Лесные ресурсы

Сюда же можно отнести  и современную разработку отечественных  конструкторов сучкорезную машину СМ-33. Она создана на базе трактора ТЛТ-100 для замены серийно выпускаемых  сучкорезной машины ЛП-30Г и сучкорезно-раскряжевочной машины ЛО-120 Но пока такого распространения, ни как ЛП-30, ни как ЛО-120 не получила.

Машина СМ-33 предназначена  для срезания сучьев с предварительно сваленных и сформированных в  пачки или штабеля деревьев хвойных  и лиственных пород со средним  объемом хлыста от 0,14 до 0,35 м³ в основных лесозаготовительных районах страны, и может использоваться также непосредственно на трелевочных волоках. Компоновочная схема данной машины представляет собой сочетание механизма подачи непрерывного действия с загрузочным устройством, выполненным в виде телескопической стрелы. Новая перспективная конструкция позволяет повысить производительность в 1,3 раза, а так же заменить недостаточно надежную канатно-блочную систему и расширить технологические возможности машины. Габариты машины: длина – 6900, высота – 3600, ширина – 2700 мм. Масса машины – 16 тонн. Рабочая головка снабжена ножами с гидроприводом для деревьев с максимальным диаметром в комле до 600 мм. Сучкорезный механизм включает один неподвижный и два подвижных ножа. Протаскивающие вальцы - шиповые. Скорость протаскивания – 2 м/с, тяговое усилие – 25 кН. Телескопическая стрела имеет вылет 6 метров и грузоподъемный момент 100 кНм.

В настоящее время на лесозаготовках в США и Канаде, пока нет лесовозных машин под погрузку, стреловые  погрузчики применяют для обрезки  сучьев, протаскивая захватом деревья  через сучкорезные устройства, а  затем помещают в слешерные устройства для раскряжевки. Изначально в Северной Америке наиболее широко применяются манипуляторные лесопогрузчики на погрузке, разгрузке и штабелевке хлыстов и деревьев, как в лесу, так и у мест складирования древесины. Вначале в этих стреловых погрузчиках использовались обычные захваты с упором комлей хлыстов и деревьев в стрелу - так называемые "Хил Бум". Затем они стали оборудоваться захватами с подвижным упором ("Лив Хил Бум"), а также специальными поворотными захватами, позволяющими загружать автопоезда с любой стороны, грузить древесину вразнокомелицу.

Стреловые погрузчики удобны при работе в стесненных условиях, при погрузке хлыстов из запаса и  укладке их в запас и т.п. В  процессе погрузки ими можно осуществлять подсортировку хлыстов. Большая  высота подъема стрелы позволяет  полностью загружать тяжелые  автопоезда, осуществлять разворот хлыстов  при погрузке их вразнокомелицу. За последние годы в конструкцию  стреловых лесопогрузчиков за рубежом  было внесено много изменений  с целью улучшения их надежности, комфортности, производительности и  экономичности. Конструктивными достоинствами  таких погрузчиков являются: полноповоротная  рабочая платформа, трансмиссия  с гидротрансформатором, высокоэффективная  гидросистема, а также поднимающаяся  на соответствующую высоту в зависимости  от характера работы кабина оператора.

Зарубежные стреловые  лесопогрузчики (имеются в виду, прежде всего, североамериканские модели) базируются, преимущественно, на гусеничном экскаваторном шасси. Однако выпускаются  погрузчики в стационарном исполнении, на колесной базе, на автомобилях и  прицепах. Использование стреловых  погрузчиков для протаскивания  деревьев через сучкорезные устройства, в комплекте с раскряжевочными  механизмами, а также на подтаскивании  деревьев от мест валки к месту  окучивания и другое, сделало их ключевым механизмом на лесосеке.

Дальнейшее направления  совершенствования сучкорезных  устройств практически то же, что и для всей лесосечной техники – повышение надежности и производительности, улучшение условий работы оператора, уменьшение воздействия на лесную среду и, прежде всего на грунт. Но сейчас харвестеры активно вытесняют из лесозаготовок сучкорезные машины и процессоры. Манипуляторная машина экскаваторной компоновки, оборудованная харвестерной головкой, может заготавливать как хлысты, так и сортименты.

На сегодня в Скандинавии  и Европе сохраняется тенденция  применения компактных харвестерных головок, шарнирно подвешиваемых на конце  стрелы манипулятора, в том время  как в США и Канаде – стоечных харвестерных головок, которые позволяют  выносить срезанное дерево в вертикальном положении от пня к месту раскряжевки. На рисунке приведены общие виды головок с вальцовым, гусеничным и шаговым протаскивающим механизмом соответственно, а первая головка  является стоечной и в основном навешивается на манипулятор валочно-пакетирующей машины экскаваторного типа.

Также возросло рабочее давление в гидросистеме лесозаготовительных  машин. В некоторых моделях оно  достигает 32 мПа. В основной массе  валочно-сучкорезно-раскряжевочные головки  могут валить деревья с максимальным диаметром в комле в пределах от 230 до 900 мм при массе от 230 до 3600 кг. В них чаще всего используется вальцовый механизм протаскивания  ствола, более 60%. Чтобы увеличить  усилие протаскивания и снизить  повреждаемость ствола шипами, механизмы  протаскивания снабжают четырьмя вальцами или гусеницами, реже шаговыми устройством (с перехватом), при этом усилие протаскивания  у шагового протаскивающего устройства в 4,5 раза больше, чем у вальцового.

И в заключении о самом  наболевшем. Из-за самоустранения нашего государства в области создания и производства российской лесозаготовительной  техники, и из-за развала научно-конструкторской  базы, российских производителей вытесняют  не то что с мировых рынков, но даже из собственной страны. Поэтому, чтобы хоть как то сохранить российское лесное машиностроение и сделать  его продукцию конкурентоспособной, необходимо не только создавать новые  машины и оборудование с широким  диапазоном технико-экономических  параметров, но и возродить научно-конструкторские  кадры. И хотя сегодня нам как  никогда нужны отечественные  машины для комплексной механизации  лесозаготовительного производства с  учетом региональных особенностей по природно-производственным условиям, на пустом месте ничего не появится, и даже если будут выделены средства на их реализации, то, скорее всего они  осядут в кубышке российских нуворишей. Так, что вначале нужно создать экономические предпосылки, чтобы деньги вложенные в образование, науку и машиностроение обязательно приносил пользу России. Чтобы наша недостаточно конкурентоспособная лесозаготовительная техника покупалась, благодаря чему наши машиностроители могли бы ее не только совершенствовать, но и создавать принципиально новую.

Трелевочные машины

Гусеничный тягач АТС-59Г - артиллерийский тягач средний, создан на базе узлов и агрегатов танка  Т-54 в 1958 г. Предназначен для буксировки прицепов, перевозки людей и различных  грузов по всем видам дорог и бездорожья. В Советской армии использовался  в 60-80-е года как седельный тягач  для 75-го зенитно-ракетного комплекса  ПВО. Он оснащен кабиной с противорадиационной  защитой (создание избыточного давления-подпора  воздуха). Имеется более старый и  простой аналог - АТС-59 (с 2-х местной  кабиной малого размера, в остальном  машины идентичны). Имеет дизельный  двигатель А-650 (семейство В-2, аналог двигателя танка Т-34) с расходом топлива 156 л на 100 км при скорости 40 км/ч. вместимость цистерны всего 5000 литров воды.

Сделаем небольшой экскурс  в историю. В СССР после окончания Второй Мировой войны крайне остро возникла необходимость в более больших объемах древесины для восстановления разрушенных сел, городов, фабрик и заводов, чем могла предложить на то время лесозаготовительная промышленность. Наиболее узким местом была гужевая трелевка. Даже применение сельскохозяйственных тракторов не давало должного эффекта, так как они были плохо приспособлены для движения по лесосеке. И за границей на то время не было техники, которая могла бы эффективно работать на лесосеке.

Известно, что одной из наиболее трудо- и энергоемкой операцией  лесосечных работ является трелевка, и все попытки её механизировать не давали должного эффекта, нужен был  специальный трелевочный трактор. Были определены основные технические  требования. Его конструкция и  все технические параметры должны обеспечивать маневрирование по лесосеке, свободное прохождение над пнями, движение по грунтам с низкой несущей  способностью. Для этого привлекли  военных, ведь они во время прошедшей  войны приобрели громадный опыт создания и модернизации техники. И  на Кировском заводе в 1948 г. был разработан и изготовлен менее чем за год  первый в мире трелевочный трактор  под руководством известного танкостроителя генерал-полковника, инженера Ж.Я. Котина. Над его созданием работали конструкторы ленинградского Кировского завода и  института Гипролесмаш, а также  коллективы ученых Ленинградской лесотехнической  академии им. С.М.Кирова и ЦНИИМЭ.

Трактор КТ-12 (аббревиатура «КТ» означает «Кировский трелевочный») весил 5,8 тонны и имел удельное давление на грунт, как и рассчитывали конструкторы, 400 грамм на квадратный сантиметр (или 0,04 МПа в современном исчислении) и достаточно высоким дорожным просветом (расстояние от низшей точки корпуса  до земли) – 50 сантиметров. Трактор  имел двигатель с газогенараторной установкой, мощность которого была невелика – всего 37 лошадиных сил (27,2 КВт) и работал на древесной чурке. Применена нетрадиционная для тракторов  трансмиссия, позаимствованная у боевых машин. Впервые опробована рычажно-балансирная  подвеска, обеспечивавшая устойчивое движение трактора через пни и  поваленные деревья. Средняя скорость трактора без нагрузки при движении по ровной местности составляла 10 км/ч. Для механизированного набора пачки  хлыстов он был оснащен небольшой  лебедкой с приводом от вала отбора мощности, расположенной за кабиной  водителя. На задней части рамы имеется  погрузочный щит, который при  наборе пачки опускался на землю. Когда лебедка затаскивала канатом  концы прицепленных хлыстов на щит, он поднимался на раму, и трактор  перемещал пачку по лесосеке в  полупогруженном положении. Для  зацепки хлыстов и облегчения набора пачки были специальные приспособления – чокеры и скользящее оборудование.

Трактор КТ-12 обладал хорошей  проходимостью, поэтому успешно  справлялся со своими нелегкими обязанностями. Производительность КТ-12 была довольно высокой: при расстоянии трелевки 500 м она составляла 25…30 кубометров древесины в смену. Рабочие ласково  называли его «котиком»… За разработку оригинальной конструкции трелевочного трактора Ж.Я. Котин, С.Ф. Орлов и А.В. Фролов были удостоены звания лауреатов  Государственной премии СССР.

Возникает вопрос «почему  был создан гусеничный, а не колесный трактор»? Ведь колесные имеют ряд  неоспоримых преимуществ: они могут  самостоятельно и быстро переезжать с одной лесосеки на другую, имеют  более высокую скорость передвижения по лесосеке, меньше разрушают почвенный  покров, и проще конструктивно  и удобнее в обслуживании. И  хотя сторонники «гусениц» приведут весьма убедительные аргументы, что  гусеничные машины имеют небольшое  удельное давление на грунт, у них  хорошая проходимость по грунтам  с низкой несущей способностью и  по снегу, мощность двигателя более  эффективно реализуется в тяговом  усилии.

В самом деле, оба типа движителя не следует противопоставлять  друг другу. Каждый из них имеет свою наиболее эффективную область применения, поэтому в зависимости от грунтовых условий в том или ином лесном районе и площади делянок целесообразно использовать гусеничные или колесные тракторы, а в масштабе страны (тогда СССР, а сейчас России) должны работать и те, и другие. На мой взгляд, тогда основная причина создания только гусеничной машины в том, что промышленность СССР не имела возможность обеспечить еще одну отрасль огромным количеством шин.

А каким образом развивалось  лесное машиностроение за рубежом в  странах, где имеется наиболее высокоразвитое лесное машиностроением? В США и  Канаде в основном практиковался  подход оснащения хорошо освоенных  серийным производством промышленных (бульдозеры, погрузчики) и сельскохозяйственных тракторов, военных транспортеров  трелевочным оборудованием, но они  в полной мере не отвечали суровым  условиям эксплуатации в лесу. Только после 50-х годов прошлого века началось интенсивное строительство лесопромышленных тракторов, в основном, на колесной базе. Промышленность стала осваивать  производство синтетического каучука, появились новые технологии изготовления шин с улучшенными зацепами различного профиля и давления. Это позволило  создать новые движители и  получить более универсальные машины. Ведь известно, что колесные тракторы более быстроходны и маневренны, чем гусеничные, и в процессе эксплуатации наносят меньше повреждений почвенному покрову и растительности леса.

Так в Северной Америке  наибольшее распространение получили специализированные колесные тракторы с тросо-чокерным оборудованием  – скиддеры. В последующем их начали оборудовать пачковым захватом. По различным источникам их рынок  составляет 2500…3000 единиц в год. Хотя производительность бесчокерных тракторов  в равных условиях в 2…2,5 раза выше, чем у тросо-чокерных, последние  и в настоящее время продолжают выпускаться и модернизироваться.

Ведущая роль за рубежом  в разработке и производстве лесозаготовительной  техники принадлежала фирмам Timberjack и Kochring Waterous (Канада), Rauma-Repola и Valmet (Финляндия), Clark, John Deere, Caterpillar и FMC (США). Уже привычную взгляду современного лесозаготовителя конструкцию скиддера конструкторы этих фирм создавали на протяжении многих десятилетий. Они вели постоянный поиск новых технических решений и выполнили большой объем работ по воплощению свежих идей в металл, чтобы создать тягач с шарнирно-сочлененной рамой, на передней полураме размещался двигатель и кабина, на задней – двухбарабанная лебедка с аркой. Выход на рынок с трактором такой конструкции принес фирме Timberjack успех, и дальнейшем позволил создать многоосные колесные машины 6К6 и 8К8 ставшие впоследствии базой для многих лесозаготовительных машин.

В 2002 года, после покупки  компании Timberjack концерном John Deere, было принято решение о дальнейшем расширении бизнеса в России. В  настоящее время John Deere Forestry Oy обеспечивает продажу, сервисное обслуживание и  поставку запасных частей и аксессуаров  для лесозаготовительного оборудования John Deere и Timberjack. В России подразделение  лесных машин Джон Дир Форестри (John Deere Forestry Oy) представлено компаниями в  Санкт-Петербурге, Хабаровске и Петрозаводске  и филиалами в Сыктывкаре и  Тихвине. Девять дилеров компании (г. Архангельск, г. Белозерск, г. Пермь, г. Иркутск, г. Хабаровск, г. Вологда, г. Коряжма, г. Киров, г. Омск) обеспечивают сервис клиентов по всей России. Модельный ряд колёсных скиддеров представлен John Deere 540GIII, 640GIII, Deere 648GIII, 748GIII и 1711D. Весной 2008 года компания John Deere Forestry Oy представила новый модельный ряд харвестеров и форвардеров – Е-серию. Новую линейку лесозаготовительной техники открывают харвестеры 1270E и 1470E, и форвардер 1510E.

В США и Канаде в труднопроходимой местности и на крутых склонах (до 60%) применялись американские гусеничные трелевочные тракторы Катерпиллер, FMC, канадские Формост, Бомбардье  и др. К 90-тым года прошедшего столетия наибольшей известностью приобрели  гусеничные трелевочные тракторы фирмы FMC, выпускавшиеся как в канатно-чокерном варианте, так и бесчокерном, в  основном с пачковым захватом. Известны данные о том, что применение трактора FMC-180 позволило одной из компаний в Британской Колумбии вести лесозаготовки  на крутых склонах, где ранее их не было из-за трудных условий и лесохозяйственных  ограничений. Хотя эксплуатация трактора ограничена по правилам лесного хозяйства  склонами до 30%, компания считала, что  возможности его значительно  больше в труднопроходимой местности, включая сырые грунты.