Характер и условия работы машин

Создание системы зеленых насаждений в городах и населенных пунктах и поддержание уже существующих объектов (парков, садов, скверов) зависит от своевременного и качественного выполнения работ агротехнического и инженерно-строительного характера.

Работы в городском озеленительном хозяйстве можно условно разделить на три группы: выращивание посадочного материала, создание новых объектов озеленения и уход за городскими зелеными насаждениями.

Для механизации этих работ используются технические средства, специально созданные для озеленительных работ, а также заимствованные из других отраслей народного хозяйства, в основном, сельского и лесного.

Технологические операции, относящиеся к работам первых двух групп, достаточно полно оснащены специальными машинами. Так с помощью бульдозеров готовят площади под объекты озеленения. Сельскохозяйственные орудия используют для обработки почвы, посадки и посева, борьбы с сорняками и болезнями в питомниках декоративных культур. Ковшовые экскаваторы применяют для подготовки посадочных ям под деревья, а траншейные экскаваторы – для создания живых изгородей.

Уход за городскими зелеными насаждениями сложно проводить машинами, взятыми из других отраслей, т.к. городские условия имеют ряд специфических особенностей, в частности:

– размеры объектов озеленения достаточно малы и имеют, как правило, сложную конфигурацию;

   –  почва на объектах имеет различные твердые включения;

   – плотность почвы колеблется в больших пределах – например, плотность дорожек и площадок, образованных движением пешеходов, в 5…7 раз выше плотности сопредельного газона;

   – проведение уходов за газонами осложняется наличием препятствий в виде посадок, дорожно-транспортной сети, малых архитектурных форм и т.д.

К применяемой технике предъявляется ряд специфических требований, основными из которых являются: малые габариты, позволяющие вписываться в границы обрабатываемых участков; высокая маневренность и сохранение работоспособности при маневрировании; использование двигателей с низким уровнем выброса вредных веществ и низким уровнем шума; легкость управления машинами в работе.

Машины в городских условиях должны потреблять относительно небольшую энергию, т.к. стесненность оперативных площадей не позволяет использовать крупногабаритные базовые шасси, имеющие мощные двигатели.

В озеленительных предприятиях выполняемые механизированные процессы могут быть подразделены на три основные вида:

– подвижные процессы, совершаемые при перемещении, когда машины передвигаются по площади, на которой выполняются технологические операции (обработка почвы, посев, посадка и т.п.);

–  стационарно-подвижные процессы, при которых технологические операции, осуществляемые неподвижными машинами, чередуются с переездами от одного объекта работ к другому (валка деревьев, фрезерование пней, различные виды обрезки деревьев и т.д.);

–  стационарные процессы, при которых машины, выполняя технологические операции, остаются неподвижными (обработка семян, переработка древесины и т.п.).

Подвижные и стационарно-подвижные процессы осуществляются подвижными машинными (МА) и машинотракторными агрегатами (МТА).

Машинный агрегат (МА) представляет собой отдельную машину, выполняющую определенную технологическую операцию (самосвал, бульдозер, автокран, экскаватор и т.д.).

Машинотракторный агрегат – трактор с присоединенными к нему одной или несколькими технологическими машинами. В зеленом хозяйстве используются в основном колесные тракторы. Класс тяги применяемых тракторов 0,2; 0,6; 0,9; 1,4; 2; 3; 4. Стационарные процессы осуществляются агрегатами из неподвижно установленных двигателей и рабочих машин.

12.2 Показатели использования машинного и машинно-тракторного парка (МТП) в лесопарковом и городском зеленом хозяйствах

Для повышения эффективности применения и рационального планирования работы МТП необходим систематический анализ показателей его использования. К таким показателям относятся:

–  уровень механизации лесохозяйственных и озеленительных работ по видам, проводимых в оптимальные агротехнические сроки;

–  выработка на трактор;     

– коэффициент технической готовности;

– коэффициент технической надежности;

– коэффициент использования машинного и тракторного парка;

– коэффициент сменности;

– размеры оптимальной оперативной площади;

– оптимальное плечо пробега машин.

Уровень механизации для каждого вида работ У_м определяется по формуле

,

где О_м – объем механизированных работ данного вида, га (км и т.п.);

О_о – общий объем работ этого же вида, га (км и т.п.).

Уровень выполнения работ по видам в оптимальные агротехнические сроки У_{в.р .} определяется по формуле

,

где О_ф – фактически выполненный объем работ в оптимальный

агротехнический срок, га (км и т.п.);

  О_з – запланированный объем работ за этот же срок, га (км и.т.п)

Наработка на трактор (машину). Механизированные работы, выполненные тракторными агрегатами или другими самоходными машинами, учитываются в физических единицах (га, км, м³ и т.п.). На каждый из видов тракторных работ установлены нормы выработки.

Норма времени - это время (мин, ч), установленное на выполнение единицы продукции при правильно организованном процессе.

Между нормой выработки и нормой времени имеется зависимость: норма выработки равна частному от деления единицы на установленную норму времени.

Коэффициент технической готовности К_{m r.} характеризует  техническую готовность машины к работе в конкретный момент времени. Он определяется по формуле

,

где n – количество исправных машин к данному моменту времени;

n_о – общее (списочное) число этих же машин.

Коэффициент технической надежности К_{m.н .} характеризует величину простоев из-за технических неисправностей, поломок и т.д., а также своевременность и правильность выполнения мероприятий планово-предупредительной системы технического обслуживания машин. Он определяется по формуле

,

где S Д_р – количество отработанных машино-дней за определенный период времени;

S Д_{m.н .} – количество машино-дней простоя из-за технических неисправностей, отсутствия работы, и т.п. за тот же период времени.

Коэффициент использования парка К_u.n. показывает степень использования парка машин за определенный период. Его определяют по формуле

,

где S Д_пр – суммарное количество дней простоя машин из-за технических неисправностей, отсутствия работы, болезни механизаторов, организационных и других причин за тот же период времени.

Коэффициент сменности К_см характеризует степень использования времени суток. Он определяется по формуле

,

где SС_м – количество отработанных машино-смен за определенный промежуток времени.

 

12.3. Баланс мощности трактора.

При работе машинно-тракторного агрегата только часть мощности, развиваемая двигателем трактора N_эф, используется на выполнение полезной работы. Значительная же часть расходуется на преодоление различного рода сопротивлений, возникающих при работе трактора, основными из которых являются: мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений в трансмиссии N_тр; на передвижение трактора N_пер; на буксование N_б; на преодоление подъема N_под; на преодоление сил инерции N_j. Оставшаяся часть эффективной мощности двигателя расходуется на полезную работу: преодоление тягового сопротивления рабочей машины N_т и на привод активных рабочих органов машин от вала отбора мощности N_ВОМ.

Таким образом, баланс мощности трактора можно выразить в следующем виде

N_эф = N_тр+N_пер+N_букс ± N_под ± N_j+N_ВОМ+N_т, кВт.

Потери мощности в трансмиссии N_тр вследствие трения в сопряжениях деталей (шестерен, подшипников, сальников и т.п.), а также на перемешивание масла в картерах учитываются кпд трансмиссии h_тр, которая находится в пределах h_тр =0,86…0,92. Исходя из этого, величина мощности N_тр определяется по формуле

N_тр = N_эф (1 - h _тр), кВт.

 

Потери мощности на передвижение трактора рассчитывается по формуле

, кВт,

где М_m – масса трактора, кг;

f – коэффициент сопротивления передвижению трактора;

V –  скорость движения трактора, км/ч.

Коэффициент сопротивления передвижению трактора зависит от состояния поверхности, по которой передвигается трактор, а также от типа движителя трактора. Этот коэффициент изменяется в широких пределах и составляет от 0,03…0,04 (укатанная снежная дорога) до 0,16…0,18 (прокультивированное поле) для колесных тракторов и соответственно от 0,06…0,07 до 0,09…0,12 – для гусеничных.

Потери мощности на буксование N _букс определяется по формуле

N_букс = (N_эф – N_тр) d, кВт,

где d - коэффициент буксования.

Коэффициент буксования в большей степени зависит от типа движителя и состояния поверхности и составляет 2…6 % для гусеничных тракторов и 10…15 % – для колесных при движении без нагрузки.

Потери мощности на подъем N_под определяются по формуле

, кВт,

где i – подъем пути (отношение высоты подъема к длине по горизонту).

Знак «+» показывает движение трактора на подъем, знак «–» движение под уклон.

Мощность, расходуемая на преодоление сил инерции, рассчитывается по формуле

, кВт,

где j – линейное ускорение, м/с².

Здесь знак «+» показывает на движение трактора с ускорением, а знак «–» с замедлением. При установившемся движении и небольших скоростях силы инерции незначительны, поэтому мощностью N_j можно пренебречь, т.е. N_j = 0.

Мощность, расходуемая на привод машины с активными рабочими органами от ВОМ трактора, рассчитывается по формуле

, кВт,

где    М_ВОМ – крутящий момент, развиваемый на ВОМ, Н×м;

w - угловая скорость ВОМ, рад/с.

Степень использования полезной мощности трактора характеризуется тяговым коэффициентом полезного действия.

Тяговый КПД трактора h_т определяется отношением мощности, используемой на полезную работу к эффективной мощности двигателя, т.е.

;

или при использовании только тяговой мощности

.

Для современных гусеничных тракторов тяговый КПД h_т =0,68…0,75, колесных со всеми ведущими колесами h_т =0,6…0,7, а с двумя - h_т =0,5…0,62.

При известных значениях эффективной мощности N_эф и тягового КПД h_т, тяговая мощность определяется по формуле

N_т = N_эф × h _т, кВт.

Тяговое усилие трактора Р_т, необходимое для комплектования тракторных агрегатов, определяется по формуле

, кН.

Для нормальной работы машинно-тракторных агрегатов необходимо, чтобы соблюдалось условие

Р_т > R_агр, кН,

где R_агр – тяговое сопротивление рабочей машины, кН.