![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Государственной 1 1 страница
Рис. 1.5. Способы очистки и сортировки семян: а — по аэродинамическим свойствам; б — по размерам на решетах; в — по размерам на триерах; г — по шероховатости; 1 — щиток; 2 — приемник гладких семян; 3 — приемник семян средней шероховатости; 4 — приемник семян большой шероховатости; 5 — подвижный барабан; 6 — электромагнитный наконечник с одного решета и поступают на другое, установленное ниже первого. Чистый продукт — семена — может содержаться и в проходе, и в сходе. Таким образом, для разделения семян на три фракции необходимо иметь два решета, на четыре — три решета и т.д. Крупные семена (первого сорта) отделяются в последнюю очередь. Кроме плоских решет могут применяться цилиндрические сортировальные барабаны, разделенные на секции. Каждая секция имеет отверстия необходимого размера. Принцип разделения семян такой же, как и на плоских решетах. Пропускная способность решета зависит от числа отверстий на единице площади. Наибольшую пропускную способность имеют решета, у которых большая площадь живого сечения Относительное живое сечение решета р, определяется по формуле где Fx — суммарная площадь всех отверстий решета, м; F — общая площадь решета, м. Производительность решета прямо пропорциональна его живому сечению. Однако величина его ограничивается условиями прочности решета, которая зависит от промежутка между двумя смежными отверстиями. Достаточная прочность плоского решета с круглыми отверстиями обеспечивается, если соблюдается условие C> 0, 9jd; где С— величина промежутка между смежными отверстиями, мм; d — диаметр отверстия, мм. Для просеивания семян плоское решето совершает колебательное движение. Для этого решета соединяются с рамой машины с помощью вертикальных подвесок под некоторым углом к горизонту (а = 3...12") и приводятся в колебательное движение при помощи кривошипно-шатунного механизма. При колебательном движении решето перемещается в горизонтальной или вертикальной плоскости. В конструкциях семяочистительных машин решета перемещаются, как правило, в горизонтальной плоскости. При наклонном расположении решет такое перемещение их вызывает скольжение семян вниз по решету, что происходит в случае, если / cos a + G sin а > (G cos а - / sin oc)tg5; где G — сила тяжести одного семени; а — угол наклона решета к горизонту; / — максимальная сила инерции, возникающая в результате колебательного движения решета; 5 — угол трения, тангенс которого равен коэффициенту трения. Величина силы трения F, от которой зависит связь семени с решетом в движении, определяется из выражения F = Gcosa. Величина силы инерции изменяется в зависимости от положения кривошипа в механизме привода решет в колебательное движение, ее определяют по формуле Т G 2 J = —СО Г COS (О?, g где g — ускорение свободного падения; со — угловая скорость вращения кривошипа; г — радиус кривошипа; at — угол поворота кривошипа относительно оси.
Г G 2 J = — СО Л g Движение семян вниз по решету будет происходить при п > «min: где п — число оборотов кривошипа. Верхний предел частоты вращения кривошипно-шатунного механизма определяется по условию, согласно которому семя при его движении по решету должно успеть пройти через его отверстие. При сортировании семян на решетах с круглыми и квадратными отверстиями проход семян через решето возможен только тогда, когда семя расположится своей длиной перпендикулярно плоскости решета. Это произойдет лишь в случае, если семя будет подбрасываться решетом вверх. Очевидно, что в этом случае должно быть соблюдено неравенство /since > (jcosP или - —со г sin a > G cos a. g Откуда со> J—ctga. При работе цилиндрических решет семя или другая частица проходит через четыре фазы движения. В первой фазе семя удерживается на поверхности решета силами трения и движется вместе с поверхностью решета. Во второй фазе одновременно с подъемом семени наблюдается скольжение его по поверхности решета. Затем семя отрывается от поверхности решета и проходит фазу свободного падения. При соприкосновении с поверхностью решета семя вторично проходит фазу относительного движения ^скольжения) при абсолютном его снижении. В этой последней разе сортируемая смесь разделяется на фракции. Четыре фазы движения сортируемой смеси имеют место при 1екоторой оптимальной угловой скорости вращения решета, которая определяется по формуле [Kg где К — показатель рабочего кинематического режима решета, К= 0, 75...0, 80; g — ускорение силы тяжести; г — радиус цилиндрического решета. Увеличение скорости вращения решета может привести к состоянию покоя семян относительно поверхности решета, и просеивание их через решето прекратится. Для сортировки семян по длине применяют триерные цилиндры (рис. 1.5, в), на внутренней поверхности которых имеются высверленные или выдавленные ячейки. Глубину и диаметр ячеек выбирают в зависимости от вида и размеров сортируемых семян. При вращении цилиндра короткие семена размером меньше размера ячейки западают в ней и после подъема на определенную высоту высыпаются в желоб. Длинные семена, не умещающиеся в ячейках, перемещаются вдоль цилиндра и выходят наружу. Изменяя положение желоба, можно регулировать выделение коротких семян. Чем ниже будет опущен край желоба, тем больше в нем окажется коротких семян. Чтобы обеспечивалось выпадение запавших в ячейки семян, необходимо обеспечить условие, при котором центробежная сила, прижимающая семена к ячейкам цилиндра, была бы меньше силы тяжести семени. Это возможно, если угловая скорость триерного цилиндра будет удовлетворять неравенству где г — радиус триерного цилиндра, м. В практических расчетах угловую скорость вращения можно определить по формуле Разделение семян по удельной массе заключается в помещении обрабатываемых семян в жидкость определенной плотности. Нездоровые, поврежденные семена, имеющие удельную массу меньше плотности жидкости, всплывают, а здоровые — погружаются на дно. Этот способ разделения широко применяется при разделении желудей. Разделение семян по коэффициенту трения (фракционная очистка) основывается на различии в коэффициентах трения отдельных фракции смеси, которые по размерам и аэродинамическим свойствам почти не отличаются друг от друга. Для фракционной очистки используют подвижную или неподвижную наклонную поверхность (горку). Она может быть плоской, цилиндрической или винтовой.
V = ^/2gL(sma - /cos a), где g — ускорение свободного падения 9, 81 м/с2; L — длина горки, м; а — угол наклона горки к горизонту; / — коэффициент трения семян о поверхность горки. Подвижная горка представляет собой бесконечное полотно, натянутое между двумя горизонтальными валиками. Поверхность полотна устанавливают под углом а к горизонту. Исходная смесь из загрузочного бункера подается на медленно движущееся полотно. Семена, у которых угол трения больше угла наклона полотна (шероховатые), остаются на нем и выносятся через верхнюю точку полотна в приемник. Семена, у которых угол трения меньше угла наклона полотна, движутся по его поверхности вниз по наклону и собираются в приемнике. Минимальная длина подвижной горки, обеспечивающей разделение смесей по различию коэффициентов трения, определяется по формуле , _ ^2cos5 2g sin(5 - а)' где V0 — начальная скорость семени в момент соприкосновения с полотном, м/с; 5 — угол трения наиболее шероховатых семян; а — угол наклона горки к горизонту. Магнитное разделение семян применяется при разделении семян по шероховатости, когда другими способами их разделить нельзя. Этот способ основан на способности поверхности семян или примесей удерживать магнитный (железный) металлический порошок. Магнитное разделение производится на ленточных или барабанных магнитных сепараторах. Барабанный магнитный сепаратор (рис. 1.5, г) представляет собой электромагнитный наконечник 6, который заключен в полый латунный подвижный барабан 5. Семена, обработанные магнитным порошком, поступают на медленно вращающийся латунный барабан. Семена, воспринявшие на себя наибольшее количество порошка, притягиваются магнитом и удерживаются на подвижном барабане 5 до выхода из поля магнита, после чего выпа- дают в приемник семян большой шероховатости 4. Семена менее шероховатые воспринимают меньшее количество порошка, отчего и сила притягивания их к магниту меньше. В связи с этим они проходят меньший путь и выделяются в промежуточный приемник семян средней шероховатости 3. Гладкие семена, не воспринявшие порошок, скатываются с барабана и выпадают в приемник гладких семян 2. Во избежание смещения гладких и среднешерохо-ватых семян между приемниками 2 и 3 устанавливается щиток 1. Машина для очистки и сортировки семян МОС-1А (рис. 1.6) служит для обескрыливания, очистки и сортировки семян хвойных и лиственных пород, извлечения их из сережек, стручков, коробочек, ягод, а также очистки семян от примесей. Рис. 1.6. Схема машины для очистки и сортировки семян МОС-1А: I — электродвигатель; 2 — вентилятор; 3 — заслонка вентилятора; 4 — осадочная II — клиноременная передача; 12 — щетки; 13 — сетка барабана; 14 — бункер 25 — основной вал; 26 — разгрузочный люк
Предназначенные для очистки и сортирования семена Из загрузочного бункера 7 поступают в барабан 10 обескрыливателя через отверстие, регулируемое заслонкой загрузочного бункера 9. Более равномерное прохождение семян обеспечивается вращением ворошилки 8. Щетки 12, установленные на роторе обескрыливателя, интенсивно перемешивают семена. Отделение семян от крылышек и извлечение из них плодов осуществляются за счет трения семян о сетку барабана 13. Обработанный таким образом ворох, пройдя через отверстия сетки, поступает в бункер обескрыливателя 14, а из него — в приемный бункер 15, из которого питателем 16 через окно 17, регулируемое заслонкой приемного бункера 6, направляется в вертикальный канал 5 воздушной очистки. После этого по лотку 18 ворох попадает во вращающийся решетный барабан, состоящий из трех секций (решет) 20, 21 и 22. Решето 20 имеет продолговатые отверстия, а решета 21 к 22 — круглые. Поступившие на решето 20, имеющее отверстия наименьшего размера, мелкие семена и примеси проходят через них и оседают в приемнике для мелких семян. Оставшийся ворох сходит с решета и поступает на решето 21 с более крупными отверстиями. В этой секции отделяются средние семена, которые собираются в приемнике для семян. Оставшиеся крупные семена и крупные примеси сходят с решета 21 и поступают на решето 22 с максимальным диаметром отверстий, где отделяются крупные семена, которые собираются в приемнике для крупных семян. Крупные примеси выходят из барабана через окно секции для выхода крупных примесей 23 и собираются в приемнике для крупных примесей. Если обескрыленные семена сортировать не нужно, то повернув лоток 18 на 180°, ворох направляется в дополнительный семясборник 19. Привод сборочных единиц осуществляется от электродвигателя 1 при помощи клиноременных передач 11. С одного конца вала приводится во вращение вентилятор 2, а с другого — основной вал 25. С этого вала вращение передается на питатель 16 и на барабан 10 обескрыливателя. С этого же вала вращение передается на промежуточный вал 24, а с него — на вал решетного барабана. Поворотом заслонки вентилятора 3 можно регулировать скорость воздушного потока, создаваемую вентилятором 2. При этом легкие примеси и нездоровые семена поступают в осадочную камеру 4. Выгрузка легких примесей осуществляется через разгрузочный люк 26. Мощность электродвигателя 1, 7 кВт; частота вращения 24 с-1; частота вращения решетного барабана 4 с" 1; скорость воздушного потока 0... 12 м/с; масса машины 180 кг. ГЛАВА 2 МАШИНЫ ДЛЯ РАСЧИСТКИ ЛЕСНЫХ ПЛОЩАДЕЙ ПОД ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРЫ И ЛАНДШАФТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, ДЛЯ МЕЛИОРАТИВНЫХ И ДОРОЖНЫХ РАБОТ 2.1. Машины для расчистки лесных площадей 2.1.1. Машины для срезания кустарника и нежелательной растительности На территории государственного лесного фонда имеется большое количество неосвоенных земель, заросших кустарником, лесных вырубок, болот, земель, вышедших из под сельхозпользова-ния и т. п. Освоение таких территорий является резервом увеличения сельскохозяйственного и лесного производств. Характерной особенностью расчистки городских территорий под ландшафтное строительство является то, что в этих условиях не производятся сплошные рубки. Удаляются отдельные выбракованные деревья, на месте которых высаживаются новые. Городские условия характеризуются стесненностью территорий и сложностью конфигураций подъездных путей к пням, наличием в непосредственной близости от пней на поверхности почвы газонов и твердых дорожных покрытий, а внутри почвы — коммуникационных сооружений. Кроме того, почвы на городских территориях в значительной мере засорены крупными твердыми включениями. В ландшафтном строительстве при создании питомников древесных и кустарниковых пород, при строительстве дорог, прудов, водоемов и оросительных систем, так же как и при создании лесных культур, производят расчистку площадей, корчевание пней, удаление кустарников и отдельно стоящих деревьев. В зависимости от характеристики лесокультурных или озеленяемых площадей, состояния почв их расчистку ведут одним из следующих способов: сбор сучьев и валежника в кучи или валы; срезание надземной части лесокустарниковой растительности; фрезерование, при котором надземная и корневая часть древесной массы измельчаются и перемешиваются с почвой; корчевание пней, кустарника и мелколесья; запашка мелкого и среднего кустарника специальными плугами. Выбранный способ расчистки площадей должен обеспечить максимальное сохранение на подготавливаемом участке гумусового слоя почвы, улучшение ее физико-механических свойств. Участки, засоренные кустарником с диаметром стволиков до 6 см и высотой до 4...5 м, целесообразно запахивать кустарнико- выми или кустарниково-болотными плугами, или заделывать тяжелыми дисковыми боронами. Более крупный кустарник с диаметром стволов до 12... 15 см и высотой до 10 м срезают кусторезами или корчуют корчевальными боронами. На вырубках с диаметром пней более 15 см применяют машины для расчистки полос, корчеватели-собиратели, корчевальные машины. Для очистки лесных площадей от валежника, срезанного кустарника, сучьев применяют подборщики сучьев или кустарниковые грабли. Кусторезы. Для обеспечения экономической эффективности кусторезы целесообразно применять при расчистке лесных площадей большой площади и протяженности. Кроме основного назначения кусторезы могут срезать старые, уже сгнившие пни, кочки и другие небольшие неровности почвы. На небольших площадях применяют ручные кусторезы. Кусторезы нашли применение также на рубках ухода за лесом. В зависимости от принципа действия рабочего органа кусторезы делятся на два типа: с пассивными и активными рабочими органами. Схемы рабочих органов приведены на рис. 2.1. Пассивные рабочие органы могут быть выполнены в виде отвала с ножами (см. рис. 2.1, а), установленными под углом к направлению движения и параллельно поверхности (Д-514А, ДП-24), или в виде ножевого катка (см. рис. 2.1, б) с установленными на его внешней поверхности ножами (КОК-2). Наиболее распространены кусторезы с горизонтальными ножами. У кусторезов с ножевым катком ножи расположены параллельно оси катка. Благодаря контакту ножей с почвой во время движения кустореза каток вращается и ножи измельчают и ломают сухой и хрупкий кустарник, а более крупный и зеленый — расплющивают и разбрасывают по поверхности почвы. Кусторезы с ротационными активными рабочими органами могут быть режущего (дисковые, сегментные, фрезерные) или ударного действия. Дисковый рабочий орган представляет собой дисковую пилу или фрезу («Секор-ЗМ», МТП-43) с режущими зубьями (см. рис. 2.1, в). Рабочий орган в виде фрезерного барабана (см. рис. 2.1, г) может быть выполнен с тарельчатыми или плоскими ножами (МПГ-1, 7; КОМ-2, 3; КОГ-2, 3). Рабочий орган кустореза может быть выполнен в виде горизонтально расположенных вращающихся ножей (см. рис. 2.1, д) или в виде ротационных барабанов с шарнирно установленными ножами (см. рис. 2.1, е). Эти типы рабочих органов не нашли большого распространения. Дисковая пила (фреза) устанавливается на конце рукояти, которая шарнирно соединена с двигателем внутреннего сгорания («Секор-ЗМ») или крепится к кронштейну, смонтированному на тракторе или базовой машине (МТП-43). Пила имеет привод от двига-
Кусторезы с рабочими органами косилочного (сегментного) типа (см. рис. 2.1, ж) представляют собой сегментные ножи совершающие возвратно-поступательное движение друг относительно друга (УСБ-25КА). Подвижные сегменты имеют привод от вала отбора мощности трактора. Этот тип кустореза применяют в местах, не имеющих пней, и с диаметром стволиков не более 5 см. Основное применение он нашел в ландшафтном строительстве. Кусторезы с вращающимися ножами на гибкой связи (см рис. 2.1, з) и рубящие цепи (см. рис. 2.1, и) относятся к рабочим органам рубящего типа. Они навешиваются на трактор и приводятся во вращение от вала отбора мощности. Такие машины рассчитаны на удар для разламывания или среза растительности, Рис. 2.1. Рабочие органы кусторезов: а - отвал с ножами; б - ножевой каток; в - циркулярная пила или фреза- г -фрезерный барабан; д - горизонтальные ножи; е - вращающиеся диски с ножами; ж - нож косилочного (сегментного) типа; з - вращающиеся ножи на гибкой связи; и — рубящие цепи превращая ее в измельченную массу. Этот тип кусторезов применяется в основном в сельском хозяйстве. Таким образом, у кусторезов с пассивными рабочими органами резание древесины лезвием обеспечивается не только его давлением на нее, но и скользящим перемещением ножа по древесине. У многих кусторезов с активными рабочими органами скользящее перемещение ножа отсутствует. Резец на разрываемый материал действует только как клин. Кусторезы с пассивными рабочими органами на срез древесины затрачивают энергии в несколько раз меньше по сравнению с кусторезами с активными органами. Однако при учете энергозатрат на сгребание и вывозку древесины после кусторезов с пассивными органами это преимущество оказывается не таким значительным, хотя оно имеет место. В этой связи в лесном хозяйстве основное применение нашли кусторезы с пассивными рабочими органами (Д-514А, ДП-24, КБ-4А, МК-11). Кусторез ДП-24 (рис. 2.2, а) является съемным оборудованием к трактору Т-130.1.Г-1. Он предназначен для расчистки площа- ■ дей, заросших кустарником и мелколесьем, при реконструкции малоценных насаждений, строительстве дорог, прокладке трасс Под осушительные каналы и т. п. Он состоит из рабочего органа, представляющего собой клинообразный отвал 4, вдоль нижних кромок которого болтами закреплены горизонтальные взаимозаменяемые режущие ножи б под углом 64° один к другому; универсальной толкающей рамы 8 и ограждения трактора 1. Отвал — V-образная рама, к поперечной балке которой приварено шаровое гнездо для соединения с шаровой головкой 7 универсальной толкающей рамы 8. В передней части отвала приварен заточенный вертикальный Мож 5, раскалывающий пни и раздвигающий срезанные деревья. Сверху рама закрыта каркасом 3, обшитым листовой сталью. Универсальная толкающая рама 8 представляет собой две изогнутые полурамы коробчатого сечения, которые шаровыми втулками 10 шарнирно соединены с гусеничными тележками трактора 11. Подъем и опускание отвала осуществляются двумя гидроцилиндрами 2. Кусторез комплектуется заточным приспособлением для заточки ножей. Оно состоит из корпуса, рукоятки, защитного кожуха и двух фланцев, между которыми размещен абразивный круг, приводимый во вращение гибким валом от шестерни редуктора гидронасоса привода заточного приспособления 9. При движении агрегата горизонтальные ножи 6, опущенные до уровня почвы, срезают деревья диаметром до 10 см у корневой шейки, а отвал 4 и каркас 3 сдвигают их в стороны. Наиболее качественно кусторез работает при отрицательной температуре окружающего воздуха и при небольшом снежном покрове.
Рис. 2.2. Кусторез ДП-24: а — устройство; б — схема сил, действующих на кусторез; 1 — ограждение трактора; 2 — гидроцилиндры; 3 — каркас; 4 — отвал; 5 — вертикальный нож; 6 — горизонтальные взаимозаменяемые ножи; 7 — шаровая головка; 8 — универсальная толкающая рама; 9 — гидронасос привода заточного приспособления; 10 — шаровая втулка; 11 — трактор Во время работы со стороны дерева на рабочий орган в точке касания лезвия ножа действует реактивная сила R (рис. 2.2, б), равная по величине и противоположная по направлению тяговому усилию трактора Рт. Силу R можно разложить на две составляющие: Д.к =i? sina и Rp =7? cosa, где Д.к — сила скалывания дерева; Яр — сила резания; a — угол установки ножа в плане. Сила RCK перпендикулярная лезвию ножа скалывает дерево, а сила Rp действует вдоль лезвия ножа и передвигает его. Перемещению ножа относительно дерева под действием силы Rp противодействует сила трения: где/— коэффициент трения ножа о древесину, /= 0, 25. При работе кустореза должно соблюдаться условие Rp> Ртр, в противном случае нож не будет перерезать древесину. Сила резания Rp и сила скалывания Д.к зависят от тягового усилия трактора, поэтому при работе кустореза должно соблюдаться условие Pr> R. Длину лезвия ножа /гл определяют из выражения h = Вк 2 sin a где Вк — ширина захвата кустореза, м. Ширину и толщину ножей определяют расчетом их на прочность. Общую опорную площадь полозов кустореза вычисляют по формуле F -Ql л ПОЛ 5 9т где GK — сила тяжести кустореза, Н; дк — удельное давление кустореза на почву, Н/м2. 2.1.2. Машины для корчевки пней Корчевка пней является наиболее трудоемкой операцией при подготовке вырубок под лесовосстановление. Освобождение лесных площадей от пней и крупной нежелательной растительности зависит от породы и диаметра пней и деревьев, давности их рубки, механического состава почвы и ее влажности. Максимальное сопротивление при корчевании оказывают пни с глубоким стержневым корнем и глубокими, сильно развитыми боковыми корнями (дуб, сосна, лиственница), минимальное — с боковыми поверхностно-стелющимися корнями (осина, ольха, ель). Трудно поддаются корчеванию пни на тяжелых глинистых почвах, легче — на песчаных и торфянистых. При корчевке дуба, сосны, лиственницы на глинистых почвах требуется усилие до 500 кН, а на торфяниках — до 80 кН. Корчевка пней на влажных почвах легче, чем на сухих. Затрачиваемое на корчевание усилие зависит и от способа корчевки. При корчевании пня в горизонтальном направлении необходимо усилие на 50...80 % меньше, чем в вертикальном или при корчевании пня вокруг вертикальной оси. Если сила тяги направлена горизонтально, то корни обрываются не одновременно. Существуют два вида корчевания: прямой и раздельный. При прямом корчевании пни корчуют, сгребают в валы или кучи на границы осваиваемого участка и при просыхании сжигают или перерабатывают. В этом случае вместе с пнями и корнями вывозится много плодородной почвы, а на осваиваемом участке остаются ямы, которые необходимо впоследствии засыпать. При раздельном корчевании'выкорчеванная древесная растительность остается на осваиваемом участке до подсыхания и только после этого отряхивается от земли и собирается для сжигания или отправляется на переработку. В этом случае плодородной почвы вывозится в два раза меньше, чем при прямом корчевании. Древесную растительность с диаметром до 25 см корчуют при помощи корчевателей-собирателей (Д-513А, МП-7А, ДП-8А, МП-2А), машины для расчистки лесных полос (МРП-2, МРП-2А), а более 25 см — корчевальными машинами (КМ-1, КМ-1А).
|