Прислать материал
Машина для подготовки пней к понижению ниже поверхности почвы
Задачи проекта:
1. Анализ способов и технических средств для удаления пней на вырубках и гарях.
2. Выявление наиболее эффективных технологий и технических средств, предназначенных для удаления пней.
3. Разработка технологического процесса и конструкции машины для подготовки пней к понижению ниже поверхности почвы.
Регулярные вырубки и лесные пожары ежегодно уничтожают миллионы гектаров леса по всей территории Российской Федерации. Поэтому проблема восстановления лесов становится все более актуальной для нашей страны. Лесовосстановление - сложный многооперационный процесс, в котором одной из наиболее энергоемких операций является корчевание пней на образовавшейся вырубке или гари. Современные средства, разработанные для выполнения данной операции, полностью не удовлетворяют предъявляемым к ним эксплуатационным, экономическим или экологическим требованиям. Поэтому необходим поиск решений, которые позволили бы повысить производительность машин для удаления пней и снизить их негативное воздействие на окружающую лесную среду и почву.
Для достижения цели проекта проведен обзор отечественных и зарубежных литературных и патентных источников по исследуемой тематике. Проанализированы способы удаления пней в лесном комплексе, а также в городском и садово-парковом строительстве. Проведен анализ технологических процессов, конструкций и рабочих органов технических средств для удаления пней. Выявлены их достоинства и недостатки. Определены наиболее эффективные и экологически безопасные устройства, предназначенные для выполнения исследуемой операции. На основе полученной информации был сделан вывод о необходимости повышения эффективности процесса корчевания пней. В результате был разработан агрегат и технологический процесс для подготовки пней к понижению ниже поверхности почвы с целью дальнейшей разработки математической модели рабочего процесса машины, оптимизации ее конструктивных и технологических параметров, а также разработки конструкторской документации на изготовление устройства.
В результате анализа существующих технологий и технических средств для удаления пней было установлено, что самым производительным способом борьбы с пнями является механический способ, который может быть реализован различными машинами, орудиями и приспособлениями. Механическое удаление пней может осуществляться различными способами: корчеванием, выдергиванием из земли с корневой системой, вырезанием, срезанием или измельчением надземной части пней. Выявлено, что существующие корчеватели производят очень энергозатратную технологию и оказывают значительный вред окружающей лесной среде и почве. Устройства для выдергивания пней из земли с корневой системы очень громоздки и требуют сверхмощные энергетические средства, что ограничивает их применение в лесном хозяйстве. Машины для срезания и вырезания пней не всегда способны качественно удалять пни. Кроме того, оставление ими срезанной части пней на территории вырубки значительно затрудняет проведение дальнейших работ, связанных с лесовосстановлением. Эти недостатки отсутствуют у машин, измельчающих пни. Такие устройства воздействуют только на древесину пня и снижают негативное влияние на окружающую среду, являясь экологически безопасными рабочими органами. Образующаяся в процессе работы щепа однородна по размерным характеристикам с почвенными фракциями. Однако такие машины имеют существенный недостаток: измельчение пней производится заподлицо с землей и несколько выше (до 5 см). Оставшаяся подземная часть пней препятствует выполнению всех технологических операций лесовосстановления (вспашке, посеву, посадке, уходу за культурами и др.) и снижает их качество. Основным препятствием понижения пней ниже поверхности почвы режущими элементами рабочих органов является ее интенсивный абразивный износ. Соответственно для уменьшения износа резцов необходимо предварительно удалить верхний слой почвы вокруг пня и очистить его от загрязнений. Для выполнения данной операции был разработан агрегат, включающий в себя машину для подготовки пней к понижению ниже поверхности почвы. Она состоит из рамы с механизмом навески, рабочего органа, цепной передачи, гидромотора, двух двухштоковых гидроцилиндров, гидросистемы и органов управления. Сплошное понижение пней ниже поверхности почвы, осуществляемой благодаря разработанной машине, позволяет превратить вырубку в территорию, свободную от надземной части пней, с сохраненным плодородным слоем почвы. При данной технологии появляются возможности для увеличения скорости перемещения агрегатов, снижения динамических нагрузок на рабочие органы лесных машин и, как следствие, уменьшения металлоемкости конструкций и материальных затрат на их изготовление, создания строго параллельных рядов с заданными междурядьями, что позволяет механизировать весь технологический процесс выращивания будущих насаждений.
2. Пошарников, Ф. В. Технология и машины лесовосстановительных работ [Текст] : учеб. пособие / Ф. В. Пошарников. – Воронеж : ГОУ ВПО «ВГЛТА», 2006. – 523 с.
3. Сухов, И. В. Технологии лесокультурных работ на вырубках (реко-мендации) [Текст] / И. В. Сухов, В. А. Кострикин, В. И. Казаков. – М. : ВНИИЛМ, 2004. – 152 с.
4. Бартенев, И. М. Энергосберегающие и природосберегающие технологии в лесном комплексе [Текст] : учеб. пособие / И. М. Бартенев. – Воронеж : ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», 2014. – 107 с.
5. Поздняков, Е. В. Методы освоения вырубок, технологии и машины для удаления пней на вырубках [Текст] : депонир. рукопись / Е. В. Поздняков. – Воронеж : ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», 2013. – 72 с. – Деп. в ВИНИТИ 02.12.2013, № 340-В2013.