Механизмы применяемые при валке, обрубке сучьев и раскряжевке
Валка леса и обрезка сучьев
При разработке лесосеки вальщики леса последовательно выполняют следующие технологические операции и приемы: валят деревья; обрезают с деревьев сучья с укладкой их на волок и частичным оставлением приземленными на пасеке для перегнивания; размечают и раскряжевывают хлысты; подносят (подтаскивают) сортаменты в зону действия манипулятора форвардера и укладывают их в пачки. Каждый вальщик оснащается легкой бензиномоторной пилой. В комплекте с бензиномоторной пилой вальщику целесообразно иметь специальную рулетку для замера длин при раскряжевке и валочную лопатку. Для подтаскивания сортиментов используют легкие крючья.
Наиболее передовой и распространённой формой организации лесосечных работ является малая комплексная бригада, выполняющая кроме валки леса обрезку сучьев. Погрузка древесины на подвижной состав выделяется, как правило, в самостоятельную операцию. Валка деревьев начинается с подпила (подруба) со стороны направления валки на глубину ⅓ – ¼ диаметра дерева с образованием вырезки — ломтя. Спиливают деревья в плоскости верхней кромки подпила со стороны, противоположной направлению валки. Такая техника валки леса исключает сколы деревьев, безопасна, обеспечивает строгую направленность падения деревьев. Сталкивание дерева облегчается применением гидроклиньев, приводимых в действие бензиномоторными пилами. Иногда для этой цели применяются валочные рычаги и лопатки. Деревья валят с таким расчётом, чтобы максимально сохранить жизнеспособный подрост в лесу, а также облегчить обрезку сучьев и набор пачек для трелёвки. После валки от одного до 3–5 деревьев, обеспечивая безопасность дальнейшей работы, вальщик размечает ствол дерева, для чего он закрепляет на срезе дерева конец рулетки и, двигаясь от комля к вершине, производит обрезку сучьев на требуемую длину и отрезает отмеренное рулеткой бревно. Рулетка после отцепки автоматически скручивается на барабан и используется для замера длины следующего сортамента. Отрезанная вершина и сучья остаются на волоке.
Для валки леса применяют бензиномоторные пилы одиночного управления с консольным цепным пильным аппаратом. Наиболее распространена пила «Дружба», имеющая мощность двигателя 2,9–3,7 кВт (4–5 л.с.) и массу в заправленном состоянии 13,6 кг. Бензиномоторная пила «Урал» при той же массе имеет мощность двигателя 4 ± 0,37 кВт (5,5 ± 0,5 л.с.), повышенную скорость пиления и автоматическую смазку пильной цепочки. За рубежом широкое распространение получили бензиномоторные пилы с низким расположением рукояток. Зарубежные фирмы выпускают сверхлегкие пилы (массой до 5 кг), легкие пилы (массой до 10 кг), пилы средней тяжести (массой до 14 кг) и тяжелые пилы — свыше 14 кг с набором пильных шин длиной 0,3–1,5 м. Наряду с переносными моторными пилами на валке леса применяют валочно-трелёвочные машины.
Раскряжевка
Процесс поперечного деления хлыстов на сортименты в соответствии с требованиями ГОСТа на лесопродукцию называется раскряжевкой. Сортаменты различаются по назначению, породам, размерам и сортам. Используются сортаменты в круглом виде или как сырье для дальнейшей переработки. Сортаменты применяются в строительстве зданий, в качестве опор и столбов для воздушных линий связи и электропередачи, крепежного материала при подземных работах (рудничная стойка), а также на дрова и т. д. Круглые сортаменты, как сырье используются в лесопилении, производстве фанеры, целлюлозно-бумажном и лесохимическом производствах (балансы, кряжи, чурки). Качество сортаментов нормируется стандартами, в которых указывается их назначение, породы деревьев, из которых они изготовляются, размеры, деление на сорта, нормы допускаемых пороков древесины и дефекты обработки. Размеры сортаментов по длине и толщине колеблются в значительных пределах.
Раскряжевка хлыстов может выполняться на лесосеках, лесопогрузочных пунктах или нижних складах, биржах сырья крупных деревообрабатывающих или перерабатывающих предприятий, потребляющих в качестве сырья хлысты. Место выполнения раскряжевки определяется принятым технологическим процессом. При вывозке хлыстов или деревьев раскряжевка производится на нижнем складе.
В этом случае трудоемкость выполнения операции уменьшается, появляется возможность использования высокопроизводительных стационарных автоматизированных раскряжевочных установок.
При вывозке сортиментов раскряжевка производится на лесосеке или лесопогрузочном пункте (верхнем складе). Такая технология применяется при вывозке непосредственно на склады потребителей, к мелким рекам с молевым сплавом древесины; при вывозке по дорогам с малым радиусом кривых или с крутыми подъемами и спусками; возможна также при выполнении рубок ухода, строительстве дорог, трасс под линии электропередач и т.д.
При раскряжевке хлыстов переносными моторными инструментами применяется индивидуальный метод раскроя. Он заключается в визуальной оценке хлыста, его разметке на сортаменты. Разметка хлыстов должна производиться с учетом требования ГОСТа, товарного выхода лесоматериалов, сортаментного плана предприятия. При раскряжевке переносными пилами длину сортаментов размечают специальной мерной линейкой длиной 2 м с делениями через 0,1 м, диаметр измеряется мерной скобой. Метки наносят легким гонором или резцом. Иногда вальщик сам производит разметку. В этом случае на пиле устанавливается мерная рулетка, конец ленты которой крепится за комель хлыста.
Применение переносных моторных инструментов на раскряжевке хлыстов малоэффективно: низка производительность труда, значительна доля ручных работ, не исключена вероятность травматизма рабочих. Раскряжевка может выполняться многооперационными машинами на базе гусеничных или колесных тракторов.
Харвестер — это мобильная многооперационная лесозаготовительная машина для срезания и валки деревьев, очистки их стволов от сучьев и раскряжевки стволов на сортименты на лесосеке (в последние годы термин «харвестер» все шире используется вместо термина «валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина»). Харвестеры по принципу работы могут быть цикличного и непрерывного действия. Большинство эксплуатируемых харвестеров имеют механизм протаскивания непрерывного действия, выполненный в виде приводных: рябух (вальцов); гусениц; комбинации рябух и гусениц. По компоновке рабочих узлов харвестеры делятся на одностадийные и двухстадийные.
Одностадийные харвестеры имеют, как правило, харвестерную головку, навешиваемую на манипулятор, с помощью которого она наводится на дерево. Далее осуществляется срезание и валка дерева, протаскивание его через сучкорезные ножи с обрезкой сучьев, отмер длин и раскряжевка ствола дерева. Двухстадийный харвестер имеет два различных рабочих органа: захватно-срезающее устройство, навешиваемое на гидроманипулятор харвестера и осуществляющее захват, срезание, валку дерева и подачу его в сучкорезно-раскряжевочное устройство, монтируемое на раме харвестера, с помощью которого дерево очищается от сучьев и раскряжевывается на сортименты.
Форвардер — это погрузочно-транспортная машина манипуляторного типа для сбора на лесосеке и транспортировки сортаментов (термин «фор-вардер» в последние годы все чаще используется вместо термина «сортамен-товоз»).
КарНИИЛПом разработаны две модификации отечественных форвардеров ЛТ-189 и ЛТ-189М (полностью из комплектующих, производимых в России и Белоруссии) для несплошных рубок леса с заготовкой сортаментов на лесосеке.
Форвардер полностью соответствует эколого-лесоводственным требованиям, обеспечивая перевозку сортиментов длиной 2–6 м, максимальная рейсовая нагрузка — 11 мЗ, удельный расход топлива — 1,0–1.2 л/мЗ, производительность при подвозке на 500 м — 45–60 мЗ в смену. Форвардер обеспечивает как трелевку сортиментов с лесосеки, так и подсортировку сортиментов, полученных из раскряжеванных на верхнем лесоскладе хлыстов.
Механизмы применяемые при трелевке
Трелёвкой называется перемещение деревьев, хлыстов или сортаментов от места валки до лесопогрузочного пункта. Необходимость этой операции очевидна, так как лесовозным автомобилям или узкоколейным транспортом нельзя взять древесину непосредственно на лесосеке, её предварительно необходимо собрать.
Трелевка является транспортной операцией. Но она резко отличается от других видов транспортных операций. В связи с тем, что трелёвочные средства перемещаются по обширной территории и работают на одной лесосеке в течение короткого времени, капитальные затраты на устройство пути не делаются. Трелёвка производится в исключительно трудных условиях — при полном бездорожье, на любых грунтах летом или по заснеженной целине зимой, с преодолением многочисленных препятствий в виде пней, валежника, валунов и т.д.
Благодаря трелёвке достигается концентрация древесины в определённых местах у лесовозных дорог, что позволяет применить в лесу современные технические средства: автомобили и узкоколейный железнодорожный транспорт на вывозке, челюстные погрузчики на погрузке, сучкорезные машины на обрезке сучьев.
Существуют различные средства и способы трелевки. Их можно классифицировать следующим образом:
- по виду трелёвки — за комли, за вершины;
- по техническим средствам — гусеничные тракторы, колёсные тракторы, канатные установки, технически возможна трелёвка вертолётами, в редких случаях трелёвка производится лошадями;
- по способу формирования пачки — чокерная, бесчокерная
- по характеру перемещения груза — волоком, в полупогружённом, по-луподвешенном, погружённом и подвешенном состоянии.
Различие в видах трелёвочных средств вызвано большим разнообразием производственных условий, в которых производятся лесозаготовки.
Основным трелевочным механизмом является трактор. В нашей стране применяются гусеничные трактора, за рубежом — колёсные.
В соответствии с правилами техники безопасности трелёвочные тракторы можно применять на склонах крутизной не более 25°, а зимой и в сырую погоду до 15°. В горных условиях на крутых склонах или там, где применение тракторов ограничивается лесохозяйственными требованиями, применяются канатные установки различных систем.
Главным требованием к трелёвочным тракторам является проходимость, которая должна обеспечивать работу трактора практически на любых лесных грунтах с преодолением обычных для условий лесосеки препятствий: пней, валежника, микронеровностей, валунов, болотистой местности и т.д.
