Технология корчевания одиночных пней комбинированным рабочим органом

• Автор: Египко, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 212 с. : ил.

Оглавление с.
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 .Характеристика площадей подлежащих очистке от пней
1.2. Древесно-кустарниковая растительность, как рабочая
среда корчевателей
1.3.Анализ средств механизации и существующих технологий процесса корчевания
1.3.1. Обзор конструкций отечественных корчевателей
1.3.2.0бзор конструкций зарубежных корчевателей
1.3.З.Технология производства корчевания
1.4.Классификация и анализ конструкций корчующих рабочих
органов
1.5.0бзор параметров корчевальной техники
Выводы
Цель и задачи исследований
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОРГАНА КОРЧЕВАТЕЛЯ-ПОГРУЗЧИКА И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ
2.1. Анализ сил, действующих на пни при их выкорчевывании
2.2. Теоретическое определение усилий корчевания
2.2.1. Корчевание вертикальным усилием
2.2.2. Корчевание горизонтальным усилием
2.2.3. Комбинированное корчевание
2.2.4.Анализ усилий на корчевание пней различными способами
2.3. Основные параметры рычажного корчевателя
2.3.1. Максимальная глубина корчевания (рыхления)
2.3.2. Ширина захвата рабочего органа
2.3.3. Число клыков и расстояние между ними
2.3.4. Длина клыков
2.3.5. Геометрия передней кромки корчующих клыков
2.3.6. Длина рычагов
2.4. Усилие в механизмах управления
2.5. Конструкция корчевателя-погрузчика
Выводы
3. МЕТОДИКА ЛАБОРАТОРНО-ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Методика лабораторных исследований
3.2. Методика полевых исследований
3.3. Характеристика условий объектов исследований
4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Исследование процесса корчевания различными способами
4.1.1. Корчевание пней горизонтальным усилием
4.1.2. Корчевание пней вертикальным усилием
4.1.3. Корчевание пней комбинированным усилием
Выводы
5. ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
Выводы
6. РЕЗУЛЬТАТЫ ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Выводы
7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА КОРЧЕВАТЕЛЯ-ПОГРУЗЧИКА
7.1. Основные положения
7.2. Методика расчета экономической эффективности
Общие выводы
Литература
Приложения

Актуальность темы. При подготовке площадей на мелиоративных системах, а так же при проведении культуртехнических работ, приходится производить корчевку, как сплошную, так и отдельных пней диаметром от 10 до 70 см. Те же работы производятся на лесосеках после вырубки деревьев. Большие проблемы вызывает корчевание одиночных пней большого диаметра в труднодоступных местах и местах с развитой инфраструктурой.
Для производства корчевальных работ выпускается несколько типов корчевателей: корчеватели-собиратели с передней и задней навеской, рычажные корчеватели, роторные корчеватели. Наибольшее корчующее усилие создают рычажные корчеватели (до 45 т), даже при использовании тракторов кл. 3 тс (до 73,5 кВт). Они же способны проводить корчевку пней наибольшего диаметра (до 80 см и выше) и на наибольшую глубину, имеют небольшую металлоемкость рабочего оборудования.
Технология корчевания одиночных пней предусматривает корчевание следующими способами:
- опускают раму, корчующие рычаги (зубья) заглубляют под пень, корчуют горизонтальным усилием при заднем или переднем ходе трактора;
- приемы те же, но с одновременным подъемом рамы, создающим вертикальное усилие корчевания;
- опускают раму, рычаги (зубья) заглубляют в грунт, поворотом рычагов по направлению к трактору пень выкорчевывают.
Все описанные выше способы очень энергоемкие. Кроме того, данная технология корчевания пней не удовлетворяет экологическим требованиям. Это связано с тем, что в процессе корчевания и последующего сгребания древесины достаточно большая часть верхнего плодородного слоя почвы (до 60-80%) попадает в валы, где уничтожается при последующем сжигании древесины. По различным данным при одновременном корчевании и сгребании древесно-кустарниковой растительности потери плодородного слоя почвы составляют от 750 до 1250 т/га, в зависимости от влажности почвы.
Таким образом, формула для определения усилия на выемку грунта в данном случае будет иметь вид:
Рг" =(20*л *с?*кп*уГР *к + 20*л *с?*кп*ГГр)*£ (56)
Преобразовав формулу (56) получим:
Рг" =(20*л *с?*кп*уГР *(к + 1))* % (57)
Подставим данные формул (57) и (55) в формулу (53) получим:
РК" = (0,00375*л *с?*л + 20*л *с?*кп*угр *(к + 1))* % (58)
Определим соотношение усилий корчевания во время первой и второй фаз:
Р/ _ 0,00375 * л * й1 * г + 20 * л * <2Ъ * кп * угр * (к +1)
РК' ~ 0,00375 * л * с12 * т + 20 * л * й?3 * кп * угр * к
Преобразуем соотношение (59):
РК11 _ 0,00375 * л * й1 * т + 20* л* <73 *кп * у гр * к + 20* л* <РЪ * кп * уГР
РК' 0,00375* л* с!2 *т+ 20* л* с!3 *кп*угр * к
По последней части соотношения можно сделать вывод, что Р" больше РК на некоторую величину:
Рк = Рк + 20*я *с?*кп*уГр (60)
Поэтому максимальным усилием, необходимым при производстве корчевальных работ предложенным способом, можно считать Р".
2.2.4. Анализ усилий на корчевание пней различными способами
Используя формулы (35) и (46), находим разницу горизонтального и вертикального усилий при корчевании пней:
Рв-Рг = 0,00375*л *сТ2*(т-т1)*^ (61)
Следовательно