Оптимизация параметров и режимов работы лесозаготовительных и лесохозяйственных машин предприятий Иркутской области

УДК 630*3:51-7 Е.М. Рунова, А.Н. Сухих, В.А. Савченкова

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ И ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН ПРЕДПРИЯТИЙ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

Оптимизация параметров и режимов работы лесозаготовительных предприятий Иркутской области является гарантией наличия экономически эффективного лесного сектора. Для создания современных эффективных лесозаготовительных предприятий необходима техническая модернизация ЛПК Иркутской области. Предлагаемые методы и оборудование позволят увеличить производительность труда на лесосечных работах с использованием машинной заготовки леса, а также улучшит лесорастительные условия, что способствует последующему естественному возобновлению.

Ключевые слова: оптимизация параметров, лесозаготовительное предприятие, увеличение производительности, естественное возобновление.

Ye.M. Runova, A.N. Sukhikh, V.A. Savchenkova OPTIMIZATION OF PARAMETERS AND OPERATING MODES OF THE LUMBERING AND FORESTRY MACHINES OF THE ENTERPRISES IN THE IRKUTSK REGION

The article shows that optimization of parameters and operating modes of the lumbering enterprises in the Irkutsk region is the guarantee of availability of the economically effective forest sector. For creating the modern, effective lumbering enterprises technical modernization of the timber industry in the Irkutsk region is nesessary. Suggested methods and equipment will help to increase labor productivity in wood-cutting works using lumbering machines and to improve the forest growing state that contribute to natural regeneration.

Key words: optimization of parameters, lumbering enterprise, productivity increase, natural regeneration.

Иркутская область располагает уникальными лесными ресурсами. По данным учета лесного фонда на

01.01.2006 г., покрытые лесной растительностью земли занимают 60,1 млн га [1]. По этому показателю регион относится к числу наиболее многолесных среди субъектов Российской Федерации. Общий запас древесины в лесах области 9,05 млрд м3, в том числе в спелых и перестойных лесах - 5,22 млрд м3, из них в дре-востоях с преобладанием хвойных древесных пород - 4,54 млрд м3. С учетом реализации всех направлений стратегии развития лесопромышленного комплекса нельзя упускать из поля зрения основные показатели эффективности развития, деятельности и неистощительного лесопользования ЛПК Иркутской области. Это параметры и режимы работы лесозаготовительных и лесохозяйственных машин. В настоящее время для создания эффективного лесозаготовительного предприятия необходима всеобъемлющая техническая модернизация ЛПК Иркутской области [2], выход на мировой рынок с высокотехнологичными товарами глубокой переработки и большой добавленной стоимостью, доведение до товарной ценности всех отходов лесопользования и переработка лиственных насаждений на реконструированных производствах. На кафедре лесоинженерного дела Братского государственного университета в результате проделанной работы и исследований авторами разработаны и предлагаются совместные разработки оборудования, методов, способов и технологий, направленных на совершенствование параметров и режимов работы лесозаготовительных и лесохозяйственных машин ЛПК Иркутской области.

Лесной кодекс РФ в статье 62 устанавливает обязательное лесовосстановление арендованных лесных участков арендаторами. Содействовать этому позволит способ естественного возобновления леса на

вырубках после лесосечных работ с использованием машинной заготовки леса. Заявка № 2005 118328 приоритет 14.06.2005 г. патент на изобретение № 2294092 [3]. Изобретение относится к лесозаготовительной промышленности, в частности, к естественному возобновлению леса на вырубках, предлагается способ естественного возобновления леса на вырубках после лесосечных работ с использованием машинной заготовки леса, при котором поперек лесосеки оставляют семенные полосы, сначала с одной стороны лесовозного уса, а затем с другой - через 150 метров от первой полосы и таким образом осуществляют разработку всей лесосеки. Изобретение направлено на повышение производительности труда на лесосечных работах с использованием машинной заготовки леса, а также условий для успешного лесовозобновления. Технический результат достигается тем, что оставляют семенные полосы шириной, равной средней высоте древостоя (примерно 30 м) и длиной, равной ширине лесосеки через каждые 150 м, т.е. расположенные поперек лесосеки. Сущность изобретения поясняется схемой размещения семенных полос, которая изображена на рис. 1.

500м

Рис. 1. Схема размещения семенных полос на валке:

1 - лента; 2 - лесовозный ус; 3 - погрузочная площадка; 4 - семенная полоса; 5 - минерализованная полоса

Естественное возобновление в данном случае осуществляется за счет комплекса предлагаемых мероприятий и предлагаемой технологии проведения лесосечных работ. В процессе разработки лесосеки машина производит валку деревьев на ленте при переходе из одной ленты в другую, оставляет семенные полосы с одной и другой стороны лесовозного уса, осуществляя разработку всей лесосеки.

Проведенная оценка состояния естественного возобновления на вырубках с оставлением экспериментальных семенных полос вдоль лесосек с наличием семенных куртин, а также без семенников, отражена на рис. 2. Как видно из рис. 2, семенные полосы, расположенные поперек лесосеки, обеспечивают наибольшее количество сохранённого подроста и наименьший процент неблагонадежного подроста. Наблюдения за происходящими изменениями на вырубках с оставленными семенными полосами позволили сделать определённые выводы. В первый год образования вырубки с оставлением семенных полос вдоль лесосеки происходят изменения в живом напочвенном покрове - он приобретает обесцвеченный сухой вид и теряет свою жизнеспособность.

35

30

25

20

15

10

5

0

Кол-во

Процент

I среднее кол-во подроста, тыс.шт/га  процент неблагонадёжного подроста,%

Рис. 2. Соотношение состояния подроста на вырубках

Наличие рассматриваемых семенных полос даёт затенение оставшемуся после рубки подросту, чем способствует лучшему его сохранению (рис.3).

Кол-во подроста, ^ тыс.шт/га

14 12 10 8 6 4 2 0

123456789 10

^ Общее кол-во подроста, тыс.шт/га

^ Кол-во жизнеспособного подроста тыс.шт/га

Номер

пробной

площади

Рис. 3. Диаграмма соотношения общего количества подроста на 1 га и количества жизнеспособного подроста при новой технологии разработки лесосек

Данная технология способствует более равномерному размещению последовательного возобновления на вырубке. Исследуемые семенные полосы не подверглись ветровалу за 5 лет в отличие от вырубок с наличием семенных полос, расположенных вдоль лесосеки. Наличие рассматриваемых семенных полос даёт возможность избежать холостого пробега валочной машины, что способствует повышению производительности на лесосечных работах. При таком способе закладки семенных полос исключаются холостые пробеги машин, увеличивается процент сохранения живого напочвенного покрова и соответственно изменение лесных видов травянистых растений на другие происходит менее болезненно. Наличие таких семенных полос дает затенение оставшемуся после рубки подросту, чем способствует его лучшему сохранению, равномерному размещению последующего естественного возобновления, позволяет избежать расширения волоков и уничтожения подроста как на пасеках, так и по границам семенных полос. Данные семенные полосы обеспечивают сохранение наибольшего количества, появившегося после проведения рубок подроста, что позволит сохранить средства и повысит эффективность технологии лесозаготовок. Устройство лесовозной дороги в центральной части лесосеки вдвойне сократит расстояние трелевки, что улучшит параметры лесозаготовки.

Вместе с тем масштаб территорий, разнообразие почвенно-грунтовых условий и не всегда существующая возможность естественного возобновления вызывают необходимость искусственного лесовосстановления. Применяемое оборудование в основном обрабатывает почву отвальным способом, нарушая ее структуру, не всегда улучшая ее плодородие. Авторами предлагается оборудование для улучшения искусственного лесовосстановления, на которое получен патент на полезную модель № 80302 [4]. Установка для лесохозяйственной предпосевной подготовки почвы относится к сельскохозяйственному и лесохозяйственному оборудованию и предназначена для обработки и подготовки верхнего слоя почвы. Технический результат достигается тем, что установка для лесохозяйственной предпосевной подготовки почвы, состоящая из сварной рамы, ножа-плиты, опорных колес, отличающаяся тем, что под раму устанавливается вибрационный нож-плита, который через эксцентрики на валах воспринимает вибрационное воздействие, позволяет снизить нагрузки на рабочий орган и повысить производительность. Сущность изобретения поясняется чертежом на рис. 4, где изображена установка для лесохозяйственной предпосевной подготовки почвы. Она состоит из рамы 13 на опорных колесах 11, регулируемых рукояткой 5, в центральной части установки под сварной рамой на подвеске закрепляется вибрационный нож-плита 10. Шарнирное соединение с трактором 2 позволяет внедрять в землю, извлекать установку из земли, срезая обрабатывать верхний слой почвы, предназначенный для посева, а шлицевой вал 12 позволяет выполнять эти действия на различных уровнях глубины обработки почвы. Рабочим органом данной установки является вибрационный нож-плита 10, по которому срезанная почва продвигается и подготавливается по мере продвижения вдоль плиты. Вибрационный нож-плита 10 имеет привод от силовой установки лесохозяйственной машины через вал отбора мощности 1, редуктор 3 и валы с эксцентриками 9. На конце установки смонтирован клин 8 с регулировочной рукояткой 7 для выделения с поверхности выделенной крупной фракции.

3 4 5 6 7

Рис. 4. Установка для лесохозяйственной предпосевной подготовки почвы

Установка работает следующим образом: вся конструкция (рис. 4) крепится к лесохозяйственной машине или трактору через шарнирное соединение 2. При вращении вала отбора мощности 1 возникает крутящий момент, который передается на редуктор 3, на котором происходит понижение количества оборотов за счет первичного и вторичного валов. Далее через шлицевое соединение 12 крутящий момент воспринимает рабочий вал, на котором установлены эксцентрики 9, передающие возвратно-поступательное движение на амортизаторы 6 с одной стороны и на нож-плиту 10 - с другой. Возвратно-поступательное движение возникает благодаря амортизационным пружинам, которые крепятся к раме 13 и плите 10, тем самым поднимая плиту 10 в тот момент, когда эксцентрики 9 находятся в положении минимального расстояния по отношению к стойкам 14 плиты 10. Установка может найти применение как в лесных питомниках для подготовки почвы к посадке лесных культур, так и для формирования благоприятных почвенных условий при содействии лесо-возабнавлению.

Предлагаемые методики позволят увеличить производительность труда на лесосечных работах с использованием машинной заготовки леса, а также улучшат лесорастительные условия, что способствует последующему естественному возобновлению. Их разработка дополнит возможности решения задач лесовосстановления, обеспечивая подготовку почвы и уход в сложных условиях. В целом данные предложения позволят повысить эффективность лесосечных и лесовосстановительных работ лесозаготовительных предприятий ЛПК Иркутской области.

Литература

1. Ващук, Л.Н. Динамика лесных пространств Иркутской области / Л.Н. Ващук, А.Д. Швиденко. - Иркутск, 2006. - 392 с.

2. Рунова, Е.М. Организация и управление в лесозаготовительном бизнесе / Е.М. Рунова, А.Н. Сухих // Формирование регионального лесопромышленного комплекса инновационного типа: сб. науч. тр. -Иркутск: Изд-во БГУЭП, 2004. - 116 с.

3. Пат. 2294092 Российская федерация, МПК A01G 23/00. Способ естественного возобновления леса на вырубках после лесосечных работ с использованием машинной заготовки леса / Е.М. Рунова, В.А. Савченкова, А.Н. Сухих, С.А. Чжан, А.Г. Лобозов, Н.В. Хрущев; заявитель и патентообладатель Браск. гос. ун-т. - №205118328/12; заявл. 14.06.2005 г.; опубл. 27.02.2007. Бюл. №6. - 3 с.

4. Пат. на пол. мод. 2294092 Российская федерация, МПК А01В. Установка для лесохозяйственной предпосевной подготовки почвы / Е.М. Рунова, А.М. Долотов, А.Н. Сухих, С.А. Чжан, О.А. Пузанова, М.В. Беженцев, И.М. Ильин; заявитель и патентообладатель Братск. гос. ун-т. - 2007139387/22; заявл.

23.10.2007 г.; опубл. 10.02.2009. Бюл. №6. - 1с.

'--------♦------------