АННОТАЦИЯ
Дипломный проект «Колесныйлесохозяйственный трактор для рубок ухода» включает в себя 11 листов формата А1 графической части и 93 стр. пояснительной записки.
В проекте проведен анализкомплекса лесохозяйственных работ и машин, применяемых для лесного хозяйства.Дано обоснование необходимости создания колесного трактора и пути реализацииидеи.
В конструктивной частипроекта дано описание конструкции трактора и навесного оборудования, в томчисле толкателя и защитного каркаса.
В расчетной частипроизведен ряд расчетов, в результате которых определена развесовка трактора,мощности двигателя, тяговая характеристика и другие параметры проектируемоготрактора. Выполнена проверка прочности элементов захвата.
В эксплуатационной частипроекта сформулированы принципы технического обслуживания машин, составлена картатехнического обслуживания предлагаемого трактора, и приведены основные отказыгидросистемы трактора и способы их устранения.
Так же в проектеразработаны мероприятия по охране труда. Произведен расчет теплоизоляциикабины, отопления и кондиционера. Уделено внимание пожарной профилактике иохране окружающей среды, а так же работах проводимых М.Ч.С.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Общая часть
1.1 Анализ комплекса лесохозяйственных работ и машин, применяемыхдля этого
1.2 Обоснование необходимости создания колесноготрактора
1.3 Критерии целесообразности создания и модернизациимашин
1.4 Предприятия-исполнители создания и модернизации
лесохозяйственных машин эксплуатируемых в ЛПК
2. Конструктивная часть
2.1 Техническая характеристика трактора
2.2 Краткое описание конструкции трактора
2.3 Краткое описание дополнительного оборудования трактора
3. Расчетная часть
3.1 Тяговый расчет
3.1.1 Определение веса трактора
3.1.2 Определение мощности двигателя
3.1.3 Определение потребной мощности двигателя в различныхусловиях движения
3.1.4 Расчет внешней скоростной характеристики
3.1.5 Расчет тяговой характеристики
3.2 Расчет устойчивости
3.2.1 Определение координат центра тяжести
3.2.2 Определение устойчивости
3.2.3 Определение коэффициента устойчивости
3.2.4 Расчет показателей поперечной устойчивости
3.3 Расчет обзорности
3.4 Расчет на прочность элементов захвата
3.4.1 Расчет диаметра кольца подвески
3.4.2 Расчет каната
3.4.3 Проверка на прочность диаметра трубы рамы
4. Эксплуатационная часть
4.1 Техническое обслуживание машины
4.2 Эксплуатационные неисправности колесного трактора
5. Экономическая часть
5.1 Расчет годовой выработки
5.2 Расчет удельных капитальных вложений
5.3 Расчет удельных эксплуатационных затрат
5.3.1. Основная и дополнительная заработная плата рабочих
5.3.2 Расходы на оплату вспомогательных рабочих
5.3.3 Амортизационные отчисления
5.3.4 Затраты на топливо и горюче смазочные материалы
5.3.5 Затраты на текущий ремонт
5.3.6 Затраты на капитальный ремонт
5.3.7 Затраты на прочие расходы
5.3.8 Удельные эксплуатационные затраты
5.4 Определение показателей экономической эффективности
5.4.1 Годовая экономия
5.4.2 Срок окупаемости
5.4.3 Абсолютная экономическая эффективность
5.4.4 Рост производительности труда
5.4.5 Удельная металлоемкость
5.4.6 Удельная энергоемкость
6. Безопасность жизнедеятельности
6.1 Общее положение
6.2 Обеспечение микроклимата
6.2.1 Выбор теплоизоляции кабины
6.2.2 Расчет отопителя
6.2.3 Расчет кондиционера
6.3 Приборы освещения и защитный каркас
6.4 Пожарная профилактика
6.5 Охрана окружающей среды
6.6 Применение трактора в чрезвычайных ситуациях
Литература
Спецификации
Введение
лесохозяйственныймашина трактор
Леса России –национальное богатство народа, им принадлежит большая роль развитии экономики,в улучшении условий окружающей среды.
Являясь источником удовлетворенияпотребности в древесине, они оказывают благоприятное влияние на климат,водообеспечение наших рек, предохраняют почву от ветровой и водяной эрозии.Леса, как источник обогащения атмосферы кислородом и место отдыха населения,выполняют и оздоровительную функцию.
В комплекс работ полесному хозяйству входит:
· подготовка почвы,
· сбор и обработкалесных семян,
· выращиваниепосадочного материала в питомниках,
· лесовосстановительныеработы на вырубках,
· рубка ухода залесом,
· лесоосушительнаямелиорация,
· строительстводорог в лесу и другие работы.
Наиболее специфическимиявляются операции рубок ухода.
Перед работниками лесногохозяйства стоит задача дальнейшего повышения уровня механизации трудоемкихпроцессов. Для этого надо совершенствовать существующую технику и ускоритьсоздание новых машин.
Основу техническогопрогресса составляют тракторы. Характерными особенностями работы машинотракторногопарка в лесном хозяйстве являются возможность и необходимость использованиятракторов в течение всего года, относительно небольшие площади отдельныхучастков, большая номенклатура тракторных работ, значительный вес транспортныхработ и холостых перегонов.
Поэтому во многихспецифических условиях серийные сельскохозяйственные трактора эффективноиспользовать нельзя. Они имею ряд существенных недостатков.
Необходимо создаватьспециальные универсальные лесохозяйственные трактора, более надежные иприспособленные для работы в лесу.
1. Общая часть
1.1 Анализ комплексалесохозяйственных работ и машин, применяемых для этого
В настоящее время уровеньмеханизации работ по лесовосстановлению в целом составляет:
— по подготовке почвы –93%
— по посадке и посевулесных культур – 50%
— по уходу за леснымикультурами – 59%
На вырубках эти показанияуровня механизации работ значительно ниже (до 30%).
Наиболее эффективнозадача механизации лесокультурных работ может быть решена путем использованиялесохозяйственных тракторов в агрегате с лесозаготовительными машинами итрелевочными тракторами. Для этого на Онежском и Алтайском тракторных заводахразработаны универсальные, гидроуправляемые навесные системы СУН-3 и СЛН-4 ктракторам ТЛТ — 100А, ТДТ-100, ТТ-4м, ЛХТ-100А для навешивания налесохозяйственные машины.
Для создания ивыращивания культур хвойных пород до перевода их в лесопромышленную площадьприменяются следующие машины:
а) расчистка полос отпорубочных остатков, валежника и пней:
— машина МРП-2 в агрегатес трактором ЛХТ-100А;
— корчеватель КМ-1А страктором ТЛТ — 100А, КРП-2,5А с трактором ЛХТ-100А, МП-2Б с трактором Т-130,БГ-1.
б) минерализация полос:
— культиватор КДС-1,8с страктором ЛХТ-100А
— машина фрезерная леснаяМЛФ-08
в) посадка лесных культурсенцами и саженцами:
— машина МЛУ-1 страктором ЛХТ-100А
г) агротехнический уход:
— культиватор КД 11,8 илиКЛБ-1,7 с трактором ЛХТ-100А или Беларус-82 д.) лесоводственных уход приосветлении и прочистках:
— механическийкусторез-осветлитель КОК-2 с трактором ТЛТ-100, КОН-2,3 РКР-1,5 с трактором Беларус-82,а в рядах кусторезом «Север 3».
е) химический уход:
— агрегат лесной,химический АЛХ-2 с трактором Беларус-82.
Большую роль в системелесохозяйственного производства играют рубки ухода. Научно- технический поиск внаправлении механизации рубок ухода составляет 30% и должен включать следующиемероприятия:
— разработку новыхтехнологий рубок ухода, позволяющих использовать серийно-выпускаемые машины;
— совершенствованиесерийно-выпускаемых машин с целью сохранения покрова почвы и т.п.
— разработку и внедрениеспециальных машин и оборудования для рубок ухода в различных направлениях взависимости от их возраста.
— создание лесногоколесного трактора, на базе которого должен быть разработан весь комплексспециализированных машин для рубок ухода.
Рубки ухода имеюнесколько видов: осветление, прочистка, прореживание, проходимые рубки.
Для механизации различныхвидов рубок ухода применяются следующие механизмы.
При осветлении уход замолодняком, в большинстве случаев, выполняют с помощью моторизованногоинструмента («секор 3н», бензопилы), специальных осветлителей и тракторныхкусторезов (КОК 2, КОН 2,3).
При прочистках, какправило, используются трелёвочное приспособление ТПР-1 или навесныеприспособления ПТН-0,8, ПТБ-4,5, УТГ-4,8 для безчекерной переливки. Прореживаниеи проходные рубки проводятся идентичной механизированной технологии,направленную валку деревьев проводят тракторным подтрелевщиком ПДТ-0,3, атакже трелевочной лебедкой ЛТ-400.
1.2 Обоснованиенеобходимости создания колесного трактора
В настоящее время широкоеприменение сельскохозяйственных колесных тракторов ВТЗ-2048A, ВТЗ-2048A, ЛТЗ-55,Беларус-50, Беларус-80, Беларус-82 показало возможность эффективной работымашины на пневматическом ходу в лесных условиях. Однако, в тоже время,установлено, что компоновка и конструктивное исполнение этих машин всущественной степени ограничивает эффективность их использования в лесномхозяйстве.
Например, в зимнийпериод, в связи с недостаточной проходимостью, коэффициент использования этихтракторов находится в пределах 0,21-0,28. Степень использования колесноготрактора в лесном хозяйстве значительно повышается при условии его выполнения вмодификациях, удовлетворяющих ряду специальных требований:
— равномернораспределение массы трактора по осям (так у тракторов, применяемых в сельскомхозяйстве, 70% массы трактора приходится на заднюю ось, 30% — на переднюю);
— одинаковый (илиблизкий) диаметр передних и задних колес;
— полный привод ведущихколес с блокировкой;
— повышенная проходимостьколесного двигателя;
— защита кабины, дополнительноеосвещение и ряд других требований.
Проектируемый колесныйтрактор может быть использован на всех видах лесохозяйственных работ, а именно:
— трелевка деревьев отрубок ухода с применением гидрозахвата или других трелевочных приспособлений;
— посев и уход за леснымикультурами;
— выполнение комплексаработ по выращиванию лесного материала в питомниках;
— уничтожение сорняков;
— борьба с вредителями иболезнями леса;
— транспортные,дорожно-ремонтные и другие хозяйственные работы.
Анализ работ по рубкамухода показал, что механизации этого процесса осуществляется медленно исоставляет 30%. Это объясняется отсутствием необходимой энергетической базы.
Все это говорит обуниверсальном проектируемом тракторе, но, как следует из приведенного вышеанализа всего комплекса лесохозяйственных работ, наименьший уровень механизацииприходится на рубки ухода; то наиболее целесообразно применение данноготрактора именно на рубках ухода в агрегате с трелевочным захватом.
Такой трактор должен бытьоборудован следующими приспособлениями, позволяющими его использовать в лесныхусловиях: защитным каркасом, толкателем, предназначенным для выполнениявспомогательных работ при трелевке, выравнивания деревьев в штабель иподготовка к погрузке на подвижной состав, а также трелевочнымиприспособлениями.
Наиболее эффективнымприспособлением для трелевки деревьев является клещевой гидрозахват вкомбинации с лебедкой и щитом для подтрелевки древесины с пасек на волок и дляподторцовки комлей деревьев при формировании пачек перед трелевкой.
Такой захват длябезчекерной трелевки леса применяется при проведении рубок уход в молодняках.
В настоящее время длятракторов класса 6КН выпускаются захваты УТГ-4,8 и УТБ-0,8 взаменсоответственно ПТН-6,8 («муравей) и ПТБ-4,5.
Для тракторов класса 6КНзахват УТГ-4,8 тяжеловат (550 кг) по этому показателю он существенно уступаетУБТ-0,8 (190 кг). В то же время захват УБТ-0,8 имеет шарнирную подвеску с однойстепенью свободы против трех у УТГ-4,8, что является существенным минусом. Притакой подвеске на сам захват и навеску трактора передается крутящий момент,вызываемый колебаниями пачки деревьев, что сказывается на надежности идолговечности, как захвата, так и трактора.
Эксплуатация захватаУБТ-0,8 показала, что захват недостаточно надежно зажимает деревья диаметром до16 и свыше 32см. В процессе трелевки они частью теряются и, кроме того, приработе с деревьями диаметром свыше 32 см. ломается гребенка.
Испытания захвата УТГ-4,8, проведенные лесной МИС выявил существенный его недостаток: захват практическине в состоянии формировать пачки леса, а если это удается, то при трелевкечасть леса из пачки теряется. Причина – неудачно выбранный зубчатый профильчелюстей.
Известен также макетныйобразец трелевочного захвата ГУЛ-1,9, разработанный Боярской ЛОС Украинскойлесохозяйственной Академией. Но как показали исследования, этот образец имеетряд существенных недостатков и, практически, неработоспособен.
Из изложенного ясно, чтозадача создания универсального колесного лесохозяйственного трактора, а такжеболее совершенного трелевочного захвата к нему своевременна и актуальна.
Основные параметрытрелевочных захватов для тракторов класса тяги 6-14 кН приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1. Параметрытрелевочных захватов.
Наименование
параметров Типы захватов УБТ – 0,8 УТГ-4,8 Разрабат.
Масса, кг:
без лебедки,
без щита и лебедки 550 235 190 170
Раствор челюстей
захвата, м 1,0 0,98 1,4
Площадь захвата, м2 - - 0,31
Число степеней
свободы подвески 1 3 3 Наличие дополнительного оборудования Щит Нет Есть Есть Лебедка нет нет есть
1.3 Критериицелесообразности создания и модернизации машин
Каждая машина,эксплуатируемая в лесном производстве, предназначена для выполненияопределенных конкретных функций. При этом машина должна обладать свойствами,каждое из которых характеризуется определенными показателями качества. В общем,виде для машины показатели качества по группам и с примерами приведены в табл.1.1. В таблице перечислены основные группы показателей качества и наименования показателейдля примера в общем виде для машин массового производства, поставляемых нарынок. Каждый показатель качества может служить критерием модернизации машины.
По истечении некоторогопериода эксплуатации машины отчетливо проявляются все ее свойства, оцениваемыеопределенными показателями качества, достоинствами и недостатками по сравнениюс показателями, указанными в нормативно-технической документации, а также посравнению с аналогичными машинами других изготовителей. Из всей совокупностипоказателей качества машины выделяются важнейшие, к которым относятсяпоказатели назначения (качества функционирования), безопасности (комфортности),экономичности, надежности (безотказности, ремонтопригодности и долговечности),экологичности и другие. В данном дипломном проекте осуществлена компоновкаколесного лесохозяйственного трактора с использованием узлов трактора Т-30 иряда других унифицированных агрегатов.