СПОСОБ ЗАГОТОВКИ СОРТИМЕНТОВ МАШИНОЙ МАНИПУЛЯТОРНОГО ТИПА
MANIPULATOR - TYPE MACHINE SHORT - LOG OPERATIONS METHOD

Изобретение относится к лесной промышленности и лесному хозяйству и может быть использовано для заготовки сортиментов и сохранения подроста.
Известны следующие схемы разработки лесосек, обеспечивающие сохранение подроста при сортиментной заготовке машинами манипуляторного типа: с размещением волока на середине пасеки, с заездом харвестера на полупасеки, со вспомогательным коридором, с импровизированным волоком [1].
Разработка пасеки при размещении волока на ее середине осуществляется следующим образом. Обе полупасеки разрабатываются одновременно с волоком. Деревья спиливают и валят перпендикулярно волоку, но с учетом расположения групп подроста и молодняка хозяйственно ценных пород. Ширина пасеки при этой технологии составляет два эффективных вылета манипулятора харвестера.
Этот способ имеет следующие недостатки:
- не обеспечивается достаточная сохранность подроста вследствие его повреждения вершиной сваленного дерева,
- повреждение и уплотнение почвы на волоке вследствие размещения не достаточного количества порубочных остатков.
Разработка лесосек с заездом харвестера на полупасеки реализуется по следующей технологии. Посередине пасеки с увеличенной до четырех эффективных вылетов манипулятора шириной размещается волок. Шаг примыкания заездов к волоку с каждой его стороны составляет около четырех эффективных вылетов манипулятора. Заезды выполняются по дуге и на смежных полупасеках смещены на половину шага примыкания.
Недостатком этого способа является пониженная производительность в связи с затратами времени на заезды.
При разработке лесосек по схеме со вспомогательным коридором во вспомогательном коридоре работает только харвестер. Форвадер работает на волоках, удаленных друг от друга на расстояние примерно 3,5 эффективных вылета манипулятора. При работе харвестера пакеты сортиментов укладываются на максимальном удалении от машины.
Недостатком этого способа является пониженная производительность в связи с затратами времени на пакетирование сортиментов.
В основе технологии разработки пасеки по схеме с импровизированным волоком лежит возможность использования харвестера при работе в трех режимах. Вначале разрубаются смежные пасечные волоки, отстоящие друг от друга на расстоянии 4 эффективных вылетов манипулятора, и прилегающие ленты, досягаемые для манипулятора харвестера. Работа при этом ведется по полному циклу. Затем харвестер переходит для работы на оставленную между волоками полосу леса. Перемещаясь по центру этой полосы, харвестер осуществляет направленную валку деревьев, назначенных в рубку, под прямым углом к волоку вершиной в направлении ближайшего из волоков. Обрезка сучьев и раскряжевка поваленных деревьев осуществляются во время следующего прохода харвестера по разрубленным волокам. Обрезка сучьев производится при этом за вершину, а раскряжевка хлыста после перехвата его харвестерным агрегатом - за комель.
Недостатком этого способа является пониженная производительность в связи с работой харвестера по неполному циклу.
Наиболее близким к заявляемому изобретению техническим решением является способ машинной заготовки древесины [2], заключающийся в том, что при пакетировании деревьев валочно-пакетирующей машиной вершинные части их размещают на противолежащих границах волока, комлевые части - в центральной зоне последнего. Укладку двух последующих после первой сформированной пачки производят при параллельной ориентации их продольных осей и под углом α к продольной оси первой пачки с расположением вершинной части первой пачки и двух последующих за ней на противолежащих границах волока. Следующие группы пачек деревьев за последними из указанных формируют в последовательности чередования, соответствующей укладке первой из названных и двух последующих за ней пачек. Направление движения сучкорезной машины по волоку челночно относительно движения первой из названных машин. Сучкорезная машина производит формирование пачек полухлыстов (хлыстов) или сортиментов с ориентацией продольных осей пачек под острым углом β к оси волока и противоположно углу α ориентации осей пачек деревьев к оси волока при последовательности чередования формируемых пачек полухлыстов (хлыстов) или сортиментов аналогично чередованию на волоке групп пачек деревьев. Последующий переезд по волоку трелевочной или погрузочно-транспортной машины производят со стороны границы волока, на которую были ориентированы вершинные части параллельных пачек деревьев, последовательно спакетированных валочно-пакетирующей машиной, при этом образуемый сучкорезной машиной вал сучьев (вершин) сориентирован на последнюю из указанных границ волока.
Недостатки этого способа заключаются в следующем:
- не обеспечивается сохранение подроста при валке деревьев вследствие повреждения подроста вершинами сваленных деревьев,
- укрепление волока порубочными остатками обеспечивается только на границе; центральная часть волока, по которой перемещаются валочно-пакетирующая и сучкорезная (сучкорезно-раскряжевочная) машины, уплотняется.
Техническим результатом является повышение производительности машины для заготовки сортиментов, минимизация повреждений подроста, а также снижение воздействия машин на лесную почву.
Указанный технический результат достигается тем, что валка деревьев осуществляется вершиной на волок; причем осуществляется валка деревьев, стоящих как перед машиной, так и за ней; комлевая часть дерева при валке не приземляется и манипулятором машины поднимается над землей; после валки поднятая над землей комлевая часть дерева переносится к месту раскряжевки и укладки сортиментов на границе волока; при этом поваленные деревья оставляют на волоке под углом к его продольной оси и размещают вершинами (комлями) в противоположных направлениях под углом друг к другу при валке деревьев перед и за машиной; после обрезки вершины поваленных деревьев оставляют на волоке и размещают комлями в противоположных направлениях и крестообразно; получаемые при раскряжевке сортименты размещают в пачках на границах волока вразнокомелицу и под углом друг над другом.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 показана валка стоящего позади машины дерева вершиной на расположенную за машиной часть волока; на фиг.2 - валка стоящего перед машиной дерева вершиной на расположенную перед машиной часть волока; на фиг.3 - обрезка сучьев и раскряжевка дерева, сваленного вершиной на расположенную за машиной часть волока; на фиг.4 - обрезка сучьев и раскряжевка дерева, сваленного вершиной на расположенную перед машиной часть волока.
Заготовка сортиментов осуществляется следующим образом. Машина 1 для заготовки сортиментов двигается по разрубаемому ей пасечному волоку 2 по стрелке А и валит стоящие на пасеке деревья 3 под углом α к волоку 2. Величина угла α зависит от расположения дерева 3 относительно волока 2. Угол α должен обеспечивать направленную валку дерева 3 вершиной на волок 2. Кроме того, при валке комлевая часть дерева не приземляется и поднимается над землей манипулятором 4 машины 1. Причем с одной рабочей позиции осуществляется валка деревьев, расположенных как перед машиной (фиг.2), так и за машиной (фиг.1). При валке деревьев, стоящих за машиной, вершина также размещается на части волока, расположенной за машиной (фиг.1). Вершина сваленного дерева, которое стояло перед машиной, располагается на волоке перед машиной (фиг.2).
После валки манипулятором 4 машины 1 поднятая над землей комлевая часть сваленного дерева 5 переносится к волоку 2 по стрелке В (фиг.1, фиг.2) таким образом, что дерево 5 располагается под углом β к волоку 2 (фиг.3, фиг.4). При валке деревьев 3 машиной для заготовки древесины 1 на новой рабочей позиции величина угла β зависит от размещения куртин подроста 6 и обеспечивает расположение сортиментов 7 за их пределами. В случае наличия на данной рабочей позиции пачек сортиментов 7 угол β обеспечивает компактное размещение сортиментов 7 в небольших пачках за счет укладки сортиментов 7 под углом друг над другом. В том случае, если переноса комлевой части сваленного дерева 5 по направлению к волоку 2 не достаточно для размещения сортиментов 7 за пределами куртин подроста или в имеющейся на данной рабочей позиции пачке, осуществляется подтаскивание дерева 5 вдоль волока 2.
Затем выполняется обрезка сучьев и раскряжевка, а получаемые сортименты 7 и оставляемая на волоке вершина 8 располагаются под углом β к волоку 2 (фиг.3, фиг.4). При этом сортименты 7, получаемые при раскряжевке дерева 5, сваленного вершиной на расположенную за машиной часть волока 2, размещаются под острым углом β к волоку 2 (фиг.3). При раскряжевке дерева 5, сваленного вершиной на волок перед машиной, сортименты 7 размещаются под тупым углом β к волоку 2 (фиг.4). Вершина сваленного дерева, стоявшего слева от машины 1, размещаются под острым углом β к волоку 2 (фиг.3). Вершина сваленного дерева, стоявшего справа от машины 1, размещаются под тупым углом β к волоку 2 (фиг.4). При валке деревьев, стоящих перед машиной 1, вершины размещаются на волоке 2 в направлении А движения машины 1. При валке деревьев, стоящих за машиной 1, вершины размещаются в направлении, противоположном движению машины 1. Оставляемые на волоке вершины размещаются в разном направлении вследствие того, что при заезде на новую пасеку сначала выполняется валка деревьев, стоящих перед машиной, а затем - за ней.
Повышение производительности обеспечивается исключением дополнительных перемещений и функционирования машины по неполному циклу (дополнительных перехватов и приемов).
Сохранение подроста на пасеке осуществляется за счет того, что валка осуществляется вершиной на волок, а комлевая часть дерева при валке и переносе ее к волоку приподнимается над землей манипулятором машины, а также за счет компактного размещения сортиментов в пачках около волока с учетом расположения куртин подроста.
Снижение воздействия машин на лесные почвы обеспечивается оставлением на волоке расположенных в разных направлениях и под углом друг к другу вершин с последующим укреплением волока при движении машин по нему.
Источники информации
1. Сортиментная заготовка леса: Учеб. пособие./ Азаренок В.А., Герц Э.Ф., Мехренцев А.В. // Урал. Гос. Лесотехн. Акад., Екатеринбург, 1999. - 134 с.
2. Патент РФ №2208309. Способ машинной заготовки древесины на лесосеке./ Шляков Г.В., Андрюшин М.И. // ЦНИИМЭ, г.Химки. - Заявлено 2001.12.28, Опубликовано 2003.07.20.