Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Обоснование способа и параметров рабочего органа для удаления древесины из разрабатываемого слоя торфяной залежи

Диссертация: Обоснование способа и параметров рабочего органа для удаления древесины из разрабатываемого слоя торфяной залежи
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Ку о одной из технологических схем ремонта производственных площадей относится операция корчевания. Она имеет свою область эффективного применения, однако более широкому ее распространению препятствует не всегда удовлетворительное качество проведенных работ. Установлено, что надежное извлечение пня из залежи обеспечивается только при условии его захвата рабочими элементами корчевателя за корневую… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований
    • 1. 1. Анализ существующих способов удаления древесных включений из торфяной залежи
    • 1. 2. Основные параметры и режимы работы корчевателей непрерывного действия
    • 1. 3. Некоторые физико-механические характеристики торфяного грунта
    • 1. 4. Древесные включения в торфяной залежи
      • 1. 4. 1. Краткие сведения о физико-механических свойствах древесины пней и процессах ее резания
    • 1. 5. Классификация способов корчевания и методы расчета усилий на рабочих органах
    • 1. 6. Цель и задачи исследования
  • Глава 2. Основные закономерности процесса взаимодействия рабочего элемента с древесным включением
    • 2. 1. Формы и размеры прикорневого массива, образующегося при различных способах
  • приложении нагрузки
    • 2. 2. Расчет усилий корчевания при их различном направлении и

Обоснование способа и параметров рабочего органа для удаления древесины из разрабатываемого слоя торфяной залежи (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность проблемы. Наличие больших запасов торфа на территории России, а также разнообразие его состава и физико-химических свойств, определило это полезное ископаемое как один из источников энергетического, технологического и коммунально-бытового топлива, сырья для газо-химическои и биологическои переработки, производства удобрении, подстилки, строительных материалов и другой продукции.

Подготовка и ремонт производственных площадей являются одним из определяющих звеньев торфяного производства. Основные виды подготовительных и ремонтных работ на торфяных залежах механизированы, причем на операции, связанные с удалением древесных остатков, приходится около 95% трудовых и материальных затрат.

Ку о одной из технологических схем ремонта производственных площадей относится операция корчевания. Она имеет свою область эффективного применения, однако более широкому ее распространению препятствует не всегда удовлетворительное качество проведенных работ. Установлено, что надежное извлечение пня из залежи обеспечивается только при условии его захвата рабочими элементами корчевателя за корневую часть и как можно ближе к центру тяжести. При этом из залежи извлекаются только те пни, которые целиком находятся в обрабатываемом слое (глубина этого слоя обычно 40 см). Если же ствольная часть находится в обрабатываемом слое, а корневая часть — ниже этого слоя, то такие пни остаются в нижней части обрабатываемого слоя. В следствие этого древесные остатки, не удаленные из эксплуатационного слоя, являются основным препятствием для разработки торфа рабочими органами добывающих фрезеров. Это приводит к уменьшению глубины фрезерования, увеличению неравномерности расстила фрезерной крошки по толщине, засорению готовой продукции мелкими древесными включениями. При этом производительность добывающего оборудования снижается в два раза и в два раза уменьшается наработка техники на отказ.

В связи с изложенным актуальными являются: поиск способа удаления древесины с нижней границы разрабатываемого слоя торфяной залежи, определение параметров машины для реализации этого способа.

Цель работы. Разработать способ и определить основные параметры рабочего органа машины для удаления пней, находящихся в толще залежи на границе обрабатываемого слоя. Поставленная цель достигается решением следующих задач:

— проанализировать физические процессы, происходящие с пнями при различных способах корчевания и их математические описания;

— на основе сделанного анализа предложить способ удаления пней, находящихся в толще залежи на границе обрабатываемого слоя и дать его математическое описание;

— провести экспериментальные исследования с целью проверки предложенного способа и обоснования основных параметров рабочего органа.

Научная новизна. Состоит в определении размеров и формы прикорневых массивов, образующихся при корчевании различными способами, в установлении закономерностей взаимодействия рабочего элемента в виде плоского горизонтального профиля с древесным включением, в разработке нового способа удаления пней путем их вытеснения из обрабатываемого слоя в нижележащие слои.

Практическая значимость. Заключается в том, что предложена методика расчета сопротивлений, возникающих на рабочем элементе при различном направлении и месте приложения усилия к древесному включению, предложен способ удаления древесины с границы обрабатываемого слоя путем вдавливания в нижележащие слои, обоснованы основные параметры (операционная мощность, удельная энергоемкость вдавливания, геометрические параметры) и конструктивный вид рабочего органа пассивного типа непрерывного действия. Предложена технология практического использования такой машины на ремонте производственных площадей значительно снижающая количество древесных остатков в эксплуатационном слое.

Работа выполнялась на кафедре Торфяные машины и оборудование Тверского государственного технического университета.

1. Состояние вопроса и задачи исследований.

Выводы.

1. На основе проведенного анализа способов корчевания и теоретико-экспериментальных исследований установлено, что в ходе этого процесса происходит отрыв пня от окружающего грунта вместе с некоторым прикорневым массивом, объем которого на 20−30% меньше, чем принятый в раннее проведенных исследованиях.

2. Удаление пней, находящихся на границе обрабатываемого слоя залежи путем вдавливания в нижележащие слои горизонтальным профилем возможно и требует на 10−15% меньших усилий, чем при корчевании центрально-приложенной силой в диапазоне наиболее часто встречающихся в залежи пней с1 < 12 см. Зависимости усилия и работы корчевания или вдавливания от размеров пня имеют вид степенных функций: Р= 1,81 с1°'91-А= 0,31&13 — для способа вертикального центрального корчеванияР= 0,26 с!153-.= 0,04 с!1'83 -для способа корчевания за боковой кореньР= 0,066 {I ' -А= 0,0066 с1″ - для способа горизонтального вдавливания.

3. Для предотвращения заклинивания пня, нож должен иметь закругленную рабочую кромку, исключающую возможность внедрения в древесину.

4. Теоретические и экспериментальные исследования позволили обосновать конструктивную схему рабочего органа машины для удаления древесных включений с нижней границы обрабатываемого слоя в виде периметра, состоящего из горизонтального профиля определенной ширины и нескольких вертикальных профилей. Расчеты показали возможность агрегатирования такой машины с трактором Т-100 при ширине захвата рабочего органа 3−3,5 м.

5. Рациональные значения основных параметров рабочего органа следующие: геометрические размеры горизонтального профиля: ширина — Ь = 0,6 м, длина — Ь=3,19 м, толщина — 8=0,03мрадиус закругления передней кромки — И=30ммугол захвата в плане — у=70°, угол наклона вертикальных профилей — ^=20°, величина «козырька» — к=0,3 м, число вертикальных профилей — п=5, габаритная длина рабочего органа в сборе — Ьгаб=3,29 м, масса нетто — т=914кг, среднее усилие при ведении рабочего процесса Р=28,56кН, удельное сопротивление — Руд=112кН/м2.

6. Предлагаемый рабочий орган обеспечивает полное удаление пней с границы обрабатываемого слоя, не извлекая их на поверхность. При этом было установлено, что устройство можно применять в комплексе как с активным, так и с пассивным корчевателями. Использование новой машины в комплексе с обычным пассивным корчевателем улучшит качество подготовки эксплуатационного слоя, экономический эффект от ее применения составит 151,9 руб/га.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Ф.Г. Подготовка торфяных месторождений к эксплуатации и ремонт производственных площадей.-М.:Недра, 1985.-256с.
  2. В.Б., Сероский Ф. В. Основные параметры технологические схемы подготовки полей добычи фрезерного торфа.//Торфяная промышленность-1980.,-№ 11.-с Л 6−19.
  3. В.В. Состояние и перспектива совершенствования технологии и оборудования для подготовки и ремонта производственных площадей добычи торфа /ЦБНТИ Мингоппром.-М. 1981 .-с, 52.
  4. Л.М., Кулагин В. Е. Совершенствование исходной информации для планирования и управления ремонтом полей добычи фрезерованного торфа ' /Тр. В Н И И ТП. -1980. -В ып .44. -с.82−92.
  5. А.В., Покаместов В. В. Технология и механизация ремонта торфяных эксплуатационных площадей.-М.:Недра, 1980.-159с.
  6. В.В., Дородонова М. М., Павлов В. И. Процессы отделения торфа от пней /Т. Г1.-1986.-№ 7-с. 5−7.
  7. В.В. Влияние различных схем подготовки залежи на технологические показатели добычи торфа. // Торфяная промышленность -1980.-№ 2.-с.16−17.
  8. В. Я. Допенкин В.Д. Технология и комплексная механизация торфяного производства. М. :Недра, 1972.-312с.
  9. С.Д., Гильман Л. К., Кусков Ю. Д., Щелканова H.H. Обоснование области рационального использования корчующих и фрезерующих машин. -Торфяная промышленность.-№ 9.-1986.-с.9−11.
  10. Технологические схемы строительства осушительных систем, подготовки и ремонта производственных площадей для добычи торфа: Рекомендации
  11. А.П., Покаместов В. В., Гильмсон С. Д. и др. М-во топливной промышленности РСФСР, ВНИИТП, Калининский фил.-Радченко, 1981.-50с.
  12. С.Д., Левин В. З., Разработка модели взаимодействия корчующих и фрезерующих машин с торфяной залежью.//Торфяная промышленность. 1986. -№ 6. -с. 13 -16.
  13. Г. И. Оценка качества горных машин.//Учеб.пособие., Моск. горный инст., М. 1978.-62с.
  14. В.И. Корчевание фрезерных полей и пути повышения его качества: Диссертация канд. техн.наук.-Калинин,-1987.-159с.
  15. В.И., Самсонов Л. Н. Обоснование величины заглубления и расстояния между клыками рабочих органов корчевателей./Торфяная промышленность. -№ 11 .-1975.-с. 9−11.
  16. В.И. Метод выбора параметров корчевателей и метод оценки качества корчевания/В сб. Труды КПИ.-Механизация процессов добычи и переработки торфа.-М.:Недра.-1974.-с, 36−41.
  17. В.П. Совершенствование процесса удаления древесных включений из-за лежи./ Торфяная промышленность.-№ 10.-1983.-с.15−16.
  18. В.П. Совершенствование технологии удаления древесины: Диссертация канд .техн. наук. -Калинин, Радченко,-1987.-164с.
  19. Гильмсон С. Д. Технология и средства механизации корчевания пневой древесины из торфяной залежи: Диссертация д-ра техн.наук.-С.-П.,-1992.-476с.
  20. A.c. 1 501 976 СССР, МКИ A01G23/06. Корчеватель /С.Д.Гильмсон (СССР).5с.:ил.
  21. A.c. 454 873 СССР, МКИ A01G23/06. Корчевал ель-отряхиватель /О. М. Мацепу ро, В. М. Камсюк (СССР).2с.:ил.
  22. A.c. 1 233 837 СССР, МКИ A01G23/06. Корчеватель /А.М.Саддаев (СССР).4с.:ил.
  23. A.c. 803 908 СССР, МКИ A01G23/06. Корчеватель /А.В.Вавилов (СССР).Зс.:ил.
  24. A.c. 1 491 405 СССР, МКИ A01G23/06. Корчеватель /В.Г.Багров, С. Д. Гильмсон (СССР).4с.:ил.
  25. Кот H.A. Прочность торфа на разрыв /У Торфяная промышленность.-1983,--9.с.20−22.
  26. С.С. Зависимость несущей способности и деформации торфяной залежи от размеров опорной поверхности: Автореферат Дисс.: к.т. н., Ленинград.-1948 .-17с.
  27. С.С. Исследования физико-механических свойств торфа.-С б. трудов ./ВНИИТП. -М. Л. 1953.-235с,
  28. С.С. Зависимость сопротивления резанию от толщины стружки.-Тр./ВНИИТП.Л., 1978.вып.40.с.106−111.
  29. И.Ф. Основные свойства торфяных месторождений и закономерности их изменения: Авторефер.Дис.д-ра техн.наук.-Калинин,-1968.-36с.
  30. И.Ф. Корреляционная зависимость между диаметром ствольной части и размерами лап сосновых пней, погребенных в торфяных залежах// Торфяная промышленность -1959.-№ 8.-с.26−29.
  31. С.Н. Торфяные месторождения.-М.:Недра, 1976.-с.258−261.
  32. И.Ф.Ларгин. Характеристики пнистости торфяных залежей верхового типа по плоскостным сечениям. Труды КПИ, выпуск IV (XVII) Технология и механизация торфяного производства.М.Недра, 1969.
  33. .Н. О болотной сосне.-собр.соч. в 3-х томах.-Т.2.-М., Недра-1973.
  34. Р.И. Болотные формы сосны /Тр.ботанического музея АН.-вып.14.-с.62−81.
  35. Н.Г. Корневая система болотной сосны /АН СССР// Проблема ботаники.-Т. VI:-М.:Изд-во АН СССР, 1962.-С.297−307.
  36. Л.Н. Строение и рост корневых систем древесных растений на различных типах болот // Заболоченные леса и болота еибири: Сб.-М.:Изд-во АН СССР, 1965.-с.127−145.
  37. Технологические основы механизации и освоения болотно-торфяных почв/Под ред. Мацепуро М.Е.-Минск:Госиздат БССР- 1954.-528с.
  38. И.Ф. Прочность и водопоглощение древесины пней и стволов сосны, встречаемых в торфяных залежах.//-Торфяная промышленность. 1954.-№ 1 .-с. 18−20.
  39. В.М., Морозов А. Н. Физико-механические свойства пневой древесины // Торфяная промышленность -1984.-№ 10.-с.12−14.
  40. A.B. Вопросы теории корчевальных машин и производство сельскохозяйственных машин.-Т.4.-М.-Л.Сельхозизд, 1936.-е.7−19.
  41. А.И. Исследования тяговых усилий и работы при корчевке леса прямой тягой в условиях Грузинской ССР: Автореф. дис. .канд.техн.наук.-Тбилиси, 1965 .-27с
  42. В.Т. Основы теории корчевания//Тр.Ленинградской лесотехнической академии им. С. М. Кирова.-1971.-Вып.1.-е.5−49.
  43. И.Е. Исследования производства технологической древесины пневого осмола в условиях Латвийской ССР: Автореф. дисс. канд.техн.наук.-Елгава,. 974.-39с-На тит.л.также:Латвийская с.-х.акад.
  44. A.M. Исследования корневых систем некоторых древесных пород в связи с раскорчевкой лесосек и последующей обработкой почвы: автореф. дис. канд. техн. наук.-Киев, 1956.-15с.
  45. И.Р. Теоретическое исследование сопротивления пней корчеванию// Машинная валка и трелевка леса: Тр. ЦНИИМЭ.-1977.-С.71−75.
  46. .М., Воевода Д. К. Машины, орудия и приспособления для корчевальных работ.-М. Л.: Гос лесбумиздат, 1952.-96с.
  47. Ю.Д., Мерзляков Н. Е. Возможность заготовки свежего сомола одновременно со ствольной древесиной // Современные проблемы повышения эффективности заготовок лесохимического сырья: //Тр. ЦНИИМЭ.-1976.-С.93.
  48. Р.И. Исследование и выбор эффективного спосба корчевания деревьев в мелиоративном строительстве: Автореф.дис.канд.техн. наук.-Минск, 1969.-22с.
  49. Аболь П. И. Теоретические предпосылки к процессу корчевания деревьев и пней // Тр.ЦНИИМЭ.-1969. -Вып.97.-с.81 -89.
  50. П.И. Исследование сопротивляемости деревьев корчеванию: Дисс. канд.техн.наук.-М. 1970.-165с.
  51. Л.А. Механика сплошной среды. Т.1.-М.:Наука ГРФМЛ, 1983.-528с.
  52. ПолторакО.М. Термодинамика в физической химии.-М.:Высш.шк. 1991.-319
  53. JT.H. Фрезерование торфяной залежи.-7М.:Недра, 1985.-212с.
  54. Гидромеханизация при разработке тяжелых грунтов. /' Под ред. к.т.н. Огородникова С. П., Центральный НИИ информации и технико-экономических исследований промышленности строительных материалов.
  55. В.П. Собрание сочинений в Зхтомах-т.2.-М.:Колос, 1965.-459с.
  56. А.Н. Резание грунтов.-М.:Изд-во АН СССР, 1959.-е. 103,128.
  57. А.Н. и др. Лабораторный практикум по резанию грунтов.-Уч.пособие.-М.: Высш.шк. 1969.-31 Ос.
  58. A.A. Исследование формирования нагрузки на корчующем роторе. Дисс.канд.техн.наук, Калинин, 1978,-149с.
  59. A.A. О затратах энергии при выполнении технологического процесса машиной МТП-26 // Комплексная механизация и автоматизация торфяного производства: Сб.ст.-Калинин, 1976.-с.61−64.
  60. O.A., Головнин А, А, Расчет непрерывной технологической нагрузки на рабочем органе активного роторного корчевателя // Технология, комплексная механизация торфяного производства.-Килинин:Из-во Калининского ун-та, 1981.-е.131−137.
  61. Справочник по торфу / Под ред. канд.техн.наук А. В. Лазарева и д-ра техн.наук. С, С. Крчунова .М., Недра, 1982.760с.
  62. М.У. Исследование виброударного метода для производства корчевальных работ // Лесн. хоз-во.-1960.-№ 12.-с.40−43.
  63. Л.С. Прочность и деформируемость торфяных грунтов,— М.:Недра, 1969.-192с.
  64. C.B., Алешкин В. Р., Рощин П. М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов.-2-е изд.перераб. и доп.-Л.: Колос, 1980.-168с.
  65. Г. А., Ковалев М. М. Исследования сельскохозяйственной техники и обработка опытных данных.-М. :Колос, 1994,-169с.
  66. РТМ 23.2.36−73. Основы планирования эксперимента в сельскохозяйственных машинах.-М.: ВИСХОМ, 1974.-116с.
  67. Спиридонов A.A. Планирование эксперимента при исследовании
  68. Л.С. Полевые приборы для определения прочности и плотности слабых грунтов.-М.: Недра, 1966.-64с.
  69. Н.Е. Теория резания лезвием и расчеты режущих аппаратов.-М.-Машиностроение.-1975 .-311с.
  70. В.И. Основы научных исследований: Учебное пособие.-Калинин: КГУ, 1982.-80с.
  71. Л.П., Кусков Ю. Д., Сафонов Е. К. Технология и комплексная механизация подготовки торфяных месторождений к разработке.-M. .Недра, 1974. -215с.
  72. А.Н. Исследование процесса экскавации торфа ковшевыми устройствами на пнистых торфяных залежах, дисс. канд. техн. наук, Калинин, 1975.-161с.
  73. В.З. Исследование процесса резания торфо-дерновых ковров лезвием, дис. .канд.техн. наук,-Ленинград, 1981 .-137с.
  74. А.Ю. Торетические экспериментальные исследования процесса резания малоразложившегося торфа, дис. д-ра техн. наук., Каунас. 1973 .-257с.
  75. И.С. Исследование работы отвала бульдозера при добыче торфа. Автореф. дис. канд.техн. наук, Минск, 1958.-16с. ЦНИИТЭСТРОМ, М., 1968.-332с.
  76. A.B. Повышение эффективности работы валковых сепараторов, дис. канд. техн. наук., Калинин, 1988.-150с.
  77. С.М. Обоснование параметров и энергетических характеристик валковых сепараторов торфяных машин. Дис. канд. техн. наук. Дверь, 1993.-148с.
  78. Ю.А. Учет вариации сопротивления грунтов резанию в расчетах и исследованиях рабочих органов землеройных машин. Известия В.У.З. Стр-во и архитектура, 1960,№ 4.
  79. .А., Копенкин В. Д. Математические методы в торфяном производстве.-М.:Недра, 1991 .-240с.
  80. Н.Ф., Николаева Г. Я., Сторожина A.A. Учебное пособие по основаниям и фундаментам. Харьков, изд-во ХГУ, 1966−220с.
  81. Н.М., Завирев К. С. Шпиро Г. С. Основания и фундаменты. М.: Траспорт, 1969.-216с.
  82. В.В., Горячев В. Д., Егоров Ю. А. Основы математического моделирования: Учебное пособие.-Тверь: ТвеПИ, 1990.-140с.
  83. В.А., Веников Г. В. Теория подобия и моделирования.-Зе изд., перераб. и доп.-М.: Высш.шк., 1984.-439с.
  84. Ю.П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.-М.: Наука, 1976.-286с.
  85. Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие/ Под ред. к.т.н. Р .А. Макарова. -М.: Машиностроение, 1975.-288с.
  86. A.B., Рапопорт Д. М. Тензометрирование и его применение в исследованиях тракторов.-М.: Машиностроение, 1963,-339с.
  87. Д.Г. Обоснование размеров прикорневого массива при сплошном корчевании пней на торфяной залежи // Технология и комплексная механизация торфяного производства: Сб.научн.тр. / Под.общ.ред. А. Е. Афанасьева, Тверь: ТГТУ, 1997, с.121−124.
  88. Положительное решение на полезную модель. Заявка 94 014 174 от 10.05.95 г. МПК: A01G23/06. Корчеватель / Масленников Д. Г., Самсонов Л.Н.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?