Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Мытищинский филиал Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (МГТУ им. Н.Э. Баумана) ФАКУЛЬТЕТ ЛТ «Лесного хозяйства, лесопромышленных технологий и садовопаркового строительства» КАФЕДРА «ЛТ 4» «Технология и оборудование лесопромышленного производства» Тетрадь по лабораторным работам По дисциплине «Сухопутный транспорт леса» Студент 3 курса ЛТ-4 53Б _______ Долгов А. С. Преподаватель, кандидат технических наук Мытищи 2023 г. _______Борисов В.А. Лабораторная работа №1 Технические условия проектирования дороги Показатели Единица измерения Годовой грузооборот дороги млн. тонн нетто Категория дороги Руководящий подъем ‰ Максимальный спуск ‰ км/ч км/ч Расчетная скорость движения грузовая км/ч км/ч км/ч км/ч Расчетная скорость движения порожнее км/ч км/ч рекомендуемые м минимальные м Радиусы вертикальных кривых выпуклые рекомендуемые м минимальные м вогнутые рекомендуемые м минимальные м Алгебраическая разница уклонов, сопрягаемых вертикальных кривых Шаг проектирования м Минимальное возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод м над поверхностью земли м Минимальная высота насыпи над м трубами Расстояние видимости поверхности дороги м встречного автомобиля м Ширина земляного полотна м Ширина проезжей части м Значение 0,143 II-ЛВ 140 120 5 15 25 35 10 30 45 55 600 5000 2000 - 75 - 100 150 10 7 Ширина обочин Тип покрытие Транспортное средство + ПСР м КамАЗ-4310 1,5 Гравийное ГКБ-9383 В данной работе я дам краткую характеристику компании: Свеза Групп Свеза — деревообрабатывающая компания, занимающаяся производством березовой фанеры (в основном) и ДСП. Входит в состав инвестиционной компании Севергрупп История: 1997 — Создание компании, приобретение пакета акций Усть-Ижорского фанерного комбината. 1999 — Приобретение пакета акций комбината Фанплит (г. Кострома) 2002 — Приобретение пакета акций Великоустюгского фанерного комбината 2006 — Приобретение пакета акций Пермского фанерного комбината 2007 — Приобретение пакета акций Мантуровского фанерного комбината 2012 — Приобретение пакета акций комбината Фанком (Верхняя Синячиха) 2015 — Объединение группы под единым брендом Свеза Географическое расположение: Головной офис — Санкт-Петербург Офис в Москве, офис продаж в Гамбурге Филиал Свеза Усть-Ижора — Санкт-Петербург, пос. Понтонный Филиал Свеза Уральский- пос. Уральский, Пермский край Филиал Свеза Кострома- г. Кострома, Костромская обл. Филиал Свеза Мантурово — г. Мантурово, Костромская обл. Филиал Свеза Новатор — пос. Новатор, Великий Устюг, Вологодская обл. Филиал Свеза Верхняя Синячиха — пос. Верхняя Синячиха, Свердловская обл. Производительность: 1,4 млн. м3 Импортирует свою продукцию в более чем 80 стран мира Крупнейший производитель фанеры «Свеза» использует самые современные станки и высокоточные приборы. Компания «Свеза» является арендатором лесных участков общей площадью 445223 га и расчётной лесосекой более 1 млн м3, которые располагаются на территории Вологодской, Свердловской, Тюменской областей и Пермского края. На территории Вологодской области управление арендованными участками «Свеза» в Новаторе осуществляет ООО «Свеза Ресурс». Характеристика климата Санкт-Петербурга Санкт-Петербург и его окрестности относятся к атлантико-континентальной области умеренного пояса. Климат города имеет черты и морского и континентального, с умеренно мягкой зимой и умеренно теплым летом. Температурный режим Температурный режим Санкт-Петербурга формируется, в основном, под влиянием, двух факторов: радиационного режима и циркуляции атмосферы. Вторжение атлантических воздушных масс (преимущественно юго-западного и западного направлений) сопровождается обычно ветреной пасмурной погодой, а радиационный фактор больше проявляется при формировании антициклонов – в условиях ясной безветренной погоды. Средняя годовая температура воздуха в Санкт-Петербурге, по данным многолетних наблюдений, составляет 5,6°С. При этом наиболее холодные месяцы года – декабрь и февраль со средними температурами –7,9...–10,4°С. Наиболее тёплый месяц года – июль, его средняя суточная температура воздуха составляет 19,5°С. Облачность Всего за год в Петербурге бывает, в среднем, 177 пасмурных дней по общей облачности. В дни с солнцем средняя продолжительность солнечного сияния уменьшается от 10,1 часа в июне до 2 часов в декабре. Влажность Поскольку количество выпадающих осадков примерно на 200-250 мм превышает испарение влаги, для Санкт-Петербурга характерна высокая влажность воздуха– около 80% (летом – 60-70%, а зимой – 83-88%). Число дней с относительной влажность не менее 80% варьирует от 140 до155. Лабораторная работа №2 Определение рейсовой нагрузки на автопоезд Цель: изучить закономерности движения автопоезда проводят для установления оптимальных параметров технологического пути, по которому он движется. Задача: найти оптимальные параметры земного полотна, а также конструкцию дорожной одежды с учетом определения массы автопоезда, найденных скоростей движения с последующим определением потребности в подвижном составе и ГСМ. Лесовоз КАМАЗ 4310 с манипулятором ОМЛТ-97 оборудован кузовом позволяющим перевозить грузы весом до 11 тонн, предназначен для сбора и транспортировки хлыстов. Допустимая нагрузка на ССУ, кг 9 500 Снаряженная масса, кг 11 870 Полная масса, кг 21 520 Модель 710.10.240 Тип дизельный с турбонаддувом Мощность, л.с. 240 Длина, мм 7 295 Ширина, мм 2 500 Высота, мм 4 000 Рис.1. Транспортировочная машина КамАЗ-4310 Рис.2. Схема прицепа-роспуска лесовоза Лабораторная работа №3 Определение расстояния между кониками тягача и прицепа–роспуска Лабораторная работа №4 Определение скоростей и времени движения лесовозного автопоезда. Скорости и время движения автопоезда мы будем рассчитывать методом равновесных скоростей. Расчёт ведут отдельно для грузового и порожнего направления. В следующей последовательности: 1) Определяем предельно вредный и безвредный спуск в долях единицы. f.кр=0,035 i9 i1 i8 i7 i6 i5 i4 i3 i2 i1 i2 i3 i4 i5 i6 i7 i8 i9 Порожнее напровление: i9,i7,i5,i3,i1-Вредные спуски (с учётом видемости) Грузовое напровление: i8,i4,i6-Вредные спуски (с учётом видемости) Безвредные спуски и все подьёмы. Грузовое напровление: i9,i7,i5,i3,i2,i1. Порожнее направление: i8,i6,i4,i2. Скорость менее 20 км/ч не учитывается W=Q(бр(гр/нгр) ) g(f±i+fкр )+Wв fкр-пренебрегаем Wв=(gwkV^2)/(13*1000) k-коэффициент оптикаемости лесовоза(0,28) w-площядь лобовой поверхности(9,6;7,0) Расчёт скоростей движения в грузовом направлении № п/п Уклон ± i, ‰ Q_(гр)g(f±i+f_кр ),кН V, км/ч Wв, кН W, кН 5 15 25 35 5 15 25 35 5 15 25 35 5 0 0 1,292308 2,532923 0 0 1,292308 2,532923 0 0 1,292308 2,532923 0 74,36 74,36 75,65231 76,89292 51,48 51,48 52,77231 54,01292 60,06 60,06 61,35231 62,59292 51,48 1 120 74,36 2 40 51,48 3 70 60,06 4 40 51,48 5 -30 31,46 6 50 54,34 15 25 35 5 15 25 35 5 15 25 35 0 51,48 1,292308 52,77231 2,532923 54,01292 0 31,46 0 31,46 1,292307692 32,75230769 2,532923077 33,99292308 0 54,34 0 54,34 1,292308 55,63231 2,532923 56,87292 Расчёт скоростей движения в порожнем направлении № п/п Уклон ± i, ‰ Q_(пр)g(f±i+f_кр ),кН V, км/ч Wв, кН W, кН 1 60 25,2 2 140 35,28 3 60 25,2 10 30 45 55 10 30 45 55 10 30 45 55 0 1,356923 3,053077 4,560769 0 1,356923 3,053077 4,560769 0 1,356923 3,053077 4,560769 25,2 26,55692 28,25308 29,76077 35,28 36,63692 38,33308 39,84077 25,2 26,55692 28,25308 29,76077 4 30 21,42 Грузовое направление 10 30 45 55 0 1,356923 3,053077 4,560769 21,42 22,77692 24,47308 25,98077 Скорости на участке: 5;8;10,5;18 Порожнее направление Скорости на участке: 15;17,3;19,6 Грузовое направление: Порожнее направление: 𝑄9,5 = 60 5 = 12мин. 60 = 7,5мин. 8 60 𝑄3,7 = = 5,71мин. 10,5 𝑄1 = 𝑄2 = 𝑄6 = 60 15 = 4мин. 60 = 3.47мин. 17.3 60 𝑄2 = = 3.06мин. 19.6 𝑄8.4 = 60 = 3,33мин. 18 Грузовое направление: № п/п Уклон V, км/ч ± i, ‰ 1 120 5 i9 15 25 35 2 40 5 i7 15 25 35 3 70 5 i5 15 25 35 4 40 5 i3 15 25 35 5 -30 5 i2 15 25 35 6 50 5 i1 15 25 35 W, кН L,км Q,км/мин t,мин 74,36 74,36 75,65231 76,89292 51,48 51,48 52,77231 54,01292 60,06 60,06 61,35231 62,59292 51,48 51,48 52,77231 54,01292 31,46 31,46 32,75231 33,99292 54,34 54,34 55,63231 56,87292 4,8 12 57,6 3,8 5,71 21,698 5,7 12 68,4 4,2 5,71 23,982 6,4 3,33 21,312 7,6 7,5 57 Порожнее направление: № п/п Уклон ± i, ‰ 1 60 i8 2 140 i6 3 60 i4 4 30 i2 V, км/ч 10 30 45 55 10 30 45 55 10 30 45 55 10 30 45 55 W, кН L,км Q,км/мин t,мин 25,2 26,55692 28,25308 29,76077 35,28 36,63692 38,33308 39,84077 25,2 26,55692 28,25308 29,76077 21,42 22,77692 24,47308 25,98077 6,4 4,47 28,608 4,6 4 18,4 6,4 4,47 28,608 6,4 3,06 19,584 3. Ограничение скоростей движения на крутых спусках ів >f. Безопасность дорожного движения требует ограничить скорость автопоездов на крутых спусках. Условием для определения допускаемой скорости движения Vдоп на спусках крутизной і > іб, является расстояние видимости поверхности дороги, м: 𝑆в ≥ 𝑆п +𝑆т +𝑆р , где Sп - путь, пройденный за время подготовки к торможению, м; Sт - тормозной путь, м; Sр - резервное расстояние, (10-15м), 𝑆п = 𝑉𝑡п 3,60 𝑘т 𝑉н2 𝑆т = 254(𝑏 + 𝑓 − 𝑖) где tп - время подготовки к торможению,tп =2с: kт – коэффициент эксплуатационного состояния тормозов, kт = 1,40; b - коэффициент тормозной силы, 𝑏=𝜏 𝑃т 𝑄бр(гр/н.гр) где 𝜏 - коэффициент сцепления колес с дорогой (т=0,10-0,20- для неблагоприятных условий); Рт - масса автопоезда, приходя- щаяся на тормозные оси, т. В последнее время прицепы-роспуски обязательно оборудуют тормозным приводом. При этом все оси автопоезда становятся тормозными и имеет место: Рт= Qбр и b=𝜏. Тормозной путь определяют для каждого участка продольного профиля с уклоном больше безвредного при 3-4 значениях скоростей движения автопоездов. Расчеты ведут в табл. 14 и 15 (для грузового и порожнего направлений движения). 𝑏=𝜏 𝑃т 𝑄бр( гр ) нгр где: τ – коэффициент сцепления колес с дорогой = 0,15, Pт – масса автопоезда, приходящаяся на тормозные оси, т; Рт – масса автопоезда, приходящаяся на тормозные оси. Коэффициент тормозного пути для грузового направления В последнее время прицепы – роспуски обязательно оборудуют тормозным приводом. При этом все оси автопоезда становятся тормозными и имеет место: Рт = Qбр и b = τ Тормозной путь определяют для каждого участка продольного профиля с уклоном больше безвредного при трех – четырех значениях скоростей движения автопоездов. Результаты расчетов заносятв табл. 14 и 15 (для грузового и порожнего направлений движения). Определение допускаемых скоростей движения на крутых спусках для грузового направления движения № п/п 1 1 Уклон спуска i, ‰ № п/п 1 1 Уклон спуска i, ‰ Скорость V, км/ч Тормозной путь S, м 2 60 i8 3 4 15 9.9 25 27.6 35 54.02 2 140 15 27.56 i6 25 76.55 35 150.04 3 60 15 9.9 i4 25 27.6 35 54.02 Определение допускаемых скоростей движения на крутых спусках для порожнего направления движения Скорость V, км/ч Тормозной путь S, м 2 50 i1 3 4 30 36.75 45 82.68 55 123.505 2 40 30 34.21 i3 45 76.98 55 114.99 3 70 30 43.14 i5 45 97.06 55 144.99 4 40 30 34.21 i7 45 76.98 55 114.99 5 120 30 76.32 i9 45 171.71 55 256.51 Значение допускаемых скоростей V. доп определяют графически По оси абсцисс откладывают значение видимости S.в, соглас, но нормам технического проектирования, и резервное расстояние S.р Затем строят прямую для пути подготовки к торможению S.п = F(V), начало которой в точке 0. Далее для каждого спуска і по координатам столбцов 3 и 4 строят кривые тормозного пути S.т = f(V, i). На каждой кривой (параболе) указывают уклон, для которого она была построена. Ордината точки пересечения линий S = f(V) и кривых Sт = f(V,i) соответствует допускаемой скорости движения автопоезда на спуске с данным уклоном і. Откладывая значения полученных скоростей движения на ось абсцисс и проецируя их на ось ординат через кривую удельного времени движения Q=60, определяют время пробега График опасных спусков для грузового направления График опасных спусков для порожнего направления 1 км (в минутах). Время пробега автопоезда по элементу продольного профиля с уклоном і находим по формуле t.k=Q.k*l k где Q.k - время пробега автопоездом 1 км на участке с уклоном і.k, мин/км; l.k протяженность элемента продольного профиля с уклоном і.k, км; k-номер элемента продольного профиля. Общее время движения по дороге находим суммированием времени пробега по элементам продольного профиля: 𝑇. 0 = ∑ 𝑄. к ∗ 𝑙. к Результаты расчетов заносят в таблицу Суммируя значения t.k, в столбцах, получают общее время движения в грузовом Т.гр, и порожнем T.пор направлениях. После этого определяют среднюю скорость движения автопоезда в грузовом и порожнем направлениях. Расчёт времени хода автопоезда по по участку дороги в грузовом направлении № п/п Уклон участка ± i, ‰ 1 2 9 120 8 -60 7 40 6 -140 5 70 4 -60 3 40 2 -30 1 50 Итого Длина участка l, км Q.k, Время хода мин/км t.к, мин 3 4800 6400 3800 4600 5700 6400 4200 6400 7600 4 12 1,54 5,71 2,44 12 1,54 5,71 3,33 7,6 5 57,6 9,856 21,698 11,224 68,4 9,856 23,982 21,312 57,76 281,688 Расчёт времени хода автопоезда по по участку дороги в порожнем направлении № п/п Уклон участка ± i, ‰ 1 2 1 -50 2 30 3 -40 4 60 5 -70 6 140 7 -40 8 60 9 -120 Длина участка l, км 3 7600 6400 4200 6400 5700 4600 3800 6400 4800 Q.k, мин/км 4 1,62 3,06 2,07 3,47 1,5 4 2,07 3,47 1,45 Время хода t.к, мин 5 12,312 19,584 8,694 22,208 8,55 18,4 7,866 22,208 6,96 126,782 Для вычисления средних скоростей движения по дороге в грузовом и порожнем направлениях с участков условного продольного профиля дороги используют значения протяженности l и уклона i отдельных се участков. Разделив значение протяженности участка l на полученную по графику скорость движения по нему, можно определить время t хода поезда по этому участку. Среднюю скорость движения поезда в грузовом и порожнем направлениях определяют по формулам для грузового направления: 𝑉. гр = 60 ∗ 𝐾 ∗ ∑ 𝑙 60 ∗ 0,87 ∗ 49,900 = = 9,24704 ∑ 𝑡. гр 281,688 для порожнего направления: 𝑉. пор = 60 ∗ 𝐾 ∗ ∑ 𝑙 60 ∗ 0,87 ∗ 49,900 = = 20,54596 ∑ 𝑡. пор 126,782 где К - коэффициент, учитывающий снижение скорости на кривых малых радиусов (при подходах к мостам, движение по мосту, в ночное время и т. д.); для магистралей К = 0,85…0,9, для веток K = 0,70,75. Лабораторная работа №5 Определение потребности в подвижном составе Для определения потребности в подвижном составе необходимо определить производительность автопоезда (м3) по формуле П= (𝑇 − 𝑡. пз) ∗ 𝑄. н ∗ 𝑘 ∗ 𝑘 . в (480 − 30) ∗ 21.3 ∗ 0.9 ∗ 0.87 = = 75,3 120 ∗ 5.54 120 ∗ 𝑙. ср + 35,56 + 𝑡. пр 10.37 𝑉. ср где Т- продолжительность смены, мин; 𝑡. пз - подготовительно-заключительное время, мин; 𝑄. н - полезная нагрузка на транспортное средство, м3; k -коэффициент использования грузоподъемности (0,85-1,00) 𝑘 . в - коэффициент использования рабочего времени смены (0,85-0,9) l.ср – среднее расстояние вывозки, км, V.ср – среднетехническая скорость автопоезда за рейс, км/ч. 𝑙. ср = ∑ 𝑞. 𝑖 ∗ 𝑙. 𝑖 = 5,54 ∑ 𝑞. 𝑖 где q.i - годовой грузооборот с і-го погрузочного пункта, тыс. м3; l.i - расстояние вывозки с і-го погрузочного пункта, км (сумма длин участков на схеме расположения погрузочных пунктов, приведенной на графике движения лесовозных автомобильных поездов); 𝑉. ср = 2 ∗ 𝑉. гр ∗ 𝑉. пор = 10,37 𝑉. гр + 𝑉. пор Здесь 𝑉. гр, 𝑉. пор - скорость движения автопоезда в грузовом и порожнем направлениях; 𝑡. пр - время простоев за один рейс, мин, t.пр = t.пог* t.раз*t.p где t.пог, t.раз - продолжительность погрузки и разгрузки, мин; t.p - продолжительность простоя в пути при разъездах (на одно полесных дорогах = 3-5), мин. Продолжительность погрузки автопоезда t. пог =t.0+t.1*Q.н=35,56 где t.0 - время на установку автопоезда и ожидания погрузки (при погрузке челюстным погрузчиком, козловым или кабельным кранами t.0, = 10, при погрузке манипулятором, установленным на автопоезде t.0 = 5), мин; t.1, - время на погрузку 1 м3 (при погрузке челюстным погрузчиком или манипулятором, установленным на автопоезде, t.1 = 1,20, козловым или кабельным кранами t.1= 0,50), мин. Продолжительность разгрузки автопоезда t.раз=t.0,1+t.1,1=15 где t.0,1 - время на установку автопоезда под разгрузку и ожидание разгрузки, t.0,1 = 5 мин; t.1,1 - продолжительность разгрузки автопоезда кабельными или козловыми кранами, t.1,1 = 10 мин. Подготовительно-заключительное время составляет: • 20 мин - для автомобилей с карбюраторным двигателем; • 30 мин - для автомобилей с дизельным двигателем. Скорости движения некоторых лесовозных автопоездов в зависимости от типа покрытия и максимального подъема приведены. Рабочий парк линейных тягачей (шт.), необходимый для выполнения производительной программы, 𝑁= 𝑄. год ∗ 𝐾. н 190000 ∗ 1,2 = = 5,05 = 5 П𝐴𝑍 75,3 ∗ 300 ∗ 2 где Q.год - годовой объем вывоза, м3; К.н - коэффициент неравномерности работы дороги, К.н - 1,20; А - продолжительность работы дороги, дней; Z число смен работы. Инвентарный парк автомобилей (шт.) 𝑁. инв = 𝑁 5 + 𝐾. 𝑝 ∗ 𝑁 = + 5 ∗ 0.17 = 7.1 = 7 𝐾. 𝑡 0.8 где К.t - коэффициент технической готовности автомобилей (при работе в одну смену К.t = 0,86; в две смены К.t = 0,80; в три смены K.t= 0,75); К.p коэффициент, учитывающий резервные автомобили, K = 0,17. Численность прицепного состава (шт.) 𝑁. пр = 𝑁. инв ∗ 𝐾. пр = 1 ∗ 7 = 7 где К.пр - коэффициент, учитывающий тип автопоезда (автомобиль + прицепроспуск, К = 1; автомобиль + полуприцеп + прицеп-роспуск при перецепке на погрузочном пункте, К - 2; автомобиль + полуприцеп + роспуск при перецепке на погрузочном и разгрузочном пунктах, К = 3). К усовершенствованным покрытиям относят цементобетонные, асфальтобетонные с поверхностной обработкой, чернощебеночные, черногравийные, сплошные ледяные; к переходным - колейные из железобетонных плит, щебеночные, гравийные, грунтощебеночные из оптимальных естественных смесей, снежные. На магистралях с однополосным движением скорости движения принимают с понижающим коэффициентами: для усовершенствованных и переходных покрытий - 0,90; для грунтогравийных и дерево-грунтовых - 0,80; на ветках - 0,70. Скорость движения на усах - 12 км/ч.
