Оценка эффективности технологических комплексов машин и создание новых средств механизации для лесовосстановления

• Автор: Алябьев, Алексей Федорович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 427 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ технологических операций и технических средств для

выполнений работ по лесовосстановлению

1.1.1. Расчистка вырубки.

1.1.2. Механическая обработка почвы

1.1.3. Посев или посадка растений

1.1.4. Агротехнический уход

1.1.5. Осветление

1.1.6. Оценка зарубежных лесокультурных агрегатов

1.2. Особенности лесовосстановления на вырубках в горах
1.3. Анализ методов расчета перемещения грунта отвалом при работе
на строительстве террас.
1.4. Обзор оборудования и технологии расчистки вырубок от
порубочных остатков. Анализ исследований по корчвке пней и расчистке вырубок от порубочных остатков.
1.5. Анализ исследований по взаимодействию почвы с рабочими
органами различных типов
1.6. Выводы
1.7. Цель и задачи исследований
2. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
КОМПЛЕКСОВ МАШИН ДЛЯ ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЯ
2.1. Технологические комплексы машин для лесовосстановления на
вырубках лесной зоны
2.2. Показатели эффективности и характеристики технологического
комплекса.
2.3. Методика оценки технологических комплексов машин
2.4. Выводы.
3.1.
3.3. 4.
4.2.
4.4.
4.4.2.
4.6. 5.
5.2.
5.4.
ФОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К ПРОЦЕССАМ И
МАШИНАМ
Требования к орудию для дискретной обработки почвы.
Выбор технологической схемы оборудования для
террасирования, расчистки вырубок и корчвки пней в горах
Выводы.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБРАЗОВАНИЯ ПЛАСТА
ПРИ РЕЗАНИИ ПОЧВЫ ДВУГРАННЫМ КЛИНОМ
Образование элемента пласта при резании почвы двугранным
клином.
Зависимость размеров элемента пласта и сил, возникающих при его образовании, от свойств почвы, параметров резания и
двугранного клина при постоянной глубине резания.
Зависимость размеров элемента пласта и сил, возникающих при заглублении двугранного клина, от его параметров и свойств
Определение угла заглубления двугранного клина в почву
Определение угла заглубления двугранного клина в почву в фазе
уплотнения.
Определение угла заглубления двугранного клина в почву в фазе
сдвигов
Определение траектории заглубления двугранного клина в почву
Выводы.
МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПЛАСТА С ОТВАЛОМ
Траектория движения пласта по поверхности отвала.
Начальная кривизна пласта
Силы, действующие на пласт.
Влияние отвала на процесс образования пласта.
5.5. Силы, действующие на отвал
5.6. Определение траектории заглубления двугранного клина с
отвалом в почву.
5.7. Выводы
6. МОДЕЛЬ РАБОТЫ АГРЕГАТА НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ
РАБОТАХ ПРИ ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИИ В ГОРАХ
6.1. Оценка управляемости агрегата при расчистке вырубок.
6.2. Определение усилий, действующих на оборудование при
расчистке вырубки.
6.2.1. Определение сил сопротивления от перемещения призмы волочения.
6.2.2. Определение сил сопротивления от резания почвы. Обоснование параметров опорного устройства
6.2.3. Определение угла установки отвала в плане.
6.3. Расчт параметров подвижного отвала при работе на
строительстве террас
6.4. Выводы
7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО
МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛЕСНЫХ ПОЧВ И ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ПОЧВ РАБОЧИМИ ОРГАНИМИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
7.1. Определение физикомеханических свойств лесных почв
7.1.1. Определение физических характеристик лесных почв.
7.1.2. Определение сжимаемости лесных почв.
7.1.3. Определение сопротивления почвы срезу, угла внутреннего
трения и сцепления почвы
7.1.4. Определение коэффициента зрения лесных почв по поверхности металла.
7.2. Исследование процесса резания почвы двугранным клином
7.3. Исследование траектории заглубления рабочего органа в виде
двугранного клина с цилиндрическим отвалом в почву
7.4. Исследование глубины заглубления рабочего органа в виде
двугранного клина с цилиндрическим отвалом в почву
7.5. Выводы.
8. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ
АГРЕГАТА НА ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТАХ ПРИ ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИИ В ГОРАХ
8.1. Определение типа рабочего органа для корчвки пней.
8.2. Определение статистических характеристик микропрофилей
вырубок.
8.3. Определение равнодействующей сил сопротивления при работе
на расчистке вырубок
8.4. Выводы.
9 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ
9.1. Создание орудия для дискретной обработки почвы ОДП0,6
9.2. Результаты испытаний орудия для дискретной обработки почвы .
9.3. Разработка оборудования ОКТ3
9.4. Результаты испытаний оборудования для корчвки и
террасирования ОКТ3
9.5. Расчт экономической эффективности от использования орудия
для дискретной обработки почвы и оборудования ОКТ3
9.6. Выводы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 .
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 5.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6.
ПРИЛОЖЕНИЕ 7.
ПРИЛОЖЕНИЕ 8.
ПРИЛОЖЕНИЕ 9.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ И
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ .
ПРИЛОЖЕНИЕМ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ .
Введение
Актуальность


Применение этой методики встречает сложности, связанные с определением стоимости рабочей силы, технических средств и энергоносителей, которые изменяются как по территории страны, так и с течением времени. В результате технологические комплексы формируются интуитивно, и не всегда принимаемое решение верно. За рубежом в умеренных и бореальных лесах наиболее распространены технологи лесовосстановления без расчистки полос с обязательной обработкой почвы и использованием ручного труда на посадке растений и уходах. В конструкциях почвообрабатывающих машин и орудий применяются рабочие органы в виде дисков или роторов, позволяющих проводить обработку почвы на вырубках в различных условиях местопроизрастания без е раскорчвки и расчистки с количеством пней до 0. Несмотря на высокую стоимость указанных почвообрабатывающих машин, лемешные плуги при выполнении работ по лесовосстановлению не используются. Особенности лесовосстановления на вырубках в горах. К горным относятся все леса в том числе заросли кедрового стланика, карликовой березы и т. Горные леса интенсивно осваиваются. Лесозаготовки в горных лесах должны проводиться с применением выборочных, постепенных и группововыборочных рубок, но иногда применяются сплошные, нередко концентрированные, а иногда даже условно сплошные рубки 8. Трелевку леса производят тяжелыми гусеничными тракторами, уничтожающими почвенный покров и сильно повреждающими почву, что способствует развитию эрозионных процессов. На сплошных вырубках в ненарушенном виде сохраняется 4. При заключительных приемах постепенных рубок сохраняется . При сплошных рубках в буковых и пихтовых древостоях уничтожается и сильно повреждается до . При заключительных приемах постепенных рубок интенсивностью . В результате уменынаегся продуктивность лесов, ухудшается их качественный состав. Так, например, на Северном Кавказе сложилась неоптимальная структура лесного фонда кроме ценных древесных пород дуба, бука, пихты, ели, появились второстепенные ольха, осина, граб и кустарниковые заросли, происходит дальнейшая смена пород. Кроме того, в сухих группах типов леса образовались древостой с низкой полнотой, товарностью и продуктивностью. Установлена также, что даже в типах леса, где происходит хорошее семенное возобновление, его состояние бывает неудовлетворительным. Более площадей в данных типах не имеют достаточного количества подроста дуба, бука, пихты и др. Соотношение искусственного и естественного возобновления на вырубках в основных лесных формациях Северного Кавказа дано в табл. При создании лесных культур на вырубках в горных условиях широко используются технологические операции лесовосстановления, применяемые на вырубках в равнинных условиях. Основными отличиями вырубок в горных лесах является крутизна склона, значительная каменистость почв, меньшая площадь лесосек, пересеченность рельефа и др. Опасность эрозии почв в горных условиях вынуждает применять их обработку главным образом вдоль горизонталей. Чаще всего используют следующие схемы обработки почвы на вырубках рис. Таблица 1. Основные требования к сплошной и полосной расчистке, корчевке и обработке почвы аналогичны требованиям в равнинных условиях, но существуют и дополнительные. Рассмотрим наиболее важные факторы, влияющие на возможность механизации работ на вырубках, и оценку их с точки зрения выбора схемы оборудования для проведения подготовительных работ, расчистки, корчевки и террасирования. Рис. При проведении рубок размеры лесосеки регламентируются правилами заготовки древесины 4 в зависимости от лесного района, состава лесного насаждения и крутизны склона. Так в зоне горного Северного Кавказа максимальная площадь лссосски вырубки изменяется от 2 га в буковых, пихтовых, еловых и сосновых лесах, до 4 га в мягколиственных лесах. При этом максимальная ширина лссосски вырубки равна 0 м на склонах до и м на склонах свыше . В ЮжноСибирской горной зоне максимальная площадь лесосеки вырубки изменяется от га, до га на склонах свыше и от га до га на склонах до . При этом максимальная ширина лесосеки вырубки равна 0. Однако отвод лесосек большой площади затруднен в связи с условиями рельефа.