Колесный трактор для лесохозяйственных работ

лесохозяйственный машина трактор

Леса России – национальное богатство народа, им принадлежит большая роль развитии экономики, в улучшении условий окружающей среды.

Являясь источником удовлетворения потребности 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 по лесному хозяйству входит:

· подготовка почвы,

· сбор и обработка лесных семян,

· выращивание посадочного материала в питомниках,

· лесовосстановительные работы на вырубках,

· рубка ухода за лесом,

· лесоосушительная мелиорация,

· строительство дорог в лесу и другие работы.

Наиболее специфическими являются операции рубок ухода.

Перед работниками лесного хозяйства стоит задача дальнейшего повышения уровня механизации трудоемких процессов. Для этого надо совершенствовать существующую технику и ускорить создание новых машин.

Основу технического прогресса составляют тракторы. Характерными особенностями работы машинотракторного парка в лесном хозяйстве являются возможность и необходимость использования тракторов в течение всего года, относительно небольшие площади отдельных участков, большая номенклатура тракторных работ, значительный вес транспортных работ и холостых перегонов.

Поэтому во многих специфических условиях серийные сельскохозяйственные трактора эффективно использовать нельзя. Они имею ряд существенных недостатков.

Необходимо создавать специальные универсальные лесохозяйственные трактора, более надежные и приспособленные для работы в лесу.

1. Общая часть

1.1 Анализ комплекса лесохозяйственных работ и машин, применяемых для этого

В настоящее время уровень механизации работ по лесовосстановлению в целом составляет:

- по подготовке почвы – 93%

- по посадке и посеву лесных культур – 50%

- по уходу за лесными культурами – 59%

На вырубках эти показания уровня механизации работ значительно ниже (до 30%).

Наиболее эффективно задача механизации лесокультурных работ может быть решена путем использования лесохозяйственных тракторов в агрегате с лесозаготовительными машинами и трелевочными тракторами. Для этого на Онежском и Алтайском тракторных заводах разработаны универсальные, гидроуправляемые навесные системы СУН-3 и СЛН-4 к тракторам ТЛТ - 100А, ТДТ-100, ТТ-4м, ЛХТ-100А для навешивания на лесохозяйственные машины.

Для создания и выращивания культур хвойных пород до перевода их в лесопромышленную площадь применяются следующие машины:

а) расчистка полос от порубочных остатков, валежника и пней:

- машина МРП-2 в агрегате с трактором ЛХТ-100А;

- корчеватель КМ-1А с трактором ТЛТ - 100А, КРП-2,5А с трактором ЛХТ-100А, МП-2Б с трактором Т-130, БГ-1.

б) минерализация полос:

- культиватор КДС-1,8с с трактором ЛХТ-100А

- машина фрезерная лесная МЛФ-08

в) посадка лесных культур сенцами и саженцами:

- машина МЛУ-1 с трактором ЛХТ-100А

г) агротехнический уход:

- культиватор КД 11,8 или КЛБ-1,7 с трактором ЛХТ-100А или Беларус-82 д.) лесоводственных уход при осветлении и прочистках:

- механический кусторез-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 системе лесохозяйственного производства играют рубки ухода. Научно- технический поиск в направлении механизации рубок ухода составляет 30% и должен включать следующие мероприятия:

- разработку новых технологий рубок ухода, позволяющих использовать серийно-выпускаемые машины;

- совершенствование серийно-выпускаемых машин с целью сохранения покрова почвы и т.п.

- разработку и внедрение специальных машин и оборудования для рубок ухода в различных направлениях в зависимости от их возраста.

- создание лесного колесного трактора, на базе которого должен быть разработан весь комплекс специализированных машин для рубок ухода.

Рубки ухода имею несколько видов: осветление, прочистка, прореживание, проходимые рубки.

Для механизации различных видов рубок ухода применяются следующие механизмы.

При осветлении уход за молодняком, в большинстве случаев, выполняют с помощью моторизованного инструмента («секор 3н», бензопилы), специальных осветлителей и тракторных кусторезов (КОК 2, КОН 2,3).

При прочистках, как правило, используются трелёвочное приспособление ТПР-1 или навесные приспособления ПТН-0,8, ПТБ-4,5, УТГ-4,8 для безчекерной переливки. Прореживание и проходные рубки проводятся идентичной механизированной технологии, направленную валку деревьев проводят тракторным подтрелевщиком ПДТ-0,3 , а также трелевочной лебедкой ЛТ-400.

1.2 Обоснование необходимости создания колесного трактора

В настоящее время широкое применение сельскохозяйственных колесных тракторов ВТЗ-2048A, ВТЗ-2048A, ЛТЗ-55, Беларус-50, Беларус-80, Беларус-82 показало возможность эффективной работы машины на пневматическом ходу в лесных условиях. Однако, в тоже время, установлено, что компоновка и конструктивное исполнение этих машин в существенной степени ограничивает эффективность их использования в лесном хозяйстве.

Например, в зимний период, в связи с недостаточной проходимостью, коэффициент использования этих тракторов находится в пределах 0,21-0,28. Степень использования колесного трактора в лесном хозяйстве значительно повышается при условии его выполнения в модификациях, удовлетворяющих ряду специальных требований:

- равномерно распределение массы трактора по осям (так у тракторов, применяемых в сельском хозяйстве, 70% массы трактора приходится на заднюю ось, 30% - на переднюю);

- одинаковый (или близкий) диаметр передних и задних колес;

- полный привод ведущих колес с блокировкой;

- повышенная проходимость колесного двигателя;

- защита кабины, дополнительное освещение и ряд других требований.

Проектируемый колесный трактор может быть использован на всех видах лесохозяйственных работ, а именно:

- трелевка деревьев от рубок ухода с применением гидрозахвата или других трелевочных приспособлений;

- посев и уход за лесными культурами;

- выполнение комплекса работ по выращиванию лесного материала в питомниках;

- уничтожение сорняков;

- борьба с вредителями и болезнями леса;

- транспортные, дорожно-ремонтные и другие хозяйственные работы.

Анализ работ по рубкам ухода показал, что механизации этого процесса осуществляется медленно и составляет 30%. Это объясняется отсутствием необходимой энергетической базы.

Все это говорит об универсальном проектируемом тракторе, но, как следует из приведенного выше анализа всего комплекса лесохозяйственных работ, наименьший уровень механизации приходится на рубки ухода; то наиболее целесообразно применение данного трактора именно на рубках ухода в агрегате с трелевочным захватом.

Такой трактор должен быть оборудован следующими приспособлениями, позволяющими его использовать в лесных условиях: защитным каркасом, толкателем, предназначенным для выполнения вспомогательных работ при трелевке, выравнивания деревьев в штабель и подготовка к погрузке на подвижной состав, а также трелевочными приспособлениями.

Наиболее эффективным приспособлением для трелевки деревьев является клещевой гидрозахват в комбинации с лебедкой и щитом для подтрелевки древесины с пасек на волок и для подторцовки комлей деревьев при формировании пачек перед трелевкой.

Такой захват для безчекерной трелевки леса применяется при проведении рубок уход в молодняках.

В настоящее время для тракторов класса 6КН выпускаются захваты УТГ-4,8 и УТБ-0,8 взамен соответственно ПТН-6,8 («муравей) и ПТБ-4,5.

Для тракторов класса 6КН захват УТГ-4,8 тяжеловат (550 кг) по этому показателю он существенно уступает УБТ-0,8 (190 кг). В то же время захват УБТ-0,8 имеет шарнирную подвеску с одной степенью свободы против трех у УТГ-4,8, что является существенным минусом. При такой подвеске на сам захват и навеску трактора передается крутящий момент, вызываемый колебаниями пачки деревьев, что сказывается на надежности и долговечности, как захвата, так и трактора.

Эксплуатация захвата УБТ-0,8 показала, что захват недостаточно надежно зажимает деревья диаметром до 16 и свыше 32см. В процессе трелевки они частью теряются и, кроме того, при работе с деревьями диаметром свыше 32 см. ломается гребенка.

Испытания захвата УТГ-4,8 , проведенные лесной МИС выявил существенный его недостаток: захват практически не в состоянии формировать пачки леса, а если это удается, то при трелевке часть леса из пачки теряется. Причина – неудачно выбранный зубчатый профиль челюстей.

Известен также макетный образец трелевочного захвата ГУЛ-1,9, разработанный Боярской ЛОС Украинской лесохозяйственной Академией. Но как показали исследования, этот образец имеет ряд существенных недостатков и, практически, неработоспособен.

Из изложенного ясно, что задача создания универсального колесного лесохозяйственного трактора, а также более совершенного трелевочного захвата к нему своевременна и актуальна.

Основные параметры трелевочных захватов для тракторов класса тяги 6-14 кН приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Параметры трелевочных захватов.

1.3 Критерии целесообразности создания и модернизации машин

Каждая машина, эксплуатируемая в лесном производстве, предназначена для выполнения определенных 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 показателей для примера в общем виде для машин массового производства, поставляемых на рынок. Каждый показатель качества может служить критерием модернизации машины.

 По истечении некоторого периода эксплуатации машины отчетливо проявляются все ее свойства, оцениваемые определенными показателями качества, достоинствами и недостатками по сравнению с показателями, указанными в нормативно-технической документации, а также по сравнению с аналогичными машинами других изготовителей. Из всей совокупности показателей качества машины выделяются важнейшие, к которым относятся показатели назначения (качества функционирования), безопасности (комфортности), экономичности, надежности (безотказности, ремонтопригодности и долговечности), экологичности и другие. В данном дипломном проекте осуществлена компоновка колесного лесохозяйственного трактора с использованием узлов трактора Т-30 и ряда других унифицированных агрегатов.