Введение

В настоящее время возрастает значение древесины, как воспроизводимого ес­тественным путем природного ресурса. Известно, что производство изделий из древе­сины требует меньших энергетических затрат на единицу продукции, чем производ­ство тех же изделий из другого сырья. Лес играет неоценимую роль в улучшении эко­логической обстановки.

В то же время наблюдается сокращение покрытой лесом площади, в результате естественного возобновления происходит замена ценных хвойных пород на листвен­ные. Из-за отсутствия средств не ведется должного ухода за ранее посаженными лес­ными культурами.

Сейчас перед лесным хозяйством стоит задача улучшения воспроизводства и использования лесных ресурсов, широкого внедрения достижений науки, химизации и механизации производства. Требуется интенсивнее использовать земли лесного фонда, увеличить объем работ по защитному лесоразведению. Необходимо усилить охрану лесов от пожаров, защиту от вредителей и болезней.

В настоящее время решение поставленных задач затруднено недостаточным финансированием отрасли из государственного бюджета Особенно трудно прово­дить лесохозяйственные мероприятия в зоне, подвергшейся радиоактивному загряз­нению в результате аварии на Чернобыльской АЭС. В этой зоне находится значи­тельная часть лесного фонда ряда областей России. При проведении в них лесохозяйственных мероприятий следует учитывать плотность радиоактивного загрязне­ния местности, возможность дальнейшего применения выращиваемой древесины и необходимость создания безопасных условий труда рабочих.

Важнейшей задачей лесного хозяйства является интенсификация производства, внедрение рациональных технологических комплексов машин.

Перспектива развития комплексной механизации работ в лесном хозяйстве определена системой машин.

Под системой машин понимается совокупность различных машин и приспособлений, взаимно увязанных в технологическом процессе по своим технико-экономическим, эксплуатационным показателям и обеспечивающих последовательность выполнения основных и дополнительных операций рабочих процессов.

Система машин для комплексной механизации лесохозяйственного производства и защитного лесоразведения составлена на основе разработанных лесоводами научно-обоснованных технологий и с учетом общих требований длительного прогноза развития отрасли.

В перечень специальных лесных машин включено 196 наименований. Из систем машин по растениеводству, мелиорации и другим отраслям заимствовано 142 машины.

При выполнении практических занятий студенты приобретают навыки работы по обоснованию и расчету технологических комплексов машин (ТКМ) с законченными циклами производства, умение пользоваться нормативно-справочной литературой. Важное значение имеет правильный выбор календарных сроков работы машин. Примерные календарные сроки работы некоторых машин приведены в приложении. Отчет по каждой практической работе оформляется на листах формата А4 и представляется к защите не позднее следующего занятия.

1 Проектирование ткм для производства и выкопки посадочного материала

Данные комплексы машин рассчитаны для выращивания и уборки в лесных питомниках сеянцев и саженцев для лесовосстановления и лесовыращивания [1]. Поскольку условия выращивания посадочного материала в лесных питомниках во многом аналогичны соответствующим условиям, имеющим место при производстве пропашных и овощных культур, в данный раздел системы машин включено значительное количество сельскохозяйственной техники: универсально-пропашные тракторы Т-40АМ и МТЗ-80/82, самоходные шасси Т-16М, плуги, бороны, культиваторы, машины для внесения органических и минеральных удобрений, опрыскиватели, дождевальное оборудование и др.

Операции, машины и тракторы ТКМ для производства сеянцев в открытом грунте выписываются из таблицы 3.01 [1, с. 40] в соответствии с исходными данными. Сведения о часовой производительности агрегатов также приведены в системе машин [1, с. 52-57], для машин, заимствованных из растениеводства [1, с. 187-201].

Расчет потребного количества агрегатов начинают с операций, которые должны проводиться в сжатые сроки. Это посев, мульчирование, посадка. Затем переходят к менее срочным операциям. В качестве примера рассмотрим расчет посевных машин.

Для посева семян сосны применим сеялку лесную СЛУ-5-20 [1, с. 42], которая агрегатируется с тракторами тягового класса от 6 до 14 кН. Выберем трактор МТЗ-82 (14 кН).

Лучшее время посева семян хвойных пород – весна, когда нет опасности повреждения семян грызунами, а всходов заморозками. Ориентировочно планируем провести посев с 20.04 по 30.04. Тогда количество календарных дней Д_к равно 11.

Рассчитываем количество рабочих дней

Д_р = Д_к ·к_ис, (1)

где к_ис - коэффициент использования календарного срока, который учитывает выходные дни, ремонт, техническое обслуживание и т.п.; к_ис = 0,8 …0,85.

Д_р = 11 × 0,85 = 9.

Производительность сеялки СЛУ-5-20

П_ч =0,4 га/ч [1, с. 57].

Рассчитаем сменную производительность сеялки

П_см =(Т_см -t_пз) ··· П_ч, (2)

где Т_см – время смены, Т_см = 8 час;

 - коэффициент использования времени смены,  = 0,5…0,8;

t_пз - затраты времени на подготовительно-заключительные работы и отдых, t_пз ≈ 1 час.

П_см =(8-1) ·0,7 · 0,4 = 1,96 га/см.

Рассчитаем количество смен, которое необходимо отработать для выполнения заданного объема работ

(3)

где w – объем работ, га.

Плановое количество агрегатов определим по формуле

(4)

где к_см - коэффициент сменности;

к_Тг- коэффициент технической готовности.

При выборе величины коэффициента сменности следует учитывать продолжительность светового дня в период проведения работ. Величина коэффициента технической готовности к_Тг = 0,7…0,9.

Расчетное количество агрегатов n_р получаем путем округления n_пл в большую или меньшую сторону.

В данном случае округление в меньшую сторону нежелательно, так как это приведет к увеличению продолжительности проведения операции. Примем n_р = 2.

Рассчитаем уточненное количество рабочих дней

; (5)

.

Уточненное количество календарных дней

; (6)

.

Таким образом, двумя агрегатами посев можно произвести с 20.04 по 7.04.

Результаты расчетов заносят в таблицу 1.

При планировании следующих операций учитывают занятость тракторов в это время.

При проектировании ТКМ следует стремиться к уменьшению потребного числа лесохозяйственных машин и средней загрузке тракторов не менее 200 смен в году. Это достигается рациональным выбором операций и полным использованием агротехнических сроков.

Кроме посева в данном ТКМ рассчитываются операции по мульчированию посевов, подготовке почвы, междурядной обработке почвы и подкормке сеянцев сухими минеральными удобрениями, поливу и выкопке и выборке посадочного материала.

При выборе количества агротехнических уходов, сроков проведения работ и многих других данных следует руководствоваться сведениями, изложенными в рекомендуемой литературе [2, 3].

Очевидно, что операции многих технологических комплексов выполняются на протяжении ряда лет. При проектировании считаем, что они выполняются в течение одного года на разных участках одинаковой площади.

При расчете сменной производительности (га/ч) машин для внесения удобрений необходимо задаться нормой их внесения.

Возьмем в качестве примера полуприцеп-разбрасыватель удобрений 1ПТУ-4 в агрегате с трактором МТЗ-82. Его производительность равна 70 Т/ч [1, с. 191].

Примем норму внесения компоста равной 30 Т/га. Тогда производительность агрегата в га/ч составит:

П_ч – 70 Т/ч: 30 Т/га = 2,3 га/ч.

Сменная производительность рассчитывается по формуле (2).

При проведении расчетов следует учитывать наличие опечаток в нормативной литературе [1]. Поэтому полученные результаты желательно сравнивать с типовыми нормами выработки [4, 5].

Таблица 1 – ТКМ для выращивания сеянцев

Номер операции	Наименование операции	Марка машины	Марка трактора	Пч,га/ч	Псм, га/см	w, га	Количество смен	ксм	Сроки			nпл	nр	Уточненные сроки
									начало	Дк	окончание			начало	Дк	окончание
1
2	Посев	СЛУ-5-20	МТЗ-82	0,4	1,96	20	10	1	20.04	11	30.04	1.4	2	20.4	8	7.04
3
…

При выборе сроков проведения работ по выращиванию сеянцев и обработке пара следует согласовывать их между собой в том случае, если применяемые машины агрегатируются с тракторами одной марки.

Наложение календарных сроков, в этом случае, будет означать увеличение потребного количества тракторов.