Дипломная работа: Колесный трактор для лесохозяйственных работ

Как видно из таблицы движения трактора при максимальной подаче топлива в заданных условиях обеспечивается на IV-XII передачах колеса начинают буксовать и движение прекращается. Это свидетельствует о том, что тракторист должен выбирать такой режим работы двигателя, который обеспечивает движение в различных условиях дороги без буксования.

По данным таблицы строятся тяговые характеристики в координатах:

по оси абсцисс -

по оси ординат - ; ,

3.2 Расчет устойчивости

3.2.1 Определение координат центра тяжести

Определение координат центра тяжести машины является важнейшей ступенью при ее проектировании. Его положение определяет равномерность или неравномерность расположения агрегатов, установленных на основе машины. От положения центра тяжести зависит и распределение нагрузки по осям, а равномерное распределение нагрузки в свою очередь будет влиять на проходимость машины. Так же положение центра тяжести будет определять устойчивость машины.

Для определения центра тяжести машины необходимо знать ряд весовых и линейных параметров, а так же определиться с общей компоновкой машины.

Центр тяжести машины определяется по трем осям X,Y,Z. По оси Y положение центра тяжести можно определить примерно, так как особой роли в данном случае этот параметр не играет.

Из схемы общей компоновки видно, что основные агрегаты расположены на продольной оси трактора, следовательно, исходя из этого, видно, что центр тяжести машины будет находиться на продольной оси машины с незначительным отклонением в ту или иную сторону, по оси X и Z определяем расчетным путем.

При определении центра тяжести за базу отсчета линейных размеров по оси X принимаем ось заднего ведущего моста, и по оси Z опорную поверхность.

Весовые и линейные параметры сведем в таблицу 3.2.

Центр тяжести по оси X определяем по следующей формуле:

 ; Н

где:  - сумма произведений от -х масс трактора.

Таблица 3.2. Весовые и линейные параметры узлов трактора.

Сначала определяем положение центра тяжести порожнего трактора

=

м

Далее определяем положение центра тяжести трактора с трелюемой пачкой:

 =

0,52 м

Из расчетов видно, что положение центра тяжести по оси X будет варьироваться в районе межосевого расстояния, т.е. нагрузка распределена по осям относительно равномерно.

Центр тяжести по оси Z определяем по аналогичной формуле:

где:  - сумма произведений -х масс трактора на соответствующие расстояния до опорной поверхности.

 - сумма -х масс трактора.

Сначала определяем координату центра тяжести порожнего трактора:

А затем определяем координату центра тяжести для груженого трактора:

Определяем центр тяжести трактора без навесного оборудования (захват и толкатель)

 =

3.2.2 Определение устойчивости

Устойчивость машины определяет ее способность противостоять действию сил, вызывающих опрокидывание и сползание. Она является одни из основных качеств машины, определяющее совершенство ее конструкции, безопасность, а в ряде случаев и производительность машины.

Принято различать динамическую и статическую устойчивость; каждая, в свою очередь, подразделяется на продольную и поперечную.

Устойчивость машины под действием сил собственного веса определяет ее собственную устойчивость. Устойчивость машины с учетом ее веса груза определяет его грузовую или рабочую устойчивость.

В расчете предлагается определить грузовую устойчивость. Сначала будем определять коэффициент устойчивости при отрыве захваченной пачки от земли. Далее будем определять коэффициент устойчивости при трелевке деревьев при коэффициенте распределения пачки, равном 0,5 и угле наклона пути 100.

Опрокидывание машины происходит относительно воображаемых неподвижных осей, которые принято называть осями ее продольного и поперечного опрокидывания. Замкнутый контур, образованный осями опрокидывании, называется опорным контуром машины. Конфигурация опорных контуров зависит от кинематических и конструктивных особенностей их ходовых систем.

Принято различать машины с постоянной и переменной структурой опорного контура.

Следует отметить, что из-за деформации колес, упругих элементов подвески и т.п. Машин, машин с постоянной структурой опорного контура практически нет. Однако, с достаточной степенью точности, а в ряде случаев, и для большей надежности расчетов, к этой группе можно отнести колесные машины с жесткой рамой и подрессоренным креплением несбалансированных мостов. У машин этой группы опорный контур образуется осями продольного и поперечного опрокидывании, проходящих у колесных машин через центр площадок контакта передних и задних колес.

В практике отечественного машиностроения для оценки устойчивости машин широко используются коэффициенты устойчивости, величина которых определяется различными соотношениями между восстанавливающим и опрокидывающим моментами.

По уравнению определяется коэффициент устойчивости многих видов машин.

Обычно принимают =1,151,7

3.2.3 Определение коэффициента устойчивости

А) При отрыве пачки от грунта в статике, исходные данные сведены в таблицу 3.3.

Таблица 3.3. Параметры для расчета устойчивости.

Исходя из расположения сил на расчетной схеме 2, составим уравнение моментов относительно т. А.

Определяем коэффициент устойчивости

Условие устойчивости выполнено.

Б) При движении машины на подъем с углом 100 с пачкой деревьев в полунагруженном состоянии (схема 3).

Исходные данные сведены в таблицу 3.4.

Таблица 3.4. Данные для расчета устойчивости.

В соответствии со схемой 3 составляем уравнение моментов.

где: - усилие волочения пачки, Н

- угол наклона тягового усилия, гр.

; Н

где: - коэффициент распределения веса пачки деревьев

 - коэффициент сопротивления волочению пачки, принимаем

=0,5; =0,6; =100

=18021 НМ

Полученный результат удовлетворяет требованию устойчивости.

3.2.4 Расчет показателей поперечной устойчивости

Исходные данные:

 Н - масса трактора;

 Н - масса оборудования;

 Н - масса полезной нагрузки;

 = 1,3 м - колея трактора;

= 0,89 Н - координата центра тяжести трактора относительно опорной поверхности;

= 0,72 Н - координата центра тяжести нагрузки относительно опорной поверхности;

 - координата центра тяжести оборудования относительно опорной поверхности.

Схема к расчету приведена на рис. 3.1.

Координата центра тяжести системы относительно опорной поверхности:

; М

 М

Рис. 3.1. Схема к расчету поперечной устойчивости трактора с трелевочным оборудованием и нагрузкой.

Координата центра тяжести агрегата в поперечной плоскости относительно левого по ходу колеса:

; М

где: =0,02м - смещение координаты центра тяжести трактора (поперечное) влево по ходу от оси.

М.

Предельный угол наклона агрегата влево по ходу движения составит:

; =36,50

3.3 Расчет обзорности

При управлении трактором из кабины на оператора воздействуют вредные факторы, влияние которых может быть уменьшено путем обеспечения обзорности основных функциональных зон и объектов при наиболее удобной рабочей позе.

Оценочным показателем обзорности является угол обзора функциональных зон и объектов наблюдения, который соизмеряется с важнейшим психофизиологическим показателем – углом зрения оператора при его удобной позе.

Угол обзора не должен превышать предельных угол зрения оператора. Известны следующие методы оценки обзорности: светотеневой, линейной перспективы, графический.

Большинство недостатков перечисленных методов можно избежать, проведя для оценки обзорности построение кукольной панорамы, панорамы на внутренней поверхности сферы, в центре которой находятся глаза оператора, и достроенной с углом возможного поворота головы вправо и влево на 900 и 1800.

Координаты точек при этом задаются двумя условиями: величинами  и .

Тогда на координатной сетке горизонтальные X и Y и вертикальные Z отображаются в виде кривых. Для построения обзорности с помощью этой сетки предварительно выявляют условные координаты точек поверхностей, находящихся в поле зрения оператора. Для этого наблюдения из ортогональных проекций помещаются внутри окружности, центром которой является точка расположения глаз оператора, сидящего в кабине. Эта точка является началом отсчета и началом координат. В рабочей позе «сидя» в соответствии со стандартом НСО5721 она расположена на 750мм выше и 150мм впереди точки отсчета сидения (ТОС), установленного в среднее положение (средняя высота ТОС 425).

Таким образом, этот метод позволяет получить (вычертить) уже на этапе проектирования ту картинку, которую увидит оператор из кабины реальной изготовленной в металле кабины машины.

Предельные величины углов зрения оператора занесены в таблицу 3.5.

Таблица 3.5. Предельные величины углов зрения оператора.

Требование к обзорности лесных машин по ГОСТ 22-1296-79 приведены в таблице 3.6.

Таблица 3.6. Нормативные требования обзорности.

Результат расчета обзорности трактора приведены в таблице 3.7.

Таблица 3.7. Результаты расчета обзорности.

Кабина трактора обладает хорошей обзорностью рабочей зоны.

3.4 Расчет на прочность элементов захвата

Целью расчета на прочность является получение гарантии, что за время эксплуатации детали не наступит ни одного недопустимого предельного состояния.

3.4.1 Расчет диаметра пальца подвески захвата к раме

Расчетная схема показана на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Расчетная схема для определения диаметра пальца подвески захвата к раме.

Тогда предельная сила на срез равна:

; Н

где: = - средняя текучести материала.

=5000 Н/см2

Примем в качестве срезающей силы  грузоподъемность навесной системы 10 кН.

Тогда

Для обеспечения задела прочности с учетом возможных динамических нагрузок принимаем диаметр пальца d=25 мм.

3.4.2 Расчет канала для трелевочной лебедки

Принимаем коэффициент запаса прочности =4.

Определяем максимально-действующую нагрузку в канате и находим разрывное усилие.

=

где:  - максимальный вес подтрелевываемой пачки, =10 кН

 - коэффициент сопротивления волочению, =0,6

=кН

 кН

По ГОСТ 3070-74 выбираем канат диаметром 8,1 мм:

3.4.3 Проверка на прочность диаметра трубы рамы

Наибольшее напряжение  от изгиба в опасном сечении определяют по формуле:

;

где: ;

 - внутренний диаметр трубы; =50 мм;

 - наружный диаметр трубы, =60 мм;

 - изгибающий момент.

Рассматриваем балку до опасного сечении, как жесткий брус с одним жесткозакрепленным концом, который имеет прямолинейный и криволинейный участок радиуса.

R = 29 см; φ = 750.

Расчетная схема будет иметь вид:

Рис. 3.3. Расчетная схема балки.

 кН

где:  - коэффициент распределения веса пачки, =0,5;

 - вес пачки, =10 кН;

 - вес клещей захвата, =1 кН.

Изгибающий момент на одну трубу:

 Н/см2

Допускаемое напряжение для Сталь 35

 Н/см2

 - условие соблюдено.

4.         Эксплутационная часть

4.1 Техническое обслуживание машины

Техническое обслуживание машины представляет собой комплекс технических мероприятий, направленных на создание благоприятных условий работы деталей, своевременное предупреждение неисправностей и выявление возникающих дефектов. Техническое обслуживание способствует продлению межремонтного периода и общего срока службы машины, сокращению простоев из-за технической неисправности, а следовательно, повышению производительности машины.

Техническое обслуживание является планово-предупредительным и должно выполняться в сроки, указанные в «Инструкции по обслуживанию машины». Процесс технического обслуживания и ремонта в лесозаготовительных предприятиях ввиду малочисленности парка машин целесообразно организовывать методом универсальных постов.

Периодичность обслуживания машины проводится на открытом воздухе или в помещении. Техническое обслуживание №3 рекомендуется проводить в помещении размером не менее 7х15 м. Техническое обслуживание машины целесообразно производить специализированными бригадами технического обслуживания с участием тракториста-машиниста, под наблюдением бригадира-механика, с использованием машин техобслуживания СРПМ-3А и ЛВ-8А.

Выполнение ежесменного технического обслуживания является обязательным и специально не планируется. Периодическое техническое обслуживание подразделяется на три вида: ТО-1; ТО-2 и ТО-3, которые различаются между собой объемом и составом работы. ТО-1 проводится через каждые 60 ч работы, ТО-2 – через каждые 240ч работы, ТО-3- через каждые 960ч работы машины.

Техническое обслуживание производится, как правило, без разборки сборочных единиц и замены деталей. Поэтому время на производство ремонтных работ, при совмещении их с техническим обслуживанием, в планируемое время для производства обслуживания входить не должно. Сокращение объема обязательного технического обслуживания для производства ремонтных и других работ не допускается.

Перечень основных обязательных мероприятий, которые необходимо выполнить при ежесменном техническом обслуживании:

Проверить:

- крепление сборочных единиц;

- наличие течи и уровень масла;

- давление воздуха в шинах;

- неисправность рабочих органов на холостом ходу.

Осуществляя техническое обслуживание №1, необходимо:

- выполнить ежесменное техническое обслуживание;

- смазать игольчатые подшипники карданов;

- отрегулировать настройку предохранительных и перепускных клапанов;

- смазать подшипники поворотных цапф.

При проведении технического обслуживания №2, необходимо:

- выполнить техническое обслуживание №1;

- смазать шлицы карданных валов;

- проверить уровень масла в конечных передачах, корпусе трансмиссии, главных передачах;

- смазать втулки, наконечники тяг рулевого управления, проверить люфт;

Проверить:

- вентилятор маслоохладителя;

- нейтральное положение золотников распределителей;

- отрегулировать тормоза колес и их привод;

- промыть элементы гидросистемы.

При проведении технического обслуживания №3, необходимо:

- выполнить техническое обслуживание №2;

- заменить масло в агрегатах трансмиссии;

- проверить работу рабочих органов под нагрузкой;

- промыть бак и заменить масло в гидросистеме;

- переставить колеса;

- отрегулировать зазор в подшипниках передних колес.

4.2 Эксплуатационные неисправности колесного трактора

Во время эксплуатации трактора могут возникнуть различные неисправности вследствие износа деталей, нарушение регулировок механизмов или несвоевременного проведения технического обслуживания.

Неисправности в работе трактора могут быть вызваны также условиями эксплуатации.

Обнаруженные неисправности должны быть устранены. Одной из часто выходящей из строя системой является гидравлическая система трактора.

В таблице 4.1. приведены основные неисправности гидравлической системы трактора и способы их устранения.

Таблица 4.1. Неисправности гидросистемы колесного трактора.

5.         Экономическая часть

В лесохозяйственном производстве при выращивании высокопродуктивных лесных насаждений наиболее важным и сложным мероприятием являются рубки ухода в молодняках, в частности, трелевка древесины в рубках ухода.

В настоящее время технология прочисток и прореживаний основана на ручном труде. На трелевке древесины широко применяются гужевые средства и оборудованные трелевочными приспособлениями, сельскохозяйственные тракторы Беларус -80, Беларус -82, ЛТЗ-40А.

Координальное решение вопроса о повышении производительности труда может быть достигнуто путем создания принципиально новых лесохозяйственных тракторов.

Перспективными для механизации рубок ухода является легкий лесохозяйственный трактор на колесном ходу высокой проходимости, который на трелевке может эффективно заменить гужевые средства и сельскохозяйственные тракторы, имеющие для работы в лесу много недостатков:

- недостаточную проходимость;

- низкий клиренс;

- неудачную для установки трелевочного оборудования развесовку и т.д.

Настоящий расчет произведен по результатам хронометражных наблюдений и данным учета работы опытных образцов тракторов на трелевке древесины.

Базой для сравнения принят наиболее распространенный на трелевке трелевочный трактор ТТР-401М предназначенный для сбора сортиментов, хлыстов и деревьев, а также для штабелирования сортиментов. Выполнен он на базе лесохозяйственного трактора «Беларус Л-82.2», снабженный трелевочным оборудованием. Его сменная производительность по данным ВНИИЛМ составляет 21 м3 при расстоянии трелевки 250-300 м.

5.1 Расчет годовой выработки

Сменная производительность трактора на трелевке деревьев определяется по формуле:

 м3/см

где: - продолжительность рабочей смены;

= 480 мин;

- затраты времени на выполнение подготовительно-заключительных работ;

= 50 мин;

 - время на техническое обслуживание;

    = 30 мин;

- время отдыха в течение смены;

= 25 мин;

- продолжительность организационно-технических мероприятий;

= 30 мин;

 - средний объем трелюемой пачки;

= 1м3.

 - время цикла на трелевку одной пачки; определяется по формуле:

=; мин

где:  - суммарное время простоя трактора при погрузке и разгрузке4

= 9 мин;

 - среднее расстояние трелевки;

= 250 м;

- средняя скорость пробега трактора в грузовом и порожнем состоянии.

км/ч=111,7 м/мин

мин

 м3/см

Сменная производительность базового варианта по фактическим данным – 21 м3/см.

Годовая выработка для базовой и новой машины определяется по формуле:

 м2/год;

где:  - коэффициент, учитывающий выходные и праздничные дни;

=0,835;

- коэффициент технического использования; =0,85;

    - коэффициент, учитывающий время простоев по метеорологическим условиям;      =0,9

     =1-;

   =10 дней в году;

;

     - коэффициент, учитывающий простои по организационным причинам; =0,97;

 - коэффициент сменности; =1,0.

Годовая выработка на базовый трактор:

 м3

Годовая выработка проектируемого трактора:

 м3

5.2 Расчет удельных капитальных вложений

Капитальные вложения в проектируемую технику или оборудование определяют расчетным путем по балансовой стоимости техники.

.

где:  - цена оборудования в руб.

 - транспортные затраты на доставку оборудования от поставщика до предприятия в руб.

 - затраты на монтаж в руб.

 - расходы, связанные с доводкой оборудования до эксплуатационного состояния и освоением в руб.( 3% от цены)

Затраты на доставку оборудования и монтаж принимаем в размере 5%.

Оптовая цена ТТР-401М – 1036000руб. Ориентировочная цена проектируемого трактора:

; руб.

где: - оптовая цена базового трактора;

 - вес базового трактора;

 - вес проектируемого трактора.

 руб.

 руб.

 руб.

Удельные капитальные вложения рассчитываются путем деления общей суммы капитальных вложений, приходящихся на единицу техники на его годовую производительность.

; руб/м3

Для базового трактора

 руб/м3

Для проектируемого трактора:

 руб/м3

5.3 Расчет удельных эксплуатационных затрат

Эксплуатационные затраты () могут складываться из следующих видов затрат:

где:  - расходы на оплату труда основных производственных рабочих, руб;

- расходы на оплату труда вспомогательных рабочих, руб.;

- затраты на горючесмазочные материалы;

- затраты на текущий ремонт;

- отчисления на капитальный ремонт;

 - амортизационные отчисления на реновацию, руб.;

- прочие производственные затраты.

5.3.1 Основная и дополнительная заработная плата рабочих

; руб/м3

где: - часовая тарифная ставка 30,5руб.

 - принятая продолжительность рабочей смены; =8ч

- сменная производительность оборудования, м3

- коэффициент, учитывающий все начисления; =2,1.

Для базового трактора:

 руб/м3

Для проектируемого трактора:

 руб/м3

5.3.2 Расходы на оплату вспомогательных рабочих

Данные взяты из таблицы приложения в методических указаниях.

 руб/м3

 руб/м3

5.3.3 Амортизационные отчисления

; руб/м3

где: - норма амортизации на реновацию, составляет 25%;

- коэффициент, учитывающий влияние сменности работы; =1,0;

- капитальные вложения;

- количество смен используемого оборудования в году – 210 смен.

Для базового трактора:

; руб/м3.

Для проектируемого трактора:

; руб/м3.

5.3.4 Затраты на топливо и горючесмазочные материалы

Расход дизельного топлива при работе трактора на трелевке (РТ.Т) определяется по формуле:

; кг/м3;

где: - норма расхода дизельного топлива для работы трактора на трелевке леса, кг/м3;

 кг/м3 км – для базового трактора;

 кг/м3 км – для проектируемого трактора;

 - коэффициент, учитывающий повышение расхода дизельного топлива на 1м3 стрелеванного леса; =1,1 кг/м3.

- среднее расстояние трелевки, км;

=250м=0,25 км;

- норма расхода дизельного топлива для работы трактора на чокеровке, подборе и отцепке хлыстов, кг/м3;

=0,12 кг/м3.

 кг/м3;

 кг/м3.

Расход смазочных масел  также зависит от расхода дизельного топлива и определяется по формуле:

; кг/м3

где: - норма расхода смазочных масел в % от расхода дизельного топлива. Из методических указаний = 8 %.

 кг/м3 ;

 кг/м3.

Общие затраты на топливо для трелевочных тракторов:

; руб/м3

Для базового трактора:

 руб/м3

Для проектируемого трактора:

 руб/м3

5.3.5 Затраты на текущий ремонт

где: - норматив денежных затрат по техническому уходу и текущему ремонту на 100ч работы лесосечной техники.

=3855 руб/100ч.

Для базового трактора:

 руб/м3.

Для проектируемого трактора:

 руб/м3.

5.3.6 Затраты на капитальный ремонт лесосечной техники:

; руб/м3

где: - величина отчислений на капитальный ремонт техники в % от ее балансовой стоимости для лесосечной техники; =17%.

Для базового трактора

 руб/м3

Для проектируемого трактора

 руб/м3

5.3.7 Затраты на прочие расходы принимаются в размере 5% от суммы всех затрат по содержанию техники

; руб/м3

Для базового трактора

 руб/м3

 руб/м3

5.3.8 Удельные эксплуатационные затраты базового трактора

Находим сумму всех затрат

 руб/м3

Проектируемого трактора

 руб/м3

5.4 Определение показателей экономической эффективности

5.4.1 Годовая экономия

;

где: - годовой объем работ, выполняемый новой техникой.

руб

5.4.2 Срок окупаемости капитальных вложений

; лет

где: К – удельные капитальные вложения в новую технику, руб.

 лет.

5.4.3 Абсолютная экономическая эффективность

; руб/руб

 руб/руб

5.4.4 Рост производительности труда

где: , - соответственно производительность труда одного рабочего по проектируемому и базовому варианту.

;

где:  - годовой объем производства, м3

- количество рабочих; =2.

м3 =4606 м3

%

5.4.5 Удельная металлоемкость продукции

при использовании базового трактора

 Н/м3

при использовании проектируемого трактора

 Н/м3

5.4.6 Удельная энергоемкость

Базового трактора

 Вт/м3

Проектируемого трактора

 Вт/м3

Все данные сводим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1. Основные показатели экономической эффективности.

6.    Безопасность жизнедеятельности

6.1 Общее положение

Совершенствование техники и технологии, развитие механизации и автоматизации создает большие резервы для улучшения условий труда рабочих и удаление из производственных процессов ручного труда. Мероприятия по охране труда являются составной частью развития передового хозяйства нашей страны.

Правильная организация работы по охране труда имеет первостепенное значение в работе с машинами и оборудованием в процессе их обслуживания и эксплуатации; мероприятия по охране труда позволяют повысить производительность и эффективность производства и устранить причины возникновения профессиональных заболеваний и несчастных случаев на производстве.

6.2 Обеспечение микроклимата

Работа оператора лесохозяйственной машины по данным лаборатории охраны труда относится к средней категории работ. При этих работах затраты энергии около 170 ккал ( Вт). Количество выделенного оператором тепла зависит от целого ряда факторов физического и психологического напряжения, состояния здоровья человека, положения тела, температуры, влажности воздуха и др. Особую заметную роль играет микроклимат кабины. Для создания нормальных и комфортабельных условий труда необходимо, чтобы температура, скорость движения воздуха, влажность воздуха находились в определенных состояниях.

Воздух, как среда, окружающая атмосфера, должен отводить выделенное организмом тепло. В прошивном случае нарушается терморегуляция организма, что ведет к понижению работоспособности организма и снижению производительности труда. По ГОСТ 12.2.097-83 ССБТ «Тракторы промышленные. Требования безопасности» наиболее благоприятными для организма условиями будут: влажность воздуха 40-60% при температуре 14-28 0С.

Для обеспечения этой влажности и температуры определим необходимую толщину теплоизолирующих конструкций кабины и выберем агрегаты для микроклимата.

6.2.1 Выбор теплоизоляции кабины

Толщина теплоизолирующей конструкции кабины определяется требуемым термическим сопротивлением Rтер. Общее термическое сопротивление R0 должно удовлетворять условию .

Общее термическое сопротивление определяется из выражения:

;

где: =0,133 м2ч0С/ккал – сопротивление теплопереходу у внутренней поверхности

=14 0С – температура окружающего воздуха;

- температура окружающего воздуха;

  - температура внутренней поверхности ограждения кабины.

Перепад температур  имеет значение:

- вертикальная поверхность;

 0С;

 - пол;

 0С;

 - внутренняя поверхность крыши;

 0С.

С другой стороны, сопротивление материала ограждения теплопроводности равно:

,

где:  - сопротивление теплопереходу у наружной поверхности.

=0,06.

С целью обеспечения требуемых теплозащитных свойств кабины и оптимальных шумовых характеристик на рабочем месте оператора, принимаем внутреннюю облицовку панелей кабины трехслойной, включая саму панель кабины.

Тогда ,

где: - наружная поверхность облицовки;

- теплоизоляционный слой;

- внутренняя облицовка.

;

где:  - толщина соответствующего слоя;

 - коэффициент теплопроводности соответствующих слоев ()

Решая совместно уравнения для  относительно  получаем:

;

Для металлический кабин .

Внутреннюю облицовку принимаем состоящую из картона облицовочного водостойкого.

ППУ-ЭМ-1(ТУ 84-67) с

Определяем

Представляем значение  и  в формулу для  получаем для металлический кабин

.

Получаем  из

.

Используем формулу для , тогда

.

Подставляем в формулу для  значение  - стен, крыши, пола и получаем для среднего теплозащитного слоя из парапласта его толщину при .

Стена: .

.

.

Принимаем толщину теплоизолирующего слоя равную 20 мм.

Крыша .

=0,718.

.

Для пола принимаем двухслойную конструкцию без облицовки каркасом. Второй слой резины

.

.

Для определения толщины теплоизолирующего слоя пола используем формулу для .

.

Подставляя значение, получим

Принимаем толщину теплоизолирующего слоя пола равную 8мм.

6.2.2 Расчет отопителя

Количество тепла, которое должен подавать отопитель, определяем из теплового баланса кабины:

 ;

где:  - потери тепла от вентиляции;

 - потери тепла через ограждения.

Количество потерь тепла через ограждение:

;

,

где:  - количество потерь тепла соответственно через непрозрачные участки кабины, остекление, крышу и пол ,

 - перепад температур 14-(40)=54

 - соответствующие термические сопротивления

 - соответствующие площади, м2.

В результате обмера чертежа кабины получаем

=2 м2; =3,4 м2;

=1,3 м2; =1,5 м2.

Определяем термическое сопротивление участков

=0,008

Для определения  и  воспользуемся формулой

.

Подставив в формулу значения  и  для нашего случая имеем

;

;

;

.

Значение расчетов подставим в формулу

.

Потери от вентиляции определяем по формуле

.

где:  - количество вытесняемого из кабины воздуха =30 м3/час;

 - плотность воздуха =1,3 кг/м3;

 - теплоемкость воздуха =0,24;

 - период температур =54.

.

Далее определяем

Учитывая 10% потерь тепла на обдувание кабины ветрами и другие факторы

∙

По  выбираем зависимый отопитель ОС-4 или автономный Wind III (компания Brano-Ateso из Чехии).

6.2.3 Расчет кондиционера

Определяющим параметром для выбора кондиционера является избыточное количество тепла, которое необходимо вывести из кабины при положительной температуре окружающего воздуха.

;

где:  и  - тепло от прямой солнечной радиации через остекление и непрозрачные участки кабины, .

 ,

где:  - сумма площадей крыши и двух наиболее освещенных смен:

=1,3+1,7=3 м2

     - перепад температур для стен, =10.

Подставим формулу и имеем

 определяем по формуле

,

где:  - сумма площадей наиболее освещенного участка остекления,

 - прозрачность стекла; =0,9

Подставим в формулу и получим

Далее находим по формуле при

В соответствии с этим значением выбираем кондиционер для кондиционирования кабин (строительные машины, сельскохозяйственные машины): немецкий фирмы Konvekta KL 2 или RIO 3000 (Италия).

6.3 Приборы освещения и защитный каркас

Кроме обеспечения микроклимата в кабине машины для безопасной и высокопроизводительной работы оператора необходим еще целый ряд мероприятий. К ним относятся защита кабины, конструкция сидения, приборы, обеспечивающие работу машины в темное время суток и т.д.

Защитный каркас машины оператора и двигателя изготавливается из труб 34 мм и вертикальных скоб, а так же защитной сетки на заднее стекло кабины. Верхняя рама защитного каркаса съемная и крепится к верхнему поясу каркаса кабины трактора. Вертикальные скобы крепятся сваркой верхними концами к углам верхней рамы кабины шпильками разъемными соединениями к стойкам каркаса кабины. Защитная сетка устанавливается на раму заднего окна и крепится к ней болтами. Для наружного освещения на машину установлены фары ФТ-304. Салон освещается светильником ПК-201А. В кабине оператора предусмотрено размещение аптечки.

6.4 Пожарная профилактика

Причины, порождающие пожары, весьма многообразны и многочисленны. Появление в лесном хозяйстве новой техники и нового оборудования, широкое использование всевозможных электроприборов увеличивают потенциальную опасность возникновения пожара. В целях профилактики предусмотрены следующие мероприятия:

-           каждый трактор оборудуется огнетушителем ОУ-2;

-           в положенный срок проверять исправность огнетушителя;

-           следить за исправностью электроизоляции;

-           внимательно проверять надежность соединения проводов;

-           осторожно обращаться с пожаропроводящими частями оборудования;

-           следить за чистотой салона, двигателя;

-           производить заправку ГСМ при заглушенном двигателе, исключить возможность нахождения вблизи огня, не допускать пролива ГСМ;

-           периодически проводить тренировочные мероприятия.

6.5 Охрана окружающей среды

Факторы, влияющие на окружающую среду, при эксплуатации машины весьма разнообразны. Их можно разделять на три группы.

Первая – это загрязняющие факторы. К ним относятся: выхлопные газы, выделяющиеся при работе двигателя, при разрыве гидроприводов гидросистемы машины; возможен выброс масла при механическом обслуживании, пролив дизтоплива при заправке.

Устранение этих факторов зависит от ряда мероприятий хорошей регулировки топливной системы двигателя, наличия в гидросистеме машины разрывных муфт, предотвращающих выброс масла из гидросистемы при разрыве гидропроводов, правильной организации технического обслуживания и соблюдения правил пожарной безопасности при заправке машины ГСМ.

Все перечисленное может сильно уменьшить влияние этих факторов на окружающую среду.

Вторая группа – это механические повреждения почвы. Этот фактор можно устранить путем уменьшения удельного давления колес машины на грунт.

Третья группа – это уничтожение подроста.

На проектируемой машине предусмотрена лебедка для подтрелевки деревьев с пасек к волоку, что позволяет применять широкопасечную технологию с исключением въезда машины на пасеку. Это будет влиять на сохранение подроста и на уменьшение повреждений деревьев.

6.6 Применение трактора в чрезвычайных ситуациях

В центральных районах России в засушливый период года есть вероятность возникновения лесных пожаров. Это – основная беда, случающаяся в лесу. Поэтому водителей необходимо предупредить об элементарной противопожарной техники безопасности работы в лесу:

-           не пользоваться открытым огнем;

-      не сливать топливо в лесу;

-      следить за герметичностью гидросистемы;

-      не оставлять после себя легковоспламеняющихся предметов (окурков, промасленной ветоши).

При возникновении пожара необходимо сообщить пожарной команде и попытаться возможными способами ликвидировать очаг.

Проектируемый трактор можно использовать при расчистке разрушенных зданий и завалов, образованных землетрясением или взрывами. Его, также, можно использовать, как тягач при транспротрировке полевых кухонь, грузов, и т.п., при работах, проводимых М.Ч.С.

Литература

1. «Лесные машины (тракторы, автомобили, тепловозы)» Под общей редакцией Г.М. Анисимова М. Лесная промышленность, 1989 г.

2. «Проектирование и расчет специальных лесных машин». Под общей редакцией д. Т.Н. Зайчика. М. Лесная промышленность, 1976 г.

3. Гуськов В.В. и др. «Трактор, теория» М. Машиностроение, 1983 г.

4. Калиниченко Н.П. и др. «Организация и технология лесохозяйственных работ». М. Агропромиздат, 1986 г.

5. Клецким М.А. «Справочник конструктора сельскохозяйственных машин» т.1. М. Машиностроение, 1983 г.

6. Кочегаров В.Г. и др. «Технология и машины лесосечных работ». М. Лесная промышленность, 1990 г.

7. «Методика определения экономической эффективности использования в лесозаготовительной промышленности и на лесосплаве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений». М. 1995 г.

7.                Никитин Л.И. «Охрана труда и противопожарная защита в лесной промышленности» М. Лесная промышленность, 1974 г.

9. Богословский В.И., Щеглов В.П. «Отопление и вентиляция» М. Стройиздат, 1970 г.

 10. ГОСТ 12.200.097-83 ССБТ Тракторы промышленные. «Требования безопасности»

11. Федоренко В.А. «Справочник по машиностроительному черчению» М. Машиностроение, 1987 г.

12. «Правила по охране труда в лесозаготовительном, деревообрабатывающем производствах и при проведении лесохозяйственных работ» (Л.Г. Казоков, В.Н. Обливин, Е.И. Серов), изд. МГУЛ, Москва 1999г.-497