Погрузка леса на лесосечных работах. Технология погрузки леса челюстными погрузчиками. Расчет производительности.

Лесосечные работы

Классификация лесосечных машин по технологическому назначению. Расчет производств. Машин периодического действия.

Классификация машин по технологическому признаку пред­ставлена на рис. 1.3. Базой для валочно-пакетирующих машин в основном являются трелевочные тракторы, поэтому часто в ущерб процессу пакетирования параметры технологического оборудования этих машин принимаются такими, которые позволяют использовать машины для работы по циклу валка - трелевка.

Группу транспортных машин составляют трелевочные трак­торы, оборудованные технологической оснасткой для сбора дере­вьев (хлыстов) в пачки и погрузки или подъема одного их конца для трелевки в полупогруженном или полуподвешенном положениях. На трелевке леса используют гусеничные и колес­ные тракторы, имеющие в качестве технологической оснастки канатно-чокерное оборудование, манипуляторы и пачковые захваты.

Машины для лесосечных работ

	Валочно-пакетирующие		Транспортные		Лесообрабатывающие		Погрузочные		Смешан. (л.обработка + транспорт)

 

 

Рис.1.3.Классификация машин по технологическому назначению

Лесообрабатывающие машины предназначены для первич­ной обработки леса (очистки деревьев от сучьев, раскряжевки хлыстов, окорки хлыстов или сортиментов, дробления деревьев, хлыстов или сортиментов). Кроме этих операций, лесообраба­тывающие машины должны выполнять переместительные опе­рации, имеющие тесную связь с технологическими операциями. В настоящее время широкое применение находят лишь машины для очистки деревьев от сучьев и раскряжевки хлыстов.

Погрузочные машины, выполняющие погрузку древесины на подвижной состав лесовозных дорог, в основном представлены челюстными лесопогрузчиками на базе тракторов ТДТ-55А, ТТ-4М, Т-100М, Т-130Г и стреловыми тракторными и автомо­бильными кранами.

Машины смешанного типа выполняют технологические и переместительные операции, имеющие и не имеющие тесной связи с технологическими операциями. В машинах смешанного типа могут в различных вариантах сочетаться валочно-пакетирующие и лесообрабатывающие машины, валочно-пакетирующие и транспортные, а иногда и погрузочные машины. Однако с увеличением числа операций, выполняемых многооперацион­ными машинами, они становятся менее пригодными для тран­спортного процесса вследствие большой массы технологического оборудования. К машинам смешанного типа относятся валочно-трелевочные (ВТМ).

Производительность машин периодического действия определяется по формуле:

V_ср – средний объем перемещаемой пачки, ; (Q – расчетный вес пачки, в зависимости от способа перемещения груза или типа установки; γ – плотность древесины; g – ускорение свободного падения; С₀ – коэффициент уменьшения расчетного веса пачки (0,75-0,9)).

t_р, t_х – время рабочего и холостого хода, (L – путь перемещения продукции; v –скорость ее перемещения, v_х - скорость холостого хода машины).

t₁, t₂ – время загрузки и разгрузки оборудования.

T – продолжительность смены.

С₂,С₃ - коэффициенты использования машинного и рабочего времени, ; .

t_п, t_Т t_о t_л - время простоев, отнесенное ко времени Т, в течение которого перемещено или обработано n единиц продукции.

Очистка деревьев от сучьев. Способы очистки. Выбор места выполнения операции. Очистка деревьев с помощью мотоинструмента. Меры безопасности. Машинная очистка деревьев от сучьев, основные схемы работы машин, место выполнения операции.

Очистка деревьев от сучьевпроизводится на пасеке, трелевочном волоке, лесопогрузочном пункте и на лесопромышленном складе. Выбор места выполнения рассматриваемой операции зависит от принятого технологического процесса и наличия машин, механизмов и установок. В лесозаготовительном процессе должна быть предусмотрена возможность максимального сохранения лесной среды и использования всей биомассы дерева. Сохранению лесной среды (подроста, остав­ляемых деревьев, почвенного покрова на волоках) способствует очистка деревьев от сучьев на пасеке и укладка сучьев на во­лок для его укрепления, что особенно необходимо при разра­ботке лесосек со слабой несущей способностью грунтов. Исполь­зование всей биомассы дерева за счет переработки сучьев, хвои, листьев возможно при очистке деревьев как в лесу, так и на нижних складах, где сучья являются сырьем для переработки на щепу. Если сучья не перерабатываются на щепу, то при на­личии соответствующих машин очистку деревьев следует выпол­нять в лесу (на пасеке, ленте, волоке) с укладкой их на волок или разбрасыванием по площади лесосеки после измельчения. Это улучшает условия работы трелевочного трактора и способ­ствует повышению его производительности.

Для очистки деревьев от сучьев на лесосеке и на лесопогру­зочном пункте применяются топоры, моторные инструменты, пе­редвижные и самоходные сучкорезные установки и машины, а также многооперационные машины: валочно-сучкорезные, валочно-сучкорезно-раскряжевочные, сучкорезно-раскряжевочные. В горных условиях очистка деревьев от сучьев должна произво­диться на лесосеке, что возможно только с помощью моторных инструментов.

Применение машин и установок для очистки деревьев от сучьев позволяет исключить ручной труд и значительно повы­сить производительность. Если машины применяются на лесопо­грузочном пункте и срезанные сучья не используются в каче­стве сырья для щепы, то их необходимо отвозить обратно на ле­сосеку для укрепления трелевочных волоков или оставлять на перегнивание. Выполнение этой операции отвлекает рабочих и машины от основных работ.

Очистка деревьев от сучьев может выполняться срезанием режущими устройствами (пильными цепями, ножами, фразами) и обламыванием (жесткими разделителями или канатными пет­лями). Обламывание сучьев используется в машинах редко, так как качество очистки получается неудовлетворительное.

Основное требование к качеству очистки - удаление сучьев заподлицо с поверхностью ствола, выполняется срезанием. При этом качество срезания не зависит от погодных условий. При использовании разделителей и канатной петли качество очистки низкое; при температуре воздуха выше - 8...10°С сучья плохо обламываются, а при более низких температурах на стволе ос­таются пеньки от сучьев высотой до 3...7 см и более, которые следует зачищать. Очистка деревьев от сучьев может выполняться поштучной обработкой каждого дерева или групповой, когда очищаются сучья сразу на всех деревьях, сформированных в пачку. При групповом способе качество очистки низкое, поэтому применя­ется такой способ очистки редко и здесь не рассматривается.

Пильные цепи используются на ручных моторных инструмен­тах (бензиномоторных пилах и бензосучкорезках). При машин­ной обработке деревьев наибольшее распространение получили жесткие ножевые устройства, через которые протаскивается де­рево, или, наоборот, ножевое устройство перемещается вдоль

Рис. 8.1. Очистка деревьев от сучьев (цифрами указана последовательность срезания сучьев)

 

ствола. В некоторых опытных машинах применяется встречная подача дерева и ножей. При использовании ножевых устройств срезание сучьев происходит без образования стружки.

Мотоинструменты. При обрезке сучьев с поваленных де­ревьев, кроме машин, применяют мотоинструменты. Это могут быть специальные бензиномоторные сучкорезки, но в основном легкие бензиномоторные пилы с низкими рукоятками, типа «Тайга-214». Срезание сучьев производится нижней или верх­ней ветвью пильной цепи при движении пилы по поверхности ствола (рис. 8.1). При этом рабочий должен перемещаться от комля к вершине, которая обрезается в конце. Если операция выполняется на волоке или пасеке, вершины отрезают в том месте, где диаметр хлыста будет 6...8 см. Для удобства чокеровки хлыстов на расстоянии 0,5...0,6 м от вершин оставляют два-три сучка длиной 2...3 см, чтобы петля чокера удержива­лась на хлысте при трелевке.

Иногда обрезку сучьев производят бензиномоторными пи­лами с высокими рукоятками - МП-5 «Урал» и др.

При разработке смешанных древостоев с преобладанием осины и березы мотоинструменты используют также в комплексе с сучкорезными машинами. В этом случае инструментами срезают крупные сучья у осины, березы и сосны.

Применяется также обрубка сучьев топорами. Обрубщик, стоя по одну сторону дерева, обрубает сучья на противоположной его стороне и продвигается от комля к вершине. Удары топором наносят в направлении наклона сучьев.

К работе на сучкорезной машине допускаются рабочие, про­шедшие медицинское освидетельствование, обучение и имеющие удостоверение на право управления машиной. Машинисту суч­корезной машины запрещается: заезжать в заболоченные места лесосеки, где не могут пройти трелевочные тракторы; заез­жать на уклоны крутизной более 10...15°; работать при види­мости меньше 50 м, а также в сумерки и ночью при недостаточ­ном освещении рабочих зон; оставлять машину без наблюдения при работающем двигателе; находиться под поднятым техноло­гическим оборудованием; ремонтировать, смазывать и чистить отсек двигателя и залезать под машину для ее осмотра и ре­монта при работающем двигателе. Территория в радиусе 40 м от места обрезки сучьев является опасной зоной. Машинист должен знать установленные на предприятии правила обмена сигналами с членами бригады.

Окончив работу, машинист должен поставить машину на стоянку в соответствии с противопожарными требованиями, при­вести все технологическое оборудование в транспортное поло­жение, выключить насосы, остановить двигатель, отключить ак­кумулятор, очистить машину от грязи и веток.

Мероприятия по предупреждению загораний заключаются в осмотре и приведении в исправное состояние узлов и систем, которые могут быть причиной загорания, в регулярной чистке машины от легковоспламеняющихся материалов и в строгом соблюдении противопожарных правил. Наиболее опасными в по­жарном отношении на сучкорезной машине являются: двига­тель, выхлопной коллектор и трубопроводы, система питания, топливный бак, электросистема, проводка и их соединения, ак­кумуляторы, электроприборы, тормоза. Запрещается пользо­ваться открытым огнем при подогреве, осмотре, заправке дви­гателя и баков. Во время сварочных работ машина должна быть тщательно протерта и очищена от воспламеняющихся ма­териалов. При отсутствии охраны, машины на стоянке необхо­димо размещать на свободных площадках не ближе 30 м от стены леса и возможно дальше друг от Друга, чтобы в случае возникновения пожара огонь не распространялся на другие машины и оборудование. Сучкорезные машины оснащаются огнетушителем ОУ-2, время действия которого 15 с, длина струи до 1,5 м.

Более целесообразным является применение передвижных сучкорезных машин, оно позволяетснизить производственный травматизм. В зависимости от конкретных производственных условий са­моходные сучкорезные машины могут использоваться в следую­щих технологических вариантах: на лесопогрузочном пункте с на­правлением перемещения машины от уса или к усу; на пасеке, непосредственно у пня; на промежуточном складе; на трассе лесовозного уса при его строительстве; в комплексе с трелевоч­ным трактором и автономно с обработкой деревьев из запаса; без создания и с созданием запаса хлыстов; с протаскиванием дерева при захвате его за комель или за вершину; с сортиров­кой или без сортировки хлыстов. Основным местом работы сучкорезных машин в технологи­ческом процессе лесозаготовок является лесопогрузочный пункт у лесовозного уса.

 

Рис. 8.3. Схемы лесопогрузочных пунктов при очистке деревьев от сучьев машинами ЛП-З0Б:

а – при протаскивании деревьев с захватом за комли: 1 - деревья; 2 - сучкорезная машина; 3 - хлысты; 4 -вал сучьев; 5-ус лесовозной дороги; б - при протаскива­нии деревьев с захватом за вершины; в, г - при сортировке хлыстов по длинам; д - при укладке хлыстов комлями в разные стороны

 

Направление перемещения сучкорезной машины в процессе обработки деревьев на лесопогрузочном пункте определяется направлением вывозки хлыстов и положением штабелей отно­сительно уса. Комли обрабатываемых деревьев должны быть всегда расположены в направлении вывозки. Поворотная стрела сучкорезной машины не является реверсивной, так что сучко­резная головка всегда расположена слева по ходу трактора (со стороны кабины). Поэтому при обработке деревьев с захватом за комли машина приближается к усу при размещении шта­белей справа от уса (от грузового направления) и удаляется от него при размещении штабелей слева.

Способ протаскивания за вершины позволяет обрабатывать более крупные деревья, чем при протаскивании за комли, комель при этом не поднимается, а протаскивается по земле, он поднимается только в последний момент, когда сучья пол­ностью обрезаны и захват находится вблизи приемной головки, при этом снижаются нагрузки на стрелу, ножи и машину. В процессе работы в одном проходе машина перемещается вдоль штабеля деревьев от лесовозного уса, в другом - к усу. Оператор укладывает готовые хлысты с одной стороны в пер­вый ряд, с другой - во второй ряд штабеля или наоборот.

При обработке деревьев на пасеке легче сделать необходи­мый для работы сучкорезной машины запас деревьев, поскольку он не лимитируется трелевкой; появляется возможность попут­ного укрепления волоков сучьями без дополнительных трудо­затрат; тракторы могут трелевать хлысты за вершины по укреп­ленным сучьями волокам, что повышает их производительность и улучшает проходимость в местах с низкой несущей способ­ностью грунтов. К недостаткам этого способа следует отнести более частые переезды сучкорезной машины, чем при работе на лесопогрузочном пункте, и необходимость выравнивания комлей перед погрузкой хлыстов на подвижной состав.

Обработка деревьев на пасеке возможна как после их ме­ханизированной валки, так и валочно-пакетирующими маши­нами.

Рис. 8.4. Схемы работы сучкорезных машин на лесосеках:

а, б - при обрезке сучьев на волоке и работе в комплексе с машиной ЛП-19А при трелевке хлыстов вершинами вперед; в, г - при обрезке сучьев на трассе уса; 1 - деревья; 2 - хлысты; 3 — сучкорезная машина; 4 - вал сучьев; 5 - трелевочный трактор

После отъезда сучкорезной машины на безопасное расстоя­ние не очищенную от сучьев вершинную часть, а также крупные сучья с лиственных деревьев обрезают бензиномоторной пилой. Трелевка хлыстов за вершины осуществляется по уложенному сучьями и вершинами волоку. Сучья используются для укрепле­ния пасечных волоков.

 

Сучкорезные машины могут работать как автономно, так и в комплексе с другими машинами. Обрезку сучьев рекоменду­ется проводить одновременно с разработкой лесосеки. Автоном­ная работа (обработка деревьев из запаса) в зимний сезон нежелательна из-за смерзания крон деревьев и примерзания их к земле. Работа сучкорезных машин с созданием или без созда­ния запасов хлыстов у лесовозной дороги определяется сезоном или режимом работы лесовозного транспорта. Работа машин с укладкой хлыстов в запас организуется в летне-осенний сезон, в частности при вахтовом методе и в тех случаях, когда по со­стоянию дорог летняя вывозка хлыстов невозможна или неце­лесообразна и планируется на зимний период. При наличии дорог круглогодового действия сучкорезная машина работает без создания больших запасов хлыстов в течение всего года.

Очистка мест рубок. Способы. Требования.

В процессе проведения лесосечных работ на лесосеке обра­зуются различного вида лесосечные отходы - порубочные ос­татки (вершины, сучья, откомлевки, тонкие деревья и хлысты, сухостой и т. п.). Общий объем порубочных остатков зависит от технологии лесозаготовок, сезона выполнения лесосечных работ, породного состава и типа древостоя, почвенно-грунтовых условий.

Очистка лесосек, как составная часть лесосечных работ, вы­полняется в соответствии с лесоводственными требованиями и может быть сплошной или частичной (дополнительной).

При сплошной применяются следующие способы очистки вырубок от порубочных остатков:

1) сбор порубочных остатков в кучи или валы с оставле­нием их на перегнивание;

2) измельчение и разбрасывание порубочных остатков по площади вырубки;

3) сбор порубочных остатков в кучи или валы с последую­щим использованием для нужд населения или для промышлен­ной переработки.

В сосновых и еловых лесах на сырых и переувлажненных почвах порубочные остатки собирают в плотные кучи высотой до 0,5 м в свободных от подроста, пониженных местах. Этим создаются лучшие условия для перегнивания и увеличивается количество микровозвышений на площади вырубки. Кучи не должны препятствовать стоку вод по мелким водотокам. Дан­ный способ очистки вырубок применяется тогда, когда лесовосстановление на вырубке планируется осуществить естествен­ным путем, а также при несплошных рубках.

В сосновых и еловых лесах на сухих и свежих почвах и на других опасных в пожарном отношении участках порубочные остатки собирают в кучи на прогалинах и просеках и сжигают в пожаробезопасный период. Если имеется значительное коли­чество сохраненного подроста, то сжигание куч не произво­дят, их измельчают и оставляют на перегнивание. Порубочные остатки, оказавшиеся вблизи волоков, укладываются на волок, где они уплотняются и измельчаются проходами трактора. В лесодефицитных районах порубочные остатки, собранные в кучи, отпускают местным потребителям или населению.

На сухих песчаных и каменистых почвах, в дубравах и дру­гих твердолиственных древостоях в целях сохранения влаги, обо­гащения почвы органическими веществами и защиты самосева от солнцепека порубочные остатки измельчают и равномерно разбрасывают по всей вырубке. Такой же способ применяется и в ельниках на тяжелых почвах для защиты самосева от вы­жимания заморозками. Разбрасывание порубочных остатков на сухих почвах усиливает возможность возникновения пожаров, поэтому необходимо своевременно проводить противопожарные мероприятия. Способ очистки путем разбрасывания может при­меняться и в лесосеках с относительно богатыми почвами при условии, если на них не будут проводить подготовку почвы в целях содействия естественному возобновлению или создания лесных культур.

При очистке деревьев от сучьев с помощью сучкорезных ма­шин основная масса порубочных остатков концентрируется на лесопогрузочных пунктах или рядом с ними. Они могут перио­дически отвозиться трелевочным трактором на волок, или пере­рабатываться на технологическую щепу, или сжигаться в пожа­робезопасный сезон.

Дополнительная (частичная) очистка вырубок применя­ется для нормального проведения лесовосстановительных ра­бот. При очистке производится удаление пней на полосах ши­риной 2...2,5 м с оставлением нерасчищенных полос (кулис) такой же ширины. В горных лесах при всех способах рубок часть порубочных остатков укладывается на волоках, остальная либо измельча­ется до 1 м по длине и разбрасывается на площади (при посте­пенных и выборочных рубках), либо укладывается в валы ши­риной 1 м, которые размещаются по горизонталям склонов через 8...10 м (при сплошнолесосечных рубках) с целью пре­дотвращения эрозии почвы.

Лесосечные работы

Погрузка леса на лесосечных работах. Технология погрузки леса челюстными погрузчиками. Расчет производительности.

Погрузка древесины на подвижной состав лесовозных дорог может производиться после валки и трелевки или из запасов, созданных вдоль усов, веток лесовозных дорог и на лесопогрузочных пунктах (верхних складах).

В зависимости от принятого технологического процесса погрузку деревьев, хлыстов или сортиментов можно вести поштучно (при использовании многооперационных валочно-погрузочных и валочно-трелевочных машин), пачками небольшого объема (подвижной состав погружается в несколько приемов), крупными пакетами (в один прием), равными по объему грузоподъемности единицы подвижного состава.

Процесс погрузки заключается в захвате, перемещении и укладке древесины на подвижной состав лесовозных дорог, при этом могут быть использованы различные машины и установки. Они должны удовлетворять следующим основным требованиям: быть приспособлены к работе с крупногабаритными грузами; производить формирование пачки как с площадок, так и из штабеля; обеспечивать подъем и подтаскивание груза к месту укладки; иметь достаточную грузоподъемность, равную или кратную грузоподъемности подвижного состава; не требовать больших трудозатрат на монтажно-демонтажные работы; обес­печивать безопасность труда и сохранность подвижного состава при выполнении погрузки.

На погрузке древесины могут применяться следующие типы машин и оборудования: стреловые краны и установки, упро­щенные кабельные краны, челюстные лесопогрузчики, самопогружающиеся автопоезда. При выборе погрузочных средств должны быть учтены почвенно-грунтовые условия, рельеф мест­ности, суточное задание по вывозке, вид погружаемых лесома­териалов, тип лесовозного транспорта.

Большой объем погрузочных работ в настоящее время вы­полняется челюстными лесопогрузчиками. Их внедрение по­зволило улучшить условия труда рабочих на погрузке, пол­ностью устранить применение ручного труда, обеспечить без­опасность работы.

Лесопогрузчик представляет собой самоходную машину, со­стоящую из навесного технологического оборудования, смонти­рованного на гусеничном или колесном тракторе. По характеру движения грузозахватного устройства относительно базового трактора погрузчики могут быть фронтального (неповоротного), поворотного и перекидного типов.

Лесопогрузчики фронтального типа производят подъем и опускание грузозахватного устройства. Навесное оборудование поворачивается в вертикальной плоскости только на угол 1,2-1,4 рад, поэтому при работе он должен разворачиваться вместе с грузом. Это создает не­удобства в работе, ухудшает устойчивость лесопогрузчика, при­водит к быстрому разрушению почвы на лесопогрузочном пункте.

У лесопогрузчика поворотного типа грузозахватное устрой­ство с грузом может не только подниматься и опускаться, но и поворачиваться относительно базового трактора в горизонталь­ной плоскости. Погрузка хлыстов (деревьев) с разворотом пачки в горизонтальной плоскости неудобна из-за большой их длины.

Лесопогрузчики перекидного типа обеспечивают поворот грузозахватного устройства с грузом в вертикальной плоскости на угол, 3-4 рад, близкий к 180°. Груз переносится через погрузчик, что способствует сокращению цикла погрузки или штабелевки. Та­кой лесопогрузчик лучше удовлетворяет условиям работы на лесосеке.

Производительность челюстных погрузчиков определяется по формуле:

V_ср – средний объем перемещаемой пачки, ; (Q – расчетный вес пачки, в зависимости от способа перемещения груза или типа установки; γ – плотность древесины; g – ускорение свободного падения; С₀ – коэффициент уменьшения расчетного веса пачки (0,75-0,9)).

t_р+t_х – продолжительность движения лесопогрузчика с грузом и без него, ; (L – путь передвижения погрузчика; v_ср – средняя скорость его движения, 0,5-0,6 м/с).

t₁+t₂ – продолжительность захвата и укладки пачки, 1,5-2 мин.

T – продолжительность перемещения лесопогрузчика с одного пункта на другой в течение одной смены, , (L₀ – общий путь перемещения за смену).

С₂,С₃ - коэффициенты использования машинного и рабочего времени, ; .

t_п, t_Т t_о t_л - время простоев, отнесенное ко времени Т, в течение которого перемещено или обработано n единиц продукции.