Колесный сортиментовоз с комбинированной трансмиссией».

Дипломный проект «Колесный сортиментовоз с комбинированной трансмиссией».

Основным путем увеличения объемов  заготовки древесины при рубках промежуточного пользования является создание специализированной техники, в том числе и для транспортировки.

В нашей стране для транспортировки  древесины используются гусеничные и колесные тракторы, в то время  как за рубежом лесозаготовители уже давно отдают предпочтение колесным трелевочным тракторам, нежели гусеничным.

Во многих странах в качестве базой для специальных машин  используется колесный шарнирно-сочлененный  трактор. Одним из направлений развития таких машин является повышение  грузоподъемности и, одновременно, увеличения скорости передвижения. При этом особое внимание конструкторов уделяется  снижению удельного давления на грунт.

Для рубок ухода перспективной  является технология сортиментной заготовки  древесины на базе валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины и сортиментовоза.

В общей части проекта дан  анализ колесных машин. В конструкторской  части содержится обоснование параметров колесного сортиментовоза, выполнена общая компоновка сортиментовоза, осуществлен подбор гидростатическо-механической трансмиссии, разработана конструкция тандемной тележки.

В расчетной части проекта были выполнены кинематические и прочностные  расчеты элементов тандемной  тележки, определены параметры устойчивости. Проведен проверочный расчет тягово-скоростных параметров сортиментовоза.

В экономической части произведен расчет производительности сортиментовоза, расходы по содержанию и эксплуатации; определены экономически выгодные условия применения сортиментовоза и экономическая эффективность.

В технологической части пояснительной  записки проекта, в качестве примера  описываются варианты технологических  схем для проведения рубок с заготовкой сортиментов.

В последнем разделе описаны  основные правила техники безопасности при эксплуатации и проведению работ  по техническому обслуживанию и ремонту  машины.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Общая часть

1.1 Назначение и область применения  новой машины

1.2 Общий анализ конструкции  колесных сортиментовозов

2. Конструктивная часть

2.1 Анализ гидростатических передач  транспортных машин

2.2 Краткое описание конструкции  тандемных тележек

2.3 Краткое описание конструкции  колесного сортиментовоза

3. Расчетная часть

3.1 Тяговый расчет

3.1.1 Определение предельного угла  подъема сортиментовоза

3.1.2 Определение мощности двигателя

3.1.3 Определение потребной мощности  двигателя в различных условиях  движения

3.2 Расчет гидравлической передачи

3.2.1 Подбор гидронасосов и гидромоторов гидропривода

3.2.2 Тяговая характеристика трактора  с гидрообъемной передачей. Характеристика  гидропередачи

3.3 Расчет координат центра  тяжести машины

3.3.1 Расчёт продольной устойчивости  машины в транспортом положении

3.3.2 Расчёт поперечной устойчивости  машины в транспортном положении

3.4 Расчет нагрузок на грунт

3.5 Определение передаточных  чисел тандемной тележки

3.6 Определение межосевого  расстояния и параметров зубчатых  колес балансирного редуктора

3.7 Расчет ведущей шестерни  балансирного редуктора заднего  моста

4. Эксплутационная часть

4.1 Техническое обслуживание машины

4.2 Эксплуатационные неисправности  колесного сортиментовоза

5. Расчет экономической эффективности применения колесного сортиментовоза при трелевке древесины

5.1 Сменная производительность

5.2 Годовая производительность

5.3 Расчет капитальных вложений

5.3.1 Удельные капитальные вложения

5.4 Расчет эксплуатационных затрат

5.4.1 Эксплуатационные затраты

5.4.2 Основная и дополнительная  заработная плата

5.4.3 Амортизационные отчисления

5.4.4 Затраты на топливо и горюче-смазочные  материалы для базового и проектируемого  сортиментовоза

5.4.5 Затраты на текущий ремонт

5.4.6 Затраты на капитальный ремонт  лесосечной техники

5.4.7 Затраты на прочие расходы

5.4.8 Удельные эксплуатационные  затраты

5.5 Определение показателей экономической  эффективности

5.5.1 Годовая экономия

5.5.2 Срок окупаемости проектируемого  трактора

5.5.3 Абсолютная экономическая эффективность

5.5.4 Рост производительности труда

5.5.5 Удельная энергоемкость

5.5.6 Удельная металлоемкость

6. Безопасность жизнедеятельности

6.1 Общее положение

6.2 Обеспечение микроклимата

6.2.1 Выбор теплоизоляции кабины

6.2.2 Расчет отопителя

6.2.3 Расчет кондиционера

6.3 Приборы освещения и защитный  каркас

6.4 Пожарная профилактика

6.5 Охрана окружающей среды

6.6 Применение трактора в чрезвычайных  ситуациях

Список литературы

Введение

Рубки промежуточного пользования (рубки  ухода, реконструктивные рубки и  санитарные рубки) проводятся в первую очередь с целью создания благоприятных  условий для роста деревьев главных  пород для выращивания высококачественного  крупномерного леса. При этом дополнительно  получают древесину.

Основным препятствием на пути увеличения объемов заготовки древесины  от рубок промежуточного пользования, является отсутствие специализированной техники для рубок ухода и  мощностей по переработки мелкотоварной  лиственной древесины.

Рубки промежуточного пользования  по сравнению со сплошными рубками  являются более сложными, с точки  зрения лесоэксплуатации. Действуют лесоводственные требования, регламентирующие технологический процесс. Серийно выпускаемые лесопромышленные трактора не полностью удовлетворяют лесоводственным требованиям, в частности по удельному давлению на грунт, которое должно быть не более 40 - 50 кПа.

Для рубок ухода перспективной  является технология сортиментной заготовки  древесины на базе валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины и сортиментовоза. Во многих лесозаготавливающих странах базовой машиной для харвестеров и форвардеров являются специальные колесные тракторы с шарнирно-сочлененной рамой, колесами большого диаметра и широкопрофильными шинами низкого давления. В последние годы и у нас для лесозаготовительного производства все шире стали применяться колесные трактора.

По сравнению с гусеничными  машинами они обладают высокой маневренностью и скоростями движения.

При создании таких машин используется принцип модульного построения техники, благодаря чему имеется возможность  на их базе создавать семейство максимально  унифицированных машин.

Грунт в лесу часто не обладает достаточно высокой несущей способностью. Необходимость обеспечения высокой  проходимости тракторов по пересеченной местности, по снегу зимой и по бездорожью в весенние и осенние  распутицы, предъявляет различные  требования к выбору трансмиссий  и движителей. Большие размеры  колес и рациональное распределение  массы по осям создают низкое давление на грунт, тем самым, обеспечивая  высокую проходимость, уменьшают  колееобразование и снижают сопротивление качению. На ряде тракторов для снижения нагрузки на грунт применяют сдвоенные мосты подвешенные на тандемных тележках.

При всех прочих условиях колесный трактор  должен иметь малый радиус поворота и хороший обзор из кабины водителя. Наличие всех этих качеств существенно  облегчает условия работы на нем.

Наличие блокируемых дифференциалов в мостах и применение цепей противоскольжения  также способствуют повышению проходимости.

Передние мосты неповоротные. У  колесных тракторов отсутствует  подвеска и при движении небольшие  неровности грунта, на которые наезжает трактор, воспринимаются шинами.

Для устранения скручивания полурам при преодолении больших препятствий без отрыва колес от земли в конструкцию рам колесных тракторов вводится универсальный шарнир или балансирно подвешенный передний мост.

Конструкция трансмиссий колесных тракторов совершенствовалась, и  кроме гидромеханических и механических передач в трансмиссиях стали  применять гидростатические передачи. Гидростатическая передача является регулируемой передачей и легко может быть превращена в автоматизированную.

При этом значительно упрощается управление машиной. При наличии гидростатической передачи обеспечивается большая надежность работы машины, двигатель и другие агрегаты имеют значительную защиту от перегрузки; вероятность остановки  работы двигателя практически сведена  к нулю. Наличие гидравлической магистрали от насоса к мотору обуславливает демпфирующие свойства всей передачи, двигатель машины работает более устойчиво и подвергается меньшему износу.

1. Общая часть

1.1 Назначение и область  применения новой машины

В последние годы лесозаготовители проявляют повышенный интерес к  технологиям и мобильным машинам  для заготовки древесины. Заготовка  древесины уже имеющимся комплексом машин может осуществляться по различным  технологиям. Однако наиболее благоприятные  условия ее применения создаются  при использовании лесозаготовительных  машин на базе колесных шарнирно-сочлененных  тракторов. Такие машины при их высокой  проходимости, маневренности, хороших  эргономических качествах благоприятно влияют на сохранение окружающей среды  и обеспечивают высокие технико-экономические  показатели.

При сортиментной технологии заготовки  древесины валку деревьев, обрезку  сучьев, раскряжовку хлыстов на сортименты осуществляет харвестер.

Сортиментовоз (форвардер) предназначен для сбора сортиментов после харвестера и транспортировке по лесосеке, волоком, усам к лесовозным дорогам, складам, разгрузке, сортировке и складировании сортиментов на рубках промежуточного пользования.

Так же он может использоваться в  качестве погрузочно-транспортной машины на основных лесозаготовках, для выполнения работ с перемещением сортиментов  по дорогам общего пользования. Сортиментовоз может также использоваться при ручной заготовке сортиментов.

Машина предназначена для круглогодичной заготовки древесины на рубках промежуточного пользования в равнинной и  пересеченной местности с крутизной  склонов до 10°, на грунтах 1, 2, 3 категории, снежном покрове до 1 м ( при оснащении вспомогательными средствами - гусеницами или цепями противоскольжения), глубиной брода до 0.7м., на лесосеках с наличием препятствий высотой до 0,4м., в районах с умеренным климатом по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 16350-80 при температуре окружающей среды от - 40°С до +35°С.

Машина предназначена для работы в Северо-Западном, Центральном и  Волго-Вятском районах Европейской  части России в насаждениях на 1га 200 м³, при этом объем вырубаемой с 1 га древесины составляет до 70 м³.

1.2 Общий анализ конструкции  колесных сортиментовозов

Практика показывает, что проходимость лесных двуосных колесных тракторов  при оснащении их навесным технологическим  оборудованием для механизированного  сбора и транспортировки пачки  деревьев большого объема или сортимента недостаточна. Это объясняется тем, что в результате навешивания  технологического оборудования нагрузки на колеса трактора неоправданно высоки, поэтому для улучшения проходимости трактора приходится снижать полезную нагрузку, а, следовательно, уменьшать  их производительность и экономичность.

В связи с этим в последнее  время широко распространились трехосные  или четырехосные машины на базе агрегатов  и узлов двуосных колесных тракторов. Их колесные формулы 6×6; или 8×8.

Машины выполняются с низким давлением на грунт или (в большинстве  случаев) имеют переднюю ось и  балансирную тележку с возможностью перевода ее на колесно-гусеничный ход  под грузовой платформой. Удельное давление на грунт передних колес  составляет 75–90 кПа, а колес тележки – около 100–150 кПа.

Одним из важнейших узлов конструкции  колесных тракторов является ходовая  часть.

Грунт в лесу часто не обладает достаточно высокой несущей способностью. Необходимость обеспечения высокой  проходимости тракторов по пересеченной местности, по снегу зимой и по бездорожью в весенние и осенние  распутицы, предъявляет различные  требования к выбору трансмиссий  и движителей. Большие размеры  колес и рациональное распределение  массы по осям создают низкое давление на грунт, тем самым, обеспечивая  высокую проходимость, уменьшают  колееобразование и снижают сопротивление качению.

При всех прочих условиях колесный трактор  должен иметь малый радиус поворота и хороший обзор из кабины водителя. Наличие всех этих качеств существенно  облегчает условия работы на колесном тракторе.

Наличие блокируемых дифференциалов в мостах и применение цепей противоскольжения  также способствуют повышению проходимости.

Передние мосты неповоротные. У  колесных тракторов отсутствует  подвеска и при движении небольшие  неровности грунта, на которые наезжает трактор, воспринимаются шинами.

Для устранения скручивания полурам при преодолении больших препятствий без отрыва колес от земли в конструкцию рам тракторов тракторов вводится универсальный шарнир или балансирно подвешенный передний мост.

У трехосных колесных тракторов, которые  являются наиболее распространенными  базовыми тракторами для сортиментовозов, на задней полураме устанавливаются балансирные тележки.

Конструкция балансирной тележки  обеспечивает хороший контакт колес  с почвой и равномерное распределение  нагрузок на них. Установка балансирных  тележек, помимо уменьшения удельного  давления на грунт, позволяет улучшить ходовые качества машины, а именно проходимость.