Лесные ресурсы

В крупномерных лесах со средним объемом хлыста до 1 кубометра  успешно работают сучкорезные машины ЛП-33. Навесное технологическое оборудование смонтировано на трелевочном тракторе ТТ-4. Принципиальная схема устройства ЛП-33 аналогична схеме машины ЛП-30, но конструкция усилена в расчете  на обработку более крупных деревьев, протаскивающее усилие увеличено в 1,7 раза. Машина срезает сучья диаметром  до 20 сантиметров. Ее производительность при среднем объеме хлыста 0,5 кубометра  составляет 165 кубометров в смену.

В начале семидесятых годов 20-го века уровень машинной обрезки  сучьев едва превышал 6% всего объема заготовки леса, а в конце восьмидесятых  – до 82%.

ЛП-30 много раз модернизировали, и уже сейчас она выпускается  под маркой ЛП-30Г. Основное отличие  конструкции машины ЛП-30Г состоит  в использовании электрозолотниковой  системы управления навесным технологическим  оборудованием. Захват протаскивающего  механизма перемещается с помощью  специальной гидроприводной лебедки, смонтированной на конце стрелы приемной головки. Также усовершенствованная  кабина отвечает современным эргономическим требованиям.

Шло развитие механизация  обрезки сучьев и за рубежом. В 70-х  годах прошлого века широко рекламировались  в Северной Америке сучкорезные  машины с барабанным цепным рабочим  органом. Это устройство выполнено  в виде помещенного в кожух  вала квадратного сечения с закрепленными  по его длине цепями. Для привода  применена мощная центробежная муфта  сцепления и двухступенчатая  ременная передача. Механизм монтировался в основном на обычном трелевочном  тракторе, но мог использоваться и фронтальный погрузчик. Машина перемещалась по уложенной на землю пачке деревьев, обивая с них сучья выпрямляющимися при вращении вала цепями. При низких затратах и высокой производительности при групповой очистке деревьев от сучьев они давали низкое качество очистки, и поэтому в дальнейшем заметного распространения не получили.     

Здесь можно отметить также  упрощенные устройства типа гребенок, которые закреплялись вблизи погрузочных  площадок на тракторе или автономные, с групповым протаскиванием через  них трелевочным трактором деревьев для грубой очистки от сучьев. Известна попытка использовать такую схему  и для протаскивания одного дерева – через фрезерную сучкорезную  головку шведской фирмы Sund.

Интерес представляет решение  фирмы Tanguay Industry Inc. воплощенное в  машине ЕС-200 с шарнирно-сочлененным  манипулятором. В 1986 г. фирма начала выпускать сучкорезную машину для  обработки деревьев в горизонтальном положении дерева, когда зажим  комлевой части осуществляется специальным  устройством, а захват ствола производится сучкорезной головкой установленной  на конце манипулятора. Очистка дерева от сучьев и отрезание вершины  производятся при скольжении сучкорезного механизма по стволу на заданную длину. Это была единственная в Канаде сучкорезная  машина с такой стрелой. Максимальный диаметр обрабатываемых деревьев равен 56 см. В процессе обрезки сучьев зажим  для комля дерева смещается на 3 м назад, увеличивая скорость цикла  и ход. При большой длине деревьев обрезка сучьев производится с перехватом. К отличительным чертам машины относится  точность выполнения операции, хорошая  грузоподъемность, простота конструкции, легкость обслуживания, отсутствие дополнительных гидромоторов, гидрошлангов и движущихся частей, возможность замены сучкорезной  головки захватом для бревен. В  последующих модификациях фирма  «Тангуэй» снабдила эту сучкорезную  машину пилами для обрезки вершин и раскряжевки, электронным измерительным  устройством, а также дополнительным механизмом наклона платформы с  гидравлической параллелограммной  системой подъема, которая постоянно  поддерживает технологическое оборудование в горизонтальном положении. Шарнирно сочлененная конструкция стрелы обеспечивает возможность работы на ограниченных площадях, обычно встречаемых  на лесозаготовительных операциях  на западе Канады.

В конце 80-х годов прошлого века в Северной Америке наибольшее распространение получили мощные стреловые  сучкорезные машины, имеющие выдвижные  балки с сучкорезными головками  на конце. Они монтируются в основном на экскаваторной базе весом 20 тонн и более, и отличаются от других видов  сучкорезных машин хорошим качеством  обрезки сучьев и довольно высокой  производительностью, но имеют высокие  затраты. Они работали у дороги, куда трелевали пачки деревьев трелевочные  трактора с клещевым захватом. Было отмечено, что наряду с ростом производительности и улучшения качества обрезки  сучьев, применение стреловых сучкорезных  машин, оказывает значительное воздействие  на весь комплекс лесозаготовительного производства. Это и увеличение грузоподъемности лесовозных автомобилей за счет качественной обработки стволов, и более очищенная  лесосека, так как все остатки  концентрируются у дороги, где  производится обрезка сучьев. Здесь  лесосечные отходы могут сжигаться  или перерабатываться на топливную  щепу. Очищенные от сучьев стволы дают возможность более точного их отмера при раскряжевке. Также чистота  обрезки сучьев повышает в дальнейшем надежность работы окорочного станка.

Здесь можно привести в  пример машину фирмы «Коринг». Модель Коринг К620 с механизмом типа Роджер предназначена для обработки  деревьев любой длины. Обрезка сучьев производится в горизонтальном плане  при протаскивании ствола с перехватом через четыре скользящих сучкорезных  ножа. Усилие обрезки – 35 кН, скорость протаскивания – 2,3 м/с, максимальный диаметр обрабатываемых деревьев – 58 см при выдвижении стрелы на 12 метров. Обрезка вершин ствола осуществлялась при помощи ножа на выдвижной части  стрелы. Грузоподъемность стрелы в  задвинутом/выдвинутом положениях – 3000/800 кг. Машина имела дизель с турбонаддувом мощностью 147 кВт.

В настоящее время выпускается  большое разнообразие стреловых  сучкорезных машин различными североамериканскими  фирмами. В зависимости от длины  обрабатываемого дерева они могут  быть одностреловыми и телескопическими, последние могут срезать сучья  за один проход с деревьев длиной 27 метров. Широкое распространение  в скандинавских странах технологии основанной на заготовке сортиментов  в лесу, привело к созданию сучкорезно-раскряжевочных машин (процессоров), совмещающих обрезку  сучьев с раскряжевкой, а затем  и валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин (харвестеров), осуществляющих весь цикл заготовки сортиментов у  пня без ручного труда. На них  обрезка сучьев выполняется устройствами с непрерывным протаскиванием (в  основном вальцовые механизмы) через  ножевые сучкорезные головки. Эти машины характеризуются средина на половину, и производительность, и затраты, и качество. Также древесина довольно сильно повреждается шипами вальцов.

В 80-х годах прошлого столетия в Скандинавских странах сформировалась общая тенденция к созданию манипуляторных машин с обрабатывающими головками  на конце стрелы - гидроманипулятора. Считается, что такие машины проще  по конструкции и имеют меньшую  массу, меньшие размеры и цену, дают возможность использовать менее  качественные базовые шасси, а также  имеют способность обрабатывать деревья под любым углом к  волоку, лучшие возможности для штабелевки сортиментов и качественной их обработки. Применение вычислительных систем позволяет  учитывать при работе многообразие встречающихся условий, запрограммировать  необходимый набор длин сортиментов  и оптимизировать сам процесс  раскряжевки в зависимости от породы и качества. На рисунке однозахватный  манипуляторный харвестер, где цифрами  обозначено: 1 – микропроцессор; 2 –  рукоятки управления; 3 – дисплей; 4 – кабели соединения; 5 – харвестерная головка

Выпускаемая в конце 80-х  годов машина Локомо 919/750 является типичным примером манипуляторных харвестеров, трехосное шасси с рамным управлением. Двигатель – Вольво с турбонаддувом мощностью 86 кВт. Гидравлическая система производительностью 340 л/мин, рабочее давление – 17.5 МПа. Манипулятор – Фискарс F65, вылет – 6,1 м, грузовой момент – 90 кН•м. Рабочая головка с пильным аппаратом для деревьев с диаметром до 50 см. Протаскивающий механизм вальцовый, скорость протаскивания – 4 м/с, масса головки – 640 кг. Габариты машины в миллиметрах: длина – 7750, высота – 3440, ширина и дорожный просвет в зависимости от шин 2480…2700 и 560…620. Масса – 12,7 тонны, скорость передвижения – до 30 км/час.

Интерес представляет легкая машина Макери 34Т с непосредственной навеской рабочей головки, которая  является исключением из основного  направления в создании харвестеров. Машина работала на прореживании под  пологом леса, как в режиме валочно-пакетирующей машины, так и харвестера. На машине установлен дизельный двигатель  Дойтц F3L912 мощностью 36 кВт. Шасси –  гусеничное, каждая гусеница имеет  свою замкнутую гидросистему, ширина гусениц 285 или 420 мм, дорожный просвет  – 450 мм. Габариты: длина – 3800, высота – 2430, ширина – 1800 или 1665 мм (в зависимости  от гусениц). Масса машины с рабочей  головкой – 3,8 тонны. Рабочая головка  снабжена ножами с гидроприводом  для деревьев диаметром до 320 мм. Сучкорезный механизм включает одни неподвижный и два подвижных ножа. Протаскивающие вальцы - шиповые или ребристые. Скорость протаскивания – 1,6…2,7 м/с, тяговое усилие – 19 кН. Рабочая головка наводится на дерево, и оно зажимается сучкорезными ножами и вальцами. После срезания дерево переводится в горизонтальное положение, протаскивается через сучкорезные ножи и разрезается на сортименты.

В настоящее время в  зависимости от применяемой технологии заготовки леса применяются следующие  устройства для обрезки сучьев: 
- с непрерывным протаскиванием (в основном вальцами); 
- стреловые с перехватом (выдвижная стрела или перемещение захвата по стреле); 
- дополнительное оборудование в виде сучкорезных головок для стреловых погрузчиков.

Основная масса лесозаготовительных  машин, на которых применяется оборудование с непрерывным протаскиванием, являются харвестеры. Все распространенные на современном рынке харвестеры можно  разделить на четыре группы согласно таблице.

Это касается в основном колесных харвестеров, ведь если машина создана на гусеничной экскаваторной  базе, то ее собственный вес может  достигать до 30 тонн. И потом, это  разделение и связанную с ним  терминологию (харвестер для прореживания, универсал, тяжелый харвестер) не надо толковать слишком узко, ведь большинство  машин применимо в разнообразных  условиях. Но если головками маленьких  харвестеров валить крупные деревья  на пределе их возможностей, то механизмы головки быстро износятся и выйдут из строя. Харвестеры для прореживания применяются в основном для прореживания леса, но они могут работать, но менее эффективно, и на делянках главного пользования с маленьким объемом хлыста. А тяжелые харвестеры наиболее эффективны на рубках главного пользования, так как при прореживании из-за своего большого размера они неуклюжи, а также их применение нерентабельно. Поэтому для машин каждого размера существуют оптимальные условия использования.

Вылет манипулятора обычно составляет около 10 метров, что позволяет  прореживать пасеки шириной 20 метров. У тяжелых харвестеров чаще всего  вылет стрелы в пределах 7…8 метров, так как устойчивости шасси обычно не хватает для перемещения тяжелой  харвестерной головки с зажатым  крупным стволом на большом удалении.

В настоящее время с  рынков практически исчезли распространенные ранее двухмодульные (двухзахватные) харвестеры, имевшие на конце манипулятора только валочную головку, а вся дальнейшая обработка (обрезка сучьев, обмер  и раскряжевка) выполнялись с  помощью оборудования размещенного на раме машины.

Создатели сучкорезных машин  с конца 70-х годов прошлого столетия пытались объединить преимущества выдвижной  стрелы с сучкорезной головкой и  механизма с непрерывным протаскиванием. Такие машины были созданы, как за рубежом, так и у нас, но значительного  распространения они не получили.

Сучкорезная машина ЛП-51 предназначена для очистки от сучьев деревьев диаметром до 0,75 м в комле, уложенных в штабеля или пачки и в отдельных случаях на лесосеке после валки леса и пакетирования валочно-пакетирующей машиной ЛП-19. Машина может работать на равнинной и холмистой местности с уклоном до 15%, а в сырую погоду до 10%. Сучкорезная машина ЛП-51 состоит из базового трактора ТТ-4 и навесного технологического оборудования. Вылет захватно-сучкорезной головки от оси поворота технологического оборудования 5 м, а максимальный грузоподъемный момент загрузочного устройства 50 кНм. Поворот стрелы в горизонтальной плоскости 100 град. Габариты: длина – 8120, высота – 3240, ширина – 2780 мм. Масса машины – 20,8 тонн. В состав технологического оборудования входят: рама с механизмом поворота, на который установлены приемный лоток и нижняя гусеница; выдвижная балка с тележкой и верхней гусеницей, а также захватно-сучкорезная головка; механизм прижима и поворота выдвижной балки; привод гидронасоса, гидробак и элементы гидро- и электрооборудования. Захватно-сучкорезная головка осуществляет захват дерева из штабеля и обеспечивает обрезку сучьев с деревьев с максимальной кривизной ствола до 15%. Приемный лоток со сбрасывателем предназначен для поддержания дерева в момент протаскивания и сброса обработанного хлыста в штабель. Все рабочие органы имеют гидравлический привод и управляются из кабины трактора.

Рабочая головка снабжена ножами с гидроприводом для деревьев диаметром до 320 мм. Сучкорезный механизм включает одни неподвижный и два  подвижных ножа. Протаскивающие вальцы - шиповые или ребристые. Максимальная скорость обрезки сучьев при работе гусениц составляет - 1,5, при выдвижении балки - 0,7 м/сек, тяговое усилие – 19 кН.