Лекция 10

3.3. Машинная валка и пакетирование деревьев

3.3.1. Способы машинной валки деревьев

Валка деревьев может осуществляться машиной, выполняющей только эту операцию, состоящую из двух элементов: отделение дерева от пня, сталкивание (снятие и укладка) в заданном направлении. В этом случае необходима машина для сбора деревьев в пачки, которая полностью или частично должна повторить маршрут движения валочной машины по лесосеке, что не является положительным следствием с точки зрения сохранения лесной среды.

В связи с этим совмещенное выполнение процессов валки и пакетирования деревьев одной машиной является логически верным соединением функций, это тем более целесообразно, когда после отделения дерева от пня оно снимается и может быть уложено в пачку в нужное место.

Машинная валка деревьев может сопровождаться обра­зованием дефектов (расщепы, сколы), которые снижают качество сортиментов, получаемых из наибо­лее ценной комлевой части ствола. Количество и величина де­фектов зависят от конструкции реза, способа сталкивания (снятия) дерева с пня и условия взаимодействия срезающего и стал­кивающего устройств.

Срезание дерева может быть выполнено одним из следующих вариантов: 1) напроход с расположением реза в од­ной плоскости; 2) двумя резами в одной плоскости с оставлением перемычки; 3) двумя и более резами, расположенными в двух пло­скостях.

Для сталкивания дерева используются устройства ры­чажного и клинового типов, а снятие дерева с пня осуществля­ется грузонесущим манипулятором.

На рис. 3.11 показаны основные способы машинной валки деревьев. Срезание дерева напроход является наиболее простым, срезающий ме­ханизм несложен по конструкции, установка его в рабочее по­ложение (к дереву) не требует продолжительных манипуляций, что способствует сокращению времени цикла об­работки дерева. Во время сталкивания дерева с пня могут образоваться сколы и расщепы комлевой части ствола, возможно падение дерева в произвольном на­правлении.

Процесс валки дерева по схемам, представленным на рис. 3.11, а…в, можно разделить на три этапа.

Первый этап — срезание до положения, при котором перемычка окажется достаточно тонкой и возможно сталкива­ние дерева с пня. Во время первого этапа необходимо поддерживать дерево в исходном положении, чтобы избежать зажима срезающего устройства и предотвратить отклонение дерева от заданного направления.

Второй этап – сталкивание дерева с пня. Дерево накло­няется в сторону валки до разрушения связей ствола с пнем. В это время на дерево действует сталкивающая сила.

Третий этап – свободное падение дерева.

На рис. 3.11, а, б показаны схемы валки деревьев срезанием напроход и сталкиванием приложением сталкивающей силы (показано стрелкой) выше плоскости срезания. На первом этапе срезающее устрой­ство предохраняется от зажима при помощи рычага (см. рис. 3.11, а). На втором этапе валки часто происходят сколы. Образование сколов ограничивает применение этого способа валки, тем не менее он используется на машинах ВМ-4Б и ВМ-55. На рис. 3.11, б представлен способ валки дерева при срезании на­проход и сталкивании с пня с упором в пень домкратом (спо­соб применен в машине ЛП-17А).

Н а рис. 3.11, в при срезании напроход сталкивание с пня осуществляется натягивающей вверх силой подъема манипулятора. Способ применен на машине ЛП-49.

На рис. 3.11, г изображена схема валки дерева при срезании напроход клиновидным ножом, которым оно и сталкивается с пня. Усилие внедрения ножа гасится пнем через упор. Наличие на упоре контрножа обеспечивает бездефектное сталкивание де­рева с пня. Валочное устройство и его кинематика в этом слу­чае просты. При срезании крупных деревьев требуются боль­шие усилия, вследствие чего валочное устройство получается громоздким.

На рис. 3.11, д, е, ж, з при использовании различных механизмов для срезания бездефектная валка обеспечивается снятием дерева с пня грузонесущим манипулятором с жесткими захватами. При этом вся сила тяжести дерева воспринимается манипулятором при его снятии и переносе.

На рис. 3.11, д представлен способ валки, при котором срезание двумя резами осуществляется плоскими или клиновидными ножами, натяг уменьшает силу срезания.

На рис. 3.11, е показан способ валки дерева путем срезания его напроход и снятия с пня манипулятором. Во время первого этапа валки дерево натягивается манипулятором, чтобы избежать зажима срезающего устройства. На втором этапе после полного перерезания ствола дерево снимается с пня. При данном спо­собе обеспечивается бездефектная валка дерева, но для обеспе­чения устойчивости машина должна иметь большую массу, осо­бенно если она предназначена для работы в крупномерных насаждениях. Рассматриваемый способ валки использован в ЛП-19А, ЛП-60, МЛ-135 и др.

Бездефектная валка осуществляется и при способах, представленных на рис. 3.11, ж, з. В первом из них беззажимное срезание осуществляют цилиндрической фрезой. Предварительного натяга вверх не требуется. Во втором – срезание дерева осуществляется ступенчато-сферическим ножом за один его поворот в горизонтальной плоскости. Время срезания в этом случае незначительно, однако для привода такого ножа требуется большая мощность.