Лесоэксплуатация и транспорт леса
Технология валки деревьев машинами. Валку деревьев машинами наиболее целесообразно выполнять в крупномерных незахламленных насаждениях. Технологический процесс валки при этом зависит от типа валочной машины и определяется в основном направлением движения машины по лесосеке (рис. 4.18). Так, валку деревьев машиной ВМ-4А можно выполнять ходами перпендикулярно лесовозному усу или параллельно ему и по кругу, без перекладывания или с перекладыванием комля спиленного дерева на правую сторону, с холостыми пробегами машины и без них. Применение той или другой схемы зависит от почвогрунта, стоимости строительства лесовозных усов, полноты насаждений, целесообразности создания запасов на лесосеке. Валка деревьев без холостых пробегов обеспечивает более высокую производительность машины, но при этом увеличивается протяженность лесовозных усов на лесосеке и возрастает расстояние трелевки. Валка деревьев с перекидыванием комлей снижает производительность машины, так как удлиняется цикл валки. Технологический процесс валки деревьев без переездов состоит из следующих приемов: подъезда машины к дереву, наводки механизма срезания на дерево, наводки валочного рычага, спиливания дерева и валки рычагом. При работе с перекидыванием выполняют также откидывание технологического рычага и перекидывание дерева через машину.
Рис. 4.18. Схемы валки деревьев машинами:
- а, б, в — валочно-пакетирующими ЛП-19 с прямолинейными ходами по лентам перпендикулярным и параллельным лесовозному усу с укладыванием под углом 30 . 60°, 90 и 180°
- г — зона работы ЛП-19 с одной стоянки
- 1 — валочная машина
- 2 — растущий лес
- 3 —пачки (деревья)
- 4 — волок
- 5 — ленты (пасеки)
- д — направление перемещения дерева
- ВПМ— перемещение валочной машины
С помощью машины ЛП-19 возможны в основном два способа валки и пакетирования деревьев: валка деревьев с укладкой их в пачки, располагаемые под углом 30. 60° к направлению движения, и укладка пачки позади машины параллельно направлению ее движения (рис. 4.18, а, б, в).
Источник
2.3.3Машинная валка леса
Полностью механизировать процесс валки леса можно с использованием специальных лесных машин. Однако валочные машины используются значительно меньше в сравнении с бензопилами, более простыми и маневренными.
Для того чтобы валочная машина была экономически эффективной, ее производительность должна быть не менее 250…300 м 3 в смену. Технологический цикл машины, включая время переездов от дерева к дереву, не должен превышать 25…30 с.
Валочная машина должна быть технологичной, хорошо вписываться в технологический поток на лесосеке. Это, прежде всего, гибкая технологическая связь между валочной машиной и последующими машинами в системе. Необходимо, чтобы валка не сдерживала трелевку, трелевка в свою очередь – валку. Как минимум, требуется валить деревья так, чтобы между ними и стенкой леса оставался проход для самой валочной машины при следующем ее рейсе. Обязательным условием является также порядок валки деревьев, который создавал бы наиболее благоприятные условия для формирования пачки трелевочным трактором и трелевки ее.
Промышленное применение имеют пока только валочные машины рычажного типа, хотя в принципе, возможно создание и манипуляторных валочных машин.
Валочная машина ВМ-4 предназначена для срезания деревьев с корня и сталкивания их в заданном направлении. Машина ВМ-4 (рис. 13) сконструирована на базе гусеничного трелевочного трактора ТТ-4. Она состоит из следующих основных узлов: ходовой части, двигателя, кабины с ограждением, механизма срезания с подвеской, механизма повала деревьев (МПД), бульдозера со снегоочистителем, технологического рычага, гидросистемы.
Валочные машины рекомендуется применять на лесосеках со средним объемом хлыста 0,75 м 3 и более. С их помощью можно валить деревья диаметром до 120 см в месте реза, т.е. практически любые крупномерные деревья. Эти машины предназначены для работы в районах с равнинным или слабохолмистым рельефом при крутизне склонов до 15 °. Использование машин возможно на всех тех грунтах, которые обеспечивают проходимость трелевочных тракторов. Валочные машины целесообразно применять в незахламленных лесосеках, на которых количество валежных и буреломных стволов не превышает 3…5 % общего числа деревьев.
Технологический цикл валки деревьев машиной ВМ-4 складывается из следующих приемов: подъезд машины к дереву; наводка механизма срезания на дерево; наводка валочного рычага; спиливание дерева; сталкивание. При работе машины с перекидыванием, кроме того, выполняются приемы: откидывание технологического рычага и перекидывание комля дерева через машину. При снежном покрове высотой более 50 см снег расчищают около срезаемых деревьев для заглубления механизма срезания.
Подъезд машины к дереву выполняется с таким расчетом, чтобы валить дерево в направлении, наиболее удобном для последующей трелевки трактором. Направление подъезда машины определяется, прежде всего, заданной технологией работы машины – без перекидывания комля дерева через машину и с перекидыванием.
При работе без перекидывания машина должна подъезжать параллельно стенке леса. В этом случае спиленное дерево падает также параллельно стенке леса. При трелевке закрытые кронами комли деревьев освобождаются за счет дополнительных движений манипулятора трелевочного трактора.
При работе с перекидыванием машина подходит к дереву с небольшим поворотом (на угол 10…15 °) со стороны вырубки. Этот маневр позволяет свалить дерево так, что между его вершиной и стоящими деревьями образуется проход шириной 2…3 м.
Механизм срезания в исходном транспортном положении находится над левой гусеницей (рис. 14). С помощью подвески он может быть выдвинут влево на расстояние 100 см и опущен вниз на 109 см. С учетом длины пильной шины общая ширина рабочей зоны составляет 2 м.
Вертикальная наводка механизма срезания на дерево производится путем опускания или подъема механизма срезания. Вертикальной наводкой устанавливается высота пня, которая должна быть наименьшей – не более одной трети диаметра дерева в месте реза, а при срезании деревьев диаметром до 30 см – не более 10 см. Вертикальная наводка обычно совмещается по времени с выдвижением механизма срезания.
Механизм срезания может перемещаться также в горизонтальной плоскости. Перемещение осуществляется за счет поворота подвески в пределах 10 ° и поворота пильной шины на 93 °.
Горизонтальная наводка в продольном направлении осуществляется движением самой машины и заключается в выборе, места остановки ее у дерева и корректировке этой наводки. Горизонтальную поперечную наводку механизма срезания на дерево также целесообразно выполнять при подъезде машины к дереву. К дереву следует подъезжать таким образом, чтобы расстояние между деревом и гусеницей составляло не менее 0,7 м. Поперечная наводка корректируется выдвижением подвески механизма срезания. Механизм срезания следует выдвигать с таким расчетом, чтобы серединой пильной шины срезалась центральная часть дерева в плоскости спиливания. При этом зазор между корпусом механизма срезания и деревом должен быть не менее 15 см.
Находящийся в зоне наводки подрост и кустарник, который мешает нормальной работе машины и ухудшает обзорность, должен в процессе наводки отгибаться, а непосредственно у дерева – подминаться или срезаться.
Сталкивание деревьев осуществляется механизмом повала деревьев (МПД). Валочный рычаг механизма повала поворачивается на угол 22 ° (4 ° вперед и 18 ° назад). На конце валочного рычага, который может выдвигаться влево на 190 см, создается усилие до 24,6 кН. Усилие прикладывается к дереву на высоте 3 м от опорной поверхности гусениц.
У машины ВМ-4 процесс спиливания деревьев должен быть четко взаимоувязан по времени и усилиям с приемом сталкивания. Если усилие нажатия приложено к дереву преждевременно, может произойти скол ствола или образоваться трещины. Если усилие нажатия запаздывает, возможен зажим пилы и падение дерева в произвольном направлении.
Технологический рычаг служит для перекидывания комля дерева через машину. Рычаг имеет два положения – транспортное и рабочее. Грузоподъемность технологического рычага 3 т. Прием перекидывания комля дерева через машину выполняется следующим образом. Технологический рычаг опускается на землю. Это делается одновременно с наводкой механизма срезания и выдвижением валочного рычага. Дерево падает на рычаг комлевой частью – на расстоянии 1,4…1,6 м от комлевого среза. После перевода механизма срезания и МПД в исходное положение включается цилиндр технологического рычага и комель дерева, копируя форму рычага и балки, переносится через машину. Расстояние, на которое перекидывается комель, составляет 4,55 м, что вполне достаточно для следующего прохода машины.
За один проход машина ВМ-4 разрубает пасечную ленту шириной 3…4 м. При рабочей зоне механизма срезания 2 м указанная ширина ленты достигается за счет маневрирования машины. Машина перемещается, как правило, не прямолинейно, а с поворотами и осаживанием назад в зависимости от размещения деревьев. За счет маневрирования сокращаются расстояния переездов машины от дерева к дереву и создаются более благоприятные условия для сбора пачек трелевочными тракторами.
За рубежом валочные машины аналогичные ВМ-4 практически не применяются из-за указанных ограничений эксплуатации. В Канаде и США валочные машины выпускаются как навесные сменные органы к тракторам в виде гидравлических ножниц. Такие срезающие устройства просты по конструкции, но требуют больших усилий для срезания деревьев.
Кроме того, применение ножей ведет к расслоению волокон ствола в месте срезания, которое распространяется на значительную длину по стволу. Поэтому в большинстве конструкций валочных машин все-таки используют цепные пильные аппараты, обеспечивающие высокое качество пропила без нарушения целостности ствола.
Рассмотренные выше валочные машины относятся к категории машин цикличного действия. Цикл, состоящий из четырех приемов, повторяется при валке каждого дерева. Производительность таких машин ограниченна. В связи с этим вполне правомерны поиски других принципиально новых решений задачи механизации валки леса. Одним из возможных ее решений является создание валочных машин непрерывного действия, машин-лесорезов, работающих «напроход». Сущность их заключается в том, что срезание деревьев происходит не по циклам, а непрерывно, без остановки или замедления скорости у каждого дерева.
Машины для валки деревьев напроход в зависимости от типа режущего органа, системы подачи и наводки режущего устройства, привода могут быть созданы во многих конструктивных и кинематических вариантах. Одним из таких вариантов машины является вариант, когда на трелевочный трактор навешен нож, имеющий треугольную форму. При проходе трактора рядом с деревом нож заглубляется в ствол, как бы протягивается сквозь него и таким образом дерево срезается. Вдоль стенки леса трактор двигается безостановочно, срезая все деревья на ленте шириной 1…2 м.
Имеются и другие образцы машин для валки деревьев напроход, основанные на применении принципиально иных решений срезающего органа (дисковые фрезы, цилиндрические фрезы, протяжки и др.). При удачном конструктивном решении режущего органа машины этого класса могут иметь производительность 500 м3 и более в смену.
В УкрНИИЛХА было разработано устройство для срезания деревьев, агрегатируемое с колесным трактором типа МТЗ. Это устройство может вести как выборочное, так и сплошное срезание ряда деревьев.
При выборочном срезании деревьев срезающее устройство маятникового типа подводится оператором к предварительно выбранному дереву, а дальнейшее срезание осуществляется автоматически.
Направление движения машины также устанавливается автоматически при помощи копирующего устройства со щупом. Следящий механизм через щуп контактирует со стволами деревьев и при помощи гидравлического привода удерживает машину на одинаковом расстоянии от ряда с учетом его искривления и направления склона. При жесткой установке пильного диска может производиться не только выборочное, но и сплошное срезание ряда деревьев.
Источник