Машины для пилки леса

Окт 2, 2019 Стройка

Машины для пилки леса

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.

Харвестер — комбайн для автоматизированной валки леса

Еще полвека назад профессия лесоруба требовала большой физической силы и выносливости, а сегодня на лесозаготовках вместо лесорубов и трелевщиков, все больше требуются специалисты, знающие компьютер. Технический прогресс шагнул вперед настолько, что то, что считалось в 70-80 годах фантастикой, уже давно стало реальностью. И эта реальность такова, что харвестеры и форвардеры сегодня выступают как основные многоцелевые машины, способные выполнить самые сложные задачи на лесозаготовке.

История создания харвестера

Лесозаготовительный комбайн, а именно так изначально называлась валочная машина, в качестве рабочего образца в СССР был создан в 1984 году. Специалистами Карельского НИИ Леспрома были разработаны машины для валки деревьев и одновременно их раскряжевки. Прогресс заключался в том, что основную работу по валке деревьев выполнял агрегат, оснащенный манипулятором с захватом, на котором устанавливались пилы. Но это была первая машина лесозаготовительного комплекса. Производительность работы комплекса существенно повышалась за счет второй машины комплекса – комбайна для раскряжевки. Этот лесоповалочный комплекс обрабатывал древесину в два этапа – валочная машина осуществляла валку леса, а вторая машина осуществляла раскряжевку и резку деревьев по размеру. При этом лесозаготовка таким комплексом имела еще одни элемент – доставку заготовленного материала, обычно осуществляемого трелевочным трактором.

Новым этапом развития техники стало изобретение харвестерной головки, позволивший объединить две машины в один агрегат – харвестер, или лесозаготовительный комбайн. Новация заключалась в том, что действие по валке дерева и его начальной обработке совмещалось в одном устройстве – пильной головке.

С внедрением компьютерных технологий управление харвестером стало легче, оператор харвестера получил возможность контролировать все процессы. Начиная от определения объема заготовленной древесины и заканчивая определением геолокации выработки.

С момента появления прототипа принцип работы харвестера не изменился, но стал существенно отличаться благодаря новым функциям. Основное действие теперь сконцентрировано в одном агрегате – головке с несколькими пилами. Поперечная пила применяется для валки деревьев и резки согласно сортаменту, другие пилы используются для удаления веток и сучьев. Гусеничный харвестер со временем был заменен машиной, на более универсальной, колесной платформой.

Что такое современный харвестер было представлено в 1996 году John Deere – именно он выпустил машину, которую можно назвать первым современным харвестером.

Развитие этого вида техники привело к появлению нескольких видов таких машин. Мини версию можно увидеть не только в лесу, в Москве тоже нашлось применение этому виду техники. Эти машины незаменимы в лесной и парковой зонах столицы. Что касается транспортировки, то на замену тяжелому гусеничному трактору пришла концепция форвардера – колесного трактора с манипулятором и кузовом для перевозки древесины.

Устройство и принцип работы комбайна

Производители харвестеров чаще всего используют переломную схему компоновки машины. В большинстве моделей отсутствует цельная рама шасси, исключение составляет модели на гусеничном ходу. Устройство харвестера состоит из таких частей и агрегатов:

  • переломное шасси;
  • дизельный двигатель;
  • система управления;
  • гидравлическая система;
  • электрооборудование;
  • трансмиссия;
  • манипулятор;
  • харвестерные головки.

Харвестер – самоходный лесозаготовительный комбайн в качестве двигателя имеет мощный 6 или 8 цилиндровый дизельный двигатель. Мощность двигателя обеспечивает работу электрооборудования и гидравлической системы машины. Гидравлическая система обеспечивает выполнение основных функций манипулятора – вынос рабочего органа, захват и удержание спиленного дерева, раскладка спиленной древесины. Гидравлика, кроме того, обеспечивает работу тормозной системы и установку наклона кабины оператора. Электрооборудование обеспечивает работоспособность системы управления. Трансмиссия обеспечивает передвижение машины, в том числе и по сильнопересеченной местности.

Отдельным элементом выступает манипулятор с рабочим органом – харвестерной головкой, он обеспечивает поднос валочной головки к дереву, захват и удержание ствола, перемещение обработанной части к месту складирования.

Харвестерные головки включают в себя несколько механизмов:

  • механизм валки и раскряжевки;
  • механизм протяжки;
  • механизм обрезки веток и сучьев.

В этих механизмах имеются гидроприводы пильных ножей и цепного механизма, подвижные сучкорезные ножи и поперечная цепная пила, четырехвальцовый протяжный и тормозной механизмы.

Принципы работы

Принцип работы харвестера основан на комплексном решении задач в условиях сплошных или выборочных валок леса. Предназначенная для валки машина обеспечивает выполнение ряда других сопутствующих задач:

  • раскряжевки;
  • обрезки сучьев;
  • раскладку сортамента;

Производительность машины зависит от модификации – самые мощные имеют цепные пилы с длиной шины 750 мм и применяются для лесозаготовки в таежных массивах. Вид мини харвестеров предназначен для обрезки сучьев и прореживания деревьев в лесопарковой зоне, работает такая техника в основном в молодых насаждениях, где деревья имеют стволы до 40 см в диаметре.

Общая схема работы лесного комбайна имеет следующий вид:

  • Оператор харвестера, пользуясь навигацией, пригоняет машину на участок лесозаготовки;
  • В параметрах компьютера задается сортамент заготовляемой древесины;
  • Машина подгоняется к дереву и разворачивает манипулятор;
  • Оператор подводит валочный узел к дереву у основания и делает захват;
  • Цепная пила спиливает ствол, после чего манипулятор кладет дерево на грунт;
  • Устройство протяжки протягивает ствол, параллельно ножи обрезки срезают ветви и сучья;
  • Достигнув заданной длины отрезка, пила делает рез;
  • Получившийся отрезок манипулятор складывает в штабель для погрузки на форвардер.

Преимущества и недостатки харвестеров

Как и для большинства видов узкоспециализированной техники харвестеры обладают как положительными сторонами, так и недостатками. К преимуществам стоит отнести:

  • Харвестер, может работать в разных климатических и погодных условиях, в сложных формах рельефа;
  • Машина применяется как лесорубочный комплекс при сплошной валке леса, прореживании и санитарной рубке;
  • С применением харвестера повышается культура производства, снижается количество отходов, ведется анализ объемов вырубки, сортамента продукции;
  • Повышается производительность труда.

С другой стороны, к недостаткам нужно отнести:

  • Необходимость специальной подготовки оператора харвестера;
  • Машина используется в комплексе с транспортным средством, поэтому необходима покупка форвардера;
  • Машина отлично работает в лесу на равнине, и на небольших уклонах, для больших углов наклона большинству машин работать опасно;
  • При промышленной заготовке не все виды машин смогут справиться с большими диаметрами деревьев. Поперечные пилы имеют максимальную длину 75 см.

Виды лесозаготовительных комбайнов

Классификация комбайнов сегодня делается в основном по назначению машины и возможностей его использования. На основании описания и устройства машин можно выделить следующие типы харвестеров:

  • легкий тип машин – предназначен для работы в лесопарковой зоне городов, основное назначение – резка сучьев и деревьев диаметром от 50 до 400 мм
  • средние машины – универсальный тип машин для валки деревьев диаметром 500 мм.
  • тяжелый лесозаготовительный комбайн – выполняет основную работу по валке промышленным способом на участках сплошных вырубок;
  • сверхтяжелые харвестеры – используются в качестве основной рабочей техники в реликтовых лесах, где нужен захват стволов в 1 метр и более.

Технические характеристики

Представить, что такое харвестер, можно изучив технические характеристики John Deere 1270D.

Технические характеристики John Deere 1270D

двигатель Дизельный, 6 цилиндровый, объемом 9 литров
Мощность двигателя 160 кВт
Максимальный крутящий момент 1100 Нм
Общая масса 17,4 т
Объем топливного бака 480,7 л
Объем гидравлической системы 290 л
Напряжение 24 в
Максимальная скорость 24,9 км/ч
Дорожный просвет 624 мм
Максимальная дальность вылета стрелы 9,3 метра
Максимальный наклон машины вперед 11°
Боковой наклон 15°
Высота 3,7 м
Ширина 2,7 м
Колесная база 4,0 м
Длина шины поперечной пилы 750 мм
Шаг цепи 10 мм
Максимальный диаметр реза ствола дерева 56 см
Усилие протяжки ствола дерева через головку 22-27 кН
Скорость протяжки Макс 4,7 м/с
Количество сучкорезных ножей головки 4
Диаметр полного охвата ствола в зоне обрезки сучьев 48 см
Погрешность измерительного колеса 0,1 мм

Управление харвестером

Центр управления харвестером находится в кабине – это рабочее место оператора. Это место обеспечивает управление харвестером, кабина оборудована всем необходимым для работы от джойстиков (обычное рулевое колесо у многих машин отсутствует) до мониторов, передающих данные с харвестерной головки и видеокамер, установленных на стреле.

Кабина изготовлена из высокопрочного металла и имеет большое остекление – оператор имеет возможность, не выходя из кабины, контролировать все процессы. Кроме того, сама кабина имеет автономный механизм выравнивания, поэтому оператор не испытывает больших нагрузок при работе.

Непосредственно процессом заготовки леса оператор руководит при помощи нескольких джойстиков манипуляторов – рычаги и штурвалы в кабине не предусмотрены. Зато предусмотрен кондиционер, магнитола, радиоприемник, радиостанция и зарядка для мобильного телефона. Стекла имеют тонировку, а кресло больше похоже на кресло болида, чем на рабочее место. Дополнительный обзор происходит за счет камер, передающих изображение на мониторы.

Контроль сортамента, количество и качество заготовленной древесины во время работы харвестерной головки сразу передается на центральный компьютер. При санитарной резке и прореживании массивов компьютер сам проводит фиксацию мест вырубки, на основании чего составляется карта промышленных насаждений.

Обработанная древесина складируется в штабеля, при этом компьютер фиксирует местонахождения штабеля, рассчитывает его объем и передает необходимую информацию на компьютер форвардера.

Популярные модели харвестеров

Производители харвестеров предлагают в своей модельной линейке разные типы машин. Но одними из самых популярных, остаются многоцелевые тяжелые машины для промышленной заготовки леса.

Отличительной особенностью харвестера модели 1270D от John Deere выступает оснащение комбайна современным компьютерным оборудованием. Большая масса машины, полный привод и мощный дизельный двигатель делают этот харвестер одним из лучших в своем классе. Он предназначен для сплошных вырубок леса с диаметром захвата головки 56 см. Модель может оснащаться манипулятором длиной 8,6 , 10 и 11,7 метра. Угол поворота составляет 220 градусов.

Komatsu 941.1 японского концерна Komatsu считается одним из самых больших харвестеров. К числу достоинств машины можно отнести высокую проходимость и надежность. Кабина оператора имеет функцию автоматической стабилизации. Облегчает работу и возможность кругового вращения кабины и стрелы с манипулятором. Машина имеет солидный вес – 23,5 тонны. Вылет стрелы (в зависимости от комплектации модели) составляет 8 или 10 метров.

Харвестер Cat 521B американского производства характеризуется высокой производительностью, отличной проходимостью и надежностью. Как и все машины Caterpillar он оснащен мощным, но одновременно экономичным дизельным двигателем. Кабина имеет систему независимого выравнивания. Масса машины одна из самых больших – 27 тонн. Максимальный вылет рабочей головки – 9,9 метра. Трансмиссия и шасси обеспечивают уверенное передвижение как по болотистой местности, так и на скалистых участках.
Как видно технический прогресс не стоит на месте. Современные лесозаготовительные машины практически достигли своего совершенства, обеспечив замену человека в большинстве производственных операций. Но и здесь в истории развития средств механизации лесозаготовок ставить точку еще рано. Ведь применение новых компьютерных технологий в оборудовании харвестера это только начало его широкого внедрения в лесном хозяйстве.

admin

Поadmin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *