СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ АГРЕГАТНОЙ МАШИНОЙ
METHOD TO DO CUTTING AREA WORK WITH INTEGRATED MACHINE

Область применения изобретения - лесозаготовительные работы, в частности заготовка сортиментов, а также лесосечных отходов, предназначенных для использования в качестве вторичных ресурсов.
Известен способ выполнения лесосечных работ агрегатными машинами, снабженными харвестерной головкой, включающий срезание дерева, обрезку с него сучьев, раскряжевку на сортименты, сортировку и штабелевку. При известном способе сортименты образуются на лесосеке и трелюются специальной машиной - форвардером (сортиментовозом) [1].
Основной недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает снижения затрат на сбор лесосечных отходов и их концентрацию на погрузочной площадке. Эти отходы образуются непосредственно на пасеке в деконцентрированном виде. В результате для переработки отходов рубильной машиной их необходимо собирать на лесосеке с применением еще одной машины - подборщика-погрузчика лесосечных отходов.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ выполнения лесосечных работ агрегатной машиной - харвардером, снабженной харвестерной головкой, установленной на манипуляторе, и платформой с ограждающими стойками для транспортировки сортиментов. Способ работы этой машины включает срезание дерева, обрезку сучьев, раскряжевку на сортименты. Затем сортименты погружают на платформу и трелюют на погрузочную площадку, где их укладывают в штабеля. Древесные отходы остаются на лесосеке в деконцентрированном виде [2].
Однако эффективность известного способа низка из-за того, что он решает вопрос только заготовки сортиментов, но не обеспечивает снижения затрат на последующий сбор лесосечных отходов и их концентрацию на погрузочной площадке для последующего использования в качестве вторичных ресурсов (в частности для выработки топливной щепы). Машины для транспортировки древесных отходов собирают ветки, сучья, вершины и доставляют их на погрузочную площадку для последующей выработки топливной щепы (использование рубительной машины на лесосеке, а не на погрузочном пункте является непроизводительным).
В настоящее время все большее значение придается развитию альтернативной энергетики с использованием местных видов топлива, в том числе отходов лесозаготовок. Разработаны передвижные рубительные машины для производства топливной щепы на лесосеке из дровяной древесины и лесосечных отходов (ветвей, сучьев, вершин). Подобные машины производятся и зарубежными фирмами. Рубительные машины могут работать непосредственно на лесосеке либо на погрузочной площадке. Производительность этих машин на час чистого времени работы составляет 25-40 насыпных куб. м (8,3-13,2 плотных куб. м). Непосредственно на лесосеке концентрация древесных отходов на площади незначительна, поэтому большая часть оперативного времени при заготовке щепы непосредственно на лесосеке будет расходоваться на переезды машины между стоянками.
3
После загрузки бункера-накопителя щепой такая машина должна двигаться к погрузочной стоянке, где укладывает щепу в кучи. Ввиду сравнительно небольшого объема бункера-накопителя (10 насыпных м щепы) удельные затраты времени на эту операцию также достаточно значительны.
Второй вариант - лесосечные отходы с лесосеки на верхний склад доставляются специальными машинами, разработанными для сбора и транспортировки древесных отходов. КарНИИЛПом для этих целей была разработана машина ЛП-23 на базе ТБ-1, оборудованная самосвальным кузовом, манипулятором, грейферным захватом большой вместимости с ротатором [3]. Машина выпускалась Петрозаводским ремонтно-механическим заводом.
При транспортировке древесных отходов с лесосеки эти машины недостаточно эффективны ввиду низкой концентрации лесосечных отходов на лесосеке и их низкой плотности, что минимизирует нагрузку на машины. Для повышения производительности машин требуется производить укладку древесных отходов в кучи, что требует больших затрат ручного труда.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении эффективности лесосечных работ за счет снижения затрат на сбор лесосечных отходов и их концентрации на погрузочной площадке при сортиментной заготовке древесины для последующей выработки топливной щепы.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что после валки дерева осуществляют погрузку комлевого конца дерева в коник, а после трелевки на погрузочной площадке харвестерной головкой поштучно захватывают комли стрелеванных деревьев захватом агрегатной машины и, не отпуская дерево, производят обрезку с него сучьев и раскряжевку на сортименты совместно с сортировкой и штабелевкой. При этом древесные отходы (сучья, вершинки) концентрируют на погрузочной площадке.
Общими с прототипом признаками являются срезание дерева, обрезка сучьев, трелевка, раскряжевка на сортименты, сортировка и штабелевка.
Отличительными признаками являются следующие действия: после срезания дерева, удерживая его в харвестерной головке, осуществляют погрузку комлевого конца дерева в зажимной коник агрегатной машины, а после набора пачки деревьев и ее трелевки агрегатной машиной на погрузочную площадку и разгрузки пачки деревьев харвестерной головкой поштучно захватывают деревья за комель и, не отпуская дерево, производят обрезку с него сучьев и раскряжевку на сортименты совместно с сортировкой и штабелевкой сортиментов, при этом древесные отходы концентрируют на погрузочной площадке.
Работа по предлагаемому методу осуществляется агрегатной машиной - валочно-трелевочной процессорной машиной (ВТПМ), снабженной харвестерной головкой, манипулятором и зажимным коником с гидроприводом.
Вариант машины показан на фиг.1, где 1 - базовая машина, 2 - харвестерная головка, 3 - манипулятор, 4 - зажимной коник.
Технологическая схема реализации способа показана на фиг.2., где 5 - лесовозный ус, 6 - погрузочная площадка, 7 - волок, 8 - полупасека, 9 - ВТПМ, 10 - поваленное дерево, 11 - щеповоз, 12 - погрузчик, 13 - куча щепы, 14 - штабель деревьев, 15 - автопоезд-сортиментовоз, 16 - штабеля сортиментов, 17 - сучья, вершины, откомлевки, 18 - рубительная машина.
Способ осуществляется следующим образом. При разработке каждой пасеки (фиг.2) машина задним ходом заходит вглубь лесосеки и освобождает волок (технологический коридор) 7, укладывая поваленные деревья 10, мешающие проезду, по краям. Двигаясь в обратном направлении, осуществляет валку деревьев на полупасеках 8 с обеих сторон по ходу движения и погрузку комлевых концов деревьев в коник; на погрузочной площадке 6 после трелевки харвестерной головкой поштучно захватывают комли стрелеванных деревьев и, не отпуская дерево, производят обрезку с него сучьев и раскряжевку на сортименты совместно с сортировкой и штабелевкой. Древесные отходы (вершинки, сучья, откомлевки) 17 остаются на погрузочной площадке 6. После нескольких рейсов агрегатной машины рубительная машина 18 перерабатывает указанные отходы в щепу и загружает ее в бункер-накопитель или в кучи 13 на погрузочной площадке 6.
3
Производительность на чел. день по циклу работ валка - трелевка деревьев, обрезка сучьев, раскряжевка, штабелевка сортиментов 52-55 м в смену. Это значительно выше, чем в комплексе машин харвестер - форвардер.
3
В работе [4] проведен анализ работы комплексов машин для сортиментной заготовки в составе харвестеров и форвардеров отечественного и зарубежного производства. Выработка на чел. день по комплексу работ валка деревьев, обрезка сучьев, раскряжевка, трелевка, сортировка сортиментов варьируется в диапазоне от 39,9 до 49,7 м. Таким образом, производительность ВТПМ на заготовке сортиментов на 12-31% выше, чем комплекса машин харвестер - форвардер. Себестоимость заготовки сортиментов (удельные эксплуатационные затраты) в обоих вариантах заготовки практически одинакова.
В основном экономический эффект от заготовки леса заявляемым способом заключается в повышении производительности, снижении трудозатрат и себестоимости заготовки щепы.
3
3
3
3
3
Для предварительной оценки эффективности производства топливной щепы на лесосеке и на погрузочной площадке мобильной рубительной машиной были произведены расчеты себестоимости получаемой продукции. Проведенные расчеты показали, что при работе рубительной машины на погрузочной площадке, когда сбор и доставка древесных отходов с лесосеки осуществляется машиной типа ЛП-23, себестоимость производства топливной щепы составляет 534,4 руб/м. При работе рубителыюй машины непосредственно на лесосеке 359,5 руб/м. Себестоимость производства щепы мобильной рубительной машиной на погрузочной площадке (верхнем складе) после работы ВТПМ равна 110,9 руб/м. Производительность рубительной машины при работе на погрузочной площадке 50-59 м в смену, на лесосеке - 12-14 м.
Таким образом, при использовании ВТПМ на валке, трелевке деревьев, обрезке сучьев, раскряжевке, сортировке и штабелевке на погрузочном пункте повышается производительность рубительных машин в 4-4,5 раза, а себестоимость производства щепы снижается почти в 5 раз.
Список литературы
1. Шегельман И.Р. Техническое оснащение современных лесозаготовок. /И.Р.Шегельман, В.И.Скрыпник, О.Н.Галактионов/ - СПб., Проф-Информ, 2005. - 321 с.
2. Ponsse Dual: hnp://www.ponsse/com/ruissian/products/dual/index.php (электронный ресурс)
3. Кочегаров В.Г. Технология и машины лесосечных работ / В.Г.Кочегаров, Ю.А.Бит, В.Н.Меньшиков. - М., Лесная промышленность, 1980. - С.267-269.
4. И.Р.Шегельман, В.И.Скрыпник, Р.А.Петухов. Анализ эффективности сортиментной заготовки леса / Ученые записки Петрозаводского государственного университета, 2008, №3. - С.94-103.