питомниках по рыхлению и уничтожению сорной растительности в междурядьях лесных насаждений и для сплошной предпосевной обработки. Может быть применена и для ухода за сельскохозяйственными культурами. Поля должны быть очищены от камней, пней и других посторонних предметов. Производительность эксплуатационного времени при сплошной обработке - 2,4 га/ч, при междурядной обработке - 0,5 га/ч. Рабочая ширина захвата при сплошной обработке - 2 м. Рабочая скорость при сплошной обработке - 12 км/ч, при междурядной обработке -7,3 - 7,4 км/ч. Глубина обработки при сплошной обработке - до 0,015 м, при междурядной обработке - до 0,01 м. Количество обрабатываемых междурядий - 5 шт. Ширина обрабатываемых междурядий -0,2-0,5 м. Масса конструкционная с комплектом пружинных зубьев для сплошной обработки - 360 кг. Внешний вид культиватора представлен на рисунке.[16]

Культиватор Л-127

.4 Сеялка лесная навесная СЛН-5/9

Предназначена для посева мелких сыпучих семян хвойных пород (ель, сосна, лиственница). Агрегатируется с тракторами тягового класса 1,4; представляет собой дальнейшее развитие конструкции сеялки СЛУ-5-20. Рама имеет сварную конструкцию из квадратной трубы, уголков и листового материала. На раме закреплены семенной бункер и бороздообразующий каток. К задней части рамы шарнирно присоединены загортачи и дополнительная рамка с прикатывающим катком. При движении агрегата вращающиеся катушки высевающих аппаратов захватывают семена из бункера и по семяпроводам направляютих на дно посевных строчек. Загортачи засыпают посевные строчки почвой, а прикатывающий каток ее уплотняет. Рисунок 6 - Сеялка лесная навесная СЛН-5/9. Особенность сеялки СЛН-5/9, кроме большей равномерности высева, заключается в одновременном прикатывании посевной ленты после заделки семян почвой. Масса сеялки 400 кг, ширина захвата 1,2 м, расстояние между строчками при четырех- и пятистрочном посеве 22,5 см, при девятистрочном - 11,3 см.

Сеялка лесная навесная СЛН-5/9:

- автосцепка; 2 - ограничитель; 3 - шарнир; 4 - рама; 5 - бороздообразующий каток; 6 - бункер; 7 - цепная передача; 8 - семяпроводы; 9 - стойка; 10 - дополнительная рамка; 11 - загортачи; 12 - прикатывающий каток

.5 Навесная выкопочная скоба НВС-1,2

Предназначена для выкапывания сеянцев хвойных и лиственных пород, а также низкорослых саженцев (хвойные породы, кустарники и ягодники). Состоит из сварной рамы с навесным устройством, рабочего органа и двух опорных колес. Рабочий орган выполнен в виде прямоугольной скобы, состоящей из двух вертикальных ножей-стоек и горизонтального ножа-лемеха. Для лучшего крошения почвенного пласта к задней кромке лемеха приварены два удлинителя желобчатой формы.

Глубина подкопки регулируется перестановкой по высоте опорных колес, степень рыхления почвы - путем изменения наклона лемеха скобы к горизонтальной плоскости. Выкопочная скоба может выкапывать сеянцы, размещенные не только на ровной поверхности, но и на грядах. Внешний вид выкопочной скобы представлен на рисунке 8.

Таблица 4.3-Техническая характеристика выкопочной скобы НВС-1,2

Навесная выкопочная скоба НВС-1,2. 1-выкопочная скоба; 2-опорное колесо; 3-отверстие для изменения глубины выкопки; 4-навеска; 5-рама

.6 Трактор МТЗ-1523

Трактор универсальный, с четырьмя ведущими колесами. Применяется в лесном хозяйстве на трелевке древесины, транспортных работах, подготовке почвы, севе и уходе за лесными культурами, на различных работах в лесных питомниках. Обладает повышенными тягово-сцепными качествами и проходимостью. Технические характеристики трактора приведены в таблице 4.5. Внешний вид машины представлен на рисунке 10 [7].

Таблица 4.4 - Технические характеристики трактора МТЗ-1523

5. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МАШИН

.1 Расчет потребной мощности для мульчера ИЛН-2

Фрезы имеют собственный привод от вала отбора мощности (ВОМ) трактора. Для обеспечения работы такого типа машин необходимо, чтобы выполнялось условие:

, кВт;                             (5.1)

где Nтр - мощность трактора (из технической характеристики), кВт;- потребная мощность для работы кустореза или фрезы, кВт.

Потребная мощность мульчера определяется из выражения:

          (5.2)

где  - мощность, необходимая на продвижение кустореза в рабочем положении, кВт;

 - мощность, необходимая для резания грунта, кВт;

 - мощность, необходимая на отбрасывание грунта, кВт.

 - мощность, необходимая для перерезания древесных растений, кВт;

 - мощность, необходимая на отбрасывание древесных частиц, кВт.

Мощность, необходимая на продвижение кустореза в рабочем положении, составит:

                                          (5.3)

где  - масса кустореза, 1900 кг;- ускорение силы тяжести, 9,81 м/с;- коэффициент трения металла о почву и древесину, принимаем 0,3;

 - скорость движения трактора, принимаем 3,77 км/ч - 1,0 м/с.

Мощность, необходимая для резания грунта, определяется по формуле:

рез.п = , кВт                    (5.4)

где kп - удельное сопротивление почвы резанию, принимаем 20000 Н/м2;- глубина фрезерования, принимаем 0,1 м; - ширина захвата фрезы, рабочие органы представлены молотками, которые расположены в виде четырёх витков спирали по окружности барабана, в плоскости резания одновременно будет находиться 4 рабочих органа, следовательно непосредственно резанием почвы занято 12,5 % ширины барабана, т.е. 0,25 м;окр.б - окружная скорость фрезерного барабана, м/с;т - скорость движения трактора, 1,0 м/с.

Окружная скорость фрезерного барабана записывается в виде:

окр.б = ωδ ∙ rб, м/с;                                           (5.5)

где wб - угловая скорость рабочего органа, рад/с;б - радиус рабочего органа, 0,15 м.

Угловая скорость барабана определяется по формуле:

ωδ =  , рад/с     ;                                              (5.6)

где n’ - частота вращения рабочего органа, т.к. продолжительная работа на максимально допустимой частоте приведёт к быстрому износу рабочего органа, а также учитывая совмещение сразу 2-х операций, возьмём этот показатель в размере 600 об/мин., что примерно равно схожим зарубежным образцам.

ωδ =  = 62,8 рад/с;окр.б = 62,8 ∙ 0,2 = 12,6 м/с;

= 5,8 кВт;

Мощность, необходимая на отбрасывание почвенных частиц, определяется по формуле:

отбр.п = , кВт;                  (5.7)

где kотбр.п - коэффициент отбрасывания почвы рабочими органами, принимаем 0,7;отбр.п - сила тяжести грунта, отбрасываемого рабочими органами за время t, Н;окр.б. - окружная скорость фрезерного рабочего органа, 12,6 м/с;т - скорость движения трактора, 1,0 м/с;- время подхода к почве очередного рабочего органа, с.

Сила тяжести грунта, отбрасываемого рабочими органами в единицу времени, определяется из выражения:

отбр.п = γп ∙ a ∙ b ∙ (vокр.б - vт) ∙ t, Н     ;                  (5.8)

где γп - удельный вес почвы, принимаем 20000 Н/м3.

Время подхода очередного рабочего органа определяется по формуле:

= , с;                                                       (5.9)

где z - количество рядов ножей на рабочем органе, 8 шт.; ” - частота вращения рабочего органа, 10 об/с.=  с;отбр.п = 20000 ∙ 0,1 ∙ 0,25 ∙ (12,6 - 1,0) ∙ 0,0125 = 73 Н;отбр.п =  = 28,0 кВт;

Мощность, необходимая на резание древесины, определяется по формуле:

, кВт;               (5.10)

где kр.д - удельное сопротивление древесины резанию, принимаем 15∙104 Н/м2;- средний диаметр срезаемой древесины, принимаем 0,025 м;

dδ - диаметр рабочего органа, 0,4 м;ств - количество стволиков срезаемой древесины на 1 м ширины захвата, принимаем 4 шт.;

ε - коэффициент, учитывающий неодновременность процесса перерезания стволиков, принимаем 0,5;

= 34,8 кВт;

Мощность, необходимая на отбрасывание древесных частиц, определяется по формуле:

Nотбр.д = , кВт;                        (5.11)

где kотбр.д - коэффициент отбрасывания древесины рабочими органами, принимаем 0,5;отбр.д - сила тяжести древесины, отбрасываемой рабочими органами за время t, Н;

Сила тяжести древесины, отбрасываемой рабочими органами в единицу времени, определяется из выражения:

отбр.д = γд ∙ d ∙ dδ ∙ nств. ∙ ε ∙ (vокр.б - vт) ∙ t, Н;               (5.12)

где γд - удельный вес древесины, принимаем 5 000 Н/м3;отбр.д = 5000 ∙ 0,025 ∙ 0,4 ∙ 4. ∙ 0,5 ∙ (12,6 - 1,0) ∙ 0,0125 = 14,5 Н.отбр. =  кВт.

Результат расчёта довольно близок к данным производителя, согласно которым потребляемая мощность мульчера составляет 70 кВт.

.2 Расчет тягового сопротивления для плуга ПЛН-3-35П

Определяется по формуле:

пл = R1 + R2 + R3 + R4,Н; (5.13)

где R1 - сумма сопротивлений трения при передвижении плуга в борозде.

= Gпл ∙ g ∙ f, Н; (5.14)

где Gпл - масса плуга, кг (475);- ускорение силы тяжести, 9,81 м/с2;- коэффициент трения почвы о металл (0,3-0,4);= 475 ∙ 9,81 ∙ 0,3=1398 Н.- сопротивление почвы деформации при пахоте.

= kп ∙ a ∙ b ∙ n, Н; (5.15)

где kп - коэффициент удельного сопротивления почвы (4,0), Н/см2;

а - глубина вспашки, см;- ширина захвата корпуса плуга, см;- количество корпусов, шт.;= 4,0 ∙ 35 ∙ 20 ∙ 3=8400, Н.- сопротивление, возникающее в результате сообщения кинетической энергии частицами массы пласта при отбрасывании их в сторону.

R3 = ε0 ∙ a ∙ b ∙ n ∙ v2, Н; (5.16)

где ε0 - коэффициент динамической пропорциональности, 1 500-2 000 Н∙с2/м4;- рабочая скорость движения, м/с.

Для практических расчетов можно принять:

= 0,1 ∙ R2; (5.17)

= 0,1 ∙ 8400=840 Н.- сопротивление, возникшее при разрыве корней (учитывается при подготовке почвы на нераскорчеванных вырубках).

R4 = μ ∙ Δab, Н;  (5.19)

где μ - коэффициент, определяющий усилие на разрыв единицы площади поперечного сечения корней, 200-300 Н/см2;

Δab - суммарное сечение корней, приходящееся на все поперечное сечение пласта, см2.

В зависимости от твердости древесных пород Δ = 2-5% от a∙b.пл = 1398+ 8400 + 840=10638 Н.

.3 Расчет тягового сопротивления сеялки СЛН-5/9

Производят по следующей формуле:

сеял = Gсеял ∙ g ∙ f + Rсош ∙ n, Н; (5.20)

где Gсеял - масса сеялки,400 кг;- ускорение силы тяжести, 9,81 м/с2;- коэффициент трения почвы о металл (0,3);сош - сопротивление одного сошника (60), Н;- количество сошников, 5 шт.сеял = 400 ∙ 9,81 ∙ 0,3 + 60 ∙ 5 =1477 Н