Лесозаготовительная техника и механизация вырубки

Проектные и конструкторские организации, опираясь на научные исследования, создают новые модели для автоматизации и механизации лесозаготовительных работ. Созданная на машиностроительных предприятиях техника лесозаготовки увеличивает производительность труда и облегчает работу человека при вырубке деревьев, первичной обработке бревен и их перевозке.

Виды механизации

На лесосеках используют оборудование для повышения производительности:

• валить деревья помогают валочно-трелевочные, пакетирующие, сучкорезно-раскряжевочные машины;
• трелевка древесины осуществляется с помощью оборудования для бесчокерной и чокерной трелевки;
• в условиях горной местности работает транспортно-погрузочная и трелевочно-канатная техника для леса;
• обрезка сучьев ведется раскряжевочными и сучкорезными самоходными установками;
• погрузка леса производится стреловыми и челюстными гидроманипуляторами и погрузчиками;
• для вывозки бревен используют автомобили и прицепы — сортиментовозы, автомобильные тягачи и прицепы-роспуски, узкоколейные тепловозы и щеповозы.

Работы на лесосеках

Этот этап включает в себя все операции по заготовке непосредственно на месте вырубки:

• валка стволов;
• обрубка веток и сучьев;
• трелевка бревен к пунктам погрузки;
• раскряжевка хлыстов;
• складирование в штабеля и погрузка материала на лесовозы.

Валка деревьев

Валка леса производится на лесосеках, разбиваемых для улучшения контроля на делянки (площадь от 5 до 8 га), а сучкорезные работы ведутся на пасеках (полосах шириной 27–47 м вдоль трелевочного волока). Такие полосы возникают при однократном прохождении валочно-трелевочных, пакетирующих или валочных машин.

Каждый рабочий-вальщик работает с пилой на бензиновом моторе, в комплекте к которой используют крючья для подтасовывания и измеряющую рулетку. Применяют пилы одиночного управления с цепным пильным агрегатом консольного действия, чаще используют пилу «Дружба» мощностью 2,8–3,7 кВт с массой в рабочем состоянии 13,65 кг. Работы ведутся бензомоторной пилой «Урал» с аналогичным весом и мощностью агрегата 4 кВт, для нее характерна повышенная скорость и встроенное устройство автоматической смазки.

Зарубежный инструмент этого типа представлен на рынке сверхлегкими и легкими пилами 5–10 кг, среднетяжелыми и тяжелыми экземплярами 14 и выше килограмм. Используют для валки деревьев валочно-трелевочные агрегаты.

Деление бревен на стандартные части в соответствии с ГОСТом (раскряжевка) делается на выбранном месте по технологической карте работ. Чтобы уменьшить трудоемкость процесса используют автоматические высокопроизводительные раскряжевочные установки стационарного типа, которые обустраивают на нижнем или верхнем складе. Для раскряжевки применяют переносные моторные инструменты, но их применение для этой операции отличается низкой производительностью, поэтому в работу вводят многооперационные агрегаты на колесном или гусеничном ходу.

Техника с набором операций

Харвестер является лесозаготовительной мобильной техникой для срезки и валки стволов, очистки от веток и порезки бревен на отрезки в условиях лесосеки. Наименование машины используется для определения валочно-сучкорезочно-раскряжевочных агрегатов. Большинство машин работают по принципу протаскивания беспрерывного действия, их механизм работает в виде приводных вальцов, гусениц или их комбинации. Харвестеры выпускают для работы в непрерывной или циклической последовательности, способ компоновки рабочих узлов делит их на двухстадийные и одностадийные устройства:

• Одностадийные харвестеры в конструкции имеют головку, расположенную на манипуляторе, для наведения на ствол дерева. Затем дерево срезается, валится, ствол тянется через сучкорезные ножи для очистки от веток и сучьев, делается разметка, порезка на технологические части.
• Двухстадийные агрегаты отличаются сразу двумя рабочими устройствами. Одно для захвата и срезки дерева расположено на манипуляторе, другое полает ствол в сучкорезное и раскряжевочное отделение, располагается на раме машины.

Фарвардер представляет собой машину-манипулятор для сборки, погрузки и перевозки бревен, распиленных на части, это наименование часто аналогично использованию термина «сортаментовоз». Транспорт для сборки стволов и их перевозки выпускают в двух модификациях:

• ЛТ — 189 М;
• ЛТ — 189.

Их производство полностью укомплектовано узлами и деталями российского и белорусского выпуска. Машина соответствует экологическим и технологическим требованиям, рассчитана для транспортировки участков бревен от 2,5 до 6 м, за один рейс перевозит 11 куб. м, при этом на кубометр расходуется 1–1,2 л топлива. На расстояние до половины километра перевозит 46–60 куб. м за смену, используется не только для трелевки распиленных бревен с участка лесосеки, но и вывозит части стволов с верхнего склада.

Трелевка бревен

Трелевка — это перемещение срезанных стволов из области валки до погрузочного пункта. Лесозаготовочный транспорт и узкоколейные автомобили не могут взять деревья с лесосеки, их следует предварительно собрать с места валки. Транспортная операция отличается от других перемещений тем, что ведется в условиях бездорожья. Так как машины работают на большой территории в короткий период, то подъездные пути и проезды для них не делают. В зависимости от вида транспорта различают способы трелевки:

• тракторами на гусеничном ходу;
• тракторами на колесном ходу;
• канатными устройствами;
• перемещение с помощью вертолетов;
• в редких случаях привлекают лошадей.

В нашей стране основной трелевочной техникой для леса на заготовках выступает трактор на гусеничном ходу. Его применение допускается в гористой местности с крутизной склонов не больше 25? при благоприятной погоде, зимой этот показатель уменьшается до 15?, в других случаях используется канатная установка. Основным требованием к трелевочным агрегатам выступает хорошая проходимость, обеспечивающая работу на участках с валунами, уплотнениями валежника, пнями, болотами и другими препятствиями.

Лесопогрузка

Эта операция включает перегрузку стволов с трелевочных агрегатов на лесовозы, часто совмещаемую с другими работами. Технологические карты разработки предусматривают создание погрузочных пунктов с функциями:

• площадки для перегрузки с использованием челюстных погрузчиков;
• участки со складированием распиленных частей для последующей погрузки челюстными механизмами;
• площадки для отгрузки автомобильным транспортом с манипулятором;
• места для крупнопакетных отгрузок древесины;
• участки установки сучкорезных машин и последующей погрузки.

Лесопогрузчики челюстного типа представляют собой самоходные агрегаты, включающие в конструкции навесное оборудование. Технологические узлы и агрегаты монтируются на колесном или гусеничном тракторе и по способу поворота различают поворотный, фронтальный и перекидной тип. Лесопогрузчик Л. Т. — 65 смонтирована на базе трактора ТТ — 4 с гидравликой, лебедкой и щитком. Оборудование включает механизмы для захвата леса, подъема, и гидравлической системы.

Стреловые подъемные краны различают в зависимости от характера передвижения стрелы, они включают в конструкцию базовый агрегат (трактор, автомобиль, ж. д. платформу). Предусмотрено оборудование крана (подъемный и опускной механизм, поворотная площадка, система управления, привод, опоры, поворотный механизм стрелы).

Автопоезда для транспортировки леса с функцией самопогрузки включают составной автопоезд и погрузочное технологическое оборудование навесного типа для подъема и отгрузки леса. Это оборудование выпускается двух видов: канатный тип и гидроманипулятор. Канатное устройство ставится на автомобильной или прицепной раме, в некоторых случаях на автомобиле роспуска. В конструкцию входит коники, лебедка, система из канатов и блоков или стационарное управление. Загрузка автопоезда ведется с верхних складов или с пасек (полос, рядом расположенных с делянкой).

Современные способы механизации предусматривают использование многооперационных машин, например, тех, что одновременно делают валку, обрезку, распил, трелевку и отгрузку. К таким технологичным агрегатам относят форвардеры и харвестеры.

Перевозка сырья

Транспортировка и вывозка леса объединяет между собой заготовительную функцию в технологическом процессе и складирование с последующей обработкой на сырьевых биржах. Специфические черты груза (бревна, хлысты, круглые сортаменты лесоматериала) определяют необходимость применения подвижного состава специального назначения, что не всегда приводит к использованию полной грузоподъемности.

Перевозка леса обеспечивается по сухопутным дорогам или морскими путями, последний способ распространен в районах, удаленных от железных дорог. При водной транспортировке учитывается способность древесины держаться на воде. Сухопутный транспорт играет роль для недалеких перевозок в районах и областях, выполняет другие задачи.

В зависимости от вида подвижного состава, работающего на лесовозных дорогах, его подразделяют на автомобильный, рельсовый, конный транспорт. Для перевозки используют автомобили МАЗ, КРАЗ, ЗИЛ со сложными составными прицепами. Для вывозки распиленных кусков из нижнего склада часто делают рельсовые пути и в качестве прицепа применяют платформы к дизелю грузоподъемностью до 20 т, а полногабаритные стволы везут в вагонах от 23–25 т.

Нижний склад

Рабочие процессы на нижнем складе отличаются большим числом операций по подъему и перемещению груза. Установки подъемно-транспортного назначения выбирают с учетом соответствия виду леса, технологическому перебазированию в условиях площадки и отгрузки для дальнейшей перевозки. В зависимости от траектории перебазирования механику делят на виды:

• грузоподъемные;
• транспортирующие.

К таким установкам относят мостовые, кабельные, козловые и стреловые краны, погрузчики на колесах или гусеницах, канатно-блочные лебедки, бревносвалы, другое оборудование, основным требованием к которому является способность перемещать пачки в горизонтальном направлении и с поворотом подъемного приспособления.

На площадке нижнего склада также используют сучкорезные установки, так как условия позволяют сделать это с наибольшей производительностью по сравнению с делянками. Применяют передвижные, переносные, стационарные сучкорезы. Переносные модели облегчают рабочий труд, но повышение производительности относительно небольшое, так как пильщик обрезает каждую ветку в отдельности. Стационарные и передвижные машины для групповой и поштучной обрезки сучьев дают значительное ускорение работы.

Поперечный распил бревен относится к первичной обработке. В условиях нижнего склада применяются переносные цепные пилы, с электрическим приводом или работающие на бензине. Сортировка сортаментов леса и компоновка их с целью складирования проводится лесотранспортерами. Это машины беспрерывного действия, оснащенные тяговым устройством замкнутого типа в форме цепи или стального каната с траверсами. Траверс представляет собой опорно-захватное приспособление.

Штабелевка продукции осуществляется в условиях склада с целью создания некоторых запасов для обеспечения равномерности отгрузки. Для складирования лесоматериалов по высоте обычно используют те же механизмы и машины, что и в случае погрузки на подвижной состав. Это могут быть автомобильные погрузчики или козловые и консольные краны. Если требуется образование значительных запасов, то используются движущиеся мост-кабельные и кабельные краны.

Погрузка бревен на железнодорожные платформы проводится с использованием козловых, консольных, автомобильных, башенных, стреловых, железнодорожных. Отгрузка на речные и морские баржи и другие плавучие средства ведется башенными и стреловыми подъемными кранами, иногда используют судовые погрузочные манипуляторы и другое установленное на них оборудование.