Лесозаготовительная техника

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.

Появление многофункциональных агрегатов

Однако эволюционный процесс, которому подвергалась не только лесозаготовительная отрасль, но и вся промышленность в целом, продолжал развиваться, конкурентная среда требовала более совершенной техники. Впрочем, направления основных векторов не изменились – повышение уровня безопасности работников, ускорение рабочего процесса, увеличение объемов добычи.

На рынке присутствовала потребность в комбайнах, способных последовательно выполнять ряд операций одну за другой – спиливание, раскряжевку хлыстов, штабелирование. И в восьмидесятых годах появился первый однозахватный харвестер, который осуществлял валку, раскряжевку ствола, удаление сучьев. Это была первая машина, которой не требовалось перехватывать ствол при смене операций, что занимало дополнительное время. При всех операциях сохранялся первоначальный захват. Кроме того, комбайн был оснащен поворотной кабиной, где присутствовала функция выравнивания.

Таким образом, теперь на лесозаготовке для целого комплекса операций требовался лишь один агрегат и, соответственно, один оператор. Оставалось только обеспечить транспортировку древесины, полностью готовой к последующей переработке.

Сегодня можно было бы сказать, что такой подход не претерпел изменений за последние 40 лет, однако, это только на первый взгляд. С тех пор было разработано огромное множество инновационных решений, которое позволило сделать оборудование более точным, удобным, долговечным, а также добавились дополнительные функции.

Лесотранспортирующая техника

Транспортировка готового материала может стать непростой задачей. Часто участки вырубки находятся в чаще леса без нормальных подъездов. Для облегчения этого этапа работы специалисты создают перевалочные пункты. На каждом из них функционирует свой вид лесозаготовительной техники.

Форвардер – самоходная машина, имеющее шестиколесное шасси с независимой подвеской. Благодаря продуманной ходовой части, машина способна пройти практически по любому бездорожью. Форвардер используют для сбора и транспортировки заготовленных бревен. Содержит кран манипулятор и платформу для погрузки. Как правило, его применяют для транспортировки древесины непосредственно от участка вырубки до ближайшего пункта или лесопилки.

На более дальние расстояния используют лесовозы. Они представляют собой прицепы или полуприцепы, а также грузовые машины. Данный тип техники имеет следующие характеристики:

• повышенная проходимость;
• полный привод;
• увеличенный дорожный просвет;
• система регулировки давления в шинах.

В конструкцию лесовоза заложены стальные каркасы, позволяющие лучше удерживать груз.

Еще один вид транспортировки древесины предусматривает перевозку груза по узкоколейной дороге. В этом случае используются вагоны-лесовозы. В их состав входят погрузочные платформы, оборудованные металлической сеткой, а также вагоны-сцепы.

Валочная техника

К понятию валочная техника относятся приспособления, которые перекусывают или спиливают стволы деревьев, а также делают обрезку веток и сучьев. Могут быть навесными и самоходными. Конструкции навесных приспособлений содержат следующие элементы:

• Основной блок. Он состоит из манипулятора в виде захвата и режущего устройства.
• Поворотный узел. Он позволяет основному блоку совершать повороты вокруг своей оси.
• Крепления для монтажа устройств на экскаватор или трактор.

Для спиливания деревьев большой толщины используют механизмы с цепной пилой. Все элементы работают за счет подключения к гидравлической системе механизма, на который они установлены.

К механизированным машинам для валки леса относят:

• харвестер;
• мульчеры;
• бульдозеры;
• валочно-пакетирующая техника.

Харвестер – самоходная машина, способная выполнять различные операции на всех этапах первичной заготовки древесины. Она предназначена для валки леса, обрезки сучьев и распила ствола на бревна. С помощью специальной головки машина харвестерного типа обрезает макушки, формирует штабели из хлыстов и бревен.

Мульчер представляет собой мини-трактор. Предназначен для очистки участка от кустов и молодой поросли. С его помощью можно прокладывать лесосеки, а также создавать противопожарные полосы.

Бульдозер – универсальная механизированная техника. На лесозаготовках его применяют для корчевания пней, расчистки и подготовки участков для валки, а также прокладки дорог в лесном массиве.

Валочно–пакетирующие машины заменили работу бензопилами. Они могут спиливать деревья большого диаметра и укладывать в штабели для дальнейшей транспортировки. Такой тип техники незаменим в местах где требуется бескорневая валка леса. Оснащены гусеничным ходом с балансирной подвеской. Благодаря этому лесозаготовительная техника может двигаться по любой местности. Для увеличения эффективности валочно-пакетирующее оборудование  оснащают дополнительным оборудованием.

https://youtube.com/watch?v=eLp9YWeFUEk

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.

Пилорамы

Станки для разделки древесины устанавливаются непосредственно на участках первичной обработки или лесопилках. В функции пилорам входит отделение коры, изготовление досок и бруса. В зависимости от механизма работы различают несколько модификаций:

• дисковые;
• цепные;
• рамные.

Пилорамы ленточного вида считаются наиболее распространенными. Подходят для всех пород деревьев, в том числе кругляка. Принцип работы заключается в продольном распиливании ствола. Главным плюсом является минимальное количество отходов.

https://youtube.com/watch?v=QnT4PAKOfts

Лесозаготовительные станки рамного типа содержат несколько пил, закрепленных на одной станине. Основная функция – отделение обрезного и необрезного материала.

Цепные пилорамы выполняют диагональный и поперечный распил бревна. Такой способ незаменим при производстве бруса. Минусом является большое количество отходов в виде опилок.

Лесозаготовительная техника практически заменила ручной труд. Рабочим остается только направлять и контролировать процесс обработки древесины. Этот вид промышленности стремительно развивается, а значит будут появляться новые и более технологичные модели.

Лесопогрузка

Данный вид работ заключается в транспортировку обработанной древесины с трелевочных машин на лесовозы. Для повышения эффективности данного этапа создаются специальные погрузочные пункты, включающие в себя:

• участки для перемещения бревен с использованием специальных погрузчиков;
• участки для складирования материала до начала погрузки, в том числе для крупногабаритных грузов;
• площадки для отгрузки с помощью автомобильного транспорта;
• места для установки сучкорезов.

Для погрузки может используют следующие модели лесозаготовительной техники:

• погрузчики челюстного типа.
• подъемные краны стрелового вида;
• автопоезда с функцией автозагрузки.

Современные модификации лесозаготовительной техники имеют универсальный набор функций. Технологические машины типа форвардеров и харвестеров последнего поколения способны выполнять операции на любом участке работ, в том числе транспортировку и лесопогрузку.

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.

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.

Эволюция продолжается

На текущий момент техника производителей лесозаготовительного оборудования лидеров глобального рынка очень эффективна, однако продолжают разрабатываться новые модели, изыскиваются и тестируются новые способы лесозаготовки.

Таким образом, можно ожидать, что в скором времени будут появляться новые решения, которые позволят дополнительно сокращать трудозатраты, расходы на обслуживание техники, а также увеличивать продуктивность работы на лесосеке.

Так, Komatsu постоянно разрабатывает новые решения для техники и приемы работы, чтобы использование форвардеров и харвестеров было не только эффективным, но и удобным.

О том, почему работа на технике Komatsu удобна для операторов, читайте в отдельной статье: «Как достигается удобство работы оператора в лесозаготовительной технике Komatsu».

Появление отдельного агрегата для комплектации экскаватора

В 90-х гг. производители продолжали совершенствовать свою продукцию, и в конструировании механизмов появился новый подход. Если раньше харвестер создавался как единая конструкция, включающая передвижную базу с манипулятором и сам агрегат, который осуществлял ряд процессов, то в этот момент концепция несколько модифицировалась – агрегаты стали создаваться отдельно. Ими стало можно комплектовать любой экскаватор или трактор, который подходит по требованиям и который изначально не создавался непосредственно для лесозаготовки.

Возможность переоборудовать экскаватор в харвестер в короткое время была очень привлекательной, так как позволяла, во-первых, экономить на приобретении харвестера целиком, а, во-вторых, трактор мог эксплуатироваться для земляных работ тогда, когда он не нужен на лесосеке. Такие агрегаты продаются и сегодня наряду с другим многофункциональным оборудованием на специализированной колесной или гусеничной платформе. Их применяют там, где использовать экскаватор с агрегатом не представляется возможным.

Кстати, авторство этой технологии также принадлежит уже упомянутой компании, которая ранее называлась Umeå Mekaniska, а затем, несколько раз сменив собственников, сегодня продолжает работать в составе промышленной группы Komatsu. Таким образом, опыт, который нарабатывался в течение долгих десятилетий, продолжает оказывать глобальное влияние на трансформацию рынка оборудования для этой отрасли.

Трелевка бревен

В понятие трелевка входит транспортировка целых бревен или из составных частей от места валки до погрузочной площадки. Трелевочная машина может тянуть бревна в горизонтальном или подвешенном виде.

В основе конструкции трелевочной техники заложены различные модификации тракторов. Они могут быть колесными и гусеничными. В зависимости от заложенного функционала различают следующие типы техники:

• чокерные;
• безчокерные.

Трелевочная техника чокерного типа собирается на базе тракторов ТДТ-55 и МСН-10. Используются для транспортировки и перемещения поваленных стволов.

Бесчокерные машины относятся к категории валочно-трелевочных машин. В их конструкцию заложен гидроманипулятор для валки деревьев и перетаскивания деревьев. Наиболее часто встречающиеся модели – трактора ЛТ-187 и ЛТ–154.