Системы машин для лесосечных работ. Методы их комплектования.

Эффективное функционирование машин и механизмов в конкрет­ных условиях невозможно без формирования из них определенной сис­темы. Под системой машин для лесосечных работ понимают совокуп­ность машин и оборудования для выполнения необходимых операций, взаимно увязанных по техническим, технологическим и эксплуатацион­ным параметрам и обеспечивающих заготовку лесоматериалов в задан­ных природно-производственных условиях в установленные сроки и с требуемыми экономическими показателями при соблюдении природо­охранных мероприятий.

В состав системы входят машины, предназначенные для выполне­ния в различной последовательности обрабатывающих и переместительных операций. К первой группе операций относятся валка деревьев, очи­стка от сучьев, раскряжевка, ко второй группе - трелевка, пакетирование и сортировка деревьев, хлыстов или сортиментов. Для выполнения ком­плекса операций при сортиментной заготовке помимо механизированно­го инструмента, применяют специальные машины, которые классифи­цируют, как было указано выше, в зависимости от набора выполняемых операций на следующие типы:

Кроме этих типов машин, для реализации задач сортиментной тех­нологии применяют также валочно-пакетирующие и валочно-трелевочные машины.

Для оценки эффективности систем машин наряду с основными по­казателями производительности и энергоемкости заготовки 1 м³ древе­сины целесообразно учитывать такие параметры, как масса системы ма­шин, мощность энергоустановки системы машин, удельная энергонасы­щенность и удельная металлоемкость системы машин. В табл.5 приведены параметры некоторых отечественных систем машин, обеспеченных серийно выпускаемым оборудованием.

Состав системы машин

БП + ТТ+БП

М-228.ТЛТ-100-06,Крона-202 М-228.ТБ-1 М-15,Крона-202 МП-5" Урал-2,ТТ-4М,Тайга-214 МП-5 Урап-2, ЛП-18Г Тайга-214

 

БП + ТТ + ПРОЦЕССОР

М-228.ТЛТ-100-06, ЛО-120 М-228.ТБ-1М-15.ЛО-120 МП-5 Урал-2.ТТ-4М ЛО-126 МП-5 Урал-2, ЛП-18Г, ЛО-126

 

БП + ПРОЦЕССОР+ФОРВАРДЕР Тайга-214,ЛО-123, ЛТ-189

 

БП + ФОРВАРДЕР Тайга-214.ЛТ-189 М-228.ТБ-1М-16 МП-5 Урал-2,СОФИТ-4Ф

 

ВПМ+ТТ+ПРОЦЕССОР ВПМ-35,ЛТ-171А,ЛО-120 ЛП-19А, ЛТ-154А, ЛО-126 ЛП-19А.МЛ-30.ЛО-126

 

ВТМ + ПРОЦЕССОР ЛП-17А.ЛО-120 ЛП-49.ЛО-120 ВМ-4Б.ЛО-126

 

ХАРВЕСТЕР + ФОРВАРДЕР МЛ-20.СОФИТ-4Ф СОФИТ-Х.СОФИТ-4Ф МЛ-45.СОФИТ-4Ф СОФИТ-Х.ТБ-1М-16

 

ХАРВЕСТЕР + ФОРВАРДЕР Валмет-921.Валмет-840

Структура системы и её комплектация зависят от природ-но-производственных условий и параметров входящих в нее машин. Ос­новными факторами, определяющими природно-производственные ус­ловия, являются: объем производства, размер лесосек и их концентра­ция, рельеф местности, таксационные характеристики лесонасаждения, наличие жизнеспособного подроста, допустимый вид рубок, почвенно-грунтовые условия. Структуру и комплектацию системы определяют на основе энергосиловых, кинематических и технологических параметров машин. Энергосиловые параметры: мощность силового агрегата, макси­мальное тяговое усилие на движителе и исполнительных механизмах технологического оборудования, рабочее давление в гидросистеме, удельное давление движителя на грунт. Кинематические параметры: диапазон рабочих и холостых скоростей движителя, радиус поворота машины, скорости исполнительных механизмов технологического обо­рудования, угол поворота манипулятора, предельный угол устойчивого движения машины. Технические параметры: грузоподъемность машины, ширина и колея машины, вылет и грузоподъемность манипулятора, максимальный диаметр обрабатываемого дерева, продолжительность цикла обработки одного дерева (пачки), площадь грузового отсека.

Выделяют следующие принципы формирования систем машин:

- минимизация числа типов машин в системе;

- согласование производительности машин, выполняющих различ­ные операции технологического процесса;

- обеспечение максимальной загрузки каждой машины, входящей в систему;

- обеспечение эксплуатационной надежности системы машин;

- минимизация техногенного воздействия системы машин на при­родную среду.

Методика формирования системы машин для заданных природно-производственных условий предусматривает следующие этапы. На пер­вом этапе исходя из ограничений по таксационным характеристикам ле­сонасаждений, рельефу, почвенно-грунтовым условиям, виду рубок и наличию сохраняемого подроста, выбираются машины и оборудование, обеспечивающие освоение лесного массива с заданными характеристи­ками. При наличии альтернативных вариантов выбираются системы, обеспечивающие минимальные приведенные затраты на заготовку кубо­метра леса с минимальным воздействием на природную среду. На сле­дующем этапе необходимо из выбранных машин сформировать системы с определением количества машин каждого типа. При этом в качестве ограничительного фактора для определения возможного числа машин служит минимальное число проходов машин по одному технологиче­скому коридору при освоении заданного лесного массива тем или иным видом рубок. С учетом этого ограничения далее определяют значения управляемых параметров: длину технологических коридоров, расстоя­ния третевки, объемы межоперационных запасов, сменность работы машин. При расчете числа машин применительно к конкретным услови­ям одна из технологических операций принимается за базовую, а маши­на, выполняющая эту операцию, становится основной в системе. К ос­новным машинам далее подбираются вспомогательные. Производительность системы машин определяется по основным
машинам и механизмам, входящим в систему. Вспомогательные машины
при этом подбираются к основным из расчета, что их производитель­
ность должна несколько превышать производительность основных ма­
шин..

Оценка производительности системы машин в целом является мно­гокритериальной задачей. Наиболее универсальным методом решения этой задачи является имитационное статистическое моделирование ра­боты машин в составе системы. Выбор параметров системы осуществля­ется главным образом по экономическим критериям. В качестве такого показателя повсеместно применяется размер удельных приведенных за­трат (1 руб. на 1 м³), являющийся определяющим для расчета отпуск­ной цены круглых лесоматериалов.

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.