Расчет работы лесовозных автопоездов на лесозаготовках

Министерство образования и науки Российской Федерации Санкт-Петербургская Государственная Лесотехническая академия им. С. М. Кирова Контрольная работа по дисциплине Эксплуатация машин ЛК Расчет работы лесовозных автопоездов на лесозаготовках Выполнил студент:

ЛМФ з/о 5 курс 1 группа Кудрявцев Л.А.

Санкт-Петербург

2010 год

Исходные данные Объем заготовок ЛЗП — в год Технология заготовки — хлысты Состав системы лесосечных машин — Вп, Тп, С, П Средний объем хлыста ;

Расстояние трелевки — Lтр=400м

Марка автопоезда — МАЗ, ЗИЛ, КАМАЗ Процент вывозки — 50%, 30%, 20%

Расстояние вывозки — L=30км Тип магистрали — снежная Тип усов — снежные Расстояние пробега по усу — Lус = 1,5 км

Расстояние нулевого пробега — Lо = 1 км

1. Определение списочного количества лесосечных машин и их годовой наработки

1.1 Характеристики машин В соответствии с заданным вариантом системы машин из Приложения 1 выбираю подходящие марки машин и выписываю их основные технические характеристики. При выборе соблюдаю принцип единой базы — вся техника должна быть на базе одного трелевочного трактора.

Выбираю следующие машины на базе трактора ТТ-4М Алтайского тракторного завода:

1.1.1 Валочно-пакетирующая машина ЛП-19А Основные технические характеристики Тип трактора гусеничный Максимальный диаметр срезаемого дерева до 0,90 м Максимальный вылет манипулятора 8,0 м

Грузоподъемность на максимальном вылете 3,2 т манипулятора Масса эксплуатационная 24 000 кг Марка двигателя А- 01МЛ Тип двигателя дизельный Номинальная мощность двигателя 95,6 кВт (130 л.с.)

Номинальная частота вращения коленчатого вала

1.1.2 Бесчокерный трелевочный трактор ЛТ-154А Основные технические характеристики трактора Тип трактора гусеничный Максимальный объем трелюемой пачки

Грузоподъемность пачкового захвата 4000 кг Зона вылета захвата 1,72 м Максимальное опускание захвата ниже 0,55 м опорной поверхности

Ширина раскрытие челюстей захвата до 2,95 м Максимальная площадь сечения захвата

Диапазон скоростей 2,25−9,75 км/ч Ширина гусеницы 500 мм Дорожный просвет 490 мм Габаритные размеры

длина 6710 мм ширина 2500 мм высота 3700 мм Масса эксплуатационная 14 750 кг Марка двигателя А-01МЛ Тип двигателя дизельный Номинальная мощность двигателя 85 кВт (116 л.с.)

Номинальная частота вращения коленчатого вала 1600

1.1.3 Сучкорезная машина ЛП-33Б Основные технические характеристики Тип трактора гусеничный Диаметр обрабатываемых деревьев в зоне захвата 0,6−0,75 м Максимальная длина дерева 30 м Максимальный диаметр срезаемых сучьев 0,2 м Скорость протаскивания дерева через ножи 1,7 м/с Тяговое усилие протаскивания 50 кН Масса эксплуатационная 19 000 кг Марка двигателя А-01МЛ Тип двигателя дизельный Номинальная мощность двигателя 85 кВт (116 л.с.)

Номинальная частота вращения коленчатого вала

1.1.4 Челюстной погрузчик ЛТ-65

Основные технические характеристики погрузчика Тип трактора гусеничный Максимальная грузоподъемность 4000 кг Высота подъема груза 3,8 м Масса навесного оборудования 6600 кг Масса эксплуатационная 16 800 кг Марка двигателя А-01МЛ Тип двигателя дизельный Номинальная мощность двигателя 85 кВт (116 л.с.)

Номинальная частота вращения коленчатого вала

Для каждой лесосечной машины из Приложения 2 выбираем сменную производительность, на основании заданного среднего объема хлыста равного, а для трелевочного трактора на основании среднего объема хлыста и среднего расстояния трелевки равного 400 мл.

Для ЛП-19А Псм = 80 /смену

Для ЛТ-154А Псм = 78 /смену Для ЛП-33Б Псм = 144 /смену Для ЛТ-65 Псм = 190 /смену

Определяем требуемое количество машин-смен работы машин, обеспечивающее годовую программу заготовки древесины предприятием:

Nсм=V/Псм ,

где V — годовой объем заготовок (),

Псм — сменная производительность машины ().

Для ЛП-19А Nсм = 100 000/80 = 1250 маш-смен.

Для ЛТ-154А Nсм = 100 000/78 = 1282 маш-смен.

Для ЛП-33Б Nсм = 100 000/144 = 694 маш-смен.

Для ЛТ-65 Nсм = 100 000/190 = 526 маш-смен.

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

Количество машин-смен на прочих работах принимается в процентах от числа машин-смен на основных работах, и для лесосечных работ лежит в пределах 15−20%. Обозначаем эту величину как Кпр и принимаем ее равной 15%. Тогда общее количество машино-смен с учетом прочих работ определяется по формуле:

Nмсобщ = Nмс* (1+Кпр/100) ,

Для ЛП-19А Nмсобщ = 1250* (1+15/100) = 1438 маш-смен Для ЛТ-154А Nмсобщ = 1282* (1+15/100) = 1474 маш-смен Для ЛП-33Б Nмсобщ = 694* (1+15/100) = 798 маш-смен Для ЛТ-65 Nмсобщ = 526* (1+15/100) = 605 маш-смен Требуемое годовое количество машин-дней работы определяем по формуле:

Nм-дн = Nмсобщ / Ксм ;

где Ксм — коэффициент сменности, (Ксм =1,2; для челюстного погрузчика Ксм = 2)

Для ЛП-19А Nм-дн = 1438 / 1,2 = 1198 маш-дн.

Для ЛТ-154А Nм-дн = 1474 / 1,2 = 1228 маш-дн.

Для ЛП-33Б Nм-дн = 798 / 1,2 = 665 маш-дн.

Для ЛТ-65 Nм-дн = 605 / 2 = 302 маш-дн.

Определяем каждодневную потребность в работающих машинах:

nраб =Nм-дн/N*y ;

где N — число рабочих дней;

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

Принимается при односменной работе у = 1,1

При двухсменной работе у = 1,2.

Для ЛП-19А nраб = 1198 / 290*1,1 = 3,76

Принимаем nраб = 4

Для ЛТ-154А nраб = 1228 / 290*1,1 = 3,85

Принимаем nраб = 4

Для ЛП-33Б nраб = 665 / 290*1,1 = 2,08

Принимаем nраб = 2

Для ЛТ-65 nраб = 302 / 290*1,2 = 0,86

Принимаем nраб = 1

Определяем необходимое общее количество исправных машин по формуле:

nиспр = nраб / (1- Киспр);

где Киспр — коэффициент, учитывающий возможность возникновения отказа машин. Принимаем его равным 0,1. Тогда Для ЛП-19А nиспр = 4 / (1- 0,1) = 4,4

Принимаем nиспр = 4

Для ЛТ-154А nиспр = 4 / (1- 0,1) = 4,4

Принимаем nиспр = 4

Для ЛП-33Б nиспр = 2/ (1- 0,1) = 2,2

Принимаем nиспр = 2

Для ЛТ-65 nиспр = 1 / (1- 0,1) = 1,1

Принимаем nиспр = 1

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

nспис = nиспр / Ктг;

где Ктг — коэффициент технической готовности, учитывающий простои машин в технических обслуживаниях и ремонтах, и простой в ожидании ремонта.

Принимаем планируемое значение Ктг равным 0,8, тогда :

Для ЛП-19А nспис = 4,4 / 0,8 = 5,5

Принимаем nспис = 6

Для ЛТ-154А nспис = 4,4 / 0,8 = 5,5

Принимаем nспис = 6

Для ЛП-33Б nспис = 2,2 / 0,8 = 2,75

Принимаем nспис = 3

Для ЛТ-65 nспис = 1,1 / 0,8 = 1,6

Принимаем nспис = 2

Определяем годовую выработку в на списочную машину:

B = V / nспис; ()

Для ЛП-19А В = 100 000 / 6 = 16 667

Для ЛТ-154А В = 100 000 / 6 = 16 667

Для ЛП-33Б В = 100 000 / 3 = 33 333

Для ЛТ-65 В = 100 000 / 2 = 50 000

Определяем коэффициент использования парка машин:

Кисп = Nм-дн / (nспис*365);

Для ЛП-19А Кисп = 1198 / (6*365) = 0,55

Для ЛТ-154А Кисп = 1228 / (6*365) = 0,56

Для ЛП-33Б Кисп = 665 / (3*365) = 0,61

Для ЛТ-65 Кисп = 302 / (2*365) = 0,41

Определяем суммарную годовую наработку парка машин в машино-часах:

Nмаш-ч = Nмсобщ*tсм;

где tсм — продолжительность рабочей смены, 7ч.

Для ЛП-19А Nмаш-ч = 1438*7 = 10 066 маш-час.

Для ЛТ-154А Nмаш-ч = 1474*7 = 11 792 маш-час.

Для ЛП-33Б Nмаш-ч = 798*7 = 5586 маш-час.

Для ЛТ-65 Nмаш-ч = 605*7 = 4235 маш-час.

Для дальнейших расчетов необходимо использовать суммарную наработку машин, выраженную в мотто-часах. Перевод наработки в машино-часах в мотто-часы производится с помощью коэффициента перевода Кч, величина которого выбирается из таблицы 1.1.

Таблица 1.1. Коэффициент перевода мотто-часов в машино-часы

Вычисляем суммарную наработку машин по формуле:

Nмото-час = Nмаш-час*Kч;

Для ЛП-19А Nмото-час = 10 066*0,8 = 8053 мото-час.

Для ЛТ-154А Nмото-час = 11 792*0,7 = 8254 мото-час.

Для ЛП-33Б Nмото-час = 5586*0,8 = 4469 мото-час.

Для ЛТ-65 Nмото-час = 4235*0,8 = 3388 мото-час.

Годовая наработка в мотто-часах на списочную машину:

С = Nмото-час / nспис ;

для ЛП-19А С = 8053 / 6 = 1342 мото-час.

для ЛТ-154А С = 8254 / 6 = 1376 мото-час.

для ЛП-33Б С = 4469 / 3 = 1490 мото-час.

для ЛТ-65 С = 3388 / 2 = 1694 мото-час.

Все полученные данные расчетов сводим в таблицу 1.2.

Таблица 1.2.

2. Определение списочного количества лесовозных автопоездов и их годового пробега Выбираем рейсовую нагрузку Q автопоезда из таблицы 2.3(методичка) в зависимости от вида магистральной дороги и вила вывозимой древесины.

Для снежной магистрали и хлыстовой вывозки рейсовая нагрузка составляет:

автопоезд МАЗ-5434 Q = 20

автопоезд ЗИЛ-131 Q = 13

автопоезд КАМАЗ-4310 Q = 18

Из Приложения 3 (см. методичку) выписываем основные технические характеристики лесовозных автомобилей.

2.1 Автопоезд МАЗ-5434

Колесная формула тягача — 4х4

Масса тягача в снаряженном состоянии — 9050 кг Нагрузка на коник тягача — 6950 кг Допустимая масса прицепа с грузом по дорогам с твердым покрытием — 18 000 кг Максимальная скорость автопоезда с полной нагрузкой — 70 км/ч Модель двигателя — ЯМЗ — 238 М²

Тип двигателя — дизельный, V — образный, восьмицилиндровый Мощность двигателя — 176кВт (240л.с.)

Номинальная частота вращения коленчатого вала — 2100

2.2 Автопоезд ЗИЛ — 131

Колесная формула тягача — 6х6

Масса тягача в снаряженном состоянии — 6450 кг Нагрузка на коник тягача — 3750 кг Допустимая масса прицепа с грузом по дорогам с твердым покрытием — 9900 кг Максимальная скорость автопоезда с полной нагрузкой — 80 км/ч Модель двигателя — ЗИЛ-131, ЗИЛ-5081

Тип двигателя — карбюраторный, Vобразный, восьмицилиндровый Мощность двигателя — 110 кВт (150л.с.)

Номинальная частота вращения коленчатого вала — 3200

2.3 Автопоезд КАМАЗ-4310

Колесная формула тягача — 6х6

Масса тягача в снаряженном состоянии — 8740 кг Нагрузка на коник тягача — 6000 кг Допустимая масса прицепа с грузом по дорогам с твердым покрытием — 16 500 кг Максимальная скорость автопоезда — 80 км/ч Модель двигателя — КАМАЗ-740

Тип двигателя — дизельный, Vобразный, восьмицилиндровый Мощность двигателя — 151 кВт (210л.с.)

Номинальная частота вращения коленчатого вала — 2600

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

Q2 = Q*p — Q1; (кг) где р — плотность древесины; кг/. Принимаем для сосны 800 кг/.

Q1 — допустимая нагрузка на коник тягача, кг для МАЗ-5434 Q2 = 20*800 — 6950 = 9050 кг.

для ЗИЛ-131 Q2 = 13*800 — 3750 = 6650 кг.

для КАМАЗ-4320 Q2 = 18*800 — 6000 = 8400 кг.

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

Годовой объем вывозки находим исходя из процентного соотношения:

Vавтом = V*% / 100; ()

для МАЗ-5434 Vавтом = 100 000*50 / 100 = 50 000

для ЗИЛ-131 Vавтом = 100 000*30 / 100 = 30 000

для КАМАЗ-4320 Vавтом = 100 000*20 / 100 = 20 000

Определяем сменную норму выработки автопоездов:

Нв = (Траб/Трейс)*Q; ()

где Траб — чистое время, затрачиваемое автопоездом на выполнение рейсов в течение рабочей смены, мин;

Трейс — время, затрачиваемое на выполнение одного рейса, мин Чистое рабочее время определяется по формуле:

Траб = Тсм — Тпз — Тлн — То*Lo; (мин) где Тсм — продолжительность рабочей смены, равна 420мин;

Тпз — подготовительно-заключительное время за смену, принимаем 36 мин;

Тлн — время на личные надобности и на медицинский осмотр, принимаем 14 мин.;

То — время нулевого пробега одного километра в обоих направлениях, принимаем 4 мин / км.

Lo — расстояние нулевого пробега, км Траб = 420 — 36 — 14 — 4*1 = 366 мин.

Время одного рейса определяется из соотношения:

Трейс = Тм*Lм + Тус*Lус + Тв*L + (Т1 + Т2*Q);

где Тм — время пробега одного километра в обоих направлениях по магистрали, выбирается из таблицы 2.6(методичка), мин/км;

Lм — расстояние пробега по магистрали, км;

Тус — время пробега одного километра по усу в обоих направлениях, выбирается из таблицы 2.6 (методичка), мин / км;

Lус — расстояние пробега по усу, км;

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

Т1 — 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 / .

Расстояние пробега по магистрали определяем по формуде:

Lм = L — Lус; (км)

Lм = 30 — 1,5 = 28,5

Определяем время одного рейса:

для МАЗ-5434 Трейс = 4,6*28,5 + 7,0*1,5 + 0,1*30 + (3 + 1,1*20)= =169,6 мин для ЗИЛ-131 Трейс = 4,6*28,5 + 7,0*1,5 + 0,1*30 + (3 + 1,1*13)=

= 161,9 мин для КАМАЗ-4320 Трейс = 4,6*28,5 + 7,0*1,5 + 0,1*30 + (3 + 1,1*18)= = 166,9 мин Сменная норма выработки автопоездов:

для МАЗ-5434 Нв = 366/ 169,6*20 =43,2

для ЗИЛ-131 Нв = 366/ 161,9*13 = 29,4

для КАМАЗ-4320 Нв = 366/ 166,9*18 = 39,5

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

Псм = Нв*1,1; ()

для МАЗ-5434 Псм =43,2*1,1 = 47,5

для ЗИЛ-131 Псм =29,4*1,1 = 32,3

для КАМАЗ-4320 Псм = 39,5*1,1 = 43,5

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

Nсм = Vавтом / Псм; (маш-смен) для МАЗ-5434 Nсм = 50 000 / 47,5 = 1053 маш-смен для ЗИЛ-131 Nсм = 30 000 / 32,3 = 929 маш-смен для КАМАЗ-4320 Nсм = 20 000 / 43,5 = 460 мааш-смен Количество машин-смен на прочих работах принимается в процентах от числа машин-смен на основных работах, и для автомобилей лежит в пределах 20−35%. Примем Кпр = 30%. Тогда общее количество машин-смен с учетом прочих работ определяется по формуле:

Nмсобщ = Nмс*(1+Kпр/100);

для МАЗ-5434 Nмсобщ = 1053*(1+30/100)=1369 маш-смен для ЗИЛ-131 Nмсобщ = 929*(1+30/100) = 1208 маш-смен для КАМАЗ-4320 Nмсобщ = 460*(1+30/100) = 598 маш-смен Требуемое годовое количество машин-дней работы автомобилей определяем по формуле:

Nм-дн = Nмсобщ /Kсм;

где Kсм — коэффициент сменности, Kсм = 2. Тогда для МАЗ-5434 Nм-дн = 1369 /2 =685 маш-дней для ЗИЛ-131 Nм-дн = 1208 /2 =604 маш-дней для КАМАЗ-4320 Nм-дн = 598 /2 =299 маш-дней

Определяем количество работающих машин в день:

nраб = Nм-дн /N*y;

где N — число рабочих дней в году;

у — коэффициент неравномерности использования машин, учитывающий, что в отдельные периоды года требуется больше машин, чем в среднем за год. Принимаем у = 1,2

для МАЗ-5434 nраб = 685 / 290*1,2 = 2,8

Принимаем nраб = 3

для ЗИЛ-131 nраб = 604 / 290*1,2 = 2,5

Принимаем nраб = 3

для КАМАЗ-4320 nраб = 299 / 290*1,2 = 1,2

Принимаем nраб = 1

Определяем необходимое количество машин в исправном состоянии по формуле:

nиспр = nраб / (1-Kиспр)

для МАЗ-5434 nиспр = 3 / (1 — 0,2) = 3,75

Принимаем nиспр = 4

для ЗИЛ-131 nиспр = 3/ (1 — 0,2) = 3,75

Принимаем nиспр = 4

для КАМАЗ-4320 nиспр = 1/ (1 — 0,2) = 1,25

Принимаем nиспр = 1

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

nспис = nиспр / Ктг;

где Ктг — коэффициент технической готовности, учитывающий простой машин в технических обслуживаниях и ремонтах, а также простой в ожидании ремонта. Примем Ктг = 0,83. Тогда

для МАЗ-5434 nспис = 4 / 0,83 = 4,8

Принимаем nспис = 5

для ЗИЛ-131 nспис = 4 / 0,83 = 4,8

Принимаем nспис = 5

для КАМАЗ-4320 nспис = 1/ 0,83 = 1,2

Принимаем nспис = 1

Определяем сменный пробег автопоезда:

Lсм = 2L*(Псм / Q) + 2Lо; (км) где Lо — расстояние вывозки, км для МАЗ-5434 Lсм = 2*30*(47,5 / 20) + 2*1 = 144,5 км для ЗИЛ-131 Lсм = 2*30*(32,3 / 13) + 2*1 = 151,1 км для КАМАЗ-4320 Lсм = 2*30*(43,5 / 18) + 2*1 = 147 км Определяем суммарный годовой пробег парка машин по формуле:

W = Lсм *Nмсобщ; (км) для МАЗ-5434 W = 144,5*1369 = 197 821 км для ЗИЛ-131 W = 151,1*1208 =182 529 км для КАМАЗ-4320 W = 147*598 = 87 906 км Определяем годовой пробег одной списочной машины:

Lгод = W /nспис; (км) для МАЗ-5434 Lгод = 197 821 / 5 = 39 564 км для ЗИЛ-131 Lгод = 182 529 / 5 = 36 506 км для КАМАЗ-4320 Lгод = 87 906 / 1 = 87 906 км Определяем годовую выработку на списочный автопоезд:

В = Vавтом / nспис; ()

для МАЗ-5434 В = 50 000 / 5 = 10 000

для ЗИЛ-131 В = 30 000 / 5 = 6000

для КАМАЗ-4320 В = 20 000 / 1 = 20 000

Определяем необходимое количество прицепов-роспусков.

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

nприц = (1 + 15 / 100) nспис ;

для МАЗ-5434 nприц = (1 + 15 / 100)* 5 = 5,75

Принимаем nприц = 6

для ЗИЛ-131 nприц = (1 + 15 / 100)* 5 = 5,75

Принимаем nприц = 6

для КАМАЗ-4320 nприц = (1 + 15 / 100)* 1 = 1,15

Принимаем nприц = 1

Определяем годовой пробег одного прицепа-роспуска:

Lгод пр=W / nприц; (км) для МАЗ-5434 Lгод пр = 197 821 / 6 = 32 971 км для ЗИЛ-131 Lгод = 182 529 / 6 = 30 422 км для КАМАЗ-4320 Lгод = 87 906 / 1 = 87 906 км Определяем годовую грузовую работу парка автопоездов:

R = V*L*p / 1000; (т.км) для МАЗ-5434 + ГКБ-9362 R = 50 000*6*800 / 1000 = 240 000 т. км

для ЗИЛ-131 + ГКБ-9851 R = 30 000*6*800 / 1000 = 144 000 т. км для КАМАЗ-4320 + ГКБ-9362 R = 20 000*1*800 / 1000 = 16 000 т. км Все полученные расчеты сводим в таблицу 1.3.

Таблица 1.3. Показатели работы лесовозных автопоездов на лесозаготовках