Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

Д.В. КЛОКОВ

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ

ЛЕСОЗАГОТОВОК И ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА

(Часть 2. Лесозаготовительное производство)

Тексты лекций по одноименной дисциплине

для студентов специализации 1-43 01 06 05 «Энергоэффективные

технологии в лесном комплексе»

Минск

2014

2

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Ном

ер р

аздел

а,

тем

ы з

анят

ия

Название раздела, темы занятия;

перечень изучаемых вопросов

Количество

часов лекци-

онной на-

грузки

2. Лесозаготовительное производство 48

2.1. Введение 2

2.2. Общие понятия о лесозаготовительном производстве 6

2.3. Основы проектирования лесозаготовительного производства 8

2.4. Лесосечные работы 16

2.5. Вывозка заготовленной древесины 4

2.6. Работы на нижних складах 10

2.7. Обмер и учет лесопродукции 2

3

Состав учебно-методического комплекса по дисциплине

«Технология и оборудование лесозаготовок и лесного хозяйства»

по специальности 1-43 01 06 «Энергоэффективные технологии и энергетический менедж-

мент» специализации 1-43 01 06 05 «Энергоэффективные технологии в лесном комплексе»

1. Учебная программа по дисциплине

1.1. Базовая программа «Технология и оборудование лесозаго-

товок и лесного хозяйства». Утверждена ректором БГТУ

19.06.2009 г. Рег. УД–122/баз. Составитель программы Морозов

О.В., Клоков Д.В.

1.2. Рабочая программа утверждена проректором БГТУ

29.08.09 г. Рег. № УД-532-I/р.

Составители программы Морозов О.В., Клоков Д.В.

2. Конспект лекций. на бум. но-

сителе

в эл. виде

Лектор доц. Клоков Д.В. + +

3. Учебник, учебное пособие на бум. но-

сителе

в эл. виде

3.1. Матвейко, А.П. Технология и оборудование лесозаготови-

тельного производства: учебник / А.П. Матвейко. – Мн.: Техно-

перспектива, 2006. – 447 с.

+ +

3.2. Матвейко, А.П. Малоотходные и безотходные технологии в

лесном хозяйстве и лесной промышленности / А.П. Матвейко. –

Минск: БГТУ, 1999. – 84 с.

+ -

3.3. Федоренчик, А.С. Лесная сертификация / А.С. Федоренчик.

Минск: БГТУ, 2008. 240 с.

+ -

3.4. Жуков А.В., Иевень И.К., Федоренчик А.С., Проворотов

Ю.И., Демин К.К. Заготовка сортиментов на лесосеке. – М.:

Экология, 1993.

+ -

3.5. Амалицкий, В.В. Оборудование отрасли: учебник / В.В.

Амалицкий, Вит.В. Амалицкий. – М.: МГУЛ, 2006. – 584 с.

+ -

3.6. Шелгунов Ю.В., Кутуков Г.М., Лебедев Н.И. Технология и

оборудование лесопромышленных предприятий: Учебник. – М.:

МГУЛ, 1997. – 589 с.

+ -

4. Практикум, сборник задач и др. материалы для проведе-

ния практических и сем. занятий

на бум. но-

сителе

в эл. виде

4.1. Матвейко, А.П. Технология и оборудование лесозаготови-

тельного производства: практикум / А.П. Матвейко, Д.В. Кло-

ков, П.А. Протас. – Мн.: БГТУ, 2005. – 160 с.

+ +

4.2. Клоков Д.В., Лой В.Н, Турлай И.В. Бензиномоторные пилы:

Учебн. пособие. – Мн.: БГТУ, 2001 – 65 с.

+ +

4.3. Федоренчик А.С., Турлай И.В. Харвестеры. Учеб. пособие. -

Мн.: БГТУ, 2002. – 172 с.

+ +

4.4. Жуков А.В., Федоренчик А.С., Коробкин В.А., Бычек А.Н.

Лесные машины «Беларус»: учеб. пособие. – Мн.: БГТУ, 2001. –

149 с.

+ +

4.5. Учебные видеофильмы. Перечень содержит 17 наименова-

ний

4

5. Методические указания по курсовому и дипломному про-

ектированию

на бум. но-

сителе

в эл. виде

5.1. Матвейко А.П., Клоков Д.В., Бычек А.Н. Технология и обо-

рудование лесозаготовительного производства. Учебно-

методическое пособие по курсовому и дипломному проектиро-

ванию. – 2003. – 75 с.

+ +

5.2. Матвейко А.П., Федоренчик А.С., Завойских Г.И. – Спра-

вочник мастера лесозаготовок. – М.: Экология, 1993. – 286 с.

+ -

5.3.Лесоэкплуатация. И.В. Турлай, Г.И.Завойских,

В.А.Добровольский, 2002. – 50 с.

+ +

5.4. Редькин А.К., Никишов В.Д., Суханов А.К., Шадрин А.А.

Нижние склады. Учеб. пособие. М.: Моск. лесотехн. ин-т, 1986.

+ -

5.5. Редькин А.К., Никишов В.Д., Шадрин А.А. и др. Лесообра-

батывающие цехи. Учеб. пособие. М.: Моск. лесотехн. ин-т,

1986.

+ -

6. Материалы, обеспечивающие проведение текущего и ито-

гового контроля

на бум. но-

сителе

в эл. виде

Экзаменационные билеты + +

7. Формы контроля

Экспресс-опрос, экзамен, курсовой проект.

Лекция №1

2.1. ВВЕДЕНИЕ (2 часа)

Общая площадь земель лесного фонда Республики Беларусь составляла

9,33 млн.га. Покрытые лесом земли занимают площадь 7,81 млн.га или 83,7%. Запасы

древесины на корню в лесах составляют 1382 млн. м3 с ежегодным средним приростом

26,8 млн. м3. На долю молодняков приходится 23,8%, средневозрастных – 48,7%, при-

спевающих – 19,2% , спелых – 8,3%. На душу населения приходится 144 м3 леса на кор-

ню, что в 2,2 раза больше, чем по мировому сообществу в целом.

В соответствии с экономическими, экологическими и социальными функциями

леса Беларуси разделены на леса первой (50,9%) и второй (49,1%) группы. Процент ле-

систости по стране составляет 37,6%. Основные лесообразующие породы сгруппирова-

ны в хозяйства: хвойные – 60%; твердолиственные – 4%; мягколиственные – 36%. Наи-

большие площадь и запас в хвойном хозяйстве приходится на сосновые (3938 тыс. га.,

50%) и еловые (747 тыс. га., 9,6%) насаждения. Наиболее ценные породы твердолист-

венного хозяйства – дуб (274 тыс. га., 3%) и граб (22,2тыс. га., 1%). В мягколиственном

хозяйстве 1733 тыс. га. (22%) занимают березняки, 159 тыс. га. (2%) – осинники, 764

тыс. га. (10%) – ольховые насаждения.

Средний запас на 1 га. спелых насаждений сегодня составляют 243 м3 и увели-

чился по сравнению с 1994 г. на 30 м3. Чистые леса занимают 78,3% от общей площади,

леса расположенные в 1 зоне загрязнения (15 Ки/кв.км.) – 15,1 %; во второй зоне (515

Ки/кв.км.) – 3,4%; в 3 зоне (1540 Ки/кв.км.) – 2,3% и 4 зоне (> 40 Ки/кв.км.) – 0,9%.

Основные функции леса

Лес имеет большое значение для развития производительных сил страны (рис. 1.)

Функции леса многогранны, из них следует выделить следующие.

Рис. 1. Изделия, продукты, угодья и защитные свойства леса

1. Лес – источник существования человека в древности.

2. Лес – источник сырья для промышленности, находил и находит широкое при-

6

менение во всех отраслях народного хозяйства. Заготовленная древесина в основном

перерабатывается на пиломатериалы, фанеру, целлюлозу, бумагу, картон, древесные

плиты и др. Он используется в строительстве, на железнодорожном транспорте, в ме-

бельном производстве, горнорудной промышленности и т.д. Весьма эффективна хими-

ческая переработка древесины. Из 1м3 древесины можно получить 200 кг целлюлозы

или 90 л спирта. Из 200 кг целлюлозы можно изготовить 1500 пл. м шелковой ткани или

170 кг искусственной шерсти. Полученного из 1 т сухих опилок спирта достаточно для

производства 45 кг искусственного каучука. Сухой перегонкой из древесины можно по-

лучить скипидар, деготь, смолу, древесный уголь, дубильный экстракт для кожевенной

промышленности и др.

Отходы и низкокачественная древесина используются для производства таких

материалов, как арболит, линолеум и т.д. Пропитанная и спресованная древесина ис-

пользуется для производства шестерен, вкладышей подшипников и др. изделий вместо

стали и ряда цветных металлов.

Древесная зелень является составной частью биомассы дерева и также использу-

ется для производства ряда ценных продуктов. Так, из хвои получают витаминную му-

ку для животных, хлорофиллокаротиновую пасту и эфирные масла для фармацевтики и

парфюмерии.

Всего в настоящее время из древесного сырья изготавливают более 20 тысяч раз-

личных изделий и продуктов.

3. Лес – очиститель воздуха и источник кислорода. С каждого гектара покрытой

лесом площади выделяется около 400 м3 кислорода в сутки. Ученые подсчитали, что с 1

м2 площади листьев выделяется количество кислорода, достаточное для жизни двух че-

ловек. Наряду с этим лес поглощает углекислоту. Поэтому леса, примыкающие к горо-

дам, курортам и другим населенным пунктам, а также водоохранные леса объявлены

зеленой зоной и в них разрешается проводить только рубки ухода.

4. Лес – регулятор климата и влагооборота в природе. Он смягчает климат, со-

храняет влагу в почве, способствует сохранению уровня воды в реках.

5. Лес – источник ценных продуктов питания (ягод, грибов, орехов), пушного

зверя и лекарственных растений. Ежегодные ресурсы для заготовки в Республике гри-

бов оцениваются в 70 тыс. т. дикорастущих ягод (черника, брусника, клюква, малина) –

в 100 тыс. тонн. Имеются большие возможности для заготовки лекарственного сырья,

развития пчеловодства, охотничьего хозяйства, добычи сахаристых соков.

Лекция №2

2.2. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОМ

ПРОИЗВОДСТВЕ (6 ЧАСОВ) Лесосечный фонд.

Участок спелого леса, ограниченный на местности визирами и столбами или ес-

тественными рубежами, называется лесосекой. Участки спелого леса, отведенные в

рубку на определенный срок (месяц, квартал, сезон и т.д.) называются лесосечным

7

фондом. Лесосеки с имеющимся на них запасам древесины, отведенные в рубку на

очередной год и переданные ЛЗП, называются годичным лесосечным фондом.

Лесосеки должны отводиться по возможности компактно, иметь наибольшие

размеры, установленные правилами лесопользования для данных условий, и правиль-

ную форму (прямоугольную или трапецеидальную), что позволит более эффективно

использовать лесозаготовительную технику. Подбор лесосек в рубку должен произво-

дится так, чтобы обеспечивалась нормальная работа ЛЗП в зимний и летний периоды и

в период распутицы, т.е. лесосеки должны располагаться в зоне летних и зимних лесоза-

готовок. Зимой в период морозов проще осваивать заболоченные лесосеки, в распутицу

– лесосеки, тяготеющие к лесовозным путем с хорошей несущей способностью проез-

жей части, а летом – лесосеки с хорошей и удовлетворительной несущей способностью

грунтов.

Отвод лесосек в рубку и таксация лесосек производятся работниками лесничеств

под непосредственным руководством лесничих или их помощников, а также лесоуст-

роительной службой в соответствии с "Наставлением по отводу и таксации лесосек в

лесах Республики Беларусь". Контроль за выполнением этих работ осуществляется спе-

циалистами лесхозов, органов лесного хозяйства областей и республики. Лесосеки от-

водятся, как правило в весенне-летний период по главному пользованию за два года до

поступления лесосек в рубку; по рубкам ухода за лесом – за один год до рубки; по сани-

тарным и прочим рубкам – по фактической необходимости.

Отвод лесосек в рубку включает три этапа. На первом этапе проводятся необхо-

димые подготовительные работы. Уточняются лесоустроительные материалы, данные

учета лесов и другие документы; устанавливаются объемы работ на основе материалов

лесоустройства и выявляются насаждения, подлежащие первоочередному включению в

лесосечный фонд; составляется план отвода лесосечного фонда в разрезе лесничеств по

видам пользования и др.

Структура современного лесозаготовительного предприятия. Производственно-

административные единицы, ведущие заготовку древесины.

Основной специализированной производственно-административной единицей,

ведущей заготовку и поставку круглых лесоматериалов потребителям, являются в Бела-

руси леспромхозы (ЛПХ) и производственные лесозаготовительные объединения

(ПЛО), называемые лесозаготовительными предприятиями (ЛЗП). Основной производ-

ственной единицей в ЛЗП, выполняющей лесосечные работы, является лесозаготови-

тельный мастерский участок.

Современное ЛЗП – сравнительно крупное лесопромышленное предприятие. В

его состав входят механизированные лесозаготовительные мастерские участки, состоя-

щие из нескольких комплексных бригад каждый; служба механизированного транспор-

та; механизированный нижний лесной склад, ремонтная служба и энергетическое хо-

зяйство.

В ЛЗП имеются необходимый административно-управленческий персонал, ин-

женерно-технические работники, рабочие и средства производства (механизмы, маши-

ны, оборудование, здания, сооружения, связь). Собственной лесосырьевой базы в ЛЗП

нет. Ею являются леса, находящиеся в ведении лесхозов, которые ежегодно отводят

8

ЛЗП лесосечный фонд в требуемом количестве.

Лесосырьевая база лесхозов разбита на кварталы 4 (рис. 2.), по ней прокладывают

при необходимости магистральные лесовозные дороги 3 постоянного действия. В сто-

роны от магистральной дороги строятся ветки 5 лесовозной дороги. Они обслуживают

часть лесосырьевой базы и отличаются от магистрали меньшими сроками эксплуатации

(обычно 2…4 года) и затратами на строительство 1 км. От веток, а иногда и от магист-

рали лесовозной дороги строятся лесовозные усы 6. Лесовозный ус – это временный

путь со сроком эксплуатации до одного года. Он предназначен для освоения отдельных

лесосек, отведенных в рубку на очередной год. У лесовозных усов устраиваются погру-

зочные пункты 7 или верхние склады – площадки для временного хранения заготовлен-

ной древесины и погрузки ее на лесовозный транспорт. Причем на верхних складах мо-

жет еще производиться очистка деревьев от сучьев, раскряжевка хлыстов, то есть попе-

речная распиловка стволов на части, удовлетворяющие требованиям стандартов или

технических условий, называемые сортиментами, сортировка и штабелевка сортимен-

тов или же штабелевка хлыстов в запас. Хлыст – это спиленное дерево, очищенное от

сучьев.

Магистраль лесовозной дороги примыкает к путям общего пользования 1 (широ-

коколейной железной дороге, автомагистрали или водным путям) или же к территории

лесоперерабатывающего предприятия, у которых устраивается нижний склад 2. Он

представляет собой площадку, оборудованную соответствующими устройствами и тех-

ническими средствами и предназначен для приемки заготовленной на лесосеках древе-

сины, первичной ее обработки, а также для временного хранения и отгрузки лесомате-

риалов потребителям или же подачи их в цеха лесоперерабатывающего предприятия. В

отдельных случаях на нижнем складе ЛЗП производится частичная переработка круг-

лых лесоматериалов на пиломатериалы (доски, брусья, тарную дощечку и т. п.) и дру-

гую продукцию (балансы, рудстойку), а также переработка отходов лесозаготовок

(сучьев, вершин и др.) на технологическую щепу – древесное сырье длиной 5…60 мм,

толщиной до 5 мм, предназначенное для получения целлюлозы, изготовления древес-

ных плит и производства лесохимических продуктов.

Рис. 2. Схема освоения лесосечного фонда

Рядом с нижним складом располагаются ремонтные мастерские, энергетические

9

установки и другие производственные, а также административные здания и сооруже-

ния. Вблизи нижнего склада ЛЗП обычно находится и поселок предприятия.

Технологический процесс лесозаготовок заключается в следующем. После про-

ведения подготовительных работ на лесосеках, отведенных в рубку, производят заго-

товку древесины (валку деревьев, очистку их от сучьев и т.д.), перемещение (трелевку,

подвозку) заготовленной древесины на погрузочные пункты или верхние склады, где

она грузится на лесовозный транспорт, которым и вывозится на нижний склад ЛЗП или

же потребителя. На нижнем складе древесину выгружают, подвергают при необходи-

мости первичной обработке. Полученные круглые лесоматериалы сортируются и укла-

дываются в штабеля. Затем часть их отгружается потребителям, а часть поступает в пе-

реработку и затем в виде готовой продукции отгружается потребителям. Таким обра-

зом, технологический процесс лесозаготовок включает лесосечные работы, вывозку за-

готовленной древесины и работы на нижнем складе.

После заготовки древесины и вывозки ее на нижний склад на вырубленных лесо-

секах проводят мероприятия по лесовосстановлению или лесовосстановительные рабо-

ты: уход за сохранившимся жизнеспособным подростом и молодняком хозяйственно

ценных пород, а если их нет – подготовку почвы, посев семян или посадку сеянцев и

саженцев и уход за ними.

Лекция №3

Производственный и технологический процесс лесозаготовительного предпри-

ятия. Фазы процесса. Виды операций

Производственным процессом называется совокупность взаимосвязанных

процессов труда и естественных процессов, направленных на изготовление определен-

ной продукции.

Производственный процесс современного ЛЗП достаточно сложный, состоит из

основного производственного процесса, который называется технологическим, и про-

цессов материального и технического обслуживания и делится на частичные процессы

(стадии, фазы или ступени), а они в свою очередь – на отдельные операции: основные,

подготовительные, вспомогательные и обслуживающие (рис. 3).

Операция, при которой происходит изменение формы, размеров и состояния

объекта труда, называется технологической. Операция, при которой объект труда лишь

перемещается с одного рабочего места на другое, т.е. изменяет координаты расположе-

ния в пространстве, называется переместительной (трелевка, погрузка и др.). Чем

меньше переместительных операций, тем совершеннее технологический процесс.

10

Рис. 3. Структурная схема производственного процесса современного ЛЗП

Поточный метод производства характеризуется наличием поточных линий и

ритмичностью работы. На поточной линии рабочие места располагаются в соответст-

вии с очередностью производственных операций процесса. Поэтому при поточном ме-

тоде повышается производительность труда, сокращается продолжительность произ-

водственного цикла, достигается ритмичность работы предприятия и наиболее эффек-

тивное использование техники и т.д. Этот метод – один из основных принципов рацио-

нального построения технологического процесса лесозаготовок в настоящее время и на-

зывается он принципом непрерывности.

При комплексной механизации и автоматизации производства непрерывность

технологического процесса лучше всего обеспечивается при применении системы ма-

шин и правильном их сочетании по производительности. Создание оптимальных меж-

операционных запасов сырья не является нарушением принципа непрерывности, обу-

словлено спецификой лесопромышленного производства и направлено именно на обес-

печение непрерывности производства.

Второй важный принцип – принцип параллельности и прямоточности, который

заключается в одновременном выполнении операций отдельными частями производст-

венного потока и сокращении сроков между заготовкой древесного сырья и получением

готовой продукции (лесоматериалов).

11

Лекция №4

Машины и оборудование для лесозаготовок, их классификация по технологиче-

скому назначению. Системы машин и оборудования. Принципы формирования систем.

Применяемые на лесозаготовках машины, механизмы и оборудование весьма

разнообразны. По технологическому назначению их можно объединить в 14 групп, в

том числе 5 групп для выполнения лесосечных работ. Применение тех или других ма-

шин и механизмов зависит от типа технологического процесса лесозаготовок в целом и

на отдельных его стадиях. В каждую группу входят несколько типов машин и механиз-

мов.

В первую группу лесозаготовительных машин и механизмов входят машины и

механизмы для валки, валки и пакетирования деревьев. К ним относятся специализиро-

ванные и универсальные бензиномоторные пилы, валочные и валочно-пакетирующие

машины.

Вторая группа включает машины и механизмы для трелевки (первичного

транспорта) заготовленной древесины из лесосеки к лесовозной дороге (усу или ветке).

Это – трелевочные тракторы различных типов, канатные трелевочные и трелевочно-

транспортные установки.

К третьей группе относятся машины и механизмы для первичной обработки

спиленных деревьев (очистки от сучьев, раскряжевки хлыстов на сортименты). К ним

относятся сучкорезные, сучкорезно-раскряжевачные и валочно-сучкорезно-

раскряжевачные машины, универсальные бензиномоторные пилы.

Четвертая группа объединяет лесозаготовительные машины смешанного типа,

т.е. машины, производящие первичную обработку и транспорт заготовленной древеси-

ны. Это – валочно-трелевочные машины.

В пятую группу входят машины и механизмы для штабелевки древесины и по-

грузки ее на лесовозный транспорт. К ним относятся самоходные челюстные лесопо-

грузчики, самоходные стреловые краны-манипуляторы с челюстным захватом и навес-

ные стреловые гидрокраны-манипуляторы с челюстным захватом.

По принципу действия применяемая лесозаготовительная техника подразделяет-

ся на машины и механизмы периодического (цикличного) и непрерывного действия, а

по мобильности – на самоходные, передвижные и стационарные.

Машины и механизмы, которые при выполнении работы совершают рабочие и

холостые ходы (движения), называются машинами периодического действия, а те, ко-

торые при выполнении работы не совершает холостых ходов, т.е. непрерывно выпол-

няют только рабочие движения, называются машинами непрерывного действия (на-

пример конвейеры).

Система машин – это набор машин и оборудования (механизмов), взаимоувя-

занных и согласованных по техническим и технологическим параметрам и предназна-

ченных для выполнения какой-либо стадии технологического процесса лесозаготовок

или ее части.

Специфичность лесозаготовительного производства и разнообразие природно-

производственных условий вынуждают применять несколько систем машин и оборудо-

вания для заготовки древесины и первичной ее обработки на нижних складах.

12

Исходя из применяемых технологических процессов лесосечных работ и но-

менклатуры выпускаемых технологических машин и механизмов для реализации этих

процессов, комплектование систем машин может производиться по следующим основ-

ным вариантам технологических процессов лесосечных работ:

1) валка деревьев и очистка их от сучьев бензиномоторными пилами, трелевка

хлыстов тракторами или канатно-блочными установками, погрузка хлыстов на лесовоз-

ный транспорт челюстными погрузчиками;

2) валка деревьев бензиномоторными пилами, трелевка деревьев тракторами,

очистка деревьев от сучьев сучкорезными машинами, погрузка хлыстов челюстными

лесопогрузчиками или стреловыми гидрокранами-манипуляторами;

3) валка деревьев валочными или валочно-пакетирующими машинами, трелевка

деревьев тракторами, очистка деревьев от сучьев сучкорезными машинами, погрузка

хлыстов челюстными лесопогрузчиками или стреловыми гидрокранами-

манипуляторами;

4) валка и трелевка деревьев валочно-трелевочными машинами, очистка деревьев

от сучьев сучкорезными машинами, погрузка хлыстов челюстными лесопогрузчиками

или стреловыми гидрокранами-манипуляторами;

5) валка деревьев и очистка их от сучьев валочно-сучкорезными машинами, тре-

левка хлыстов тракторами, погрузка хлыстов челюстными лесопогрузчиками или стре-

ловыми гидрокранами-манипуляторами;

6) валка деревьев бензиномоторными пилами, трелевка деревьев тракторами, из-

мельчение деревьев на щепу с подачей ее в автощеповоз передвижными рубительными

машинами;

7) валка деревьев, обрезка сучьев, раскряжевка хлыстов бензиномоторными пи-

лами, подвозка сортиментов на погрузочный пункт или верхний склад с подсортиров-

кой и укладка доставленных сортиментов в штабель погрузочно-транспортными маши-

нами;

8) валка деревьев, очистка их от сучьев, раскряжевка хлыстов на сортименты ва-

лочно-сучкорезно-раскряжевочными машинами (харвестерами), подвозка сортиментов

на придорожный склад с подсортировкой и укладка доставленных сортиментов в шта-

бель погрузочно-транспортными машинами;

9) валка деревьев бензиномоторными пилами или валочно-пакетирующими ма-

шинами, трелевка деревьев тракторами, очистка деревьев от сучьев и раскряжевка хлы-

стов на сортименты сучкорезно-раскряжевочными машинами (процессорами), подсор-

тировка и штабелевка сортиментов стреловыми гидрокранами-манипуляторами;

10) валка и трелевка деревьев валочно-трелевочными машинами, очистка деревь-

ев от сучьев и раскряжевка хлыстов на сортименты сучкорезно-раскряжевочными ма-

шинами (процессорами), подсортировка и штабелевка сортиментов стреловыми гидро-

кранами-манипуляторами;

Рекомендации по выбору типов и марок лесозаготовительных машин и механиз-

мов будут даны в дальнейшем.

Специфичность лесозаготовительного производства и разнообразие природно-

производственных условий вынуждают применять несколько систем машин и меха-

13

низмов для заготовки хлыстов и сортиментов. Эти системы могут быть на базе гусенич-

ных и колесных тракторов.

Для заготовки хлыстов в зависимости от принятой технологии и номенклатуры

выпускаемой лесозаготовительной техники, могут найти применение следующие вари-

анты систем машин и механизмов.

В насаждениях со средним объемов хлыста до 0,4 м3 могут быть применены

следующие варианты систем машин и механизмов:

1) валочно-трелевочные машины в сочетании с самоходной сучкорезной маши-

ной, выполненных на базе тракторов ТДТ-55А, ТЛТ-100, или аналогичных им;

2) валочно-трелевочные машины и самоходная сучкорезная машина, базой кото-

рых является колесный трактор;

3) валочно-пакетирующая машина манипуляторного типа, тракторы для бесчо-

керной трелевки с гидроманипулятором и самоходная сучкорезная машина на базе

тракторов ТДТ-55А, ТЛТ-100 или аналогичных им;

4) валочно-пакетирующая машина манипуляторного типа, тракторы для бесчо-

керной трелевки сформированных ВПМ пачек (подборщики-трелевщики пачек на базе

тракторов ТЛТ-100, Т-150К или аналогичных им) и самоходная сучкорезная машина на

гусеничной или колесной базе;

5) бензиномоторные пилы на валке деревьев, трелевочные тракторы с чокерной

оснасткой на трелевке деревьев и самоходная сучкорезная машина, базой которых яв-

ляются тракторы ТДТ-55А или ТЛТ-100;

6) бензиномоторные пилы на валке деревьев, трелевочные тракторы с чокерной

оснасткой на трелевке деревьев и самоходная сучкорезная машина на базе тракторов

МТЗ-82 или Т-150К;

7) бензиномоторные пилы на валке деревьев и обрезке сучьев и гусеничный тре-

левочный трактор ТДТ-55А или ТЛТ-100 и др. с чокерной оснасткой на трелевке хлы-

стов;

8) бензиномоторные пилы на валке деревьев и обрезке сучьев и колесный треле-

вочный трактор с чокерной оснасткой на базе тракторов МТЗ-82 или Т-150К или других

таких же классов тяги.

В насаждениях со средним объемом хлыста 0,4 м3 и больше могут быть приме-

нены следующие варианты систем машин и механизмов:

1) валочно-трелевочные машины и самоходная сучкорезная машина, выполнен-

ные на базе гусеничных тракторов ТТ-4М или аналогичных им;

2) валочно-трелевочная машины и самоходная сучкорезная машина, базой кото-

рых является колесный трактор;

3) валочно-пакетирующая машина манипуляторного типа на базе гусеничного

трактора, тракторы для бесчокерной трелевки, сформированных ВПМ пачек (подбор-

щики-трелевщики пачек) на базе ТТ-4М, Т-150К или аналогичных им и самоходная

сучкорезная машина на гусеничной или колесной базе (ТТ-4М и др.);

4) валочно-пакетирующая машина манипуляторного типа, тракторы для бесчо-

керной трелевки с гидроманипулятором и самоходная сучкорезная машина на базе

трактора, базой которых является трактор ТТ-4М или ему аналогичный;

14

5) бензиномоторные пилы на валке деревьев, трелевочные тракторы с чокерной

оснасткой на трелевке деревьев и самоходная сучкорезная машина, базой которых явля-

ется тракторы ТТ-4М или им аналогичные;

6) бензиномоторные пилы на валке деревьев, колесные трелевочные тракторы с

чокерной оснасткой на базе трактора К-703 или ему аналогичных и самоходная сучко-

резная машина на колесной базе;

7) бензиномоторные пилы на валке деревьев и обрезке сучьев и гусеничный тре-

левочный трактор ТТ-4М или ему аналогичный с чокерной оснасткой на трелевке хлы-

стов;

8) бензиномоторные пилы на валке деревьев и обрезке сучьев колесный треле-

вочный трактор с чокерной оснасткой на базе К-703 или ему аналогичных.

Возможны и другие варианты систем машин для заготовки хлыстов в крупно-

мерных и средней крупности лесонасаждениях.

Применение первых четырех вариантов систем машин в каждой группе позволя-

ет исключить ручной труд и обеспечить безопасные условия труда рабочих. Но лесоза-

готовительная техника, входящая в эти системы, имеет высокую стоимость.

Лесозаготовительная техника, входящая в 5-8 варианты, значительно дешевле,

может применяться на разработке небольших по площади лесосек (3…6 га), но она не

безопасна для рабочих.

Для заготовки сортиментов на лесосеке в зависимости от принятой технологии

и номенклатуры выпускаемой лесозаготовительной техники могут быть применены

следующие основные варианты систем машин и механизмов:

1) бензиномоторные пилы на валке деревьев, обрезке сучьев и раскряжевке хлы-

стов на сортименты и погрузочно-транспортные машины (форвардеры) на подсорти-

ровке сортиментов, подвозке (трелевке) их на верхний склад и укладке в штабели;

2) бензиномоторные пилы на валке деревьев, сучкорезно-раскряжевочные маши-

ны (процессоры) на обрезке сучьев и раскряжевке хлыстов на сортименты и погрузоч-

но-транспортные машины на подсортировке сортиментов, подвозке их на верхний

склад и укладке в штабели;

3) валочно-сучкорезно-раскряжевочные машины (харвестеры) на заготовке сор-

тиментов и погрузочно-транспортные машины на подсортировке сортиментов, подвоз-

ке их на верхний склад и укладке в штабели;

4) бензиномоторные пилы на валке деревьев, трелевочные тракторы с чокерной

оснасткой на трелевке деревьев, сучкорезно-раскряжевочные машины на обрезке сучьев

и раскряжевке хлыстов на сортименты и самоходный стреловой гидрокран-

манипулятор на подсортировке и штабелевке сортиментов;

5) валочно-пакетирующие машины на валке деревьев, трелевочные тракторы для

бесчокерной трелевки с гидроманипулятором или пачковым клещевым захватом на

трелевке деревьев, сучкорезно-раскряжевочные машины на обрезке сучьев и раскря-

жевке хлыстов на сортименты и самоходный стреловой гидрокран-манипулятор на

подсортировке и штабелевке сортиментов;

6) валочно-трелевочные машины на валке и трелевке деревьев, сучкорезно-

раскряжевочные машины на обрезке сучьев и раскряжевке хлыстов на сортименты и

15

самоходный стреловой гидрокран-манипулятор на подсортировке сортиментов и ук-

ладке их в штабели.

Возможны и другие варианты систем машин для заготовки сортиментов на лесо-

секе.

Первые три варианта систем машин и механизмов предназначены для заготовки

сортиментов непосредственно на лесосеке (на трелевочных волоках). Первый и второй

варианты не исключают ручного труда, а применение бензиномоторных пил создает

повышенную опасность для рабочих. Причем при применении первого варианта тре-

буются большие затраты труда и физические усилия рабочих. Перспективным и техно-

логичным является третий вариант системы машин, но из-за большой стоимости валоч-

но-сучкорезно-раскряжевочной машины он почти не применяется.

Четвертый, пятый и шестой варианты систем машин предназначены для заготов-

ки сортиментов на верхнем складе. Причем при применении шестого варианта исклю-

чается ручной труд и он весьма технологичен.

Лекция №5

2.3. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОГО

ПРОИЗВОДСТВА (8 ЧАСОВ)

Дерево, как предмет труда. Характеристика параметров хлыста и сортимента.

Общие принципы определения производительности машин для лесосечных и лесо-

складских работ. Теоретическая и фактическая производительность машин непрерыв-

ного и периодического действия, пути ее повышения. Производительность поточных

линий.

Дерево состоит из корневой системы, ствола и кроны, которая включает сучья,

ветви, древесную зелень и вершину (рис. 4.).

Рис. 4. Составные части биомассы

дерева

Части дерева

Средние значения частей

дерева в % относительно

ствола биомассы

дерева Вершина 2,5 1,5

Сучья и ветви 12,5 8,5

Листья (хвоя) 6,0 4,0

Ствол 100,0 64,0

Кора 14,0 9,0

Пень и корни 18,0 13,0

Итого 153,0 100,0

Основными параметрами дерева и хлыста являются диаметр у комлевого среза dC

и на расстоянии 1,3 м от комлевого среза d1,3, длина LХ, объем VХ и масса МХ хлыста, а

16

также масса МД дерева. Знание этих параметров деревьев и хлыстов очень важно, так

как по ним производится выбор технических и технологических параметров лесозаго-

товительных машин и их технологического оборудования и решаются вопросы обеспе-

чения устойчивости машин.

Между параметрами хлыста существуют зависимости. Так, dC = cd1,3,

где с – коэффициент, зависящий от породы дерева: для сосны с = 1,27; ели с = 1,25; бе-

резы с = 1,21; осины с = 1,16.

Зависимости между диаметрами хлыстов dС в сантиметрах и их длинами в мет-

рах характеризуются следующими корреляционными уравнениями:

для ели и березы LХ = аdC – bdС2 + c1;

для сосны LX = аdC + c1;

для осины LX = аdC - bdС2

где а, b и с1 коэффициенты: для ели а = 0,68; b = 0,0047; с1 = 1,45; для березы а = 1,00;

b = 0,0134; с1 = 0,40; для сосны а = 0,246; с1 = 9,20; для осины а = 0,94; b = 0,10.

В спелых лесах Беларуси средняя длина стволов хвойных пород составляет 25 м,

а лиственных – 23 м.

Для решения вопросов программирования раскряжевки хлыстов на сортименты

кроме LX имеет значение сбег i, то есть величина уменьшения диаметра от комля к вер-

шине, который определяется по формуле

1

21

l

ddi

,

где d1 – максимальный диаметр хлыста в месте замера, м; d2 – минимальный диаметр

хлыста в месте замера, м; l1 – расстояние между местами замеров диаметров на хлысту,

м.

Сбег хлыстов измеряется в сантиметрах на метр длины. Различают хлысты сла-

босбежистые, (до 0,5 см/м), с нормальным средним сбегом (0,6…1,0 см/м) и сильносбе-

жистые (более 1 см/м). У одного и того же хлыста средний сбег по длине неодинаков: у

комля он наибольший, а в средней части – наименьший.

Объемы хлыстов даются в таксационных таблицах. Для технических расчетов с

достаточной точностью объемы хлыстов можно определить по формуле

fL4

dV X

23.1

Х

,

где f – видовое число в возрасте рубки: для сосны и осины f = 0,46; для ели и ольхи чер-

ной f = 0,48; для березы f = 0,44.

Объем хлыста определяется без коры и является одним из основных нормообра-

зующих факторов при установлении норм выработки, определении производительно-

сти лесозаготовительной техники, а также при учете заготовленной древесины. Объем

коры зависит от породы, диаметра и разряда высот и составляет 8…19 % объема ствола.

Масса дерева МД и хлыста МХ – важнейший параметр, так как она определяет на-

грузку на технологическое оборудование лесозаготовительных машин.

Масса дерева (без учета листьев) может быть определена по формуле

CCCCД VpVM ,

17

где VC – объем ствола в коре, м3; – плотность древесины, т/м

3; pC – доля объема сучьев

от объема ствола в коре, %; С – плотность сучьев, т/м3: для сучьев сосны С = 0,869; ели

С = 0,926; осины С = 0,927; березы С = 0,986 т/м3.

Летом масса деревьев лиственных пород на 10…20 % больше, чем зимой.

Масса хлыста равна

CPXХ VM ,

где СР – средняя плотность древесины, т/м3.

Расстояние от комлевого среза до центра тяжести хлыста hC с необходимой точ-

ностью может быть определено по формуле

hC = 0,37LX

На процесс валки деревьев, погрузки хлыстов и параметры технологического

оборудования машин для этой цели существенно влияют моменты инерции дерева и

хлыста.

Момент инерции дерева IК.Д относительно оси, проходящей по плоскости его сре-

зания, по данным ЦНИИМЭ равен 2ДДКД НМ23,0I ,

где НД – высота дерева, м.

Центральный момент инерции дерева IС,Д относительно оси, проходящей через

его центр тяжести равен

Д.СДД.С hМ73,0I ,

где hС.Д – расстояние от комлевого среза до центра тяжести дерева.

Момент инерции хлыста IК.Х относительно оси проходящей по плоскости его сре-

зания, составляет 2СХХ.СХ.К hМII ,

где IС.Х – момент инерции хлыста относительно оси, проходящей через его центр тяже-

сти; для елового хлыста IV разряда высот 2XХХ.С LМ15,0I .

Параметры кроны оказывают заметное влияние на процесс валки деревьев и па-

раметры технологического оборудования машин для очистки деревьев от сучьев. Кроме

того, крона существенно снижает производительность трелевочных машин, так как уве-

личивает массу трелюемой пачки. Основными параметрами кроны являются длина,

ширина, площадь сечения вдоль оси ствола и объем. Существует зависимость массы

кроны mK в тоннах и объемом хлыста в кубометрах, которая описывается корреляцион-

ным уравнением

XKKK Vbam ,

где аК, bК – коэффициенты: для сосны аК =21, bК = 94; ели аК = 6, bК = 232; березы (летом)

аК = 32, bК = 78.

Основными параметрами сортимента являются длина l, диаметр в верхнем отрезе

d, объем VC и масса mC. Диаметр и длина сортимента регламентируются ГОСТ на круг-

лые лесоматериалы. Длину необходимо учитывать при выборе лесовозного транспорта

и погрузочного механизма (машины). Объемы сортиментов определяются обычно по

таблицам объемов круглых лесоматериалов по номинальной длине сортимента (без

18

припусков) и диаметру в верхнем отрезе без коры для деловых сортиментов и с корой

для дровяного долготья.

Массу сортимента необходимо учитывать при выборе погрузочного механизма

(машины) по грузоподъемной силе

CC Vm ,

где – плотность стволовой древесины, т/м3.

Основным показателем работы машины является ее производительность – коли-

чество продукции, полученной или перемещенной за единицу времени (час, смену, су-

тки и т.д.).

Различают два вида производительности машин: технически возможную (теоре-

тическую) и действительную (фактическую). Технически возможная производитель-

ность зависит в основном от совершенства конструкции машины и может быть опреде-

лена по формуле:

цт

t

VТП

,

где Т – продолжительность работы машины (час, смена и т.д.); V – объем или масса

единицы продукции (если производительность определяется по количеству единиц

продукции, V=1); tЦ – время, необходимое на обработку или перемещение единицы

продукции (полуфабриката).

Производительность ПТ характеризует возможности машины при отсутствии по-

терь времени на подготовительно-заключительные операции, отдых оператора, по ор-

ганизационно-техническим причинам и др. Эти потери времени принято называть вне-

цикловыми потерями. Действительная производительность характеризует возможности

машины с учетом внецикловых потерь, которые практически неизбежны. Она пред-

ставляет собой фактическое количество продукции, которое может быть перемещено

или обработано машиной за единицу времени:

ц

1д

t

VТП

,

где 1 – коэффициент использования рабочего времени.

Время на обработку или перемещение единицы продукции

tЦ=tР + tX + tВ,

где tP – время, затрачиваемое на рабочие ходы; tХ – время, затрачиваемое на холостые

ходы; tВ – время, затрачиваемое на вспомогательные операции (загрузку и разгрузку

машины).

Тогда

вчр

1д

ttt

VТП

Для машин периодического действия

Pр

v

St ,

xх

v

St ,

где S – путь перемещения единицы продукции; vР – скорость перемещения продукции;

vХ – скорость холостого хода машины (рабочего органа).

19

В машинах непрерывного действия загрузка и разгрузка их производится без ос-

тановки и tВ=0,что обуславливает их более высокую производительность по сравнению

с машинами периодического действия при прочих равных условиях. Для машин непре-

рывного действия

v

ltP ,

v

lt 1x ,

где v – скорость обработки или перемещения продукции; l – размер единицы продукции

в направлении ее движения; l1 – расстояние между двумя смежными единицами про-

дукции.

Тогда для этих машин

1

1д

ll

VvТП

Производительность машины можно также определить исходя из энергетическо-

го баланса

ч

xт

T

nVП

, м

3/ч,

где ТЧ – время чистой работы машины, отнесенное к 1га лесосеки, ч/га; n – число де-

ревьев на 1га.

Действительная производительность машины

ПД=ПТМ,

где М – коэффициент использования мощности машины;

пхчм

ТТТ

Тч

,

где ТХ – время на холостые движения машины при освоении 1 га лесосеки, ч/га; ТП –

время на выполнение подготовительных, вспомогательных работ и простоев по органи-

зационно-техническим причинам, ч/га.

Если машина выполняет не одну, а, например, две работы с частичным их со-

вмещением по времени или раздельно (например, трелевку и погрузку древесины), об-

щая ее производительность в данном случае равна

пт

пт

ПП

ППП

,

где ПТ – производительность машины при выполнении только первой работы (напри-

мер, трелевки); ПП – производительность машины при выполнении только второй рабо-

ты (например, погрузки).

Лекция № 6

Основные принципы рационального построения технологического процесса и

оптимизации лесозаготовительных работ. Критерии оптимизации. Выбор оптимальной

системы машин и оборудования. Определение их необходимой потребности.

Понятие "оптимальный" не абсолютно. Оптимальное решение в одном смысле

может оказаться нежелательным в другом. Так, создание машины с более высокой про-

20

изводительностью может привести к нежелательному увеличению ее стоимости. По-

этому, решая вопросы оптимального проектирования и управления, необходимо пра-

вильно определять смысл оптимальности.

Задачи оптимального проектирования и управления обширны и объединены в

группы (прогнозные, транспортные, распределительные, управление запасами сырья и

готовой продукции и др.). Так, группой задач по размещению объектов на лесосеке пре-

дусматривается например, определение оптимально расположения лесовозных усов и

погрузочных пунктов при разработке лесосек, а группой распределительных задач – оп-

ределение областей наиболее эффективного использования машин, оптимальной за-

грузки машин и др. В каждой задаче

обычно рассматривается производствен-

ный объект, выполняющий одну или не-

сколько технологических и перемести-

тельных операций, который может быть

представлен в виде кибернетической

(управляемой) системы. В лесозаготови-

тельном предприятии можно рассматри-

вать как отдельную кибернетическую сис-

тему, например, сучкорезную машину с

потоком входящих в нее деревьев и выхо-

дящих хлыстов, комплексную бригаду,

лесопогрузчики и лесоавтопоезда на по-

грузочном пункте и др. Форма описания

состояний кибернетической системы и

представления задач поиска оптимальных параметров управления этой системы раз-

личны. Но в каждом отдельном случае систему можно охарактеризовать с определен-

ной точностью следующими тремя группами параметров (рис. 5): параметрами состоя-

ния системы х1, х2, … , хm; параметрами управления u1, u2, … , un; параметрами эффек-

тивности или выходными y1, y2, … , yk.

Воздействие на объект в этом случае в процессе управления возможно путем из-

менения параметров управления. Качество управления характеризуется параметрами

эффективности.

Параметры состояния системы представляют собой так называемые внешние

факторы (исходные данные), воздействовать на которые невозможно в процессе управ-

ления, хотя независимо от него они могут изменяться. К таким параметрам относятся

средний объем хлыста, порода и размеры деревьев, запас на 1 га и др. Их необходимо

учитывать при нахождении оптимальных решений. Изменяющиеся параметры состоя-

ния при этом иногда выделяют в отдельную группу и называют возмущающими.

Параметры управления являются объектом выбора при решении задач оптими-

зации. Их иногда называют внутренними параметрами. К таким параметрам относится

установленная мощность двигателя, грузоподъемность машины и др. По существу это

оптимизируемые параметры.

Рис. 5. Схема воздействия различ-

ных параметров на объект

21

Параметры состояния и управления системы могут принимать только допусти-

мые значения, т.е. на них накладываются различные ограничения и прежде всего по

диапазону их изменения.

Параметры эффективности характеризуют эффективность процесса в резуль-

тате суммарного воздействия параметров управления. Такими параметрами могут быть

экономические (приведенные затраты, себестоимость и др.), технические (энергоем-

кость, металлоемкость, надежность и др.), социальные (облегчение труда, более безо-

пасные условия труда и др.) и экологические (сохранение окружающей среды) показа-

тели. Очень часто параметры эффективности являются критериями, по которым выби-

рается оптимальный вариант процесса или объекта.

В зависимости от постановки задачи одни и те же параметры могут быть как па-

раметрами состояния, так и параметрами управления или эффективности.

Лекция №7

Организация лесосечных работ: формы организации, комплексные бригады, мас-

терский участок, вахтовый метод лесозаготовок. Технические документы на разработку

лесосеки.

Бригада – это группа рабочих одинаковых или различных профессий, совместно

выполняющих единое производственное задание и несущих общую ответственность за

результаты работы. Бригады могут быть функциональными и комплексными.

Малая комплексная бригада организуется на базе одной трелевочной машины

и в зависимости от принятого типа технологического процесса и применяемых машин и

оборудования выполняет весь комплекс основных лесосечных работ. Погрузка хлыстов

или сортиментов на лесовозный транспорт, как правило, не входит в состав работ, вы-

полняемых комплексной бригадой. Численный состав малых комплексных бригад за-

висит от типа трелевочной машины и вида погружаемой древесины на лесовозный

транспорт.

В связи с машинизацией лесосечных работ, они в настоящее время выполняются

в основном укрупненными комплексными бригадами. Укрупненная комплексная

бригада организуется на базе двух и более трелевочных машин, чем и отличается от

малой комплексной бригады. Кроме того, укрупненная комплексная бригада может ра-

ботать в одну, две и даже три смены. При многосменной работе бригады в первую сме-

ну производится в основном валка деревьев и очистка их от сучьев, а также трелевка с

участков со сложным рельефом, слабыми грунтами и ли густым подростом. Во вторую

и третью смену производят только трелевку древесины. Погрузка древесины, как пра-

вило, не входит в сосав работ, выполняемых бригадой. При многосменном режиме ра-

боты бригаде выделяется одна резервная трелевочная машина и тракторист этой маши-

ны является членом бригады.

В укрупненных комплексных бригадах производительность труда выше, чем при

других формах организации труда, благодаря возможности более полного использова-

ния машин и рабочего времени. Время перебазировки сокращается до минимума, и ли-

22

квидируются внутрисменные простои благодаря возможности маневрирования маши-

нами и рабочими. Для полной реализации всех этих возможностей бригадам необходи-

мо выделять крупные концентрированные лесосеки.

Укрупненные комплексные бригады, как правило, работают на хозрасчетных на-

чалах по бригадному порядку, для чего бригаде выдается наряд-задание, в котором при-

водятся производственных план бригады, показатели использования машин, расход

ТСМ и других материалов, показатели по труду и зарплате. Применение бригадного

подряда позволяет повысить производительность труда, улучшить использование лесо-

сечного фонда, экономично расходовать материально-технические ресурсы и снизить

затраты на производство работ.

Сквозная комплексная бригада отличается от рассмотренных выше бригад

тем, что она выполняет комплекс работ, начиная от валки деревьев и кончая разгрузкой

лесовозного транспорта на нижнем складе. Таким образом, в состав сквозной ком-

плексной бригады входят еще один-два водителя лесовозных автомобилей, в зависимо-

сти от расстояния вывозки. Разработка лесосек сквозными комплексными бригадами

организуется обычно при вывозке древесины на упрощенные нижние склады лесовоз-

ными автопоездами, оборудованными устройствами для самопогрузки и саморазгрузки,

а также при прямой вывозке древесины тракторами.

При машинном способе производства лесосечных работ, наряду с бригадной

применяется и индивидуальная форма организации труда, сущность которой заключа-

ется в отделении валки леса от трелевки. Как показывает опыт, индивидуальная форма

организации труда эффективна в период освоения новой техники.

Мастерской участок, роль мастера. Для выполнения установленного объема

заготовки, трелевки и погрузки древесины на подвижной состав лесовозных дорог в

ЛЗП организуются мастерские лесозаготовительные участки. Они являются основной

производственной единицей на лесосечных работах и организуются, как правило, на ба-

зе однотипных трелевочных машин. Поэтому различают мастерские участки с трактор-

ной и канатной (лебедочной) трелевкой древесины. Мастерской участок объединяет в

своем составе несколько комплексных бригад.

Количество мастерских участков в ЛЗП зависит от объема лесозаготовок, харак-

тера размещения лесосек, среднего объема хлыста и типов применяемых машин. Мас-

терские участки могут входить в состав лесопункта (цеховая структура) или же непо-

средственно подчиняться леспромхозу (безцеховая структура). Годовой объем произ-

водства мастерскому участку устанавливается в зависимости от возможности концен-

трации работ. Целесообразно иметь крупные мастерские участки, так как это упрощает

организацию и контроль работы, повышает культуру производства.

Основными документами мастерского участка являются наряд-задание и техно-

логическая карта на разработку лесосеки. Наряд-задание выдается ежемесячно за пять

дней до начала очередного месяца.

Руководителем мастерского участка является мастер леса. Ему подчиняются все

рабочие мастерского участка и другие работники, постоянно или временно работающие

на участке. Любые работы на мастерском участке могут проводиться только с разреше-

ния мастера. Мастер леса – организатор производства и воспитатель коллектива. По-

этому на должность мастера леса назначают, как правило, специалистов с высшим и

23

средним техническим образованием. Главная обязанность мастера – планомерное вы-

полнение установленных участку плановых заданий по количеству и качеству при наи-

меньших затратах труда и средств. Мастер имеет право подбирать бригадиров и с ними

комплектовать бригады, производить расстановку рабочих на мастерском участке, уча-

ствовать в разработке технической документации по участку, вносить предложения о

присвоении рабочим тарифных разрядов, о поощрениях и взысканиях рабочих, о прие-

ме на работу и увольнении рабочих и т.д.

Мастер леса обязан: заниматься организацией производства и обеспечивать ра-

циональное использование лесосечного фонда, сырья и материалов; соблюдать уста-

новленную технологию работ и организацию труда и добиваться роста производитель-

ности труда на основе внедрения передовой технологии и техники; обеспечивать безо-

пасные условия труда; проверять качество и принимать выполненную работу; оформ-

лять первичную документацию и предоставлять требуемую отчетность в установлен-

ные сроки; заниматься воспитанием коллектива; повышать свой технический и куль-

турный уровень и т.д. В своей практической деятельности мастер леса должен руково-

дствоваться официальными документами: "Положением об организации лесосечных

работ в леспромхозе", "Правилами по охране и безопасности труда в лесной, деревооб-

рабатывающей промышленности и лесном хозяйстве", "Едиными нормами выработки

на лесозаготовительные работы" и др. Он должен регулярно вести "Рабочую книжку

мастера".

Технологическая карта – один из основных документов мастерского участка и

составляется на каждую лесосеку. Она регламентирует технологию, механизацию, ор-

ганизацию работ на лесосеке и порядок ее разработки. Технологическую карту состав-

ляет технорук лесопункта, а при безцеховой структуре – инженер-технолог по лесозаго-

товкам при участии работника лесного хозяйства и мастера лесозаготовок, и утверждает

главный инженер ЛЗП. При составлении карты необходимо использовать абрис лесосе-

ки и материалы натурных обследований лесосеки при приемке лесфонда, чтобы учесть

все природные особенности лесосеки и выбрать наилучшее технологическое решение.

Технологическая карта должна содержать: характеристику лесосеки; схемы раз-

работки лесосеки, пасеки и погрузочного пункта (верхнего склада); количественные по-

казатели работы комплексной бригады; технологические указания о порядке разработки

лесосеки, работы лесозаготовительной техники и другие указания; указания по техниче-

скому и бытовому обслуживанию; сведения о проведении подготовительных работ.

Лекция №8

Расчет состава бригад и мастерских участков, потребности оборудования, расхо-

да ТСМ, технико-экономических показателей. Учет работы лесозаготовительной брига-

ды.

Задание на бригаду в сутки (мЗ) зависит от сменной производительности ведущей

машины для данных конкретных условий, количества ведущих машин в бригаде, числа

смен работы в сутки и определяется по формуле

24

смведведбр SnNQ ,

где Nвед – норма выработки на ведущую машину, м3/смену; nвед – количество ведущих

машин в бригаде; Sсм – число смен работы в сутки ведущей машины.

За ведущую машину принимают наиболее производительную и дорогостоящую

машину: трелевочный трактор, валочно-трелевочную или валочно-пакетирующую ма-

шину.

Количественный состав бригады зависит от среднего объема хлыста, состава ле-

сонасаждений, количества и типа машин в бригаде, принятого расстояния трелевки,

сменности работы и типа технологического процесса лесосечных работ. Наиболее ра-

циональный количественный состав бригады такой, при котором обеспечивается мак-

симальная производительность лесозаготовительных машин и полная загрузка рабочих

бригады. Необходимое количество рабочих в бригаде определяют исходя из действую-

щих норм выработки на работы, выполняемые комплексной бригадой, и планового за-

дания на бригаду в смену или сутки.

Расчет состава комплексной бригады ведется в такой последовательности. Уста-

навливают конечную операцию, по которой производится приемка выполненной рабо-

ты от бригады и оплата труда рабочих, и определяют среднее расстояние трелевки. При

вывозе хлыстов или деревьев на нижний склад конечной операцией бригады может

быть трелевка, очистка деревьев от сучьев или погрузка хлыстов (деревьев) на лесовоз-

ный транспорт, а при вывозке сортиментами – штабелевка сортиментов на верхнем

складе. Затем, если необходимо, рассчитывают среднюю норму выработки на очистке

деревьев от сучьев, раскряжевке хлыстов на сортименты и других операциях и опреде-

ляют комплексную норму времени на 1 м3 в человеко-часах путем суммирования опе-

рационных норм времени по работам, выполняемым комплексной бригадой. Расчетное

количество рабочих в бригаде

см

брр

Т

Qtm

,

где ∑t – комплексная норма времени на 1 м3 в чел-ч; Tсм – продолжительность рабочей

смены, ч; Qбр – задание на бригаду в смену или сутки, м3.

Расчетный состав бригады уточняется мастером и бригадиром, исходя из кон-

кретных производственных условий, индивидуальных особенностей членов бригады и

фактически достигнутой производительности труда. Фактически принятое количество

рабочих в бригаде не должно быть больше расчетного.

Расчетное количество рабочих по отдельным операциям можно определить де-

лением задания на бригаду на норму выработки на человеко-день на данной операции.

Тогда будет известно сколько нужно рабочих для выполнения каждой операции.

Опыт работы лесозаготовительных предприятий показал, что для повышения ма-

териальной заинтересованности в эффективном использовании лесозаготовительной

техники в состав комплексной бригады или лесозаготовительного мастерского участка

целесообразно включать рабочих по техническому обслуживанию и текущему ремонту

машин, а также по подготовке лесосек к разработке.

Техническая оснащенность комплексной бригады определяется потребностью в

машинах или механизмах для выполнения каждой операции. Потребное количество

25

машин или механизмов для выполнения конкретной операции определяется расчетом:

сммбрм SN/Qn ,

где Qбр – задание на бригаду в сутки, м3; Nм – норма выработки на машину (механизм) в

смену, м3; Sсм – число смен работы в сутки машины (механизма).

Комплексная выработка (КВ) на одного рабочего бригады (производительность

труда) выражается в кубических метрах заготовленной древесины по конечной опера-

ции, выполняемой бригадой, и определяется делением задания на бригаду в смену, су-

тки или год Qбр на число рабочих в бригаде mр:

КВ = Qбр/mр.

Расчет количества комплексных бригад и лесозаготовительных мастерских участков

Количество комплексных бригад зависит от годового (сезонного) объема произ-

водства предприятия (лесопункта), суточного задания на бригаду, затрат времени на пе-

реезды из лесосеки в лесосеку и выполнение подготовительных работ и определяется по

формуле:

nбр = (Тосн+Тпод+Тпер)/mр · Др,

где Тосн – количество чел-дней, необходимое на выполнение основных лесосечных ра-

бот; Тпод – количество чел-дней, затрачиваемое комплексной бригадой на выполнение

подготовительных работ; Тпер – количество чел-дней, затрачиваемое комплексными

бригадами на перебазирование из лесосеки в лесосеку; mр – число рабочих в комплекс-

ной бригаде, занятых на основных лесосечных работах; Др – число рабочих дней в году

на основных лесосечных работах.

Количество чел-дней, необходимое на выполнение основных лесосечных работ,

равно

Тосн= Qг mр/Qбр,

где Qг – годовой (сезонный) объем производства предприятия (лесопункта), м3; Qбр – за-

дание на бригаду в смену или сутки, м3.

Количество чел-дней, затрачиваемое комплексной бригадой на выполнение под-

готовительных работ к лесозаготовкам, принимается по данным плана подготовитель-

ных работ или же рассчитывается по формуле (10.15). Если рабочие комплексной бри-

гады не выполняют подготовительные работы, Тпод принимаются равным нулю.

Количество чел-дней, затрачиваемое комплексными бригадами на перебазирова-

ние из лесосеки в лесосеку, равно

Тпер= nлес · tпер · nр,

где nлес – количество лесосек, разрабатываемых в течение года (сезона): принимается по

данным отвода лесфонда в рубку или рассчитывается по формуле (10.14); tпер – число

смен на одно перебазирование из лесосеки в лесосеку: tпер = 0,5…1,0 смена.

Полученное расчетом количество комплексных бригад округляется до целого

числа и распределяется по мастерским участкам. Количество мастерских участков бу-

дет зависеть от того, сколько в каждом из них будет комплексных бригад. Количество

бригад на мастерском участке устанавливается с учетом возможности оперативного ру-

ководства ими, что зависит от того, малые или укрупненные бригады и каковы размеры

разрабатываемых лесосек, удобства технического обслуживания машин и снабжения их

топливно-смазочными материалами и удобства бытового обслуживания рабочих. Ис-

26

ходя из этого, на мастерском участке, может быть от одной до четырех комплексных

бригад.

Лекция №9

2.4. ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ (16 ЧАСОВ)

Валка леса: общие понятия, классификация, способы, машины и оборудование.

Моторные инструменты и приспособления для валки деревьев и их характеристика.

Пильный аппарат цепных пил. Производительность бензиномоторных пил на валке де-

ревьев.

Валка деревьев может вестись переносными моторными инструментами и ма-

шинами. Валка деревьев переносными моторными инструментами ведется двумя спо-

собами: одним рабочим (без помощника) и двумя.

При валке леса одним рабочим производительность труда повышается, создают-

ся более безопасные условия работы на валке. Однако валку деревьев на горных скло-

нах, в ольховых насаждениях порослевого происхождения, при глубине снежного по-

крова 0,6 м и более, при постепенно-выборочных рубках и в некоторых других случаях

необходимо вести двумя рабочими.

В зависимости от системы рубок, состава насаждений и лесохозяйственных тре-

бований валка деревьев может производиться в необходимом для трелевки направле-

нии: комлями или вершинами вперед.

Процесс валки деревьев переносной моторной пилой включает ряд операций:

осмотр дерева, подготовку рабочего места у дерева, подпил, спиливание и повал дерева

в заданном направлении, переход к следующему дереву.

Подготовка рабочего места заключается в уборке мешающих повалу дерева кус-

тарника и низко свисающих сучьев (лучше это делать сверху вниз и располагаться так,

чтобы пила была между вальщиком и стволом), в расчистке (утаптывании) снега вокруг

дерева, в выборе пути отхода при падении дерева и расчистке его от препятствий и сне-

га. Схема подготовки рабочего места вальщика у дерева представлена на рис. 6.

Рис. 6. Схема подготовки рабочего места вальщика: а — в равнинной местности; б — в

холмистой при валке дерева на гору; в — в холмистой при валке дерева поперек склона;

1 — зона, расчищаемая вокруг дерева; 2 — дорожка для отхода вальщика и помощника;

— направление валки; — направление уменьшения уклона; — естест-

венный наклон дерева

27

Обеспечение падения дерева в заданном направлении достигается размером и

местом подпила, формой недопила и применением сталкивающих устройств (клиньев,

валочных лопаток, гидродомкратов и др.).

Дерево подпиливается со стороны направления его падения одним из следующих

способов: одним резом при валке дерева диаметром до 0,2 м; двумя резами под углом

=30…40 друг к другу редукторными и =45…60 безредукторными пилами; двумя

параллельными резами с расстоянием между ними hп=0,1d (рис. 7, а, б, в). При подпиле

дерева двумя резами первый горизонтальный рез делается на уровне шейки корня, а за-

тем второй, наклонный либо горизонтальный рез. Наличие подпила предотвращает рас-

колы ствола и образование сколов и отщепов на периферийной его части. Подпил необ-

ходимо делать так, чтобы высота пня после спиливания дерева была не более 1/3 диа-

метра пня, но не более 0,1 м от шейки корня. Прямостоящие деревья с равномерно раз-

витой кроной при отсутствии ветра подпиливают на глубину, равную 1/4 диаметра

ствола в месте спиливания. У деревьев с односторонне развитой кроной или с наклоном

ствола в сторону валки, а также при попутном ветре глубина подпила во избежания са-

мопроизвольного падения дерева со сколом в комлевой части увеличивается до 1/3

диаметра. Если ветер встречный или дерево необходимо повалить в противоположную

сторону от наклона ствола, глубина подпила уменьшается до 1/5 диаметра ствола. В

противном случае дерево может упасть по направлению ветра или наклона.

Рис. 7. Подпил и срезание дерева: подпил: а — одним резом; б — в виде клина;

в — двумя параллельными резами; срезание: г, д, е, з, и — приемы срезания; ж — фор-

мы недопила; 1, 2, 3…10 — последовательность срезания дерева; — направление

валки; — наклон, ветер; — перемещение пильной шины

Спиливание дерева производится с противоположной стороны подпила. Плос-

кость спиливания должна быть горизонтальной и проходить на уровне верхней кромки

подпила. У вертикально стоящих здоровых деревьев ширина недопила С должна со-

ставлять при диаметре дерева до 0,4 м – 0,02 м, от 0,41 до 0,6 м – 0,03 м и свыше 0,6 м –

0,04 м. У деревьев, имеющих напенную гниль, недопил увеличивается на 0,02 м. Недо-

28

пил выполняет роль шарнира при падении дерева. При этом образуется козырек, кото-

рый препятствует движению комля в сторону, противоположную падению дерева.

В настоящее время ведущими фирмами, производящими универсальные пилы,

являются "Штиль" (Германия) и скандинавский концерн "Электролюкс", в номенклату-

ре которого более 150 модификаций пил марок "Хускварна", "Партнер", "Джонсеред".

В странах СНГ широко применяются специализированные российские пилы с высоким

расположением рукояток "Дружба-4М", МП-5"Урал-2 Электрон", М-228 и безредук-

торные "Тайга-245", "Крона-202". В меньших количествах здесь же эксплуатируются

универсальные пилы марок "Соло", "Дольмар" (Германия), "Альпина" (Италия), "Мотор

Сич" (Украина). Созданное совместное российско-шведское предприятие "Химки-

Хускварна" выпускает универсальные пилы марок 257, 254 ХР и с высокими рукоятка-

ми марки 262 ХРН.

Цепные пилы изготавливаются в виде переносных моторных пил (ручной меха-

низированный инструмент) или рабочего органа лесозаготовительных машин, выпол-

няющих срезание деревьев и (или) раскряжевку хлыстов. Переносные моторные пилы

могут иметь привод от двигателя внутреннего сгорания и от электродвигателя. Рабочий

орган лесозаготовительных машин приводится в действие от гидродвигателя. Бензино-

моторные пилы применяются на лесосечных работах для срезания деревьев при валке,

очистке деревьев от сучьев, раскряжевке хлыстов, заделке габаритов воза, а также при

выполнении подготовительных работ и очистке лесосек. Электромоторные пилы при-

меняются, как правило, на нижних лесных складах для очистки деревьев от сучьев, рас-

кряжевки хлыстов и разделки долготья на коротье.

Пильный аппарат является основным узлом цепного срезающего механизма и

состоит из пильной шины, ведущей и ведомой (может отсутствовать) звездочек, уст-

ройства для закрепления пильной шины, натяжного приспособления, амортизатора и

пильной цепи. В режущем органе лесозаготовительных машин могут быть один или два

пильных аппарата, надвигание которых может быть прямолинейным или круговым.

Пильная шина служит направляющей для пильной цепи, имеющей хвостовики,

для чего на ее ребрах делают канавки или выступы, если пильная цепь седлающего ти-

па. Цепи седлающего типа уже практически не применяются. При резании направляю-

щая шина, так же как и пильная цепь, подвергается сильным нагрузкам. Поэтому шина

изготавливается из износостойкого материала и проходит дополнительную обработку

для улучшения свойств. Она должна обладать достаточной упругой жесткостью.

Ведущая звездочка передает мощность двигателя на пильную цепь, устанавлива-

ется на валу двигателя пилы или выходном валу редуктора и снабжена зубьями и на-

правляющими для пильной цепи. На российских пилах для увеличения срока службы

звездочка выполняется симметричной, и при износе зубьев с одной стороны ее можно

ставить на вал другой. Число зубьев ведущей и ведомой звездочек находится в диапазо-

не 6…15, обычно принимается одинаковым и, по возможности нечетным. На ручных

моторных пилах число зубьев не превышает 11. На зарубежных пилах все большее

применение находит своеобразная кольцо-звездочка, которая в отличие от традицион-

ной звездочки не имеет жесткого соединения с барабаном муфты и облегчает процесс

ее замены.

29

Натяжное приспособление предназначено для регулировки натяжения пиль-

ной цепи, чтобы она не выпадала во время работы из направляющих пильной шины, и

состоит из винта и гайки. Регулировка натяжения цепи производится путем вращения

гайки по винту и изменения тем самым расстояния свободной длины пильной шины.

Излишнее монтажное натяжение цепи приводит к росту потерь энергии на трение и

скорейшему износу пильного аппарата. Некоторые новые конструкции пил дообору-

дуются быстронатяжным устройством пильной цепи, в котором линейное перемещение

пильной шины обеспечивается путем вращения от руки специальной натяжной звез-

дочки.

Устройство для закрепления пильной шины в консольных пильных аппаратах

– болтовое. Оно позволяет не только жестко крепить шину, но и поворачивать ее для

свободного надевания пильной цепи или же уменьшения габаритов пилы при транспор-

тировке.

Пильная цепь – главный элемент пильного аппарата, ею производится пиление.

От режущих свойств и конструкций пильной цепи зависит производительность и об-

ласть применения цепных пил.

Пильные цепи можно классифицировать: 1) по форме зубцов: с плоскими зубца-

ми, каждый из которых выполняет определенную работу при пилении; с зубцами Г-

образного профиля, имеющими сложную форму и выполняющими всю работу по обра-

зованию дна и стенок пропила, а также транспортированию опилок; 2) по типу направ-

ляющих устройств для перемещения по пильной шине: с хвостовиками на средних

звеньях, перемещающимися в пазу пильной шины; седлающего типа с выступами на

боковых звеньях между которыми образуются пазы для размещения в них направляю-

щей пильной шины; 3) по способу соединения звеньев: неразборные (на заклепках);

разборные (соединенные разборными шарнирами); 4) по шагу цепи: мелкозвенные с

шагом до 15 мм; крупнозвенные с шагом свыше 15 мм. В российских цепях шаг цепи –

это расстояние между осями двух ближайших заклепок. В зарубежных – это расстояние

между тремя любыми последовательно расположенными осями, разделенное на два.

Наибольшее распространение получили цельноштампованные неразборные

пильные цепи с зубьями Г-образного профиля (универсальные) и хвостовиками на

средних звеньях, которые используются в переносных моторных пилах (мелкозвенные)

и в механизмах срезания лесозаготовительных машин (крупнозвенные). Они сконст-

руированы по одному принципу и выпускаются с шагом 6,35, 8,25, 9,32, 10,26, 12,2, 15,

18,3, 20 и 30 мм. Чем меньше шаг заклепок, тем выше плавность движения пильной це-

пи. Российские пильные цепи имеют торговую марку ПЦУ (например ПЦУ-10,26), за-

рубежные – STIHL-Oilomatic, OREGON, H30…H64 и др., которые включают большое

число модификаций (отличаются типом цепи, шагом и толщиной ведущего звена), но в

ряде случаев могут быть взаимозаменяемы.

Производительность цепных моторных пил на валке в кубометрах в смену может

быть определена по уравнению

ррсмсм ПtТП ,

30

где Тсм – продолжительность рабочей смены, ч; tр – регламентированные простои,

ч/смену (при одиночной валке деревьев tр=1,67; при валке с помощником tр=1,054); Пр –

расчетная часовая производительность, м3/ч.

ц

хр

Т

V3600П

,

где Vх – средний объем хлыста, м3; Тц=tckc; здесь tc– время спиливания дерева, с; kc –

коэффициент, учитывающий время на сталкивание дерева с пня, переходы от дерева к

дереву и подготовку дерева к валке.

Время срезания дерева

u

kd

ud4

4kd

П4

kd

П2

kAt

2

1c

c2

12c

пил2

12c

пил

1c

,

где А – площадь пропила, м2, равная 4/d2c ; dс – средний диаметр дерева в плоскости

пропила, м; k1 – коэффициент, учитывающий увеличение площади пропила за счет

подпила (k1=1,15…1,25); 2 – коэффициент использования производительности чистого

пиления пилы (20,6); Ппил – производительность чистого пиления цепной пилы, м2/с,

равная 4/udc ; u – скорость подачи, м/с.

Приняв для бревен 4/dh c и найдя скорость подачи из формулы

/uhbKF wv получим

bK/FП wvпил .

Если известен диаметр дерева на высоте, равной 1,3 м (на высоте груди) d1,3, то

диаметр dс можно определить как

3,1c dсd ,

где c – коэффициент, зависящий от породы дерева: в практических расчетах при допус-

тимой высоте оставляемого пня с1,25; при спиливании дерева с расположением плос-

кости пропила на уровне земли с2.

Расчетная часовая производительность цепных пил (м3/ч) на раскряжевке хлы-

стов на сортименты может быть определена по формуле

nП4/d

V3600П

2пил2р

хч.р

,

где dр – средний диаметр пропила при раскряжевке, м; 2 – коэффициент использования

производительности чистого пиления пилы на раскряжевке (2=0,7…0,8); n – количест-

во пропилов, приходящихся на один хлыст.

Лекция №10

Способы машинной валки и пакетирования деревьев. Машины для валки и паке-

тирования деревьев, их характеристика. Приемы машинной валки. Расчет производи-

тельности. Техника безопасности на валке леса. Заготовка древесины с подсортировкой

по породам и размерно-качественным показателям.

31

Машинная, как и механизированная, валка включает срезание дерева и сталкива-

ние или снятие его с пня. Для ее выполнения используются как специализированные

валочные машины, так и многооперационные, выполняющие кроме валки, другие опе-

рации технологического процесса. Все эти машины подразделяются на два типа: узко-

захватные (рычажные) и широкозахватные (манипуляторные). Тип машины во многом

определяет способ валки и пакетирования деревьев.

Срезание дерева возможно следующими способами (рис. 8): напроход с распо-

ложением реза в одной плоскости; двумя резами, расположенными в одной плоскости, с

оставлением недопила (перемычки); двумя или тремя резами, расположенными в двух и

более плоскостях.

Рис. 8. Способы машинной валки деревьев: (темные стрелки — направление действия

сталкивающей силы; светлые — направление подачи срезающего устройства)

На лесозаготовках нашли применение ВМ и ВПМ циклического действия, про-

изводительность которых в (м3/см) в обобщенном виде может быть определена по фор-

муле

6ц1

х1зп

tmntt

mnVtТП

,

где Т – продолжительность смены, с; tп-з – время на выполнение подготовительно-

заключительных операций, с (tп-з3800 с); 1 – коэффициент использования рабочего

времени; Vх – средний объем хлыста, м3; n – число деревьев, срезаемых при одном ра-

бочем положении (с одной технологической стоянки) машины; t1 – время на переезд

машины с одной технологической стоянки на другую или от дерева к дереву, с; tц – вре-

мя на захват (подготовку) дерева к спиливанию, срезание и укладку спиленного дерева

на землю или пакетоформирующее устройство (время цикла), с; t6 – время на сброску

сформированной пачки с машины на землю и выравнивание комлей, с; m – число тех-

нологических стоянок (переездов) машины, необходимых для формирования пачки де-

ревьев объемом Qп:

32

nV

Qm

х

п

.

Время t1

двл

х1

vbq

V10000t

,

где q – эксплуатационный запас леса на 1 га, м3; bл – ширина полосы леса, разрабаты-

ваемая машиной за один проход, м; vдв – средняя скорость движения машины при пере-

ездах с одной технологической стоянки на другую, м/с.

Для машин манипуляторного типа (широкозахватных) вместо Vх следует подста-

вить Qп.

Для ВМ и ВПМ время цикла

5432ц ttttt ,

где t2 – время на подготовку дерева к спиливанию, с; t3 – время на спиливание дерева, с;

t4 – время на сталкивание (повал) спиленного дерева, с; t5 – время на укладку дерева в

пакетоформирующее устройство (включая и время на открытие и закрытие устройства)

или на землю, с.

Значения t2, t4, и t5 обычно определяют с помощью хронометража.

2пил

20

3П4

dt

,

где d0 – диаметр дерева в плоскости спиливания, м; Ппил – производительность чистого

пиления срезающего механизма, м2/с; 2 – коэффициент использования производитель-

ности чистого пиления срезающего механизма (2=0,7…0,8).

По данным В.К. Захарова

3,1H

Hdd

23,12

0

,

где d1,3 – диаметр дерева на высоте груди, м; Н – высота дерева, м.

Диаметр дерева на высоте груди может быть определен из формулы

4

HdfV

23,1

х

,

где f – видовое число ствола, зависящее от его коэффициента формы.

3,1Hf

V4d х20

.

Тогда

3,1HfП

Vt

пил2

х3

,

а формула

54пил2

х2ц tt

3,1HfП

Vtt

.

33

Подставив найденные выражения m, t1 и t3 и сделав соответствующие преобразо-

вания, получим развернутое выражение производительности ВМ и ВПМ:

6х

п54

пил2

х2

двл

п

п1зп

tV

Qtt

3,1HfП

Vt

vbq

V10000

QtТП

.

Объем пачки, формируемой другими валочно-пакетирующими машинами (или

работающими в режиме валка-пакетирование), зависит от марки машины, среднего

объема хлыста. Для ЛП-17А Qп6 м3; ЛП-49 Qп8 м

3; ВМ-4Б Qп10 м

3.

Передовые машинисты при сплошной рубке за смену обеспечивают эксплуата-

ционную производительность машины ЛП-19А около 65 м3/ч, в условиях выборочной

рубки – до 35 м3/ч.

Валка леса является одной из самых травмоопасных операций в технологическом

процессе лесозаготовок.

Без предварительной уборки опасных деревьев разработка лесосек допускается:

при машинной валке леса; при числе опасных деревьев, достигающих на лесосеке 20 и

более процентов от их общего числа (такие лесосеки разрабатываются по правилам вет-

ровально-буреломных лесосек).

При машинной валке деревьев необходимо соблюдать "Общие требования безо-

пасности при выполнении лесосечных операций машинами (механизмами)". В процес-

се валки деревьев между ВМ, ВПМ, ВТМ и другими машинами, работающими на лесо-

секе, должно соблюдаться безопасное расстояние не менее 50 м. Не допускается спили-

вание машиной дерева, диаметр которого больше максимальной толщины, указанной в

техническом паспорте машины. Не разрешается валить деревья с корнями, выполнять

погрузочно-разгрузочные работы, если машина не имеет для этих целей специального

оборудования. Находиться под гидроманипулятором можно только, если ЗСУ опирает-

ся на землю. Приступая к работе, оператор должен убедиться в отсутствии людей в

опасной зоне и подать звуковой сигнал. Так как машинная валка леса разрешается круг-

лосуточно, в темное время суток должна обеспечиваться нормативная освещенность

рабочих зон, а машинисты должны иметь фонари, с помощью которых можно подавать

сигналы и безопасно передвигаться по лесосеке в случае аварийной ситуации.

Лекция №11

Трелевка леса: общие понятия, классификация, способы. Тракторы для трелевки

древесины, их типы, особенности конструкций технологического оборудования. Ва-

лочно-трелевочные машины. Технологический цикл трелевки древесины. Способы раз-

работки пасек. Схемы размещения трелевочных волоков. Расчет среднего расстояния

трелевки и производительности трелевочных и валочно-трелевочных машин. Типы и

конструкции канатных трелевочных установок, их характеристика и условия примене-

ния. Мероприятия по охране труда

Трелевка – процесс перемещения заготовленной древесины (деревьев, хлыстов,

сортиментов) от места заготовки к месту укладки ее в штабеля или погрузки на лесовоз-

34

ный транспорт (верхний склад или погрузочный пункт). Если заготовленная древесина

доставляется из лесосеки на верхний склад в погруженном положении, такую трелевку

обычно называют подвозкой. возможны различные виды и способы трелевки заготов-

ленной древесины (рис.9).

Наибольшее применение получила тракторная трелевка древесины. В Беларуси

почти вся заготовленная древесина трелюется тракторами. Благодаря мобильности

тракторов древесину можно трелевать к любому пункту лесовозной дороги в равнинной

и слабохолмистой местности (уклон до 15О) на лесосеках с удовлетворительной и хо-

рошей несущей способностью грунтов.

Трелевка древесины канатными установками применяется ограниченно и в ос-

новном на лесосеках с заболоченными и слабыми грунтами и в горной местности. Она

неэффективна при освоении разрозненных лесосек, в насаждениях с малым запасом

древесины на 1 га и при не сплошных рубках. Однако при трелевке канатными установ-

ками почти вся мощность двигателя приводной лебедки расходуется на перемещение

груза, тогда как при трелевке тракторами только 60…65%, а остальная часть расходует-

ся на перемещение самого трактора.

Рис. 9. Виды и способы трелевки древесины

Тракторы, применяемые на трелевке древесины, подразделяются на специализи-

рованные и общего назначения. У специализированных тракторов имеется специальное

технологическое оборудование для сбора пачки деревьев или хлыстов и перемещения

ее в полупогруженном положении на погрузочный пункт и кабина расположена спере-

ди для улучшения обзорности и упрощения управления трактором. Кроме того, специа-

лизированные трелевочные тракторы более приспособлены к лесной среде благодаря

специальной конструкции ходовой части. Поэтому они получили широкое применение

на трелевке древесины.

По конструкции технологического оборудования для набора пачки трелевочные

тракторы делятся на четыре типа:

– трелевочные тракторы, оснащенные канатно-чокерным оборудованием для

трелевки деревьев и хлыстов;

35

– трелевочные тракторы, оснащенные гидроманипулятором с клещевым захва-

том для бесчокерной трелевки деревьев и хлыстов;

– трелевочные тракторы, оснащенные пачковым клещевым захватом для бесчо-

керной трелевки сформированных пачек деревьев и хлыстов (подборщики-трелевщики

пачек);

– трелевочные тракторы, оснащенные гидроманипулятором с челюстным захва-

том для бесчокерной трелевки (подвозки) сортиментов (погрузочно-транспортные ма-

шины).

Из этих типов все большее применение получают трелевочные тракторы для бес-

чокерной трелевки древесины, так как они исключают ручной труд и значительно по-

вышают производительность труда.

При равномерном распределении лесонасаждений по площади среднее расстоя-

ние трелевки зависит от размеров делянки и схемы расположения на ней трелевочных

волоков. При оптимальных размерах делянки будем иметь и оптимальные расстояния

трелевки.

Трелевочные волоки бывают пасечные и магистральные. К одному магистраль-

ному волоку примыкают несколько пасечных волоков. В отдельных случаях на лесосе-

ке могут устраиваться только пасечные или только магистральные волоки.

Пасечные волоки прокладывают посредине пасек, а и иногда и по их границам.

Ширина пасечного волока зависит от типа трелевочной машины и составляет 3…5 м.

Объем перевозимой древесины по такому волоку небольшой, а срок его действия 2…4

дня. Поэтому специальная подготовка пасечного волока не требуется. Достаточно в

процессе валки леса оставить низкие пни на волоке, расчистить его от валежника и кус-

тарника, а при глубоком снежном покрове примять снег трактором.

Магистральные волоки соединяют пасечные волоки с погрузочным пунктом

или верхним складом. Поэтому сроки их действия более длительные и требуется неко-

торая подготовка этих волоков. Магистральные волоки шире пасечных на 1…2 м. Де-

ревья на них должны быть спилены заподлицо с землей, а участки со слабыми и заболо-

ченными грунтами – укреплены поперечным настилом из дровяной древесины, сучьев

и др.

Трелевочные волоки на лесосеке необходимо располагать так, чтобы обеспечи-

вались наиболее эффективная трелевка древесины со всей площади осваиваемой лесо-

секи, минимальное расстояние трелевки и максимальное сохранение жизнеспособного

подроста хозяйственно ценных пород. Возможны следующие схемы расположения

трелевочных волоков на лесосеке: параллельная, веерная, диагональная и радиальная

(рис. 10). Выбор той или иной схемы расположения трелевочных волоков на лесосеке

зависит главным образом от рельефа местности, почвенно-грунтовых условий, типа

трелевочной и погрузочной техники, характера лесонасаждений.

36

Рис. 10. Схемы расположения трелевочных волоков на лесосеке

Параллельная схема расположения волоков (рис. 10, а, б) применяется на рав-

нинных лесосеках с удовлетворительной и хорошей несущей способностью грунтов

при тракторной трелевке древесины при сплошных и постепенных рубках. Она исполь-

зуется также при разработке лесосек валочно-пакетирующими (рис. 10, в) и валочно-

трелевочными (рис. 10, г) машинами. Причем намечаются обычно магистральные воло-

ки и волоки для заезда машины в дальний конец делянки.

Веерная и диагональная схемы расположения трелевочных волоков (рис. 10, д, е)

находят применение при тракторной трелевке древесины в равнинной и холмистой ме-

стности на лесосеках, имеющих неэксплуатационные площади (куртины молодняка,

поляны, болота и т.д.). Достоинством диагональной схемы по сравнению с веерной яв-

ляется значительное сокращение расстояния трелевки. На производстве эти схемы при-

меняются сравнительно редко и особенно веерная.

Радиальные схемы расположения волоков на лесосеке (рис. 10, ж, з) используют-

ся при полуподвесной трелевке древесины однопролетными канатными установками.

Причем радиально-веерная схема (рис. 10, з) применяются при трелевке древесины ка-

натными установками с несущим канатом, а также при тракторной трелевке, когда не-

сущая способность грунтов на лесосеке слабая. При радиальной схеме расположения

волоков расстояния трелевки значительно меньше, чем при параллельной схеме. Недос-

татком этой схемы является трудность разбивки лесосеки на пасеки.

37

Производительность трелевочных и валочно-трелевочных машин оценивают по

сменной выработке и выработке на списочную машину за год. На производительность

машин на трелевке оказывают влияние расстояние трелевки, средний объем хлыста,

почвенно-грунтовые условия, рельеф местности и время года. Зависит она также от тех-

нического состояния машин, совершенства технологии и организации работ, состояния

трелевочных волоков. Проведение технического обслуживания и текущего ремонта

трелевочных машин специальной бригадой в межсменное время позволяет повысить

сменную производительность машин на 6-8%.

Сменная производительность (м3) трелевочной машины.

0пр

хг

п1зп

ttv

S

v

S

V)tТ(П

где Т – продолжительность смены, с; tп-з – время на подготовительно-заключительные

операции, с: для трелевочных тракторов 1920с; для погрузочно-транспортных машин tп-

з=2400с; 1 – коэффициент использования рабочего времени, учитывающий время на

отдых, личные надобности и перенос канатно-блочной системы из сектора в сектор (

при трелевке канатными установками); vп – средний объем трелюемой пачки, м3; s –

среднее расстояние трелевки, м; vг – средняя скорость движения машины с грузом (ско-

рость перемещения пачки по волоку), м/с; vх – средняя скорость движения машины без

груза (скорость подачи прицепного оборудования к месту чокеровки), м/с; tпр. – время на

чокеровку деревьев (хлыстов) и формирование пачки, с; t0 – время на отцепку пачки и

чокеров на погрузочном пункте, выравнивание комлей, с.

Трелевка древесины — трудоемкая и небезопасная операция на лесосечных ра-

ботах. Во избежание травматизма на трелевке к управлению трелевочными машинами

и механизмами допускаются только лица, прошедшие специальную подготовку и ста-

жировку и имеющие удостоверение на право управления такой техникой. Все треле-

вочные машины и механизмы должны быть оборудованы звуковой сигнализацией.

Рабочие, занятые на трелевке, должны работать с канатами и чокерами только в

рукавицах, не разрешается переходить через движущиеся хлысты (деревья) и канаты,

наступать на них, поправлять и трогать канаты руками. При формировании пачки рабо-

чие должны находится сзади на расстоянии не менее 5 м от движущихся хлыстов (де-

ревьев).

Применяемые на лесосечных работах трелевочные и валочно-трелевочные ма-

шины не в полной мере отвечают экологическим требованиям. Удельное давление хо-

довой системы этих машин на почву значительно превышает 50 кпа. При неправильном

использовании трелевочной техники причиняется значительный вред окружающей сре-

де: разрушается верхний гумусовый слой почвы, остаются на лесосеке глубокие колеи,

что вызывает заболачивание почвы, уничтожается жизнеспособный подрост хозяйст-

венно ценных пород, загрязняются почва и открытые водоемы нефтепродуктами, воз-

никают пожары. Чтобы свести до минимума отрицательное воздействие трелевочной

техники на окружающую среду, необходимо соблюдать определенные правила при ее

использовании. Трелевочные волоки должны укрепляться отходами лесозаготовок

(сучьями, ветвями и др.). Следует применять технологические схемы разработки лесо-

38

сек, при которых трелевочная техника не повреждает жизнеспособный подрост. Нельзя

использовать открытые водоемы в качестве источников воды для технических целей.

Для заправки лесозаготовительной техники топливо-смазочными материалами следует

применять специальные заправочные средства. Топливо-смазочные материалы необхо-

димо хранить в закрытых емкостях на специально подготовленной площадке, располо-

женной вдали от стены растущего леса и окруженной минерализованной полосой. Тре-

левочные машины и другая лесозаготовительная техника в свободное от работы время

должны устанавливаться вдали от стены растущего леса на специально подготовленной

площадке, окруженной минерализованной полосой.

Лекция №12

Очистка деревьев от сучьев: общие понятия, классификация, место и способы.

Машины и оборудование для очистки деревьев от сучьев, их характеристика. Расчет

производительности. Мероприятия по охране труда.

Очистка поваленных на лесосеке деревьев от сучьев может производится на па-

секе, трелевочном волоке или лесопогрузочном пункте. Место очистки деревьев от

сучьев обусловлено технологическим процессом лесосечных работ, наличием машин,

механизмов и установок, а также возможностью использования отходов лесозаготовок.

Если имеются потребители технологической (топливной) щепы из сучьев, наиболее це-

лесообразно очищать деревья от сучьев на лесопромышленном складе или лесопогру-

зочном пункте, а если отсутствуют – очистку деревьев от сучьев целесообразно произ-

водить на лесосеке (у пня или на волоке) с оставлением их на перегнивание, что будет

способствовать удобрению почвы. При этом крупные сучья желательно измельчать на

короткие отрезки и равномерно разбрасывать по территории.

Очистка деревьев от сучьев может производиться двум способами: вручную и

при помощи механизмов. Сейчас преобладает механизированная очистка деревьев от

сучьев с применением мотоинструментов (легких бензиномоторных пил), сучкорезных

и многооперационных машин.

При групповой очистке на поверхности ствола остаются пеньки сучьев высотой

30...70 мм и более, которые следует зачищать. При чистой очистке сучья удаляют за-

подлицо с поверхностью ствола. Высота пеньков сучьев согласно ГОСТ 27545-87 не

должна быть более 20 мм. Это возможно только при срезании сучьев режущим инстру-

ментом.

На очистке деревьев от сучьев в лесу могут применяться моторные инструменты,

самоходные сучкорезные или многооперационные машины (сучкорезно-

раскряжевочные, валочно-сучкорезно-раскряжевочные, валочно-сучкорезно- трелевоч-

ные и др.), а также топоры и тесаки (мачети).

Очистка деревьев от сучьев топорами или тесаками – тяжелая, малопроизводи-

тельная и небезопасная операция, которая допускается лишь в тонкомерных насажде-

ниях.

Из моторных инструментов на очистке деревьев от сучьев могут применяться

легкие цепные бензопилы с низким расположением рукояток, а также штанговые пилы

и высоторезы. Последние используются для обрезки сучьев с земли на растущих де-

39

ревьях диаметром до 0,13...0,15 м в зоне будущего «комлевого бревна» на высоте до 6 м.

Такая операция способствует уменьшению сучковых зон в пиломатериалах, получае-

мых из «комлевого бревна» после достижения деревом возраста товарной спелости.

Применение моторных инструментов на обрезке сучьев позволяет повысить про-

изводительность труда по сравнению с топором примерно в 1,5 раза и облегчить труд

рабочего. Но операция обрезки сучьев лишь механизируется, а полностью ручной труд

не исключается.

Применение машин на очистке деревьев от сучьев позволяет полностью механи-

зировать эту операцию, значительно повысить производительность труда и исключить

ручные работы. Сучкорезные машины, как правило, работают на погрузочных пунктах

или в непосредственной близости от них. Сучкорезно-раскряжевочные машины (про-

цессоры) обрезают сучья либо на погрузочном пункте, либо на волоках, валочно-

сучкорезно-раскряжевочные – как правило на пасеках и волоках.

Производительность труда на очистке деревьев от сучьев определяется объемом

хлыстов, на которых обрезаны сучья за единицу времени. Сменная производительность

(м3) бензиномоторных пил на обрезке сучьев:

сх1зпсм t/VtТП ,

где Т – продолжительность смены, с; tп-з – время на выполнение подготовительно-

заключительных операций (приблизительно 3000 с); 1 – коэффициент использования

бензопилы на пилении: при обрезке сучьев на лесосеке 1 = 0,15...0,25; на погрузочной

площадке 1 = 0,2....0,3; Vх – средний объем хлыста, м3; tс – время на спиливание сучьев

на одном дереве; tс = Ас/Ппил; Ас – суммарная площадь среза сучьев на одном дереве, м2;

Ппил – производительность чистого пиления, м2/с.

Производительность самоходной сучкорезной машины (м3/смену) для поштуч-

ной обработки деревьев с протаскивающим механизмом циклического действия опре-

делятся по формуле:

цх21зпсм t/VtТП ,

где Т – продолжительность смены, с; tп-з – время на выполнение подготовительно – за-

ключительных операций, с; (приблизительно 2000 с); 1 – коэффициент использования

рабочего времени с учетом переездов машины с одной технологической стоянки на

другую: 1 = 0,6…0,8; 2 – коэффициент загрузки машины: 2 = 0,85; Vх – средний объ-

ем перерабатываемого хлыста, м3; tц – продолжительность обработки одного дерева, с;

654321ц ttnttnttt ,

где t1 – время на подвод стрелы к дереву, захват и подачу в сучкорезную головку, с; t2 –

время на один зажим дерева захватом протаскивающего механизма, с; n – количество

захватов (перехватов) дерева при его протаскивании через сучкорезную головку, с; t3 –

время протаскивания дерева, с; t4 – время на одно открытие захвата протаскивающего

механизма, с; t5 – время возврата захвата протаскивающего механизма в исходное по-

ложение, с; t6 – время на сброску хлыста в штабель, с.

40

Лекция №13

Технологический процесс заготовки сортиментов на лесосеке, место и способы,

условия применения, организация работы. Машины и оборудование для раскряжевки

хлыстов. Расчет производительности.

Бревнами называют сортименты, предназначенные для использования в круг-

лом виде или в качестве сырья для выработки пиломатериалов общего назначения.

Кряжами принято называть сортименты, идущие для выработки специальных видов

лесопродукции. Сортименты длиной, соответствующей необходимой для обработки на

станках, называют чураками. Балансы – это круглые или колотые сортименты, пред-

назначенные для производства целлюлозы и древесной массы. Долготье представляет

собой отрезок хлыста, длина которого кратна длине получаемого сортимента и включа-

ет припуск на раскряжевку.

Все лесоматериалы подразделяют на три группы: мелкие – для хвойных пород от

6 до 13 см и лиственных от 8 до 13 см; средние – от 14 до 24 см и крупные – от 26 см и

выше. В зависимости от назначения длина круглых сортиментов изменяется от 0,5 м

(для изготовления ружейных лож) до 17 м (для мачт судов). Сортименты длиной до 2 м

включительно называются короткомерными, а свыше 6,5 – длинномерными. По качест-

ву деловые лесоматериалы толщиной от 6 см и более подразделяются на три сорта. Ле-

соматериалы 1-го сорта изготавливают преимущественно из бессучковой нижней части

ствола. Лесоматериалы 2-го сорта выпиливают из комлевой и срединной части хлыста.

Лесоматериалы 3-го сорта могут быть получены из любой части хлыста и имеют пони-

женные требования в отношении пороков.

Свободно лежащие хлысты, диаметр которых меньше длины пильной шины,

раскряжевывают, надвигая пильный аппарат сверху вниз (рис. 11, а, б). Если диаметр

хлыста превышает длину пильной шины примерно в 1,3 раза, его раскряжевывают в по-

следовательности, изображенной на рис. 11, в, а если больше – как показано на рис. 11,

г.

Рис. 11. Приемы раскряжевки хлыстов переносными цепными моторными пилами: I —

свободно лежащих хлыстов; II — хлыстов с провисающей серединой; III — хлыстов со

свободно провисающим концом

41

Приемы раскряжевки хлыстов с провисшей серединой зависят от диаметра хлы-

ста. При диаметре хлыста, не превышающем длины пильной шины, провисшую часть

раскряжевывают в два приема (рис. 11, д), что предотвращает зажим шины в пропиле;

если превышает – в несколько приемов, делая ряды по форме и в последовательности,

показанной на рис. 11, е, с оставлением небольшого недопила.

Свободно провисающий конец хлыста, когда его диаметр в месте реза не превы-

шает длины пильной шины, раскряжевывается в два приема (рис. 11, ж). Если же диа-

метр хлыста в месте реза превышает длину пильной шины, свободно провисающий его

конец раскряжевывается в несколько приемов с нанесением резов в последовательно-

сти, как показано на рис. 11, з, и оставлением небольшого недопила.

Расчетная производительность ВСРМ циклического действия (м3/ч) может быть

определена из уравнения

ц

хр

t

V3600П

,

где Vх – средний объем хлыста, м3; tц – продолжительность цикла, с.

Для ВСРМ манипуляторного действия

tц = t1 + t2 +t3 + t4 + t5 +t6

где t1 - время на наведение и доставку ЗСУ к дереву, с; t2 - время зажима рычагов харве-

стерного агрегата, с; t3 - время валки дерева, с; t4 - время обрезки сучьев, с; t5 - время на

раскряжевку хлыста, с; t6 - время переезда от одной технологической стоянки к другой в

расчете на одно дерево, с.

По формуле может быть определено tц и СРМ, если в выражении исключить

время на валку дерева.

Среднее время на наведение и доставку ЗСУ можно определить по формуле

,vrR

rR66,0t .у.с.з22

33

1

где R и r - максимальный и минимальный вылеты манипулятора ВСРМ или СРМ, м;

vз.с.у. - скорость перемещения ЗСУ, м/с.

Время на зажим дерева харвестерным агрегатом зависит от величины раскрытия

его зажимных рычагов Dх.а., м, диаметра дерева в зоне зажима dз, м и скорости движе-

ния зажимных рычагов v3 (0,2…0,3 м/с) и равно

,v

dDt

з

зa.x2

Время на валку одного дерева определяется по формуле

,П4

kdt

2пил

пп3

где dп – средний диаметр в плоскости спиливания, м; Ппил. – производительность чисто-

го пиления, м2/с; kп – коэффициент, учитывающий затраты времени на падение дерева

(kп = 1,4…2,0); 2 – коэффициент, учитывающий использование производительности

чистого пиления (п = 0,5…0,75).

42

Производительность чистого пиления определяют из выражения

,4

udП ппил

где u – скорость надвигания в механизме пиления, м/с (0,1…0,25 м/с).

Время, затрачиваемое на обрезку сучьев, вычисляется по формуле

,u

HH

u

kНkt

0

B

н

14

где Н – высота спиленного дерева, м; k – коэффициент учитывающий длину

бессучковой зоны до начала кроны дерева; k1 – коэффициент, учитывающий какую

часть пути проходит харвестерный агрегат во время падения дерева (для СРМ k1=1); Нв

– длина вершинки, м; uн – средняя скорость протаскивания ствола без обрезки сучьев,

м/с (паспортная); u0 – средняя скорость протаскивания ствола во время обрезки сучьев,

м/с (u0[0,6…0,8] uн).

Время раскряжевки ствола определяется по формуле

,а

nu

u

ndt

т

рнрср5

где dср – средний диаметр пропила, м; nр – число пропилов; аТ – замедление при тормо-

жении протаскивания ствола, м/с2.

В свою очередь тнt L2ua

и

,n)d...dd(d Р2n

22

21ср

где LT – средний путь торможения харвестерного агрегата перед остановкой хлыста для

выполнения пропила, м (LT = 0,3…0,9 м); d1,…dn – диаметры ствола в местах раскря-

жевки, м.

Время переезда между технологическими стоянками на одно дерево составит

,nv/Lt мп6

где Lп – расстояние между смежными стоянками машины, м; Lп - средняя скорость пе-

ремещения харвестера по лесосеке, м/с (vм 0,2…0,4 м/с); n - количество деревьев обра-

батываемых с одной стоянки.

При сплошных рубках расстояние переезда между технологическими стоянками

определяется как

Lп = R – r,

а при несплошных рубках - Lп r.

Количество деревьев, спиливаемых с одной стоянки

,V

Vn

х

с

где Vc – суммарный объем древесины срезаемой с одной стоянки, м3:

,10/iQАV 6гаc

где A – площадь лесосеки, обрабатываемая с одной технологической стоянки, м2; Qга –

запас на га, м3; i – интенсивность рубки, % (при сплошных рубках i = 100%).

43

В реальных условиях с одной стоянки ВСРМ обрабатывается участок лесосеки,

имеющий вид серпа, площадь которого (м2) определяется по формуле

,r2

rRarcsin)R(2)rR()R(4

2

rRA 222

где ε – коэффициент, учитывающий использование максимального вылета стрелы ма-

нипулятора (ε = 0,8…0,93).

При несплошной рубке форма обрабатываемого участкас одной технологической

стоянки изменяется, и его площадь (м2) можно определить из выражения

),LR2(b)R(A пв2

где bв – ширина трелевочного волока, м (не менее ширины харвестера).

Производительность машины в смену

Псм = (Т - tр)·Пр,

где Т – продолжительность рабочей смены, ч; tр – регламентируемые простои, ч: tр = 1,45

ч в смену.

Лекция №14

Погрузка заготовленного леса: виды, способы, классификация. Машины и обо-

рудование для погрузки древесины, особенности их конструкций. Производительность

лесопогрузочных машин. Лесопогрузочные пункты, их назначение, состав выполняе-

мых работ, измерители работы. Схемы лесопогрузочных пунктов. Обеспечение запаса

заготовленного леса на лесосеке. Мероприятия по охране труда.

В настоящее время применяется только механизированная погрузка древесины,

которая может производиться поштучно, пачками небольшого объема и крупными пач-

ками, равными по объему грузоподъемности единицы подвижного состава (лесовозного

транспорта). Поштучная погрузка древесины малопроизводительна и применяется

сравнительно редко, обычно при погрузке хлыстов стреловыми гидрокранами-

манипуляторами. Преобладает погрузка древесины на лесовозный транспорт неболь-

шими по объему пачками. Наиболее производительна погрузка древесины крупными

пачками, но она пока находит ограниченное применение, так как не созданы мощные

мобильные погрузочные машины с небольшим удельным давлением на почву для ус-

ловий лесосеки, и раньше выполнялась стационарными канатно-блочными установка-

ми с приводом от трелевочного трактора.

Условия погрузки древесины на лесосеках разнообразны, поэтому различны и

применяемые машины и механизмы, которые можно подразделить на две группы: са-

моходные и стационарные. Наибольшее распространение получили самоходные погру-

зочные машины. Для погрузки древесины на лесовозный транспорт могут применяться

следующие типы машин и механизмов: самоходные челюстные лесопогрузчики, само-

ходные стреловые гидрокраны- манипуляторы, гидрокраны-манипуляторы, устанавли-

ваемые на лесовозных автомобилях (самозагружающиеся автопоезда) автомобильные

стреловые краны и упрощенные кабельные краны.

При выборе типа погрузочного средства необходимо учитывать следующие ос-

новные факторы: из природных – средний объем хлыста, почвенно-грунтовые условия

44

и рельеф местности; из организационных – суточный объем погрузки, вид погружаемой

древесины и территориальное расположение погрузочных пунктов (верхних складов);

из технико-экономических – тип и производственную мощность машин на предшест-

вующих операциях(валке, трелевке и др.), тип лесовозного транспорта.

Погрузочные машины и механизмы должны удовлетворять не только общим

требованиям, предъявляемым к такого рода машинам, но и специфическим требовани-

ям. Так, грузоподъемная сила погрузочного средства должна быть не менее веса от-

дельных крупных хлыстов (деревьев), достаточно часто встречающихся в разрабаты-

ваемых насаждениях, или сортиментов. В Беларуси около 95% насаждений составляют

деревья массой до 1 тонны. Желательно также, чтобы грузоподъемная сила лесопогруз-

чика была кратной или соответствовала бы грузоподъемной силе единицы лесовозного

транспорта.

Лесопогрузчик фронтального типа может только поднимать и опускать груз.

Для погрузки древесины на лесовозный транспорт он должен каждый раз разворачи-

ваться с грузом на площадке или же совершать прямолинейные движения через лесо-

возную дорогу. Погрузка с разворотом создает неудобства в работе, ухудшает устойчи-

вость лесопогрузчика, приводит к разрушению погрузочной площадки. При погрузке

переходом через лесовозную дорогу снижается производительность лесопогрузчика из-

за увеличения протяженности ходов и требуется многократное перемещение лесовозно-

го транспорта при его загрузке. Поэтому такие лесопогрузчики, но на колесном ходу,

применяются на нижних лесных складах.

У лесопогрузчика поворотного типа захват с грузом может не только подни-

маться и опускаться, но и поворачиваться относительно базового трактора в горизон-

тальной плоскости. Погрузка хлыстов или деревьев с разворотом пачки в горизонталь-

ной плоскости неудобна из-за их большой длины.

Лесопогрузчик перекидного типа обеспечивает поворот захвата с грузом в вер-

тикальной плоскости на угол, близкий 3,14 рад при неподвижном базовом тракторе.

Благодаря этому схема работы лесопогрузчика значительно упрощается, что позволяет

сократить цикл погрузки или штабелевки. Кроме того, он лучше удовлетворяет услови-

ям работы на лесосеке и нашел широкое применение в Беларуси и странах СНГ.

Челюстной лесопогрузчик состоит из базовой машины и навесного технологи-

ческого оборудования, включающего раму, стрелу, механизм поворота стрелы в верти-

кальной плоскости, челюстной захват, механизма раскрытия и закрытия челюстей, и

гидросистемы. В качестве базовой машины используются трелевочные тракторы ТЛТ-

100-04 и ТТ-4М.

В Канаде, Швеции и некоторых других странах на погрузке древесины ограни-

ченно применяются в основном челюстные лесопогрузчики фронтального типа на ко-

лесном ходу грузоподъемной силой от 100 до 250 кН, что обусловлено хорошей несу-

щей способностью грунтов. Для погрузки древесины на лесовозный транспорт непо-

средственно на лесосеке за рубежом применяются в основном стреловые гидрокраны-

манипуляторы с челюстным захватом. Причём они зачастую устанавливаются на лесо-

возных автомобилях.

Самозагружающимся лесовозным автопоездом называется лесовозный авто-

мобиль, оснащённый специальным навесным оборудованием для погрузки на автолесо-

45

воз на лесосеке хлыстов или сортиментов. При необходимости таким лесоавтопоездом

можно производить и выгрузку доставленной древесины на нижнем складе или у по-

требителя. В настоящее время получили применение самозагружающиеся лесовозные

автопоезда, оснащённые стреловыми гидравлическими лесопогрузочными кранами-

манипуляторами. Такой лесопогрузочный кран крепится на раме лесовозного автомо-

биля в трёх точках и может устанавливаться за кабиной автомобиля (чаще всего), на

конце рамы (в автомобилях-сортиментовозах) или на отдельной консоли. В последнем

случае кран после загрузки лесоавтопоезда можно оставить на лесосеке на месте загруз-

ки, если расстояние вывозки большое и в пункте назначения имеется оборудование для

выгрузки древесины с лесовоза. Это позволяет увеличить полезную нагрузку на автопо-

езд. После монтажа крана на автомобиле гидросистема крана подключается к гидравли-

ческому насосу автомобиля. Гидравлический лесопогрузочный кран легко монтируется

и демонтируется на автомобиле благодаря специальной конструкции опорной стойки.

Автомобильный стреловой кран состоит из шасси автомобиля 6 и кранового

оборудования, установленного на шасси. Крановое оборудование включает неповорот-

ную и поворотную платформу, стрелу, выносные опоры, кабину управления и снабже-

но механизмами поворота платформы, подъема и опускания груза, подъема и опускания

стрелы. Все механизмы снабжены тормозами. Подъем и опускание груза и стрелы про-

изводится лебедками. Управление механизмами крана – из кабины управления, а вы-

носными опорами – с пульта на неповоротной платформе. Использование выносных

опор позволяет повысить устойчивость крана в процессе работы и его грузоподъемную

силу. Автомобильные стреловые краны оборудованы приборами безопасности: ограни-

чителем грузоподъемности, конечными выключателями рабочих органов и др.

В лесхозах и лесозаготовительных предприятиях используются стреловые авто-

мобильные краны грузоподъемной силой при использовании выносных опор от 50 до

100кН и в частности краны КС-1562А, КС-2561К-1, КС-2571(КС-2571А) и КС-3562Б.

Сменная производительность челюстного лесопогрузчика или крана на погрузке

древесины для конкретных производственных условий может быть рассчитана по фор-

муле:

322

т.л1

т.л1зпсм

ttQ

Qt

Q)tT(П

,

где Т – продолжительность смены; tп-з – время на выполнение подготовительно-

заключительных операций; 1 – коэффициент использования рабочего времени смены,

учитывающий отдых оператора, переезды погрузочного механизма с одной погрузоч-

ной площадки на другую, устранение технических неисправностей, ожидание порожне-

го подвижного состава и др.: 1=0,5…0,6; Qл.т – грузоподъемность единицы лесовозного

транспорта, м3: при погрузке хлыстов можно принимать для автомобилей ЗИЛ – 15 м

3,

МАЗ – 20м3, КрАЗ – 26 м

3 и для узкоколейных сцепов – 22 м

3; t1 – время погрузки одной

пачки (время цикла: захват пачки, подъем и перемещение пачки на подвижной состав,

опускание и укладка пачки, возвращение грузозахватного оборудования в исходное по-

ложение для захвата следующей пачки); Q – грузоподъемность лесопогрузчика или

крана, м3; 2 – коэффициент использования грузоподъемности лесопогрузчика (крана): в

46

зависимости от среднего объема хлыста 2=0,8…0,9 (меньшие значения при малых

объемах хлыста); t2 – время подготовки подвижного состава к погрузке; обычно

t2=2…4мин; t3 – время оправки и крепления воза после погрузки; t3=3…5мин.

Лекция №15-16

Подготовительные и вспомогательные работы на лесосеке. Назначение и состав

подготовительных работ: лесосырьевая, технологическая и подготовка лесосеки к руб-

ке. Назначение и состав вспомогательных работ.

Подготовительные работы проводятся с целью создания необходимых условий

для безопасной и высокопроизводительной работы на основных лесосечных работах.

Подготовка лесосек к разработке обязательна и должна проводиться до ее начала в со-

ответствии с планом подготовительных работ.

В состав подготовительных работ входят (в порядке последовательности выпол-

нения): лесосырьевая и технологическая подготовка, выбор трассы и строительство ле-

совозного уса, подготовка территории лесосеки к рубке, устройство погрузочных пунк-

тов (верхних складов), обустройство мастерского участка, подготовка деревьев к биоло-

гической сушке на корню. После проведения подготовительных работ лесосека сдается

по акту мастеру лесозаготовок для ее дальнейшей разработки. При этом в технологиче-

ской карте делается отметка, что территория лесосеки подготовлена к рубке.

Лесосырьевая подготовка заключается в приемке лесосечного фонда, отборе и

клеймении древесины специального назначения и семенников.

Технологическая подготовка лесосеки заключается: в изучении лесоэксплуатаци-

онных условий (рельефа местности, грунтов, степени захламленности лесосек, таксаци-

онных показателей древостоя); в упрощенных изысканиях трассы лесовозного уса и

выборе мест под погрузочные пункты (верхние склады); в разработке технологического

процесса лесосечных работ и составлении технологической карты по типовому образцу;

в выборе места и порядка размещения оборудования мастерского участка.

Подготовка обслуживающих производств заключается в обустройстве мастер-

ского участка необходимым вспомогательным оборудованием для его нормальной ра-

боты. В состав вспомогательного оборудования мастерского участка входят обогрева-

тельные домики для рабочих, столовая, домик мастера со средствами связи, оборудова-

ние для заправки машин топливо-смазочными материалами (ТСМ), технического об-

служивания и мелкого ремонта машин.

Строительство лесовозных усов. Направление, протяженность и очередность

строительства лесовозных усов на год намечают после отвода лесосек в рубку. Эту ра-

боту выполняют технорук лесопункта совместно с мастером лесозаготовок, которому

будет поручена разработка лесосек, и дорожным мастером, под руководством которого

будут строиться лесовозные усы. Разработку схемы размещения лесовозных усов в го-

дичном лесосечном фонде следует вести так, чтобы затраты на их строительство и по-

следующую эксплуатацию с учетом расходов на трелевку были минимальными и учи-

тывалась возможность использования существующей сети усов.

47

Трудозатраты на проведение подготовительных работ зависят от почвенно-

грунтовых условий и рельефа местности, степени захламленности лесосек, принятого

технологического процесса и типа применяемых на лесосечных работах машин и меха-

низмов, уровня механизации подготовительных работ, климата:

а100

kТ

А

ТТ

Q

QТ

нус

1

пл

га

го (10.15)

где Qг – годовой (сезонный) объем производства предприятия, м3; Qга – запас дре-

весины на 1 га, м3; Тл – трудозатраты на подготовку 1 га лесосеки к рубке, чел-дни; Тп –

трудозатраты на подготовку одного погрузочного пункта (верхнего склада), чел-дни; А1

– площадь лесосеки, тяготеющая к одному погрузочному пункту (верхнему складу), га;

Тус – трудозатраты на строительство 1 км лесовозного уса, чел-дни; kн – коэффициент,

учитывающий неэксплуатационную площадь (вырубки, гари и др.); а – ширина полосы

с леса (ширина лесосеки), осваиваемая с одного лесовозного уса, км.

Заключительные работы на лесосеке. Параметры и объемы лесосечных отходов.

Назначение очистки лесосек. Способы и машины для сбора отходов лесозаготовок. Ру-

бительные машины. Технология очистки лесосек. Производительность используемого

оборудования.

К заключительным работам относятся очистка лесосек от отходов лесозаготовок

и переработка отходов лесозаготовок, тонкомерных и других деревьев, непригодных

для выпуска деловых сортиментов, на щепу.

Очистка лесосек после их разработки является обязательной и проводится с це-

лью создания благоприятных условий для выполнения работ по возобновлению леса,

обеспечения пожарной безопасности и санитарных требований. Технология и механи-

зация работ на очистке лесосек от отходов лесозаготовок изложены в главе 8.

Переработка отходов лесозаготовок и деревьев, непригодных для заготовки дело-

вых сортиментов, на технологическую или топливную щепу в условиях лесосеки целе-

сообразна, так как это позволяет более рационально и полно использовать отводимый в

рубку лесосечный фонд. Однако она не является обязательной и планировать производ-

ство щепы в условиях лесосеки из названных видов древесного сырья следует в тех слу-

чаях, когда есть потребитель на такую продукцию и расстояние доставки щепы потре-

бителю экономически оправдано, что возможно, как показывает производственный

опыт, при расстоянии вывозки до 80 км. В других случаях отходы лесозаготовок могут

быть реализованы местному населению на топливо, если есть на него спрос, или же ос-

тавляются на лесосеках на перегнивание с целью удобрения почвы.

Если отходы лесозаготовок находятся на лесосеке, необходимо предусмотреть

подборщики-транспортировщики отходов ЛП-23 или др. для доставки отходов к месту

их переработки. Для измельчения отходов и тонкомерных деревьев на щепу могут быть

применены передвижные рубительные машины. Валмет "ТТ-1000ТУ", УРП-1 и др., а

для транспортировки щепы потребителю – автощеповозы ЛТ-7А, ЛТ-191 и др.

Объем отходов лесозаготовок и тонкомерных деревьев (м3), которые могут быть

переработаны на лесосеке на щепу, с достаточной для практических целей точностью

может быть определен по формуле:

48

Qщ = Qгpотх + Qгpтонк,

где Qг – объем заготовки древесины в сезон, год, м3; pотх – процент отходов, при-

годных для переработки на щепу; pтонк – процент тонкомерных деревьев в разрабаты-

ваемых насаждениях.

Потребность в машинах по видам работ определяется по формуле

1рсм

щм

ДП

Qn

,

где Qщ – объем древесного сырья, подлежащего переработке на щепу за сезон

или год, м3; Псм – сменная производительность машины, м

3; Др

1 – число рабочих дней в

году на производстве щепы.

Лекция №17-18

2.5. ВЫВОЗКА ЗАГОТОВЛЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ (4 ЧАСА)

Вывозка заготовленной древесины может производиться сухопутным, водным и

воздушным транспортом. Наибольшее применение получил сухопутный и особенно

автомобильный транспорт заготовленной древесины. Так, в Республике Беларусь более

90% заготовленной древесины вывозится автомобилями.

Сухопутным транспортом древесины называется перемещение заготовленной

древесины с погрузочного пункта или верхнего склада до мест складирования или об-

работки наземными способами.

Для сухопутного транспорта заготовленной древесины характерны следующие

основные особенности:

– рассосредоточенность потоков древесины по большей площади;

– неравномерность грузопотока по направлению, длине дороги и времени;

– постепенный и неуклонный рост среднего расстояния вывозки древесины по

мере деятельности лесозаготовительного предприятия.

– временный характер работы отдельных участков лесовозных дорог (веток,

усов), а иногда и всей дороги;

– собирательный характер грузопотока;

– необходимость применения специального подвижного состава в связи со спе-

цифическими особенностями лесных грузов (большая длина, сыпучий материал) и др.

Все эти особенности усложняют строительство и эксплуатацию лесовозных до-

рог, существенно влияют на эффективность работы транспортных средств и себестои-

мость перевозок древесины.

Для оценки и сравнения условий и эффективности работы лесотранспорта, раз-

личных типов лесовозных дорог и определения эксплуатационных показателей исполь-

зуют систему показателей, называемых измерителями лесотранспорта, которые можно

подразделить на три группы: природные показатели, производственно-технические и

технико-экономические показатели.

49

К природным показателям относятся рельеф местности, почвенно-грунтовые

условия, климат и таксационные показатели лесонасаждений (диаметр и высота деревь-

ев и др.).

К производственно-техническим показателям относятся полная и эксплуата-

ционная длина дороги, коэффициент удлинения трассы дороги, грузооборот дороги,

грузовая работа, среднее расстояние вывозки, грузопоток (грузонапряженность), коэф-

фициенты пробега и разветвленности дорожной сети, густота и дорожной сети.

К технико-экономическим показателям относятся капитальные и эксплуата-

ционные затраты, продолжительность загрузки и выгрузки лесотранспортного средства,

производительность лесотранспорта на вывозке древесины и производительность тру-

да.

Полная длина дороги – это сумма всех лесотранспортных путей в лесном массиве

усвмп LLLL ,

где Lм – длина магистрали, км; Lв – длина веток, км; Lус – длина усов, км.

Эксплуатационная длина дороги

усвмэкс L5,0L75,0LL .

По эксплуатационной длине дороги определяется потребность в рабочих на со-

держание и ремонт дороги.

Коэффициент удлинения трассы дороги – это отношение действительной длины

дороги Lд к длине дороги по воздуху Lв

m1L

L

в

д ,

где вL)вLу(Lm и представляет собой коэффициент относительного уве-

личения действительной длины дороги: m = 0,1…0,4.

Коэффициент удлинения трасы показывает, во сколько раз действительная длина

дороги больше прямой линии, соединяющей ее начальный и конечный пункты. Он за-

висит от типа дороги, ее категории, рельефа местности и других факторов.

Грузооборот дороги – объем заготовленной древесины, перевозимой по данной

дороге в единицу времени (смену, сутки, месяц, квартал, год):

Т

QQ м

г ,

где Qг – годовой грузооборот дороги, м3; Qм – ликвидный запас древесины в ос-

ваиваемом лесном массиве, м

3; T – срок эксплуатации этого лесного массива, лет.

Грузовая работа – количество кубокилометров, выполненных на данной дороге

или ее участке в единицу времени. Она определяется как произведение грузооборота на

его пробег.

На лесотранспорте грузовая работа измеряется в кубокилометрах, а на дорогах

общего пользования – в тоннокилометрах.

ii42133212511 lq)lll(q)lll(q)ll(qR .

По величине грузовой работы определяют среднее расстояние вывозки.

50

Среднее расстояние вывозки – это отношение грузовой работы дороги к ее гру-

зообороту, то есть

гср

Q

RL

По этому показателю определяется количество транспортных средств для пере-

возки древесины и их производительность, себестоимость перевозки древесины, расход

топлива.

Грузопоток (грузонапряженность) дороги – количество заготовленной древеси-

ны, которое вывозится по данному участку дороги за расчетный период (смену, сутки,

месяц, год).

n

1i

iгп qQ ,

где n – количество погрузочных пунктов (верхних складов: I = 1, 2, 3, …, n); qi – объем

древесины, который вывозится с i-го погрузочного пункта (верхнего склада), м3.

По данным Министерства лесного хозяйства Республики Беларусь густота до-

рожной сети в лесах колеблется от 0,998 км на 100 га (Брестское ПЛХО) до 2,042 км на

100 га (Могилевское ПЛХО), а в среднем 1,667 км на 100 га, в том числе круглогодового

действия 0,256 км на 100 га. Больше всего дорог круглогодового действия в лесах Грод-

ненского ПЛХО – 0,296 км на 100 га. Для нормальной работы лесохозяйственных и ле-

созаготовительных предприятий густота дорожной сети должна быть не мене 0,432 км

на 100 га лесопокрытой площади. В этой связи необходимо до 2015 года построить

11800 км автомобильных лесных дорог.

По лесовозным и другим дорогам заготовленная древесина может вывозиться

деревьями, хлыстами, полухлыстами, сортиментами и в виде щепы. Длина деревьев и

хлыстов может колебаться от 16 до 24 м, сортиментов – от 4 до 8 м. К средствам вывоз-

ки заготовленной древесины относятся автомобильные лесовозные поезда и автощепо-

возы, а также тяговый и подвижной состав железных дорог узкой и широкой колеи.

Для вывозки заготовленной древесины выпускаются специальные лесовозные

автомобили: МАЗ-5434, МАЗ-63031, МАЗ-64255, КрАЗ-260Л, КрАЗ-6437, КамАЗ-5320,

КамАЗ-5410, Урал-4320, ЗИЛ-131 и др. К лесовозным автомобилям выпускаются полу-

прицепы, прицепы и прицепы-роспуски, которые могут быть одноосными и двухосны-

ми. Лесовозный автомобиль с прицепом, полуприцепом или прицепом-роспуском на-

зывается автопоездом.

Производительность автопоезда на вывозке заготовленной древесины зависит от

многих факторов – полезной нагрузки на поезд, расстояния вывозки, скорости движе-

ния поезда с грузом и порожнем, времени на загрузку и выгрузку лесовозного транс-

порта и др. и может быть определена для каждого конкретного случая по формуле

впполп1вструсусввммм

пол00лзп

tQtStStStSt)bS

a(

Q)]Sttt(T[П

(9.8)

где Т – продолжительность смены, с: tп-з – время на выполнение подготовительно-

заключительных работ, с: для автомобилей с бензиновым двигателем tп-з = 1200 с, с ди-

51

зельным – tп-з = 1800 с; tл – время на предрейсовый медицинский осмотр (240 с) и лич-

ные надобности (600 с), с; t0 – время нулевого пробега 1 км в обоих направлениях, с; S0 –

расстояние нулевого пробега (от гаража до нижнего склада), км; Qпол – полезная нагруз-

ка на рейс автопоезда (автомобиля), м3: зависит от типа дороги, по которой вывозится

древесина (грунтовая, гравийная и т. д.); вида вывозимой древесины (хлысты, сорти-

менты, щепа); грузоподъемности лесовозного автопоезда; а, b – коэффициенты, завися-

щие от расстояния вывозки: при расстоянии вывозки более 40 км a = 1,7 и b = 0,96; при

расстоянии вывозки более 40 км a = 7,37 и b = 0,81; tм, tв, tус – время пробега 1 км в обоих

направлениях соответственно по магистрали, ветке и лесовозному усу, с; Sм, Sв, Sус –

расстояние вывозки древесины соответственно по магистральной дороге, ветке и лесо-

возному усу, км; tвстр – время на ожидание встречного поезда (автомобиля) на 1 км про-

бега в порожнем направлении, с: при двухполосном движении tвстр = 0; S1 – протяжен-

ность лесовозной дороги с однополосным движением, км; tп – время на погрузку 1 м3

древесины на лесовозный транспорт, с: зависит от типа грузоподъемной машины и вида

погружаемой древесины; tп-в – время на установку автомобиля (поезда) под погрузку и

выгрузку и время на выгрузку древесины на один рейс, с.

Рабочий парк автомобилей и линейных локомотивов для вывозки заготовленной

древесины равен

смр

нграб

ПsД

kQn ,

где Qг – объем древесины, подлежащей вывозке за год или за сезон, м3; kн – коэффици-

ент неравномерности работы дороги: kн = 1,05…1,2; s – число смен работы в сутки и на

вывозке древесины; Др – число рабочих дней в году или в сезоне; Псм – сменная произ-

водительность автопоезда (поезда), м3.

Для организации движения поездов на вывозке древесины в ЛЗП имеется дис-

петчерская служба на каждой лесовозной дороге. Диспетчеры в своей работе руково-

дствуются директивным (плановым) графиком или расписанием движения поездов, ут-

вержденным директором ЛЗП, которые являются обязательными для всех работников.

Диспетчер подчиняется начальнику дороги или лесопункта. В его обязанности входит

обеспечение выполнения сменного (суточного) плана вывозки заготовленной древеси-

ны, доставки работающих на лесосеки и обратно и др. Он имеет право давать распоря-

жения работникам, занимающимся погрузкой, вывозкой и выгрузкой древесины. Для

этого диспетчер должен иметь надежную телефонную или радиотелефонную связь с

гаражом (депо), ремонтно-механической мастерской, нижними складами, лесопогру-

зочными пунктами (верхними складами), а также по возможности с водителями поез-

дов. Диспетчер ведет журнал учета работы лесовозного транспорта за смену и устанав-

ливает причины нарушений в его работе.

Автопоезда выпускают на линию по ступенчатому графику с таким расчетом,

чтобы на погрузочный пункт они прибывали через одинаковые промежутки времени,

равные примерно времени погрузки автопоезда. Время простоя автопоезда под погруз-

кой может быть определено по формуле:

п

нpп

П

kQt ,

52

где Qp – рейсовая нагрузка на автопоезд, м3; kн – коэффициент неравномерности

работы на погрузке, равный 1,2; Пп – производительность погрузочной машины, м3/мин.

На отгруженную с лесосеки древесину водителю автопоезда выдается документ -

накладная (ярлык), в которой мастер лесозаготовок указывает объем погруженной дре-

весины в м3 и штуках.

Лекция №19

2.6. РАБОТЫ НА НИЖНИХ СКЛАДАХ

Назначение и типы лесных складов. Структурная схема технологического про-

цесса. Показатели работы лесного склада. Запасы лесоматериалов.

Назначением перевалочно-разделочных складов является приемка деревьев, хлы-

стов или сортиментов, их первичная обработка и частичная переработка, хранение и от-

грузка готовой продукции для дальнейшего транспортирования к потребителям или не-

посредственная передача в соответствующие цеха деревообрабатывающих предпри-

ятий.

На перевалочных складах никаких работ по первичной обработке и частичной

переработке поступающих хлыстов или сортиментов не производят, а осуществляют

только их перевалку с одного вида транспорта на другой.

Лесные склады разделяют на следующие типы (рис. 12):

Рис.12. Схема территориального размещения лесных складов различных типов

Нижние склады лесозаготовительных предприятий. Заготовленный лес достав-

ляют с лесосек по лесовозным дорогам. В большинстве случаев нижние склады являют-

ся перевалочно-разделочными; получаемую на них готовую продукцию отгружают на

подвижной состав железных дорог МПС (прирельсовые склады) или сдают в сплав (бе-

реговые склады). Иногда нижние склады служат только как перевалочные; в этом слу-

чае поступающие на них хлысты или сортименты без всякой обработки перегружают на

железнодорожный подвижной состав или сдают в сплав.

Нижние склады лесозаготовительных предприятий характеризуются постоянст-

вом рабочих мест, концентрацией производства, устойчивой единой энергетической ба-

зой. В современном лесозаготовительном предприятии 55…60 % общего количества

53

производственных трудозатрат приходится на нижние склады. Срок действия нижних

складов на одном месте исчисляется десятками лет, а в непрерывно действующих пред-

приятиях не ограничен. Через склад в течение года проходит от 100 до 300, а иногда до

500…600 тыс. м3 заготовленного леса.

Все операции, выполняемые на лесных складах, можно разделить на перемести-

тельные (выгрузка, сортировка, штабелевка, внутрискладской транспорт, погрузка и др.)

и операции по первичной обработке и частичной переработке заготовленного леса (очи-

стка от сучьев, поперечная и продольная распиловка, окорка, раскалывание, измельче-

ние в щепу и др.).

На лесных складах применяют автоматизированные (автоматические и полуав-

томатические), а также механизированные установки. Автоматические установки дей-

ствуют без непосредственного вмешательства человека, а только под его наблюдением.

Они работают по одной заданной программе либо сами выбирают (в соответствии с

размерами сырья) одну из заложенных в них программ. Полуавтоматическими установ-

ками управляет оператор, который, оценивая размеры и качество каждой единицы сы-

рья, задает программу последовательности выполнения отдельных элементов операций,

а установка автоматически выполняет эту программу. В механизированных установках

выполнение каждого элемента операции осуществляется отдельно непосредственным

воздействием оператора на рычаги, рукоятки, педали и т. п. Иногда это воздействие

осуществляется с пульта управления; установки такого типа не являются автоматизиро-

ванными, их условно называют установками с дистанционным управлением.

Структурные схемы технологического процесса лесного склада. Нижний склад

представляет собой производственное подразделение лесозаготовительного предпри-

ятия, расположенное в пункте примыкания лесовозной дороги к путям общего пользо-

вания и производящее приемку и первичную обработку заготовленного леса (очистку

деревьев от сучьев, раскряжевку хлыстов, разделку долготья, окорку сортиментов, рас-

калывание коротья и удаление гнили), сортировку круглых лесоматериалов, а также их

временное хранение и отгрузку потребителям или подготовку к сплаву. На нижних

складах производят переработку некоторых сортиментов (выработку шпал, пиломате-

риалов, технологической щепы и др.).

Рис. 13. Структурная схема технологического процесса прирельсового нижнего склада

54

Объем и перечень работ, выполняемых на лесных складах, зависят от назначения

и типа склада, способов доставки и отгрузки лесоматериалов, наличия вблизи специали-

зированных деревообрабатывающих предприятий и других факторов. Взаимная связь

отдельных операций на лесном складе характеризуется структурной схемой технологи-

ческого процесса. Приведенная на рис. 13 схема является типичной для прирельсового

нижнего склада, расположенного вдали от специализированных деревообрабатываю-

щих предприятий и перерабатывающего, поэтому значительную часть поступающего

леса.

Хранение лесоматериалов должно обеспечивать защиту их от возникновения и

развития пороков, снижающих физико-механические свойства древесины. В процессе

хранения в лесоматериалах могут появиться пороки трех групп: повреждения насеко-

мыми, поражения грибами, образование трещин.

Применяют два способа хранения лесоматериалов - влажный и сухой. Влажный

способ основан на создании и поддержании влажного состояния древесины в течение

всего срока хранения. Применяют дождевание бревен, т. е. периодическое смачивание

водой, и водное хранение, при котором они частично или полностью погружены в воду.

Сухой способ хранения основан на доведении древесины до воздушно-сухого состоя-

ния и поддержании у нее этого состояния в течение всего срока хранения.

Как продукция нижних складов (круглые лесоматериалы), так и сырье (хлысты и

деревья) хранятся в штабелях.

Штабель круглых лесоматериалов (рис. 14) - это параллельно и ровно уложенные

в несколько рядов по высоте круглые лесоматериалы. Лесоматериалы укладывают в

штабеля различных типов- плотные, рядовые, плотно-рядовые, пачковые, пакетные.

Типы и размеры штабелей выбирают с учетом наилучшей сохранности древесины,

безопасности работающих на складе людей, полного использования складской площади

и соответствия техническим характеристикам штабелевочных механизмов.

Рис. 14. Штабеля лесоматериалов: а - плотный; б - рядовой; в - плотно-рядовой; г - пач-

ковый; д -пакетный с параллельной укладкой; е - пакетный с перпендикулярной уклад-

кой

Одним из основных показателей нижнего лесопромышленного склада является

режим его работы, который характеризует сроки и объемы поступления древесного сы-

рья и его обработки, а также сроки и объемы отгрузки готовой продукции. Режим рабо-

ты лесосклада определяется главным образом типом лесовозного транспорта, режимом

55

работы транспорта общего пользования, а также климатическими условиями района

расположения лесозаготовительного предприятия. Обычно режим работы представля-

ют в виде интегральных графиков поступления, обработки и отгрузки лесоматериалов.

Графики режима работы прирельсового нижнего лесосклада приведены на рис. 4.

График / характеризует поступление древесного сырья (хлыстов или деревьев) на ниж-

ний склад нарастающим итогом. График // отражает характер обработки древесного сы-

рья на лесоскладе. При этом объемы обработки по месяцам планируются равномерно.

График /// отражает сроки и объемы отгрузки продукции с прирельсового лесосклада.

Рис. 15. Интегральные графики режима работы прирельсового нижнего

Запасы древесного сырья и лесопродукции на лесозаготовительных предприяти-

ях предназначены для сглаживания отрицательного влияния неравномерности смежных

операций (процессов) и хранения древесины для улучшения ее качества (например, для

естественной сушки пиломатериалов) или повышения плавучести перед сплавом.

Лесозаготовительные предприятия создают три вида запасов древесного сырья и

лесопродукции: сезонные (или межсезонные), межоперационные (иногда называемые

резервными) и буферные.

Выгрузка хлыстов с лесовозного транспорта. Машины и оборудование для вы-

грузки леса, схемы работы. Расчет производительности.

Для выгрузки и создания запаса древесного сырья наибольшее распространение

нашли краны большой грузоподъемности, к которым относятся: кабельные краны КК-

20, козловые бесконсольные краны ЛТ-62, козловые двухконсольные краны ККЛ-32 и

КСК-30-42В. а также мостовые краны.

56

Рис. 16. Схема склада хлыстов на базе козлового крана ЛТ-62: 1- водоем; 2 - кран ЛТ-62;

3 - штабеля хлыстов; 4 - автолесовозная дорога; 5 - вспомогательные помещения

На рис. 16 приведена схема склада хлыстов на базе козлового крана типа ЛТ-62 с

40-метровым пролетом. Штабеля хлыстов укладываются в пролете крана с расположе-

нием комлей пачек в разные стороны. Высота штабеля может достигать 10 м. Козловые

краны могут использоваться и на перегрузке лесоматериалов с лесовозного транспорта

на транспорт общего пользования.

Схема склада древесного сырья на базе консольно-козлового крана ККЛ-32 при-

ведена на рис. 17. Особенностью работы консольно-козловых кранов является возмож-

ность размещения штабелей хлыстов или деревьев как в пролете крана, так и под его

консолями. Высота штабелей в пролете может достигать 10 м, а под консолями — не

более 5 м на уровне максимального вылета грузозахватного устройства. Хлысты в про-

лете крана укладываются в плотные и клеточные штабеля, а под консолью — только в

плотные. В пролете и под консолями крана возможно размещение технологического

оборудования.

Одним из перспективных направлений совершенствования работ на складах дре-

весного сырья является использование большегрузных колесных лесопогрузчиков.

Применение лесопогрузчиков позволяет обеспечить большую свободу планировки

оборудования на площадке нижнего лесосклада. Обладая значительными транспорт-

ными скоростями, они способны доставлять грузы на значительные расстояния за ко-

роткие промежутки времени практически в любую точку нижнего лесосклада. Неоспо-

римым преимуществом лесопогрузчиков всех типов является возможность выборочной

укладки и выборочной отгрузки древесного сырья из запаса. При наличии соответст-

вующей территории склада лесопогрузчиками можно создавать запасы неограниченно-

го объема. Однако необходимо отметить, что из-за небольшой высоты укладки штабе-

57

лей склады древесного сырья на базе лесопогрузчиков имеют невысокую удельную ем-

кость и занимают значительные площади. Кроме того, при использовании лесопогруз-

чиков предъявляются повышенные требования к строительству и содержанию покры-

тий дорог и проездов на нижнем лесоскладе.

Рис. 17. Схема склада хлыстов на базе консольно-козлового крана ККЛ-32: 1, 6 - водо-

емы; 2 - кран ККЛ-32; 3 - путь подкрановый; 4 - штабель хлыстов; 5 – автолесовозная

дорога

Для выгрузки пакетов с одновременным их расформированием широко приме-

няются разгрузочно-растаскивающие устройства РРУ-10М (ЛТ-74). Каждая из устано-

вок имеет по две лебедки с независимым приводом, суммарное тяговое усилие которых,

равно соответственно 100 и 125 кН. К канатам лебедки крепятся челночные захваты, ко-

торые перемещают отделенные хлысты со скоростью 0,28 и 0,33 м/с. Основным недос-

татком разгрузочно-растаскивающих устройств является невозможность создания запа-

са хлыстов более 100...150 м3. Поэтому такие устройства применяют, как правило, в со-

четании с другими грузоподъемными машинами, обеспечивающими создание необхо-

димого запаса древесного сырья на нижнем лесоскладе. Кроме того, применение раз-

грузочно-растаскиваюших устройств требует применения ручного труда на зацепке и

отцепке пачек.

Лекция №20-21 Методы раскряжевки хлыстов на сортименты и их особенности. Оборудование

для раскряжевки. Производительность раскряжевочных установок. Виды выпиливае-

мых сортиментов. ГОСТы на круглые лесоматериалы.

58

Поперечная распиловка представляет собой наиболее распространенный вид

первичной обработки леса. Поперечная распиловка хлыстов (называемая раскряжевкой)

является одной из важнейших операций, производимых на лесных складах. Велик так-

же объем работ по поперечной распиловке долготья на коротье (называемой разделкой)

при производстве балансов, рудничной стойки и т. п.

Допуски длин отпиливаемых отрезков при раскряжевке хлыстов не должны пре-

вышать 5 см, а при разделке долготья на коротье ±2 см.

Раскряжевка хлыстов и разделка долготья на лесных складах может осуществ-

ляться переносными механизированными инструментами и стационарными установка-

ми.

При раскряжевке хлыстов на сортименты и разделке долготья на коротье' могут

применяться поштучный или групповой способы. При поштучном способе каждый

хлыст раскряжевывают отдельно, при этом возможны индивидуальный, программный

и обезличенный методы раскроя. Под термином «раскрой» в данном случае понимают

выбор мест пропилов.

Раскряжевочные установки подразделяются на две группы: установки для по-

штучной и установки для групповой обработки хлыстов, а первая из этих групп — на

установки с продольным и поперечным перемещением хлыста (рис. 18).

Рис. 18. Классификация раскряжевочных установок

Сортировка круглых лесоматериалов: назначение, способы, применяемое обору-

дование. Расчет производительности сортировочных установок.

59

Сортировка лесоматериалов на современных лесных складах является одним из

основных видов работ. В зависимости от компоновки склада на сортировку поступают

либо все сортименты, получаемые при раскряжевке, либо большая их часть (если неко-

торые сортименты непосредственно от раскряжевочной установки передаются в цеха

переработки). Кроме того, пиловочные бревна дополнительно подсортировываются по

диаметрам перед подачей в лесопильный цех, а такие виды продукции, как рудничная

стойка, шпалы и доски сортируются по выходе из цехов переработки.

На сортировке лесоматериалов наибольшее применение получили лесотранспор-

теры. Однако при определенных условиях более эффективными на этой операции мо-

гут оказаться другие виды сортировочного оборудования. Например, при поступлении

на склад крупномерных лесоматериалов при сравнительно небольшом числе сортораз-

меров на сортировке успешно применяют одностреловые манипуляторы, расклады-

вающие одноименные сортименты по лесонакопителям. На складах с годовым грузо-

оборотом 40—60 тыс. м3 целесообразно использовать самоходные многооперационные

машины, которые наряду с обрезкой сучьев и раскряжевкой выполняют и сортировку.

Лесотранспортеры относятся к машинам непрерывного транспорта, имеющим

замкнутое тяговое устройство в виде цепи или стального каната с захватно-опорными

приспособлениями - траверсами. Движение к тяговому устройству передается от веду-

щего колеса (звездочки или шкива). Предварительное - монтажное натяжение тягового

устройства обеспечивается натяжным приспособлением.

Лесотранспортеры подразделяют на продольные и поперечные. Продольные

транспортеры перемещают лесоматериалы в направлении их продольной оси, попереч-

ные — в направлении, перпендикулярном к оси. Цепные и канатные продольные лесо-

транспортеры используют на лесных складах для сортировки: круглых лесоматериалов.

Для сортировки пиломатериалов, (шпал) применяют роликовые транспортеры с при-

водными роликами (рольганги).

Основными элементами, продольных сортировочных лесотранспортеров явля-

ются: тяговое, приводное и натяжное устройства, а также эстакада с лесонакопителями.

При автоматизированной сортировке продольные транспортеры оборудуют бревнос-

брасывателями и командными аппаратами, обеспечивающими автоматическое управ-

ление их работой.

Тяговые устройства. Тяговое устройство представляет собой цепь или стальной

канат с закрепленными на них траверсами.

Цепи. Для тяговых устройств продольных транспортеров применяют длинно-

звенные калиброванные сварные цепи из круглой стали и тяговые разборные цепи.

Канаты. Для продольных транспортеров применяют стальные прядевые канаты

с органическим сердечником. Канаты рассчитывают только на растяжение.

Характерной особенностью канатов является их вытягиваемость, проявляющаяся

в виде остаточных и упругих деформаций. Для устранения остаточных деформаций це-

лесообразна предварительная вытяжка каната до монтажа тягового устройства.

Захватные приспособления (траверсы) являются элементами тягового устрой-

ства цепных и канатных лесотранспортеров. Их закрепляют на цепи (или канате) на

равных, расстояниях друг от друга, и они служат опорами, на которые укладывают

транспортируемые лесоматериалы.

60

Приводные и натяжные устройства. Привод служит для передачи движения от

двигателя к тяговому устройству транспортера. Он состоит из двигателя, редуктора и

ведущей звездочки (для цепей) или канатоведущего шкива. Иногда для понижения час-

тоты вращения в привод кроме редуктора вводят открытую передачу. Приводное уст-

ройство устанавливают на бетонном основании в конце груженой ветви лесотранспор-

тера.

Натяжные приспособления предназначены для сообщения тяговому устройст-

ву предварительного (монтажного) натяжения, которое необходимо для его плавного

хода, создания нужной силы трения между тяговым устройством и ведущим шкивом

(канатные лесотранспортеры) и устранения чрезмерного провисания тягового устройст-

ва между опорами. Натяжные устройства обычно размещаются около направляющей

звездочки (или шкива).

Эстакады. Эстакады современных лесотранспортеров выполняют на железобе-

тонных опорах, на деревянных стойках с железобетонным фундаментом, а также на

блочном бесфундаментном основании.

Лесонакопители. Лесонакопители представяют собой емкости, по которым рас-

сортировываются бревна, сбрасываемые с лесотранспортера. Вместимость лесонакопи-

телей должна соответствовать грузоподъемности погрузочно-штабелевочного меха-

низма. Лесонакопители располагают вдоль лесотранспортера с одной или с обеих его

сторон. Двустороннее расположение лесонакопителей позволяет почти вдвое умень-

шить длину лесотранспортера, но требует применения бревносбрасывателей, способ-

ных производить сброску на обе его стороны.

Рис. 19. Эстакады и накопители лесотранспортеров: а — эстакада на железобе-

тонных опорах; б — блочная конструкция секции эстакады; в — лесонакопитель с пе-

редвижными стойками

Бревносбрасыватели. При автоматизированной сортировке сброска бревен

осуществляется бревносбрасывателями, размещаемыми вдоль лесотранспортера против

накопителей. Устройство сбрасывателей должно отвечать следующим основным тре-

бованиям: высокая точность сброски, определяемая разбросом торцов бревен, сбро-

шенных в лесонакопитель; возможность сброски бревен, различных по диаметру и дли-

не; минимальные разрывы между торцами бревен, поступающих по транспортеру ми-

нимальное усилие сброски без резких динамических нагрузок на сбрасыватель; удобст-

61

во монтажа и доступность к деталям; надежность работы независимо от сезона.

Классификация бревносбрасывателей. Бревносбрасыватели можно разделить на

две основные группы. К первой группе относят гравитационные бревносбрасыватели, у

которых в качестве движущей силы используется собственный вес бревна; ко второй —

бревносбрасыватели с принудительным сталкиванием бревен, состоящие из сбрасы-

вающих рычагов и привода.

Бревносбрасыватели с принудительным сталкиванием могут иметь следующие

типы приводов: индивидуальный в виде гидро-или пневмоцилиндра или же электро-

двигателя с редуктором; привод от цепи лесотранспортера; привод от сбрасываемого

бревна, когда для сброски используется часть кинетической энергии поступательно

движущегося бревна; привод смешанного типа, представляющий собой комбинацию

индивидуального привода (обычно электромеханического) с приводом от сбрасываемо-

го бревна. Привод смешанного типа более надежен и обеспечивает большую точность

сброски, чем привод от сбрасываемого бревна, и в то же время экономичнее индивиду-

альных приводов, так как на сброску в основном расходуется кинетическая энергия

бревна, а электродвигатель, выполняющий вспомогательные функции, может иметь не-

большую мощность.

Производительность Пч продольных сортировочных транспортеров (м3/ч) опре-

деляют по формуле, в которой перемещаемым грузом является бревно со средними

объемом Vбp и длиной lбр:

где φ1— коэффициент использования рабочего времени (φ1= 0,85-0,9); φ2 — коэффици-

ент загрузки тягового устройства (для рычажных сбрасывателей φ2 = 0,8- 0,85; для гра-

витационных сбрасывателей φ2 = 0,85-0,9); vтр — скорость цепи транспортера, м/с.

Цепные лесотранспортеры ЛТ-86 и ТС-7 являются автоматизированными; они

имеют длину секции 130 м, оборудованы гравитационными бревносбрасывателями од-

носторонней сброски и командным аппаратом УУС-67 (см. рис. 10.9).

Лесотранспортер ЛТ-86 выпускается в двух исполнениях: первое — для бревен

диаметром до 1 м и длиной 1,6—6,5 м со скоростью цепи 0,85 м/с и мощностью двига-

теля 30 кВт; второе—для бревен диаметром до 0,6 и длиной 4,0—7,5 м при скорости

цепи около 1,3 м/с и мощностью двигателя 40 кВт. Он имеет тяговую разборную цепь

(см. рис. 10.1, б) с гравитационными бревносбрасывателями, изображенными на рис.

10.6, а.

Лесотранспортер ТС-7 предназначен для сортировки бревен диаметром до 0,7 м

и длиной 1,6—10 м при скорости цепи 0,65 м/с. Он имеет цепь из круглой стали (см.

рис. 10.1, а) с гравитационными бревносбрасывателями (см. рис. 10.6, б); мощность дви-

гателя 30 кВт.

Лесотранспортер ы Б-22У-1 и ЛТ-44 длиной соответственно 120 и 130 м можно

использовать на сортировке и транспортировании бревен. При автоматизированной

сортировке на этих лесотранспортерах применяют рычажные бревносбрасыва-тели (см.

рис. 10.7, а, б).

Лесотранспортер Б-22У-1 выпускается с цепью из круглой стали и может сорти-

ровать бревна диаметром до 0,9 м и длиной 2,7—10 м при скорости цепи около 0,7 м/с.

62

Лесотранспортер ЛТ-44 имеет тяговую разборную цепь, движущуюся со скоро-

стью 0,7 или 0,8 м/с в зависимости от конструкции привода и может сортировать бревна

диаметром до 1 м и длиной 2—10 м.

Сортировка манипуляторами. На сортировке и пакетировании круглых лесома-

териалов при сравнительно небольшом числе сорторазмеров эффективно применять

манипуляторы. Сортировочно-пакетирующий участок располагают в зоне действия

консольно-козлового или башенного крана. Нерассортированные сортименты поступа-

ют на питатель 1 (рис. 20, а), откуда их поштучно забирает самоходный, полноповорот-

ный манипулятор 2, передвигающийся по рельсовому пути 3 и укладывает их в со от-

ветствующие лесонакопители 4. Сформированная в накопителе пачка забирается кра-

ном и укладывается им в штабель или погружается на подвижной состав МПС. По ус-

ловиям работы манипулятор должен иметь грузоподъемность 2—3 т. Питатель пред-

ставляет собой эстакаду, оборудованную растаскивающим устройством с челночным

захватом типа РХ-2. Подача сортиментов на питатель может производиться непосред-

ственно от раскряжевочной установки, поперечным транспортером или самоходным

погрузчиком. В зависимости от требуемой производительности и дробности сортиров-

ки питатель обслуживается одним или двумя манипуляторами. Взаимное расположение

питателя, рельсовых путей, манипуляторов и лесонакопителей различно в зависимости

от конкретных условий. Часовая производительность сортировочно-пакетирующего

участка с двумя манипуляторами, каждый из которых обслуживает один оператор, в за-

висимости от среднего объема бревна, составляет 35— 45 м3. В целях сокращения цик-

ла на укладку в лесонакопитель одного сортимента желательно, чтобы время переме-

щения манипулятора от питателя до накопителя было бы равно времени поворота стре-

лы.

Рис. 20. Схема расположения на складе самоходных сортировочных машин: а — мани-

пулятора; б — многооперационной машины

Постоянные размеры и расположение лесонакопителей делают возможным про-

граммирование операций, выполняемых манипулятором после захвата сортимента.

Ориентирование манипулятора и захват очередного сортимента вследствие неупорядо-

ченного их поступления на питатель, выполняет оператор.

Сортировочно-пакетирующая установка с использованием манипуляторов по

сравнению с продольными лесотранспортерами менее металлоемка и требует значи-

тельно более простых и дешевых строительно-монтажных работ.

Лекция №22

63

Окорка круглых лесоматериалов и ее назначение. Виды и способы окорки. Обору-

дование для окорки, классификация и характеристика. Расчет производительности.

Способы окаривания древесины. Существует большое количество способов

отделения коры от ствола дерева. Главным вопросом является определение сил, дейст-

вующих в зоне контакта, а также закона взаимодействия окаривающего органа и ствола

дерева.

На лесных складах окорке подвергают следующие лесоматериалы: балансы;

рудничную стойку; низкокачественную древесину и кусковые отходы, перерабатывае-

мые на технологическую щепу; бревна пиловочные, тарные и шпальные кряжи, подле-

жащие продольной распиловке на лесном складе; шпалы, выпиленные из неокоренных

шпальных кряжей.

В зависимости от назначения лесоматериалов окорка может быть чистой или

грубой. При чистой окорке лесоматериалы полностью очищают от всех слоев коры, при

этом удаляется и камбиальный слой. При грубой окорке допускается оставление лубя-

ного слоя полностью или частично. Вследствие того, что между камбием и древесиной

нет ясно выраженной границы, часто под чистой окоркой понимают окорку со снятием

поверхностного слоя древесины. Обычно чистой окорке подвергают лесоматериалы,

подлежащие пропитке антисептиками. К ним относят шпалы, столбы линий связи и

электропередач и др.

Окорочные машины делят на машины поштучной и групповой обработки. В ма-

шинах поштучной обработки каждый кряж окоряется отдельно; в машинах групповой

обработки окорке подвергаются одновременно несколько десятков или сотен бревен,

кряжей или поленьев.

Поштучная окорка лесоматериалов возможна следующими способами: воздейст-

вием на поверхность лесоматериалов специальным окорочным инструментом, воздей-

ствием струей жидкости, воздействием струей газа с твердым наполнителем, нагревом

камбиального слоя токами высокой частоты, электрогидравлическим ударом.

В основе способа окорки древесины электрическими разрядами лежит использование

для этих целей механического действия ударных волн и других факторов, возникающих

при высоковольтном электрическом разряде в жидкости. Электрическая энергия, запа-

саемая в конденсаторной батарее, за короткое время выделяется в канале разряда, при-

чем плотность энергии может превосходить плотность энергии при взрывах обычных

взрывчатых веществ, а давление ударной волны достигает десятков тысяч атмосфер.

Исследования показали, что электрогидравлическим способом возможна окорка

как хвойной древесины, так и лиственной во всех практически встречающихся состоя-

ниях – свежесрубленной, сплавной, подсушенной, мерзлой, талой. На процесс окорки

наибольшее влияние оказывают силы сцепления коры с древесиной и величина удель-

ной работы при ударном изгибе.

Наиболее распространенными и отработанными являются способы окорки путем

воздействия на поверхность лесоматериалов специальным окорочным инструментом. В

качестве окорочного инструмента можно использовать скребки, ножи, ножевые фрезы.

64

Факторы, влияющие на окорку. Значительное влияние на процесс окорки ока-

зывают толщина коры и ее сцепление с древесиной. Средние значения толщины коры

hк зависят от породы и диаметра кряжа d (рис. 21). Сцепление коры с древесиной резко

снижается при увеличении влажности и сильно возрастает с понижением температуры

окружающего воздуха, кроме того, оно зависит от времени заготовки— в вегетацион-

ный период кора легко отделяется от древесины по камбиальному слою. Все эти факто-

ры необходимо учитывать при выборе способов окорки.

Рис. 21. Графики зависимости толщины коры hк от

диаметра кряжа d: Б - для березы; Ос - для осины; Ε

– для ели; Ск - для сосны (комлевое бревно); Св -для

сосны (вершинное бревно)

Классификация окорочного оборудования. При анализе существующих меха-

низмов и приспособлений для окорки, необходимо выполнить их обзор и классифици-

ровать по назначению и принципу действия.

Современные способы окорки можно разделить на четыре группы: фрикцион-

ный, режущий, струйный, физико-химический.

По кинематическим признакам оборудование трех первых групп разделяются

на: продольные, поперечные, роторные

Графически разновидность способов окорки представлена на рис. 22.

Рис 22.а. Фрикционные способы окорки Рис 22.б. Способы окорки резанием

Рис. 22.г. Струйные способы окорки.

Как было выше сказано, механическая обработка древесины получила наиболь-

шее распространение. Приведем классификацию инструментов, при помощи которого,

происходит непосредственная обработка древесины:

65

Скребковый инструмент состоит из резца со специально затупленной режущей

кромкой или из резца с острой режущей кромкой и углом резания больше 90°. Скребок

удаляет кору по камбиальному слою, если прочность последнего значительно ниже

прочности поверхностного слоя древесины. При этом затупление рабочей кромки или

тупой угол резания препятствуют внедрению скребка в древесину. Если прочность кам-

биального слоя соизмерима с прочностью древесины, то происходит послойное удале-

ние коры, причем возможно и удаление поверхностного слоя древесины. Для нормаль-

ной окорки к скребку необходимо приложить значительную прижимающую силу, ко-

торая должна обеспечить продавливание коры рабочей кромкой. Достоинством скреб-

кового инструмента является возможность грубой окорки при минимальных потерях

древесины и высоком качестве окоренной поверхности. Однако эти достоинства реали-

зуются только при окорке свежесрубленной и сплавной древесины при положительных

температурах. При окорке подсушенной и мерзлой древесины резко снижаются произ-

водительность и качество окорки (под качеством окорки понимают отношение площади

окоренных участков к площади коры до окорки), увеличиваются отходы древесины,

ухудшается товарный вид.

Ножевой инструмент производит срезание слоя коры заданной толщины острым

резцом с углом резания меньше 90°. Основным достоинством ножевой окорки является

возможность получения высокого качества окорки без снижения производительности

при окорке бревен, обработка которых скребковым инструментом затруднена. К ним

относят подсушенные и мерзлые бревна, а также лесоматериалы с прочной и толстой

корой. Ножами можно производить грубую и чистую окорку с хорошим качеством по-

верхности и зачисткой сучковых остатков одновременно с окоркой. Недостатком дан-

ного способа являются неизбежные потери древесины, которые возрастают с повыше-

нием качества окорки.

Ножевые фрезы представляют собой вращающиеся головки с закрепленными на

них ножами. Фрезы обладают теми же достоинствами и недостатками, что и ножевой

инструмент. Фрезы во всех случаях сложнее ножей, однако, они работают, как правило,

с большими скоростями и малыми усилиями резания, что обеспечивает высокое качест-

во окоренной поверхности.

Группа станков с физико-химическим способом окорки ввиду высокой стоимо-

сти, узкой специализации, высоких расходов на содержание не получила распростране-

ния и это оборудование эксплуатируется в единичных экземплярах.

Окорочные станки классифицируются также по характеру движения окорочного

инструмента и окоряемого бревна.

В продольных станках окорочный инструмент расположен равномерно по пери-

метру поперечного сечения окоряемой поверхности, бревно же получает поступатель-

ное движение вдоль своей оси. Каждый инструмент обрабатывает участок поверхности

бревна в виде продольной ленты.

В винтовых станках бревно совершает сложное движение: вращение вокруг соб-

ственной оси с одновременным перемещением вдоль нее. Каждый инструмент обраба-

тывает участок поверхности бревна в виде ленты, расположенной по винтовой линии.

В поперечных станках бревно вращается и перемещается в направлении перпен-

дикулярном его оси, при этом происходит окорка лесоматериала на всю его длину. Ка-

66

ждый инструмент обрабатывает участок поверхности бревна в виде ленты, располо-

женной по окружности.

В роторных станках окорочный инструмент расположен на вращающемся полом

роторе, внутри которого и соосно с ним поступательно движется окоряемое бревно.

Каждый инструмент обрабатывает участок поверхности бревна в виде ленты, располо-

женной по винтовой линии.

Конструкции роторных окорочных станков. На лесных складах широкое рас-

пространение получили окорочные станки ОК-40-1, ОК-63-1, ОК-80-1, ОК-100-1. Око-

рочные станки ОК-40-1, ОК-63-1, ОК-80-1 не имеют принципиальных конструктивных

отличий, но каждый из них предназначен для окорки бревен определенных диаметров.

Станок ОК-40-1 применяют для окорки балансов и рудничной стойки диаметром от 6

до 35 см и длиной не менее 1,5 м. Станки ОК-63-1 и ОК-80-1 – для окорки пиловочных

бревен длиной не менее 2,7 м и диаметром ОК-63-1 от 10 до 53 см, ОК-80-1– от 14 до 70

см.

Окорочная головка у этих станков выполнена в виде отдельного механизма с ин-

дивидуальным приводом. Наряду с короснимателями на роторе могут быть установле-

ны специальные ножи для надрезания коры. В станке ОК-40-1 могут быть установлены

три ряда рабочих органов: ножи для надрезания коры, скребковый инструмент, ножевой

окорочный инструмент. Механизм подачи четырехвальцовый. Подающая и приемная

секции механизма подачи выполнены в виде отдельных узлов, имеющих одинаковую

конструкцию.

Окорочный станок ОК-100-1 существенно отличается от остальных станков гам-

мы. Главной его особенностью является автоматическая установка окорочной головки

по оси окариваемого бревна. Станок предназначен для окорки крупномерных сорти-

ментов длиной от 2,7 м и диаметром от 20 до 90 см. Все станки гаммы оснащены регу-

лируемым приводом подачи, обеспечивающим изменение скорости подачи в диапазоне

0,1…1,0 м/с. Суммарная установленная мощность электродвигателей станка ОК-40-1 30

кВт, у станка ОК-100-1 85 кВт.

Дисковый станок ОД-1 применяют для чистой окорки лесоматериалов, особен-

но экспортных балансов. Его диск вращается в горизонтальной плоскости на верти-

кальном валу, приводимом в движение посредством полуперекрестной ременной пере-

дачи. Диаметр диска 1000 мм, угловая скорость 47 рад/с. На конической поверхности

диска радиально укреплены 12 плоских ножей. Выпуск ножей для грубой окорки

0,15...0,2 мм, для чистой 0,5...0,6 мм. При окорке кряж опирается на коническую по-

верхность диска и предохраняется от скатывания с нее горизонтальным направляющим

роликом. Поступательно-вращательное движение кряжу придается питающим вальцом,

состоящим из трех рифленых роликов, помещенных на качающейся рамке. Рамка сво-

бодно вращается вокруг вертикальной и горизонтальной оси и для пропуска кряжа под-

нимается вверх педалью, а опускается на кряж под действием собственного веса и пру-

жины. Положение рамки определяет величину угла между осями кряжа и питающего

вальца и вместе с тем скорость продольного перемещения и вращения кряжа. Питаю-

щий валец приводится в движение от вала диска через зубчатые и цепную передачи. На

станке можно окорять кряжи длиной до 3,5 м и диаметром от 10 до 27 см.

67

Барабанные установки. На лесных складах применяются главным образом ба-

рабанные установки сухого трения. Они предназначены для окорки круглых и колотых

поленьев и толстых сучьев длиной до 1,5...2 м. Барабанная установка периодического

действия представляет собой полый стальной цилиндр диаметром 2...3 м и длиной 3...5

м, установленный на поддерживающих роликах и вращающийся с частотой 1...2 с-1. Ба-

рабан ее получает вращение от электродвигателя через редуктор, цилиндрическую шес-

терню и зубчатый венец, укрепленный на его наружной поверхности. На внутренней

поверхности барабана имеются ножи, ускоряющие процесс окорки. С одной стороны

барабана располагается люк для загрузки лесоматериалов, а с другой—подъемный ши-

бер для его разгрузки.

Продольные ножевые окорочные станки. Продольные ножевые окорочные

станки предназначены для грубой окорки рудничной стойки. На производстве приме-

няют станки ЛО-23 и ЛО-24. Станок ЛО-23 окаривает кряжи длиной 1,5—3 м и диамет-

ром от 8 до 28 см. Скорость движения толкателя 1,5 м/с; мощность двигателя 28 кВт.

Подлежащие окорке кряжи подаются в станок автоматическим питателем. Станки ЛО-

24 отличаются только тем, что могут окаривать бревна длиной 6,5 м.

Продольные фрезерные станки. Продольные фрезерные станки применяют на

лесных складах для окорки (оправки) шпал, пролыски тонкомерных сортиментов и

окорки колотых балансов. На лесных складах для окорки шпал применяют станки ЛО-

44 и ЛО-48, а для окорки колотых балансов станки Н-10, которые одновременно выка-

лывают гниль.

Лекция №23

Расколка круглых лесоматериалов, ее назначение, способы. Применяемое обору-

дование. Расчет силы, мощности на расколку, производительности. Производство коло-

тых балансов и дров.

Переработка древесины на щепу на лесных складах. Требования к сырью и гото-

вой продукции, состав операций, применяемое оборудование. Расчет производительно-

сти. Технологические схемы.

Низкокачественной древесиной называются хлысты и их отрезки, не соответст-

вующие требованиям стандарта на деловые сортименты. Значительную часть низкока-

чественной древесины можно использовать для получения деловой продукции путем

дополнительной обработки или переработки. Количество низкокачественной древеси-

ны, поступающей на нижний склад, зависит от состояния лесосырьевой базы или отве-

денных в рубку лесосек. Среднее содержание низкокачественной древесины при

сплошных рубках составляет в сосновых и еловых древостоях 15—25, в лиственничных

25— 35, в березовых 45—75, в осиновых 55—80%. Основным пороком, определяющим

низкокачественную древесину, является внутренняя гниль, встречающаяся у 85 % всех

лесоматериалов, отнесенных к этой категории. Значительно реже причиной к переводу

в низкокачественную древесину являются кривизна, сучковатость и другие пороки.

Древесину с большим содержанием гнили можно использовать только для отопления.

Отходами лесозаготовок называется совокупность различных древесных остат-

68

ков, образующихся в процессе валки деревьев, а также первичной их обработки и час-

тичной переработки на нижних складах. Часть отходов остается на лесосеках (пни, кор-

ни, а в ряде случаев также сучья и вершины). Вид и количество отходов, получающихся

на нижнем складе, зависит от того вывозятся деревья или хлысты, от грузооборота

склада, наличия перерабатывающих цехов и т. п. В среднем количество откомлевок и

козырьков составляет около 2,5 % общего грузооборота склада, а" опилок, получаю-

щихся при раскряжевке хлыстов — не более 1%. При вывозке деревьев количество

сучьев и вершин, прибывающих на нижний склад, зависит от состава древостоя и вре-

мени года; в среднем оно составляет 7,5 % грузооборота склада. В насаждениях с пре-

обладанием ели эта цифра увеличивается до 10 %, а в чисто сосновых или осиновых —

снижается до 6%. В холодное время количество оставшихся на стволах сучьев состав-

ляет 4—5%, а в летнее время 12—14 %. При вывозке деревьев на нижний склад, кроме

сучьев прибывает также древесная зелень и лапка— около 25 т на 1000 м3 вывезенного

леса. Значительное количество отходов получается на нижних складах при выработке

балансов и рудничной стойки, шпалопилении и лесопилении. Кора составляет 10—12

% объема окоренных лесоматериалов; при лесопилении и шпалопилении около 25 %

распиленного сырья превращается в кусковые отходы (горбыли, рейки, торцовые об-

резки) и 10—12 % в опилки.

Основными видами переработки низкокачественной древесины и отходов на

лесных складах являются: выработка колотых балансов, мелких пиломатериалов и тех-

нологической щепы.

Выработка колотых балансов. Сырьем для выработки колотых балансов являют-

ся кряжи низкокачественной древесины диаметром от 24 см и выше с внутренней гни-

лью, занимающей до половины площади торца. Колотые балансы обычно вырабатыва-

ют длиной 1 м; поленья диаметром до 36 см раскалывают на четыре части, а от 37 до 52

см — на шесть частей. Балансы должны быть окорены, гниль полностью удалена. Тол-

щина баланса (расстояние от внешней поверхности до линии выколки гнили) должна

быть не меньше 5 см. Выход готовой продукции из низкокачественной древесины, ото-

бранной для выработки колотых балансов, составляет в среднем 50—55 %.

Рис. 23. Выработка колотых балансов: а -

последовательность операций; б - схема

поточной линии

Для выработки колотых балансов выполняют следующие технологические опе-

рации (рис. 23, а): разделку долготья на коротье, раскалывание на четыре / или шесть

частей, окорку колотых поленьев и выколку гнили 2. Получающаяся в результате этого

69

готовая продукция имеет в сечении вид части кругового кольца 3. Разделку долготья ве-

дут пилами АЦ-ЗС, ЦБ-4 и другими, раскалывание — цепными (КЦ-7) или гидравличе-

скими (ЛО-46) колунами; окорку и выколку гнили — станками Н-10. В некоторых слу-

чаях последовательность выполнения технологических операций изменяется: окорке

подвергают долготье (для этой цели используют роторные окорочные станки ОК-63

или ОК-66), а станок Н-10 производит только выколку гнили, при этом фрезу можно с

него снять. ' В поточной линии по выработке колотых балансов (рис. 23, б) низкокачест-

венное долготье продольным транспортером 1 подается на буферную площадку 2 отку-

да поступает на подающий транспортер 3 пилы 4 (АЦ-3С)· Тонкомерные поленья с

приемного стола 5 сбрасываются на ленточный транспортер 7, а более толстые посту-

пают на гидроколун 6 (ЛО-46), которым раскалываются на четыре или шесть частей, и

падают на ленточный транспортер 8. На этот же транспортер поступают тонкомерные

поленья с транспортера /. Пила 4 и колун 6 представляют собой единый агрегат, управ-

ляемый одним оператором. Колотые поленья, пригодные для выработки балансов, сни-

маются с транспортера 8 и подаются к двум станкам 10 и 14 (Н-10), производящим

окорку и выколку гнили. Получившиеся в результате этого колотые балансы уклады-

вают в кассеты или контейнеры 11 и 13, которые забирает автопогрузчик, консольно-

козловый или башенный кран. Поленья, не пригодные для выработки колотых балансов

(дрова), доходят до конца транспортера 8 и укладываются в отдельные контейнеры 12.

Отходы убираются транспортером 9. Производительность линии составляет около

120—140 м3/смену (по сырью), в том числе 80—90 м3, перерабатываемых в колотые

балансы, и 40—60 м3 дров.

Лекция №24

2.4. ОБМЕР И УЧЕТ ЛЕСОПРОДУКЦИИ

Учёт сырья, поступающего на склад, целесообразно производить весо-

вым методом с последующим перечётом весовых единиц в объёмные. Устрой-

ства для взвешивания хлыстов монтируется на кране, производящем выгрузку

древесины с лесовозного транспорта. Результаты взвешивания автоматически

переводятся на пульт управления оператора, ведущего учёт древесины. Объём

пачки хлыстов Vп (м3) в этом случае определяется по формуле

Vп=М:k,

где М – масса пачки хлыстов по показаниям взвешивающего устройства, т; k –

коэффициент перевода массы хлыстов в объём сортиментов, получающихся по-

сле раскряжёвки хлыстов, т/м3.

Наибольшее влияние на величину коэффициента k оказывают срок хра-

нения древесины и породный состав и в первую очередь процент содержания

берёзы. Для свежесрубленной древесины величину k можно определить по сле-

дующей эмпирической формуле:

k=k0∙ (1+p∙γ : 100)+0,1∙ (p : 100)2,

70

где k0 – переводной коэффициент при нулевом содержании берёзы, т/м3: для

зимних условий k0=0,81…0,82; р – содержание берёзы в совокупности пород,

%; γ – поправочный коэффициент, учитывающий местные условия: γ≈0,1.

Учёт хлыстов взвешиванием целесообразно применять при измерении

объёма, превышающего 1000м3. Тогда расхождение с фактическим объёмом

полученным после раскряжёвки хлыстов, не превысят 3,5%.

В некоторых ЛЗП Беларуси учёт хлыстов, поступающих на нижний склад

ведётся геометрическим способом. Для этого замеряется длина пачки хлыстов

на лесоавтопоезде и её окружность в комлевой части на расстоянии 1,5м от

комлей. По данным замеров по специальной таблице определяется объём дре-

весины в пачке.

Учёт вырабатываемой продукции (сортиментов, получающихся при

раскряжёвке хлыстов) производится вручную поштучно или же с помощью ав-

токубатурников в соответствии с ГОСТ 2292-88 «Лесоматериалы круглые.

Маркировка, сортировка, транспортирование, обмер, учёт и правила приёмки».

Уёт сортиментов вручную ведётся аналогично, как и сортиментов на мастер-

ских лесозаготовительных участках.

Учёт пиломатериалов ведётся в плотных м3 с использованием таблиц

объёмов (ГОСТ 536-83).

Шпалы учитываются в штуках, а технологическая щепа в м3 с точностью

до 0,1м3. при механической погрузке щепы для перевода насыпного объёма в

плотный применяются следующие коэффициенты: на территории поставщика

0,36; на территории потребителя 0,4 при перевозке на расстояние до 50км и 0,42

при перевозке на расстояние более 50км. При пневмопогрузке щепы как у по-

ставщика, так и у потребителя применяется переводной коэффициент 0,46.

Учёт отгружаемой (поставляемой) продукции ведётся также как и

учёт вырабатываемой продукции в соответствии с действующими ГОСТами.

Для упрощения и ускорения учёта круглые лесоматериалы, поставляемые по-

требителям по железной дороге широкой колеи, целесообразно учитывать гео-

метрическим методом. При этом объём каждого штабеля, погруженного в по-

лувагон (на платформу), определяется по формуле

Vшт=k∙b∙hp∙l,

где k – переводной коэффициент, учитывающий полнодревесность штабеля и

его форму, в том числе и «шапку»; b – ширина штабеля, м; hp – расчетная вы-

сота штабеля, м; l – длина штабеля (длина лесоматериалов в штабеле без при-

пусков), м;

На отгруженную с нижнего склада лесопродукцию при отправке по же-

лезной дороге оформляется специальная накладная, а при отправке автомо-

бильным транспортом – товарно-транспортная накладная.

Учёт движения лесопродукции в бухгалтерии ЛЗП ведётся путём свода

отчётов подотчётных лиц или отчётов леспунктов.

71

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Матвейко, А.П. Технология и оборудование лесозаготовительного произ-

водства: учебник / А.П. Матвейко. – Мн.: Техноперспектива, 2006. – 447 с.

2. Матвейко, А.П. Технология и оборудование лесозаготовительного произ-

водства: практикум / А.П. Матвейко, Д.В. Клоков, П.А. Протас. – Мн.:

БГТУ, 2005. – 160 с.

Дополнительная

3. Матвейко А.П., Протас П.А. Технология и машины лесосечных работ:

учебно-методическое пособие. – Минск: БГТУ, 2008. – 116 с.

4. Матвейко, А.П. Малоотходные и безотходные технологии в лесном хозяй-

стве и лесной промышленности / А.П. Матвейко. – Минск: БГТУ, 1999. – 84

с.

5. Федоренчик, А.С. Лесная сертификация / А.С. Федоренчик. Минск: БГТУ,

2008. 240 с.

6. Вырко М.П. Сухапутны транспарт леса: падручнік. – Мн., 2006.- 506 с.

7. Амалицкий, В.В. Оборудование отрасли: учебник / В.В. Амалицкий,

Вит.В. Амалицкий. – М.: МГУЛ, 2006. – 584 с.