Расчет устойчивости агрегата

 

Различают продольную и поперечную устойчивость агрегата. Агрегат с навешенным орудием имеет низкую устойчивость при наезде на препятствие и при движении вверх по склону в момент трогания с места, когда орудие находит­ся в транспортном положении.

Продольная устойчивость агрегата характеризуется предельным уг­лом продольного наклона α_mах (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема к определению продольной устойчивости агрегата

 

Максимальный угол наклона α_mах рассчитывается по формуле

(3.1)

где а_т, а_м, h_т, h_м – координаты центра тяжести трактора (таблица 2.3) и орудия (машины), ко­гда оно находится в транспортном положении, (определяются приблизительно, при помощи кинематической схемы орудия или машины), м;

V – скорость движения трактора, м/с;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

t – время трогания с места, t = 1 с;

где G_м – сила тяжести машины;

G_тp – сила тяжести трактора (приложение 3.1).

При движении агрегата по склону фактический угол наклона местно­сти не должен превышать максимального.

Поперечная устойчивость агрегата характеризуется предельным углом поперечного наклона β_mах, определяемого для случая, когда орудие находится в транспортном положении, и когда агрегат движется по выпуклой кривой, то есть когда центробежные силы инерции направлены в сторону опрокидыва­ния (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Схема к определению поперечной устойчивости агрегата

 

Максимальный угол наклона β_mах определяется по формуле

(3.2)

где В – ширина колеи трактора, м (приложение 3.1);

ℓ – поперечное смещение центра тяжести навесного орудия относи­тельно центра тяжести трактора, м (при этом считается, что центр тяжести трактора расположен на продольной оси симметрии);

r – радиус кривизны движения агрегата, r = 5 м.

С целью устранения опасности поперечного опрокидывания агрегата при движении поперек склона вследствие динамического воздействия микронеровностей фактический угол наклона местности β_факт не должен быть более (0,4…0,6) β_mах.

Приложение 1

Министерство образования и науки РФ

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Г.Ф. МОРОЗОВА»

Кафедра механизации лесного хозяйства и проектирования машин

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по дисциплине

«Проектирование машин лесного комплекса»

 

на тему

«­­­­­­­­­__________________________________________________________________»

 

 

Выполнил: студент группы ___________

Иванов И.И.

Принял: к.т.н., доцент Петров П.П.

 

 

Воронеж 20__

Приложение 2

Продолжение приложения 2

Окончание приложения 2

Приложение 3.1

Основные показатели тракторов, используемых в лесном комплексе (гусеничные тракторы)

Марка трактора	Основные показатели
Тяговый класс, кН	Мощность двигателя, кВт	Диапазон скоростей, км/ч	Ширина колеи, мм	Ширина трактора, мм	Дорожный просвет, мм	Масса, кг
минимальная	максимальная
Т-180			2,86	11,96
Т-180Б			2,86	11,96
Т-130			3,22	10,65
Т-130Б			3,22	10,65
Т-100М			2,36	10,13
Т-100МГС			2,36	10,13
Т-100МГП			2,36	10,13
Т-4А			3,47	9,52
МСН-10			2,28	10,23
Т-150			7,65	15,89
Т-74			4,51	11,6
ДТ-75			5,3	11,18
ДТ-75М			5,3	11,18
ТДТ-55			2,48	10,99
ЛХТ-55			2,9	12,8
Онежец-380			2,83
Агромаш 90ТГ			5,3	11,17

 

Окончание приложения 3.1

Основные показатели тракторов, используемых в лесном комплексе (колесные тракторы)

Марка трактора	Основные показатели
Тяговый класс, кН	Мощность двигателя, кВт	Диапазон скоростей, км/ч	Ширина колеи, мм	Ширина трактора, мм	Дорожный просвет, мм	Масса, кг
минимальная	максимальная
К-701			2,9	33,8
Т-150К			8,53	30,1	1680-1860	2220-2400
Агромаш 85ТК			2,04	37,5	1400-1800
ЮМЗ-6Л			7,6	24,5	1200-1800
МТЗ-80			2,57	34,31	1350-1800
МТЗ-82			2,57	34,31	1350-1800
МТЗ-1221			2,1	33,8	1540-2090
Агромаш 60ТК			2,03	23,86	1210-1522
Агромаш 30ТК			1,51	23,86	1210-1484
Агромаш 30СШ			5,39	23,86	1314-1484

Приложение 3.2

Рекомендуемые скорости движения машинно-тракторных агрегатов

Наименование работ	Диапазон скоростей, км/ч
Вспашка: обычными плугами скоростными плугами кустарниково-болотными плугами нераскорчеванных вырубок плантажная	4…7 7…10 3,5…5 3…4 3,5…5
Культивация: сплошная междурядная в рядах ротационными рабочими органами	6…9 5…8 9…12
Лущение дисковыми орудиями	7…11
Боронование зубовыми боронами	3,5…8
Обработка дисковыми орудиями	7…10
Посадка леса	2…3
Посев семян	4…5
Опрыскивание, опыливание	3…7
Прикатывание	8…10
Внесение удобрений	7…10
Корчевание пней	1-я передача трактора
Расчистка от кустарника	1-я передача трактора
Вычесывание корней	4…5
Содействие естественному возобновлению леса	3,5…5,5
Противопожарное устройство леса	3,5…5,5
Выкопка посадочного материала в питомниках	2…3

 

Приложение 3.3

Значения коэффициента сопротивления перемещению (качению) тракторов

Агротехнический (почвенный) фон	Для гусеничных тракторов	Для колесных тракторов
Асфальт	0,06	0,02
Грунтовая сухая дорога	0,05…0,07	0,03…0,05
Укатанная степная дорога	0,06	0,03
Ледяная дорога	0,03	0,02
Луг влажный скошенный, залежь	0,07	0,08
Целина плотная, дернистая; вырубка	0,07	0,06
Залежь 2…3-летняя, луг	0,06…0,07	0,06…0,08
Стерня	0,07…0,08	0,09…0,10
Слежавшаяся пахота	0,08	0,12
Свежевспаханное поле	0,10…0,12	0,17…0,18
Вспаханное поле	0,08…0,09	0,12…0,18
Вспаханный торфяник	0,14…0,18	0,14…0,20
Болотно-торфяная целина: осушенная слабоосушенная	0,11…0,14 0,20…0,25	0,12 0,14

Окончание приложения 3.3

Песок: сухой влажный	0,15 0,10	0,25…0,30 0,08…0,10
Боронованное или культивированное поле	0,08…0,10	0,16…0,18

 

Приложение 3.4

Значения тангенса угла подъема при различных уклонах местности

Угол подъема, град.	Тангенс угла подъема	Угол подъема, град.	Тангенс угла подъема
	0,0175		0,1944
	0,0349		0,2126
	0,0524		0,2909
	0,0699		0,2493
	0,0875		0,2679
	0,1051		0,2867
	0,1228		0,3057
	0,1405		0,3249
	0,1584		0,3443
	0,1763		0,3640

 

Приложение 3.5

Значения коэффициента сцепления с почвой для тракторов

Агротехнический (почвенный) фон	Значение коэффициента сцепления
Для гусеничных тракторов	Для колесных тракторов
Залежь, плотная сухая дернина; вырубка	1,0…1,2	0,7
Стерня на суглинке нормальной влажности	0,8…1,0	0,6
Стерня на супеси	0,7…0,9	0,6
Свежевспаханное поле	0,6…0,7	0,4…0,5
Почва под посев	0,6…0,7	0,4…0,6
Почва под посев после дождя	0,4…0,5	0,2
Влажный песок	0,6	0,4
Сухой песок	0,5	0,3
Глубокая грязь	0,3…0,5	0,1
Снежная дорога	0,5…0,7	0,3

 

Приложение 3.6

Удельное сопротивление обычных плугов

Почвы	Удельное сопротивление, кН/м2, при глубине вспашки, м
до 0,25	0,25…0,40	0,41…0,70
Легкие – песчаные и супесчаные	20…35	25…35	35…45
Средние – суглинистые	35…55	40…60	50…85
Тяжелые – глинистые	55…70	60…90	100…130

Окончание приложения 3.6

Очень тяжелые – глинистые	70…90	90…100	120…150
Тяжелые – суглинистые целинные и суглинистые, плотно насыщенные корнями на вырубках	-	80…120	-
Очень тяжелые – глинистые целинные и глинистые, плотно насыщенные корнями на вырубках	-	120…170	-
Очень тяжелые – глинистые с каменистыми включениями	-	180…200	-

 

Приложение 3.7

Удельное сопротивление лесных одно- и двухотвальных плугов на

нераскорчеванных вырубках

Глубина, м	Удельное сопротивление, кН/м2
Открытые целинные и залежные участки	Старые невозобновившиеся 10…20-летние вырубки	Свежие нераскорчеванные вырубки
Количество пней на 1 га, шт
до 200	201…400	401…600	более 600
0,1
0,15
0,2
0,25			-	-	-	-

 

Приложение 3.8

Удельное сопротивление орудий для поверхностной обработки почвы

Вид обработки, тип орудия и рабочих органов	Глубина обработки, м	Удельное сопротивление, кН/м
Обработка вспаханной почвы: - средней зубовой бороной - шлейф-боронами - дисковыми средними боронами - дисковыми тяжелыми боронами - дисковыми лущильниками - лемешными лущильниками	0,04…0,06 0,04…0,06 0,08…0,12 0,10…0,16 0,04…0,05 0,08…0,10	0,45…0,70 0,40…0,60 1,90…2,20 4,00…7,00 1,20…2,50 2,70…4,00
Обработка кольчатыми катками		2,50…4,00
Культивация: а) полольные лапы	0,05…0,07 0,08…0,09 0,10…0,11 0,12	0,30…1,00 0,90…1,30 1,10…1,70 1,50…2,10
б) рыхлительные лапы	0,08…0,09 0,10…0,12 0,14…0,16 0,18…0,20	1,80…2,00 2,00…2,30 3,00…3,30 3,80…4,80
Обработка междурядий дисковыми культиваторами	0,06…0,10	1,90…2,20
Обработка рядов ротационными культиваторами	0,06…0,10	2,00…4,00

Окончание приложения 3.8

Дисковые лесные культиваторы (при среднем угле атаки)	0,08…0,14	2,20…4,00
Рыхление почвы зубовыми рыхлителями	0,14	6,00
Окучивание и нарезка борозд (сопротивление одного корпуса)	0,12	0,40…0,50
Посев рядовых культур		1,30…2,10
Посев пропашных культур		1,00…1,40
Вычесывание корней	0,25…0,30	8,00

 

 

Приложение 3.9

Основные показатели сцепок

Тип и марка сцепки	Ширина захвата, м	Масса, кг
Универсальная металлическая С-18А	9,2
Универсальная металлическая С-11А	16,8
Универсальная металлическая С-11	11,7
Универсальная металлическая С-11У	10,8
Прицепная универсальная СП-15	16,8
Навесная универсальная НУБ-4,8
Полунавесная СН-35М	5,6
Полунавесная СН-75	8,0
Специальная СП-2,5М	3,5

 

 

Приложение 3.10

Значения коэффициента сопротивления перемещению машин на колесах

Агротехнический (почвенный) фон	Значение коэффициента
Пневматические колеса	Металлические колеса
Культивированное поле	0,15…0,18	0,20…0,25
Вспаханное поле	0,12…0,15	0,18…0,22
Осевшая пахота	0,11…0,14	0,15…0,20
Стерня после дождя	0,11…0,14	0,15…0,20
Стерня сухая	0,08…0,10	0,10…0,15
Целина, сухой луг, крепкая дернина	0,05…0,07	0,06…0,08
Твердая, сухая грунтовая дорога	0,05…0,06	0,04…0,05
Асфальтированная дорога	0,03…0,04	0,02…0,03

 

 

Приложение 3.11

Значения коэффициента использования рабочего времени смены

Наименование работ	Значение коэффициента использования
Вспашка плугами: - навесными общего назначения - прицепными общего назначения - лесными - для нарезки борозд - для каменистых почв - для заболоченных почв - плантажными	0,85 0,80 0,75 0,65 0,70 0,70 0,85
Террасирование	0,80
Обработка почвы культиваторами	0,80
Обработка почвы дисковыми орудиями	0,80
Обработка почвы лущильниками	0,80
Боронование: - навесными зубовыми боронами - прицепными дисковыми боронами	0,80 0,90
Выкопочные машины	0,60
Посадка леса	0,60
Посев: - прицепными лесными сеялками - навесными лесными сеялками	0,70 0,75
Внесение удобрений	0,50
Химобработка насаждений: - опрыскиватели - опыливатели - аэрозольные генераторы	0,80 0,75 0,75
Дождевальные установки: - переносные - тракторные	0,60 0,80
Мелиоративные работы: - рытье канав канавокопателями - перемещение грунта бульдозерами - болотные фрезы	0,60 0,80 0,80
Расчистка площадей: - кусторезы - корчеватели, корчеватели-собиратели -орудия для сбора и удаления фитомассы	0,75 0,70 0,65

 

Приложение 3.12

Нормы выработки при корчевке пней

Средний диаметр пня, см	Норма выработки в га за смену (8 ч.) при числе пней, шт./га
601…700	701…800	801…900	901…1000
Корчуемая порода – дуб. Давность рубки – до 3 лет.
17…19	0,28	0,24	0,22	0,20

Окончание приложения 3.12

20…21	0,24	0,22	0,19	0,17
	0,23	0,20	0,17	0,16
23…24	0,21	0,19	0,16	0,15
25…26	0,20	0,17	0,15	0,14
27…28	0,17	0,15	0,14	0,13
29…31	0,16	0,14	0,13	0,12
32…33	0,15	0,13	0,12	0,10
34…35	0,14	0,12	0,10	0,09
37…38	0,12	0,10	0,09	0,08
39…41	0,11	0,09	0,08	-
42…44	0,10	0,08	-	-
45…46	0,09	0,08	-	-
47…49	0,08	0,07	-	-
Корчуемые породы – сосна, береза, осина, ольха, тополь, липа. Давность рубки – до 3 лет.
18…20	0,52	0,45	0,41	0,36
21…22	0,38	0,34	0,30	0,27
23…24	0,35	0,30	0,27	0,24
25…26	0,31	0,28	0,24	0,22
	0,29	0,26	0,23	0,21
28…30	0,27	0,23	0,21	0,19
31…32	0,23	0,21	0,19	0,16
33…34	0,21	0,19	0,16	0,15
35…36	0,20	0,17	0,15	0,14
	0,19	0,16	-	-
38…39	0,17	0,15	-	-
40…41	0,15	0,13	-	-

 

Приложение 3.13

Значения часового расхода топлива при работе тракторов

Марка трактора	Расход топлива, кг/ч
При рабочем режиме	На холостом ходу	При холостой работе двигателя
Т-130, Т-100	15…19,2	6,5…10	2,0
Т-4А	17,2…20,5	8,5…10,5	2,2
ДТ-75, Т-74, ЛХТ-55	12…15	7…9	1,5
К-701	45,0…53,0	30,0…36,0	8,0…9,0
МТЗ-80/82	8,5…9,6	5,0…7,0	1,2

 

Библиографический список

 

Основная литература

1. Бартенев И. М. Проектирование машин лесного комплекса [Электронный ресурс]: учебное пособие / И. М. Бартенев, П. И. Попиков, Д. Ю. Дручинин. – Воронеж, 2013. – ЭБС ВГЛТУ.

2. Лесосечные машины в фокусе биоэнергетики: конструкции, проектирование, расчет [Текст]: учеб. пособие / В. С. Сюнев, А. А. Селиверстов, Ю. Ю. Герасимов, А. П. Соколов. – Йоэнсуу: НИИ леса Финляндии METLA, 2011. – 143 с.

 

Дополнительная литература

1. Александров В. А. Конструирование и расчет машин и оборудования для лесосечных работ и нижних складов [Электронный ресурс]: доп. М-вом образования РФ в качестве учеб. для студентов вузов / В. А. Александров, Н. Р. Шоль. – СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2012. – ЭБС "Лань".

2. Технологическое оборудование лесозаготовительных машин. (Теория, конструкция, эксплуатация) [Текст]: доп. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб. пособия для студентов обучающихся по специальности 170400 «Машины и оборудование лесн. комплекса» / В. С. Жаденов, А. Н. Заикин, В. Н. Лобанов, О. Р. Чайка; М-во образования Рос. Федерации, Брян. гос. инженерно-технол. акад. – Брянск: [БГИТА], 2005. – 254 с.

3. Сюнев В. С. Рабочие органы харвестеров: проектирование и расчет [Текст]: доп. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений, обучающихся по специальности 170400 "Машины и оборудование лесн. комплекса" / В. С. Сюнев, А. А. Селиверстов; Фед. агентство по образованию, Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования, Петрозавод. гос. ун-т. – Петрозаводск: ПетрГУ, 2005. – 204 с.

4. Лесотехнический журнал [Текст]: науч. журнал. – Воронеж: РИО "ВГЛТА", 2011-.

5. Лесное хозяйство [Текст]: журнал. – М.: Лесн. пром-сть, 1833-.

6. Известия высших учебных заведений. Лесной журнал [Текст]: журнал. – Архангельск: РИО «С(А)ФУ», 1958-.

 

 

Евгений Владиславович Поздняков

Денис Юрьевич Дручинин

 

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАШИН ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА

 

Методические указания к выполнению курсового проекта

для студентов по направлению подготовки

15.03.02 – Технологические машины и оборудование

 

Редактор Е.А. Богданова

 

Подписано в печать 03.09.2015. Формат 60×90 /16.

Усл. печ. л. 3,0. Уч.-изд. л. 3,1. Тираж 40 экз. Заказ

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

РИО ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8

Отпечатано в УОП ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»

394087, г. Воронеж, ул. Докучаева, 10