лесосечные работы

Для удовлетворения второго потребительского спроса созданы машины Ponsse Dual. При их создании на форвардерах Wisent и Buffalo стойки и стенка грузового отсека были приспособлены к быстрому демонтажу и монтажу, а также была разработанатехнология быстрой замены грейферного захвата форвардера на харвестерную головку и наоборот

– головку на захват. Оборудование обеспечивает многостороннее применение машины. При этом выработка соответствует уровню стандартного харвестера и форвардера.

Канадской компанией Коринг создана двухмодульная крупногабаритная валочно-транспортная машина К3FF с шарнирно сочлененной рамой, колесной схемой 4К4 и двигателем 188 кВт. Передний модуль состоит из моторной установки, гидроманипулятора и кабины оператора. Задний модуль является грузовым отсеком. Машина предназначена для срезания дервьев, их погрузки на себя с накоплением и транспортировкой в полностью погруженном состоянии к дороге и разгрузки. Грузоподъемность машины составляет 32000 кг. Ее габариты: длина – 14600 мм, ширина – 4700 мм, высота – 5500 мм и высота дорожного просвета – 800 мм. На машине установлены колеса большого диаметра с большой шириной шин. Мощный манипулятор имеет грузоподъемность 1300 кг при максимальном вылете стрелы 7,2 м. Валочная головка оснащена мощным захватно-срезающим устройством (ЗСУ) для валки деревьев большого диаметра. В ней встроен накопитель деревьев большого объема.

4.1.6. Колесные узкозахватные валочно-пакетирующие машины фронтального типа

Эти машины находят широкое применение на лесозаготовках Северной Америки. Они применяются преимущественно на выполнении первичного и вторичного прореживания древостоев. При валке ВПМ непосредственно подъезжает к дереву. Основными производителями машин являются компании John Deere, Valmet и Tigercat. Данные ВПМ высокоманевренные и компактные машины с дизельным двигателем мощностью 95…120 кВт, массой 8700…12000 кг и колесной схемой 4К4 и 3К2 (рис. 4.10). С помощью мощного манипулятора на них фронтально навешиваются валочные головки со срезающим или пильным органом, имеющие накопитель деревьев.

Повышенная маневренность обеспечивается короткой колесной базой и шарнирным сочленением рамы у машин John Deere и Tigercat и третьим колесом у Valmet. На этих ВПМ установлена механикогидростатическая трансмиссия. Двухскоростная коробка передач, управляемая электрогидравлическим переключением, обеспечивает хороший

161

диапазон рабочих скоростей. Чувствительная к нагрузке гидравлическая система с компенсацией давления гарантирует ровную и надежную работу ножей или пилы и более быстрое их возвращение в исходное положение. Прочные манипуляторы с хорошо поставленной кинематикой движения имеют большую грузоподъемность. Это позволяет постоянно занимать рациональное положение валочной головке при выполнении всех технологических и вспомогательных операций.

Рис. 4.9 – Валочно-пакетирующая машина Valmet 603

Благодаря способности ЗСУ срезать или спиливать и удерживать деревья с максимальным диаметром до 460…580 мм, оператор получает широкие возможности по их выбору к валке. Объем накопителя головки позволяет пакетировать по 10…15 деревьев диаметром 200…300 мм.

4.1.7. Колесные лесные машинно-тракторные агрегаты на базе сельскохозяйственных тракторов

На рубках ухода в европейских странах широко распространены лесные машинно-тракторные агрегаты (МТА), создаваемые на базе колесных сельскохозяйственных тракторов (КСХТ) класса тяги 6…30 кН. В настоящее время наибольшее распространение имеют следующие типы лесных МТА:

•для трелевки деревьев и хлыстов;

•для транспортировки сортиментов;

•для валки деревьев, очистки их от сучьев и раскряжевки;

•для измельчения древесины в щепу.

162

Обычно применяются КСХТ классической компоновки с колесной схемой 4К4 и передними управляемыми колесами. С целью выполнения конкретных видов работ тракторы могут агрегатироваться с широким шлейфом быстросъемного технологического оборудования, что поддерживает их постоянную универсальность использования в хозяйстве. Для обеспечения безопасности работы оператора и предупреждения поломок на тракторы устанавливаются защитные ограждения. Особую значимость эффективного использования технологического оборудования фронтального и заднего расположения оказывает реверсирование хода, которое имеют многие модели зарубежных тракторов. Обычно при реверсе трактора осуществляется поворот на 180˚ кресла оператора вместе с рулевой колонкой.

Для создания лесных МТА применяют тракторы с турбодизельными двигателями, имеющие повышенный крутящий момент и пониженный удельный расход топлива. Их мощность составляет 35…90 кВт при частоте вращения вала 2000…2500 мин-1. На многих тракторах установлены двигатели постоянной мощности, которым присущи более высокие тягово-динамические и топливно-экономические качества. Максимальный тяговый КПД тракторов с такими двигателями на 2…4 % выше, а топливная экономичность на 4…6 % выше, чем у аналогов с обычным дизелем.

В настоящее время на зарубежных КСХТ мощностью до 90 кВт преобладающее распространение имеют механические диапазонные синхронизированные коробки передач с числом передач 12…24, а также коробки Power Shift c переключением на ходу. Данные коробки могут выполняться в реверсивном варианте и оборудоваться устройствами удваивающими или утраивающими число передач и снижающими минимальную скорость, чем обеспечивается широкий диапазон скоростей работы трактора (0,5…50 км/ч).

Дизайн, эргономика и комфорт рабочих мест оператора зарубежных КСХТ находится на таком же высоком уровне, что и у специальных лесных машин. Тоже можно сказать и об эргономике технического обслуживания и ремонта тракторов.

Для подтрелевки и трелевки деревьев на КСХТ с помощью заднего навесного механизма навешивается лебедка со щитом и в большинстве случаев фронтально устанавливается отвал. Лебёдки монтируются на трелёвочном щите и имеют одноили двухбарабанное исполнение. Щиты обеспечивают устойчивость трактора при подтаскивании деревьев и опорой при их трелёвке. Трелюемые деревья поддерживаются на блоке щита с помощью троса лебёдки. Щиты часто применяются для выравнивания комлей деревьев. Отвал служит как для выравнивания комлей и окучивания деревьев, так и для формирования штабелей и сгребания по-

163

рубочных остатков. С его помощью, а также с помощью трелёвочного щита расчищают дороги от снега.

Рис. 4.10 – Трелевочный агрегат на базе сельскохозяйственного трактора и навесной лебедки

Трактор ZETOR PROXIMA 8441: колесная схема – 4К4; мощность дизеля – 60 кВт; трансмиссия – механическая ; максимальная скорость – 40 км/ч; масса – 3725 кг. Лебедка TAJFUN DGV 2× 50 АНК: двухбарабанная, гидравлическая; скорость троса

– 0,53…1,08 м/с; трос: диаметр, мм /длина, м –9/125…12/65; масса –640 кг.

Трелевочный МТА на базе КСХТ с лебедкой представлен на рис. 4.11. Техническая характеристика наиболее распространенных навесных лебедок приведена в таблице 4.8. Лебедки имеют несложное и удобное кабельное и радио-дистанционное управление. Управление лебёдками с механическим приводом обычно осуществляется управляющим шнуром. Для транспортировки сортиментов в условиях лесосеки и по дорогам общего назначения с использование КСХТ созданы различные модели специальных лесовозных прицепов. Наибольшее распространение нашли прицепы компаний Farmi Forest, Vreten AB и KESLA. Обобщенная их техническая характеристика приведена в таблице 4.9. Прицеп с 4-х колёсным приводом, оснащенный гидроманипулятором, в агрегате с трактором с колёсной схемой 4К4 выполняет все функции форвардерной машины. Один из таких агрегатов изображен на рисунке 4.12.

По конструктивному оформлению прицепы разных фирм имеют малое различие. Регулируемая и передвигаемая вдоль рамы двухосная балансирного типа тележка моста в сочетании с дорожным просветом 505…650 мм и надежное шарнирное сцепное устройство, управляемое двумя цилиндрами, обеспечивают хорошую проходимость и маневренность прицепа в лесных условиях. Балансирная подвеска совместно со

164

специальной усиленной однопролётной рамой гарантирует постоянную устойчивость прицепу на всех режимах работы в различных по сложности почвенных и рельефных условиях.

Основой конструкции таких прицепов является модульная структура. На мощной однопролётной балке смонтированы гидроманипулятор, коники, штора-решетка, удлинительное устройство, 4-х колёсная тележка, приводное устройство колёс, гидравлические опоры, механизм управления движением, сцепное устройство, стояночная опора и гидравлическое устройство с насосом постоянного или переменного потока.

Гидравлическое рулевое управление с двумя цилиндрами обеспечивает угол поворота 35…40º. Несколько альтернативных вариантов колёс шириной 400…600 мм позволяют выбрать рациональное сочетание ширины прицепа и его давления на почву. Среди моделей имеются прицепы, оснащенные гидравлическими приводными роликами или двигателями в ступицах. Дисковые или барабанные тормоза могут быть выполнены в гидравлическом или пневматическом вариантах. Грузовое пространство ограничено прочными вращающимися стойками коников и шторой-решёткой. Положение коников и длина прицепа регулируемые. Все элементы трансмиссии, проводка и гидравлические шланги проложены в полом сквозном пространстве балки рамы.

Прицепы грузоподъемностью 12 т и выше предназначены для крупномасштабных лесозаготовок. Они агрегатируются с самой мощной тракторной техникой. Их тяговое усилие достигает 50 кН. При работе в сложных условиях характеристики проходимости могут быть значительно улучшены за счет использования цепей и гусениц. Отключение тяги позволяет развивать скорость до 40…50 км/ч на дорогах в транспортном потоке.

Трелёвка сортиментов на лесосеке производится также лесовозными прицепами, не имеющими гидроманипуляторов. В этих случая при-

165

меняются манипуляторы, которые непосредственно устанавливаются на трёхточечную навеску трактора или на стенку корпуса его заднего моста. Гидравлические аутригеры обеспечивают устойчивость и безопасность при выполнении погрузочно-разгрузочных работ.

Рис. 4.11 – Форвардерный агрегат на базе сельскохозяйственного трактора и лесовозный прицеп

Трактор SAME SILVER 95: колесная схема – 4К4; мощность дизеля – 66 кВт; трансмиссия – механическая ; максимальная скорость – 40 км/ч; масса – 3880 кг.

Прицеп Farmi – VARIO 120: колесная схема – 4К4; грузоподъемность – 12000 кг; гидроманипулятор Farmi 5280 с макс. вылетом стрелы – 8 м; масса – 3185 кг.

Процессоры, агрегатируемые с колесными сельскохозяйственными тракторами, предназначены для работы на верхнем и нижних складах. Они очищают деревья от сучьев, раскряжевывают на сортименты с сортировкой и укладкой их в штабеля вдоль трелевочного волока при минимальных эксплуатационных затратах.

При выполнении технологического процесса сучкорезнораскряжевочный агрегат Hipro, перемещаясь по волоку, делает технологические остановки у предварительно сваленных деревьев комлями к процессору. Деревья, срубленные на волоке или вблизи, захватывают манипулятором, а деревья из глубины пасеки сначала подтягивают лебедкой к волоку. Затем процессор очищает дерево от сучьев, раскряжевывает его на сортименты с одновременной сортировкой по штабелям.

166

В таблице 4.10 приведена обобщенная техническая характеристика навесных процессоров, а на рис. 4.13 представлен известный в Скандинавии сучкорезно-раскряжевочный агрегат, скомплектованный на базе КСХТ и процессора Hipro 755.

Таблица 4.9 Обобщённые характеристики лесовозных прицепов

Таблица 4.10 Обобщенные характеристики сучкорезно-раскряжевочных процессоров

167

Рис. 4.12 – Сучкорезно-раскряжевочный агрегат на базе сельскохозяйственного трактора и навесного процессора

Трактор VALTRA MEZZO 6300: колесная схема – 4К4; мощность дизеля – 75 кВт; трансмиссия – механическая ; максимальная скорость – 40 км/ч; масса – 4350 кг. Процессор Hipro 755: максимальный диаметр раскряжевываемого дерева – 480 мм; макс. вылет стрелы гидроманипулятора – 7 м; длина троса лебедки – 50 м; масса – 1280 кг.

Для измельчения древесины в щепу за рубежом изготавливается большое количество моделей рубительных машин. Такие мобильные машины выпускается в значительном количестве для использования в непосредственных условиях лесосеки. Они имеют два компоновочных исполнения – навесное и прицепное. По типу рабочего органа машины разделяются на дисковые, барабанные и винтовые. Техническая характеристика рубительных машин данных типов приведена в таблице 4.11. Их изготовителями являются финские компании Farmi Forest, KESLA и LATIAN METTAKI LAINE OY, на североамериканском континенте распространена продукция компании Morbark.

Параметрический ряд современных рубительных машин полностью удовлетворяет любой потребительский спрос. Для переработки верхушек и деревьев диаметром до 10…15 см предлагаются малогабаритные компактные машины производительностью 5…15 м3/ч. Они рационально агрегатируются с легкими КСХТ мощностью 25…35 кВт и колесной схемой 4К4.

Для получения больших объемов биотопливной щепы применяются прицепные машины с производительностью, достигающей 160 м3/ч и массой 12 т и выше. Данные машины имеют модульное исполнение. Они состоят из рубильной машины, гидроманипулятора, оборудования

168

управления и во многих случаях контейнером объемом до 16 м3. Все это смонтировано на прицепе с активным приводом 4-х колесной балансирной тележки, которая обеспечивает надежную проходимость в сложных почвенных и рельефных условиях леса. Данные машины агрегатируются с полноприводными КСХТ класса тяги 20 и 30 кН и мощностью 80…110 кВт.

Многие навесные рубительные машины производительностью свыше 20 м3/ч устанавливаются на трактор совместно с гидроманипулятором, который осуществляет подачу древесины в загрузочное окно (рисунок 4.14).

Имеется большой выбор различных моделей гидроманипуляторов для установки на прицепы и тракторы. Они имеют хорошую геометрию построения и хорошую кинематику движения. Стрелы оснащены одним или двумя телескопическими удлинителями. Максимальный диапазон изменения вылета стрелы составляет 4,0…8,1 м, а угла поворота – 360…410º. Манипуляторы работают с грузовым моментом 40,6…61,4 кНм и поворотным – 8…14 кНм.

Практически неограниченный угол поворота и большой вылет стрелы манипулятора обеспечивают возможность погрузки древесины, лежащей прямо по ходу движения агрегата. Большой угол поворота шарнира, соединяющего подъёмную и складную секции стрелы, позволяют производить работы вблизи колоны манипулятора. Быстро действующие с помощью гидропривода аутригерные опоры обеспечивают надёжную устойчивость работы агрегата.

Быстрота и точность полноповоротного вращающегося ротатора в сочетании с продуманной конструкцией захвата обеспечивают удобство эксплуатации и высокую маневренность. Захваты с одинаковой лёгкостью работают как с единичными сортиментами, так и с пачками.

Таблица 4.11 Обобщенная характеристика рубительных машин

169

Гидроманипуляторы имеют независимый гидропривод. Его гидравлическая система используется для обеспечения работы манипулятора и (или) 4-хколёсного привода прицепа. Клапаны управления обеспечивают быструю и точную работу манипулятора. Плавающее положение клапана позволяют секциям стрелы отслеживать движения груза во время перемещения.

Рис. 4.13 – Измельчительный агрегат древесины на базе сельскохозяйственного трактора и навесной рубительной машины

Трактор VALTRA A-85: колесная схема – 4К4; мощность дизеля – 66 кВт; трансмиссия – механическая; максимальная скорость – 40 км/ч; масса – 3500 кг.

Рубильная машина Farmi – СН260: производительность – до 40 м3/ч; макс. диаметр перерабатываемой древесины – 260 мм; макс. вылет манипулятора – 7,1 м; масса –

830кг.

4.1.8.Колесные дистанционно радиоуправляемые лесные машины

В последнее десятилетие на работах в лесу начато применение колесных дистанционно радиоуправляемых машин. Компанией FIBERPAC КВ выпущен 19-и тонный харвестер для сплошных рубок. Для рубок ухода фирма RCM Harvester Ltd изготавливает многофункциональный комбайн Thinning Master (Мастер прореживания). Машины представлены на рисунке 4.15.

Свойства дистанционного радиоуправления отразились на своеобразном виде их общей компоновки. Они выполнены без кабин оператора и имеют низкий центр тяжести, что обеспечивает им хорошую устойчи-

170