Производственная эксплуатация лесозаготовительных машин и оборудования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Поволжский государственный технологический университет

Кафедра «Транспортно-технологических машин»

Контрольная работа

на тему: «Производственная эксплуатация лесозаготовительных машин и оборудования»

Выполнил: ст. гр. ТМОм(о)-11 Казаков С.В.

Проверил: д-р техн. наук, профессор Смирнов М.Ю.

Йошкар-Ола 2015

Исходные данные

Годовая производственная программа заготовки древесины предприятием V = 80 тыс. м³ в год.

Технология заготовки древесины хлыстовая.

Состав системы лесосечных машин Б, Т_ч, С, П.

Средний объем хлыста 0,2 м³.

Среднее расстояние трелевки L_тр = 150 м.

Заданы марки лесовозных автотягачей и годовой объем вывозки каждой маркой в процентах от годовой производственной программы предприятия:

МАЗ 50%

ЗИЛ 30%

КАМАЗ 20%

Среднее расстояние вывозки L = 30 км.

Вывозка производится по снежной магистрали и по усам со снежным покрытием.

Среднее расстояние пробега по усу L_yc = 1,5 км. Среднее расстояние нулевого пробега L₀ = 1 км.

1. Определение списочного количества лесосечных машин и их годовой наработки

Для среднего объема хлыста 0,2 м³ выбираем следующие машины, выполненные на базе трактора ТЛТ-100:

бензиномоторная пила МП-5 «Урал-2Т Электрон»;

чокерный трелевочный трактор ТЛТ-100;

сучкорезную машину ЛП-30Б;

челюстный погрузчик ЛТ-65.

Для каждой лесосечной машины из прил. 2 выбираем сменную производительность на основании заданного среднего объема хлыста 0,2 м³, а для трелевочных тракторов на основании среднего объема хлыста 0,2 м³ и среднего расстояния трелевки 150 м:

для МП-5 «Урал-2Т Электрон» П_см = 30 м³/см;

для ТЛТ-100 П_см = 50 м³/см;

для ЛП-30Б П_см = 83 м³/см;

для ЛТ-65 П_см = 190 м³/см.

Методика расчета списочного количества машин и их годовой наработки одинакова для всей лесосечной техники.

Выполним расчет бензиномоторной пилы МП-5 «Урал-2Т Электрон».

Определяем требуемое количество машино-смен работы бензиномоторной пилы в течение года, обеспечивающее годовую программу заготовки древесины предприятием:

N_мс=V/П_см,

где П_см - сменная производительность машины, заданная в исходных данных, м³.

N_мс = 80000/30 = 2667 маш.-см.

Для повышения достоверности расчетов необходимо учесть, что лесосечная техника используется не только на основных работах, но и привлекается для выполнения прочих работ, необходимых для обеспечения производственной деятельности предприятия.

Количество машино-смен на прочих работах принимается в процентах от числа машино-смен на основных работах и для лесосечных машин лежит в пределах 15-20%. Обозначим эту величину как К_пр и примем ее равной 15%. Тогда общее количество машино-смен с учетом прочих работ определится по формуле

N_мсобщ = N_мс•(1+К_пр/100),

N_мсобщ = 2667•(1+15/100) = 3067 маш.-см.

Определяем требуемое годовое количество машино-дней работы тракторов с учетом числа смен их работы в сутки. Этот учет осуществляется с помощью коэффициента сменности К_см. При односменной работе машин К_см = 1, при двухсменной работе К_см = 2.

Все лесосечные машины, кроме челюстных погрузчиков, работают в одну смену, однако в отдельные периоды года работы могут проводиться в две смены, поэтому среднегодовой коэффициент сменности для них должен быть больше единицы. Примем К_см равным 1,2.

Для челюстных погрузчиков, которые работают в две смены, обеспечивая технологический процесс вывозки заготовленной древесины, коэффициент сменности принимается равным 2.

Годовое число машино-дней работы рассчитываем по формуле

N_м-дн = N_мсобщ/ К_см

N_м-дн = 3067/1,2 = 2556 маш.-дн.

Определяем каждодневную потребность в работающих машинах:

n_раб = N_м-дн/N•г

где N - число рабочих дней в году;

г - коэффициент неравномерности использования машин, учитывающий, что в отдельные периоды года требуется больше машин, чем в среднем за год.

Принимается при односменной работе г = 1,1.

При двухсменной работе г = 1,2.

n_раб = 2556/290•1,1 =8,01.

Принимаем n_раб = 8.

Определяем необходимое количество исправных машин. Это количество следует планировать равным количеству работающих машин при условии, что в процессе эксплуатации будут исключены как простои техники в исправном состоянии, так и внеплановый выход из строя работающих машин. Поскольку внеплановые отказы машин исключить невозможно, предусматривают наличие резервных исправных машин. Общее количество исправных машин определяется по формуле

n_испр = n_раб/(1-К_испр)

где К_испр - коэффициент, учитывающий возможность возникновения отказа машин, для тракторов лежит в пределах 0,1-0,2. Принимаем его равным 0,1. Тогда

n_испр = 8/(1-0,1) = 8,89.

Принимаем n_испр = 9.

Определяем списочное количество машин, необходимое для выполнения производственной программы предприятия:

n_спис = n_испр/К_тг,

где К_тг - коэффициент технической готовности, учитывающий простои машин в технических обслуживаниях и ремонтах и простои в ожидании ремонта. Для тракторов этот коэффициент равен 0,75-0,8. Принимаем планируемое значение равным 0,8, тогда

n_спис = 8,89/0,8 = 11,1.

Принимаем n_спис = 11.

Определяем годовую выработку в м³ на списочную машину:

B = V/n_спис;

В = 80000/11 = 7273 м³.

Определяем коэффициент использования парка машин:

К_исп = N_м-дн/(n_спис•365);

К_исп = 2556/(11•365) = 0,64.

Определяем суммарную годовую наработку парка машин в машино-часах:

N_маш-ч = N_мсобщ•t_см,

где t_см - продолжительность рабочей смены, 7 ч.

N_маш-ч = 3067•7 = 21469 маш.-ч.

Для дальнейших расчетов необходимо использовать суммарную наработку машин, выраженную в мото-часах. Перевод наработки в машино-часах в мото-часы производится с помощью коэффициента перевода К_ч, величина которого выбирается из табл. 1.

Таблица 1

Коэффициент пересчета мото-часов в машино-часы

Тип машины	Величина Кч
Бензиномоторные пилы	1,0
Валочно-пакетирующие машины	0,8
Трелевочные тракторы	0,7
Сучкорезные машины	0,8
Челюстные погрузчики	0,8
Сучкорезно-раскряжовочные машины	0,8
Харвестеры	0,8
Форвардеры	0,7

Для валочно-пакетирующих машин этот коэффициент равен 0,8. Тогда

N_мотo-чac = N_маш-ч•К_ч = 21469•1 = 21469 мото-ч.

Годовая наработка в мото-часах на списочную машину:

С = N_мотo-чac/n_спис

С = 21469/9 = 2385 мото-ч.

Аналогичным образом выполняем расчеты для всех остальных лесосечных машин. Результаты расчетов сводим в табл. 2.

Таблица 2

Показатели работы лесосечных машин на лесозаготовках

Показатели	Ед. измер.	Значения показателей по маркам машин
		МП-5 «Урал-2Т Электрон»	ТЛТ-100	ЛП-30Б	ЛТ-65
Годовой объем заготовки	м3	80000
Сменная производительность	м3	30	50	83	190
Число рабочих дней в году		290
Коэффициент сменности		1,2	2
Количество машин в работе	шт.	8	5	3	1
Количество исправных машин	шт.	9	6	3	1
Среднесписочное количество машин	шт.	11	7	4	1
Годовая выработка на списочную машину	м3	7273	11429	20000	80000
Коэффициент использования парка машин		0,64	0,6	0,633	0,663
Суммарная годовая наработка парка машин, машино-часы	маш-ч.	21469	12880	7763	3388
Суммарная годовая наработка парка машин, мото-часы	мото-ч.	21469	9016	6210,4	2710,4
Годовая наработка одной списочной машины	мото-ч.	2385	1503	2070	2710

2. Определение списочного количества лесовозных автопоездов и их годового пробега

Из табл. 3 выбираем рейсовую нагрузку Q автопоездов в зависимости от вида магистральной дороги и вида вывозимой древесины.

Таблица 3

Рейсовая нагрузка для автопоездов при вывозке древесины в хлыстах и сортиментах, м³

Вид магистральной дороги	Вид перевозимой древесины	МАЗ- 5434	Урал- 4320	КАМАЗ- 4310	ЗИЛ- 131
Снежная или грунтовая	хлысты сортименты	20 18	18 16	18 16	13 11
Гравийная укрепленная или асфальтобетонная	хлысты сортименты	21 19	19 17	19 17	15 13

Для снежной магистрали и хлыстовой вывозки рейсовая нагрузка составляет:

автопоезд МАЗ-5434 Q = 20 м³;

автопоезд ЗИЛ-131 Q = 13 м³;

автопоезд КАМАЗ-4310 Q = 18 м³.

Нагрузка на коник тягача:

автопоезд МАЗ-5434 Q₁ = 6950 кг;

автопоезд ЗИЛ-131 Q₁ = 3750 кг;

автопоезд КАМАЗ-4310 Q₁ = 6000 кг;

Из прил. 4 выбираем подходящий по грузоподъемности прицеп-роспуск. Требуемую грузоподъемность Q₂ прицепа определяем по соотношению, кг:

Q₂ = Q?с-Q₁,

где с - плотность древесины, кг/м³;

Q₁ - допустимая нагрузка на коник тягача, кг, берется из технической характеристики автомобиля.

Примем для хвойных пород с = 800 кг/м³. Тогда для автопоездов МАЗ

Q₂ = 20•800 - 6950 = 9050 кг.

Для автопоездов ЗИЛ

Q₂ = 13•800 - 3750 = 6650 кг.

Для автопоездов КАМАЗ

Q₂ = 18•800 - 6000 = 8400 кг.

Из прил. 4 выбираем для автотягачей МАЗ-5434 и КАМАЗ-4310 прицеп-роспуск ГКБ-9362; для автотягача ЗИЛ-131 прицеп-роспуск ГКБ-9851.

Выполним расчет лесовозного автопоезда, состоящего из автомобиля-тягача МАЗ 5434 и прицепа-роспуска ГКБ 9362.

В соответствии с заданием, на лесовозные автотягачи МАЗ приходится 60% годового объема вывозки, или в кубических метрах:

V_MA3 = V•60/100 = 80000•50/100 = 40000 м³.

Расчет начинаем с определения сменной нормы выработки автопоезда Н_в, которая при вывозке с учетом нулевого пробега (пробега от гаража до места разгрузки), пробега по усу и пробега по магистрали рассчитывается по формуле, м³:

Н_в = (T_pa6/T_рейс)•Q,

здесь T_pa6 - чистое время, затрачиваемое автопоездом на выполнение рабочих рейсов в течение рабочей смены, мин;

T_рейс - время, затрачиваемое на выполнение одного рейса (одна ездка в грузовом и одна ездка в порожнем направлении), мин.

Отношение T_pa6/T_рейс представляет собой количество рейсов, которое может выполнить автопоезд при заданных условиях движения за рабочую смену.

Чистое рабочее время определяется по формуле, мин:

T_pa6 = Т_см - Т_п.з - Т_лн - T₀•L₀,

где Т_см - продолжительность рабочей смены, равна 420 мин;

Т_п.з - подготовительно-заключительное время за смену, принимаем 36 мин;

Т_лн - время на личные надобности и на медицинский осмотр, принимаем 14 мин;

T₀ - время нулевого пробега одного километра в обоих направлениях, принимаем 4 мин/км.

T_pa6 = 420 - 36 - 14 - 4•1 = 366 мин.

Время одного рейса определяется из соотношения, мин:

Т_рейс = T_м•L_м + Т_ус•L_ус + T_в•L + (T₁ + T₂•Q),

где T_м - время пробега одного километра в обоих направлениях по магистрали, выбирается из табл. 4, для снежной магистрали равно 4,6 мин/км;

L_м - расстояние пробега по магистрали, км:

Т_ус - время пробега одного километра по усу в обоих направлениях, для снежных усов равно 7 мин/км;

T_в - время на ожидание встречного автопоезда на один километр пробега в обоих направлениях, равно 0,1 мин/км;

T₁ - время на установку автопоезда под погрузку и выгрузку на рейс, принимаем 3 мин;

Т₂ - время пребывания автопоезда под погрузкой и выгрузкой одного кубического метра груза, мин/м³.

При погрузке хлыстов челюстными погрузчиками время Т₂ принимается равным 1,1 мин/м³.

Таблица 4

Затраты времени на пробег автопоездом одного километра в двух направлениях, мин/км

Вид лесовозной дороги	Время пробега одного км в двух направлениях, мин/км
Магистраль снежная	4,6
Магистраль грунтовая	8,3
Магистраль гравийная укрепленная	4,2
Магистраль асфальто-бетонная	3,6
Усы грунтовые естественные	10,0
Усы снежные с лежневым покрытием	7,0
Нулевой пробег	4,0

Расстояние пробега по магистрали определяется по формуле

L_м = L - L_ус,

L_м = 30 - 1,5 = 28,5 км.

Т_рейс = 4,6•28,5+7•1,5+0,1•30+(3+1,1•20) = 169,6 мин.

Н_в = 366/169,6•20 = 42,93 м³.

На основании величины нормы выработки определяем производительность автопоезда за машино-смену, которая должна быть на 10-15% выше нормы выработки, м³:

П_см = НВ•1,1

П_см = 42,93•1,1 = 47,22 м³.

Определяем необходимое количество машино-смен работы автопоездов на основных работах, обеспечивающее годовой объем вывозки:

N_мс = V_МАЗ/ П_см,

N_мс = 40000/47,22 = 847,1 маш.-см.

Учитываем, что лесовозные автомобили используются не только на основных работах, но привлекаются для выполнения прочих работ, необходимых для обеспечения производственной деятельности предприятия.

Количество машино-смен на прочих работах принимается в процентах от числа машино-смен на основных работах и для автомобилей лежит в пределах 20-35%. Примем К_пр = 30%. Тогда общее количество машино-смен с учетом прочих работ, выполняемых автомобилями,

N_мсобщ = N_мс•(1+К_пр/100),

N_мсобщ = 847,1•(1+30/100) = 1101,23.

Определяем требуемое годовое число машино-дней работы автомобилей с учетом числа смен их работы в сутки. Поскольку вывоз леса осуществляется в две смены, принимаем К_см = 2. Тогда

N_м-дн = N_мсобщ/К_см,

N_м-дн = 1101,23/2 = 550,62.

Определяем количество работающих машин в день:

n_раб = N_м-дн/N?г,

где N - число рабочих дней в году;

г - коэффициент неравномерности, учитывающий, что в отдельные периоды года требуется больше машин, чем в среднем за год, принимаем его равным 1,2 при двухсменной работе. Тогда

n_раб = 550,62/290•1,2 = 2,3.

Принимаем n_раб = 2.

Определяем необходимое количество машин в исправном состоянии:

n_испр = n_раб/(1-К_испр).

Для автомобилей этот коэффициент равен 0,1-0,15. Примем К_испр = 0,1. Тогда

n_испр = 2/(1-0,1) = 2,22.

Принимаем n_испр = 2.

Определяем списочное количество автомобилей, необходимое для выполнения производственной программы предприятия:

n_спис = n_испр/K_тг,

где K_тг - коэффициент технической готовности, учитывающий простои машин в технических обслуживаниях и ремонтах и простои в ожидании ремонта. Для автомобилей этот коэффициент равен 0,8-0,85. Примем K_тг = 0,83. Тогда

n_спис = 2/0,83 = 2,41.

Принимаем n_спис = 2.

Определяем средний сменный пробег автопоезда, км:

L_см = 2•L•(П_см/Q)+2L₀,

где L - расстояние вывозки;

L_см = 2•30•(47,22/20)+2•1,5 = 144,66 км.

Определяем суммарный годовой пробег парка машин, км:

W = L_см•N_мсобщ,

W = 144,66•1101,23 = 159304 км.

Определяем годовой пробег одной списочной машины, км:

L_год = W/n_спис,

L_год = 159304/2 = 79652 км.

Определяем годовую выработку на списочный автопоезд:

В = V_МАЗ/n_спис,

В = 40000/2 = 20000 м³.

Рассчитываем необходимое количество прицепов-роспусков.

Списочное количество прицепов-роспусков рекомендуется принимать с запасом в 15% по отношению к списочному количеству лесовозных автомобилей:

n_приц = (l+15/100)•n_спис,

n_приц = (1+15/100)•2 = 2,3.

Принимаем n_приц = 2.

Определяем годовой пробег одного прицепа-роспуска, км:

L_{год пр} = W/n_приц,

L_{год пр} = 159304/2 = 79652 км.

Определяем годовую грузовую работу парка автопоездов МАЗ-5434 + ГКБ-9362 по формуле, тыс. км:

R = V•L?с/1000,

лесосечный лесозаготовка автопоезд

R = 40000•30•800/1000 = 960000 тыс. км.

Аналогичным образом выполняем расчеты для всех остальных лесовозных автомобилей. Результаты расчетов сводим в табл. 5.

Таблица 5

Показатели работы лесовозных автопоездов на лесозаготовках

Показатели	Ед. изм.	Значения показателей по маркам машин
		МАЗ-5434	ГКБ-9362	ЗИЛ-131	ТМЗ-802	КАМАЗ-4310	ГКБ-9362
Годовой объем вывозки	м3	40000	24000	16000
Среднее расстояние вывозки	км	30
Рейсовая нагрузка	м3	20	13	18
Сменная производительность	м3	47,22	32,15	43,05
Число рабочих дней в году		290
Коэффициент сменности		2
Количество машин в работе	шт.	2	2	1
Количество исправных машин	шт.	2	2	1
Списочное количество машин	шт.	2	2	2	2	1	1
Сменный пробег одного автопоезда	км	144,66	151,39	146,5
Годовой пробег парка машин	км	159304	146916	70783
Годовой пробег списочной машины	км	79652	79652	73458	73458	70783	70783
Годовая выработка на списочный автопоезд	м3	20000	12000	16000
Годовая грузовая работа парка машин	тыс. т. км.	960	576	384

Размещено на Allbest.ru

...