авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального ...»

-- [ Страница 3 ] --

Из вышеизложенного видно, что в нашем случае зависимость подпа дает как раз под двухмерную модель.

В результате решения поставленной задачи была получена следую щая зависимость:

Aгр = 146,83 2 140,14 + 26,552, а коэффициент детерминации для данного выражения составил R2=0,9898, что свидетельствует о хорошей сходимости полиноминальной регрессион ной модели с полученными во время проведения экспериментальных ис следований данными.

Полученные линейная и полиноминальная регрессионные модели, с высокими значениями коэффициента корреляции и детерминации позво ляют утверждать, что между транспортной нагруженностью трелевочных волоков и уплотнением почвы на них существует весьма тесная связь.

Кроме того, полученные зависимости позволяют с большой долей вероят ности прогнозировать конечную плотность почвы на участках волоков с различными значениями транспортной нагруженности, а, следовательно, и управлять процессом уплотнения лесной почвы для достижения ею опти мальных значений, с точки зрения последующего естественного лесовозо бовления.

4.3 Результаты обследования вырубок прошлых лет Как отмечалось в главе 3, в программу натурных эксперименталь ных исследований также входило обследование состояния почвенного по крова вырубок прошлых лет, которые также отбирались на территории Ефимовского лесхоза Бокситогорского района Ленинградской области.

Описание системы машин, технологии разработки лесосек, а также их природно-производственные условия к моменту главной рубки брались из имеющихся в конторе лесхоза технологических карт на разработку лесо сек (см. главу 3, Рис. 3.10-3.12 и описания к ним). Отметим, что все ука занные лесосеки по окончании разработки были приняты лесничим по ак ту освидетельствования без нарушений, о чем имеется соответствующая документация.

Результаты обследования площади вырубок разных лет приведены в табл. 4.2. Результаты обследования площади лесосек после их разработки показали, что с увеличением срока давности разработки лесосеки степень повреждения почвогрунта уменьшается, что вполне понятно объясняется упругой устойчивостью (способностью восстанавливаться) лесной экоси стемы. Также можно отметить, что процент сильных повреждений почвы увеличивается по мере приближения ходов от периферии лесосеки к верх нему складу.

Многократное движение трелевочного трактора по одной и той же площади вызывает сильное повреждение почвы. Участки вырубки, где на блюдается перемешивание верхних генетических горизонтов (А0+А1+А2), отнесены к третьей категории (3). Строение профиля такой почвы образо ванной под воздействием лесозаготовительной техники, следующее:

Асмеш+В+С. С точки зрения последующего естественного возобновления и влияния этой категории повреждения на окружающую среду, наибольший интерес представляет анализ строения и состава верхнего смешанного го ризонта (Асмеш). Мощность его обусловлена мощностью перемешанных го ризонтов (А0+А1+А2) и воздействием техники (рыхление, уплотнение).

Мощность изменяется в пределах 10-20 см. Цвет этого горизонта опреде ляется степенью минерализации, которая зависит от мощности подзоли стого горизонта. В наибольшей степени минерализация Асмеш наблюдается на вырубках где гумусовый горизонт небольшой мощности, а А2 хорошо выражен, с мощностью более 10 см. Степень минерализации на этих вы рубках обусловлена также местоположением этой категории. На склоне она усиливается, благодаря выносу легких частиц гумуса при образовании поверхностного стока.

Таблица 4. Распределение площади вырубки по степени повреждений Категории (степень Год разработки лесосеки повреждений) 1993 1998 Распределение площади % Нет повреждений 69 52 1 - - 2 (слабая) - 7 3 (средняя) 15 18 4 (сильная) 3 4 5 (сильная) 2 4 6 (сильная) 1 2 7 8 8 8 2 3 100 100 Итого По методике, приведенной в главе 2 для различных участков лесосек было определено теоретическое значение транспортной нагруженности. В зависимости от ее интенсивности площади вырубок были разбиты на уча стки. Плотность почвы на участках не измерялась, поскольку без опреде ления закона релаксации почвы по времени эти данные были бы не кор ректны. В связи с этим, влияние транспортной нагруженности на физико механические свойства почвогрунтов лесосеки на вырубках разных лет оп ределялось по успешности последующего естественного лесовозобновле ния, которое, во многом, и является целью настоящих исследований.

В результате сравнения теоретических значений транспортной на груженности лесосеки, данные для определения которой брались из архив ной документации лесхозов, с натурным обследованием лесосек позволили придти к следующим выводам.

Участки волоков с транспортной нагруженностью в пределах 87,5-100 кН·км, что соответствует числу проходов в районе 6-8 шт. имеют весьма удовлетворительное последующее естественное лесовозобновление либо главной породой в чистом виде (Рис. 4.10), либо в примеси с лист венными породами – пионерами (Рис. 4.11).

Рис. 4.10 Последующее естественное возобновление ели на пасечном во локе (вырубка 1993 г).

Рис. 4.11 Последующее естественное возобновление березы и ели на па сечном волоке (вырубка 1993 г).

Можно предположить, что ель, как порода требовательная к почвен ным условиям, является хорошим индикатором благоприятности физико механических свойств почвы для успешного лесовозобновления.

Участки лесосеки с транспортной нагруженностью более 100 кН·км, что соответствует участкам с числом проходов 9 и более возобновляются крайне слабо и только лиственными породами - пионерами, или не возоб новляются совсем и задерняются (Рис. 4.12, 4.13).

Рис. 4.12 Задерненный участок с транспортной нагруженностью более кН·км (вырубка 1998 г).

Рис. 4.13 Участок вырубки с транспортной нагруженностью более кН·км без лесовозобновления (вырубка 2000 г).

Отметим, что с точки зрения лесовозобновления задернение почвы играет отрицательную роль, существенно увеличивая продолжительность оборота рубки, и сокращая, тем самым, расчетную лесосеку.

4.4 Выводы по главе В результате проведенной работы по обработке результатов всех этапов натурных экспериментальных исследований можно сделать сле дующие выводы:

1. Транспортная нагруженность путей первичного транспорта леса имеет тесную прямую зависимость с уплотнением почвогрунтов и наилучшим образом описывается полиноминальной регрессионной зависимостью вида второй степени.

2. Исследование экспериментально полученных данных показали, что под действием движителей лесозаготовительной техники изменяют ся обе статистики закона нормального распределения плотности почвогрунта, при этом математическое ожидание плотности почвы растет, что наилучшим образом описывается полиноминальной рег рессионной зависимостью вида второй степени, а дисперсия плотно сти почвы уменьшается, что наилучшим образом описывается сте пенным законом. Данный факт свидетельствует о переходе почвог рунта из состояния аморфной и слабосвязанной структуры к более определенной, с прогнозируемыми физико-механическими характе ристиками.

3. Разработанное устройство для оперативной оценки влияния лесоза готовительной техники на лесные почвогрунты показало хорошую работоспособность и может рекомендоваться для широкого приме нения в дальнейших исследованиях.

4. Обследования вырубок прошлых лет позволяют утверждать, что на участках волоков с транспортной нагруженностью в пределах 87,5-100,0 кНкм физико-механические свойства почвы доводятся до оптимальных, с точки зрения последующего естественного лесово зобновления, что подтверждается успешным возобновлением ели.

Участки волоков с транспортной нагруженностью более 125 кНкм возобновляются плохо, или (за 0,5 класса возраста) не возобновля ются совсем.

ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ ТРУДНОДОСТУПНЫХ ЛЕСОСЕК По данным Федерального агентства по лесному хозяйству на год, на территории Северо-Западного федерального округа (СЗФО) запас спелых и перестойных лесонасаждений, возможных для эксплуатации, со ставляет 3936,49 млн. м3. Значительная часть этого запаса находится на территориях неудобных для проведения лесосечных работ по почвенно грунтовым и рельефным условиям. К таким территориям относятся пло щади с переувлажненными и заболоченными почво-грунтами, а также площади относимые к холмисто-грядовым рельефам.

Традиционная система машин лесозаготовительных предприятий, базирующаяся на тяжелых, колесных или гусеничных, лесопромышленных тракторах и машин на их базе, не может обеспечить эффективного освое ния таких труднодоступных лесосек, что, наряду со слаборазвитой дорож ной сетью, приводит к тому, что использование расчетной лесосеки за год по СЗФО составляет в среднем 40,56%. Причем, наиболее низкие пока затели приходятся на области имеющие наибольший процент заболочен ных и переувлажненных участков, а также участков с пересеченным рель ефом – это Республика Коми – 27,2%, Мурманская область – 12,5%;

Псковская область – 31,7%.

Известно, что недоиспользование расчетной лесосеки приводит к на коплению перестойных древостоев, являющихся повышенным источником опасности лесных пожаров, а также возникновения очагов поражения вре дителями и болезнями. Кроме этого, лесозаготовки и деревопереработка традиционно занимают значительный удельный вес в экономике субъектов СЗФО. Это позволяет утверждать, что невозможность проведения эффек тивных лесозаготовительных работ существенно снижает экономическую отдачу от фазы лесозаготовок, и увеличивает себестоимость готовой про дукции деревопереработки из-за необходимости закупки сырья далеко за пределами региона, что увеличивает транспортную составляющую себе стоимости.

В последние годы указанная проблема встала весьма остро, это свя зано, во-первых со значительным повышением среднемесячных темпера тур в зимнее время года – это привело к невозможности освоения лесосек на переувлажненных и заболоченных почвогрунтах, традиционно разраба тываемых в зимний период, во-вторых с истощением запасов спелого леса в удобных разработки лесных массивах – расположенных на равнинных сухих площадях. Кроме того, повышение таможенных пошлин на экспорт древесины в круглом виде должно увеличить объемы деревопереработки в СЗФО, что, при использовании только традиционной системы машин для лесосечных работ, приведет существенному дефициту местного древесно го сырья.

Особо следует подчеркнуть экологический аспект проведения лесо сечных работ в условиях заболоченных и переувлажненных почво-грунтов и холмисто-грядовых рельефов. Известно, что биогеоценозы на указанных площадях являются особо ранимыми и чувствительными к сильной эколо гической нагрузке, каковой, безусловно, являются лесосечные работы.

Как было отмечено раньше, на экосистему лесосеки существенное влияние оказывает не только способ и интенсивность рубки, но принятая система машин и режимы их работы. Многочисленные исследования оте чественных и зарубежных ученых показывают, что движители лесозагото вительных машин, включая трелевочные тракторы, разрушают структуру почво-грунта лесосек, повреждают корневую систему оставляемых на кор ню деревьев, что в перспективе приводит водной и ветровой эрозии лес ных почво-грунтов, развитию заболачивания, усыханию оставляемых на корню деревьев главных пород, смене пород на малоценные – мягколист венные, и другим негативным, и, зачастую, необратимым процессам.

Вышесказанное показывает, что для повышения эксплуатационной и экологической эффективности лесозаготовительного производства в усло виях труднодоступных лесосек необходимо использовать новые системы машин, и обосновать режимы их работы для получения возможности дос тижения экологического и экономического оптимумов показателей эффек тивности лесосечных работ.

5.1. Технологические процессы основных работ при разработке труд нодоступных лесосек Известно, что основным способом повышения экономической эффек тивности проведения лесосечных работ является внедрение специализиро ванных лесозаготовительных машин, способных выполнять валку деревьев и ряд смежных технологических операций. Однако в условиях труднодос тупных лесосек наиболее предпочтительной будет механизированная вал ка деревьев (при помощи бензиномоторных пил). Это связано с тем, что по расчетам отечественных экономистов и технологов бензиномоторные пи лы в ближайшие два десятилетия будут экономически выгодны на лесоза готовках в РФ. Кроме того, вальщик с бензиномоторной пилой наносит лесной среде меньший вред, чем лесозаготовительная машина. Эти тезисы особенно актуальны для рассматриваемых природно-производственных условий, поскольку машины способные работать на крутых склонах стоят значительно больше обычных, предназначенных для работы в равнинных условиях, а также в связи с тем, что лесная экосистема крутых склонов холмисто-грядовых рельефов значительно ранимее равнинных.

При механизированной заготовке леса могут использоваться как уни версальные (с низким расположением рукоятей), так и специализирован ные (с высоким расположением рукоятей) бензиномоторные пилы. Следу ет отметить, что с точки зрения эргономики процесса в обычных условиях предпочтительной представляется компоновка специализированных пил, называемых также «пилы для валки леса в равнинных условиях». Очевид но, что при значительных уклонах местности, в условиях холмисто грядовых рельефов наиболее предпочтительным будет использование уни версальных бензиномоторных пил.

Наиболее предпочтительной технологической схемой разработки труднодоступных лесосек представляется технологии, разработанная уче ными Тихоокеанского государственного университета, с использованием минитракторов и самоходной канатной трелевочной установки, состоит из двух технологических цепочек – это трелевка, которая осуществляется ми ни трелевочными тракторами и транспортировка, которая ведется по принципу замкнутой канатной магистрали (ЗКМ). (Рис. 5.1) В качестве мини трелевочных тракторов, в зависимости от древостоя и времени года, могут применяться тракторы на колесном (рис. 5.2) или гу сеничном ходу (5.3), которые осуществляют трелевку леса к замкнутой ка натной магистрали, образуя промежуточные перегрузочные пункты.

Рисунок 1.1. Система машин для равнинных условий.

1- тяговая лебедка на базе автомобиля Урал или Камаз, 2- мини трелевочные трак тора, 3- замкнутая канатная магистраль, 4- промежуточные перегрузочные пункты, 5 транспортируемые пачки древесины, 6- основной разгрузочный пункт Рис. 5.2 Мини трелевочный трактор на колесном ходу Рис. 5.3. Мини трелевочный трактор на гусеничном ходу Деревья, произрастающие на склоне, как правило, имеют стволы с не большим наклоном к подошве, а кроны – одностороннее развитие.

Следовательно, центр тяжести ствола и кроны смещен от середины к подошве склона. Валка такого дерева не в сторону его природного наклона может привести к развороту ствола в момент падения и стать причиной не счастного случая. Поэтому на склонах деревья часто валят вершиной вниз по склону.

Угол падения дерева на склоне значительно больше, чем на равнине, а это в свою очередь приводит к тому, что деревья, приобретая большую ки нетическую энергию при свободном падении, ломаются и скользят вниз к подошве склона. Чтобы сберечь древесину от поломки, опытные вальщики производят валку деревьев под разными углами к подошве склона. Такая практика валки деревьев требует других соотношений между диаметром дерева, глубиной подпила и его формой. Кроме того, при валке деревьев на склоне приходится определять предельно допускаемую крутизну склона, на которой, исходя из условий нормального положения вальщика, можно делать подпил дерева. Так, для одного и того же склона, но для разных диаметров деревьев необходима разная высота подпила, например, на склоне крутизной 40°, для дерева диаметром 30 см высота подпила состав ляет 0,55 м, а для дерева d= 140 см высота подпила - 135 см.

Для того, чтобы спилить дерево d=0,6 м на склоне крутизной 100, не обходимо подпилить его на высоте 0,3 м, а на склоне крутизной 34° под пил должен быть сделан на высоте 0,7 м, т.е. Высоту подпила необходимо увеличить в 2-3 раза.

Для диаметров деревьев менее 0,3м высота подпила выразится:

hn = 10 + g 0 dtg, (5.1) где: hn - высота подпила;

d - диаметр дерева на высоте груди;

- кру тизна склона;

g0 - коэффициент формы комля дерева, который зависит от породы и места произрастания. Ель, лиственница, дуб- 1,4;

сосна, кедр, бук - 1,25.

Для деревьев диаметром более 0,3 м:

1 hn = g 0 d + tg. (5.2) 3 Известно, что вальщик не теряет устойчивость на склоне при высоте подпила до 0,7-0,8 м. Если эту высоту подпила принять за базовую, рис.

4.2, то деревья диаметром более 1,2 м можно валить на склонах до 14°, де ревья диаметром до 0,9 м можно валить на склонах крутизной до 24° и де ревья диаметром до 60 см можно валить на склонах до 40°.

В зоне с высотой подпила более 1,0 м, начиная с крутизны склона 25°, валка деревьев диаметром более 1,2 м должна быть запрещена.

Таким образом, при существующих механизмах, применяемых на вал ке леса в условиях холмисто-грядовых рельефов, в зависимости от крутиз ны склона не все деревья могут быть свалены с соблюдением правил тех ники безопасности и технологии лесозаготовок. Следует особое внимание уделить устойчивости вальщика на склоне в момент подпила дерева, для чего его необходимо снабдить специальной обувью с шипами, защитными очками, до минимума уменьшить массу пилы.

Особое значение в пересеченной местности приобретает выбор на правления валки деревьев. На склонах крутизной до 15° направление валки обычно определяется способом транспортного освоения лесосеки, накло ном дерева и другими факторами.

По мере увеличения угла наклона местности валка деревьев как верх, так и вниз по склону становится неприемлемой.

При валке вверх по склону, рис. 5.5, положение I, угол = 180°, значи тельно увеличивается опасность для вальщика, так как нет твердой уве ренности в том, что дерево при падении упрется торцом комля в пень и не будет скользить по поверхности грунта в направлении, где обычно нахо дится вальщик.

Перемещение упавшего дерева по склону наблюдается при валке де ревьев, имеющих развитую крону с крупными сучьями. При падении тако го дерева комель, отрываясь от пня, приподнимается и увлекает за собой остальную часть дерева вниз по склону.

Скольжение дерева вниз по склону при валке его вершиной в гору может происходить также при неправильно проведенном подпиле или при падении ствола на какой-либо возвышающийся предмет (пень, ствол упавшего дерева, крупный камень), а также на возвышенность рельефа.

При валке дерева вниз по склону, рис. 5.5, положение II, =0°, его ствол и крона описывают большую дугу, вследствие чего значительно уве личивается кинетическая энергия падающего дерева. После падения дере во перемещается вниз по склону, иногда на значительное расстояние, не редко с отломом вершины и трещиной ствола. Деревья же крупных разме ров нередко разбиваются на отдельные части. Хотя особой опасности от падающего дерева для вальщика при таком направлении валки нет, подоб ный способ валки также нельзя признать рациональным из-за значитель ных потерь древесины.

Рис. 5.4 Ограничение валки деревьев на склоне по подпилу (спили ванию) в зависимости от крутизны склона и диаметра дерева Не следует выполнять валку деревьев и в направлении вверх по скло ну под некоторым углом, рис. 5.5, положения VII, VIII;

90° 180°, так как нет никаких преимуществ по сравнению с валкой вверх по склону, рис.

5.5 положение I, этот способ не дает.

Наиболее рациональной, с позиций безопасного ведения работ и со хранения древесины, следует считать валку поперек склона, рис. 5.5, по ложения III, IV;

=90°. Однако при таком направлении валки деревьев от рабочего требуется особое умение управлять направлением падения дере ва. Валка крупных деревьев поперек склона опасна.

Наиболее приемлемой при работе на уклонах крутизной более 15° следует признать направление валки вниз по склону и под некоторым уг лом, рис. 5.5, положения V, VI;

0°900. Угол между направлением ук лона и направлением падения дерева должен изменяться в зависимости от величины дерева и его наклона к подошве склона: чем меньше наклон и вес дерева, тем больше должен быть.

При валке деревьев в пересеченной местности вниз по склону подпил обычно выполняется на несколько большую, чем обычно, глубину (в сред нем на 1/3 d), то есть так же, как для деревьев с попутным наклоном ствола в равнинной местности.

В условиях крутых склонов холмисто-грядовых рельефов, которые ха рактеризуются большой шириной, но небольшой протяженностью скло нов, наиболее предпочтительным направлением валки будет валка поперек склона, т.е. положения III и IV или близкие к ним. Это объясняется тем, что деревья растущие недалеко от подошвы или вершины склона не могут быть повалены вдоль склона из-за их вероятного разрушения. При боль шой протяженности склона (около 100 м) и равномерном расположении деревьев к указанной категории будет относится около 50%.

Как уже отмечалось ранее операции очистки деревьев от сучьев и рас кряжевки могут выполняться на лесосеке (у пня) и на верхнем складе. В условиях, когда поверхность лесосеки имеет значительные уклоны перед проведением этих операций, по требованиям безопасности, дерево необхо димо закрепить для предотвращения его самопроизвольного перемещения.

Это серьезно уменьшит производительность вальщика, поэтому наиболее целесообразным представляется перенос операций очистки деревьев от сучьев и раскряжевки на верхний склад, это также позволит сконцентриро вать порубочные остатки и использовать их для укрепления временных путей транспорта леса.

Рис. 5.5 Направление валки деревьев на склонах и направления кори доров отхода. Цифры I-VIII обозначают различные положения деревьев при валке;

подготовка рабочего мета вальщика: б) в холмистой местности при валке дерева на возвышение;

в) в холмистой местности при валке по перек склона 5.2. Канатные трелевочные установки Поскольку, согласно правилам, на склонах крутизной более 15° воло ки должны сооружаться в виде террас с планировкой поверхности, исполь зование трелевочных тракторов в условиях крутых склонов холмисто грядовых рельефов представляется не целесообразным, тем более что их применение полностью исключается при достижении крутизны склона 20° и более.

Из оставшихся средств механизации трелевки наиболее предпочти тельными являются канатные трелевочные установки, поскольку трелевка при помощи летательных аппаратов (вертолетов и аэростатов) является чрезмерно затратной.

Канатные трелевочные установки (КТУ) характеризуются возможно стью передачи тягового усилия на значительные расстояния, при этом энергетическая установка остается на месте, а передача усилия произво дится канатной тягой. Основными узлами канатных установок являются:

мачты, канатоблочная оснастка, лебедка и грузовая каретка (только у уста новок с несущим канатом), к которой при помощи чокеров крепятся тре люемые лесоматериалы.

Мачты (опоры), в зависимости от типа установки подразделяются на головные, тыловые, и многопролетные установки, которые имеют также и промежуточные мачты, установленные между головной и тыловой. Мачты предназначены для крепления на них части канатоблочной оснастки (бло ков поддерживающих и поднимающих над землей канаты). В качестве мачт могут быть использованы комлевые хвойные бревна, длиной 12-16 м, с диаметром в верхнем отрубе не менее 24 см, закрепленные 3-4 канатны ми растяжками, растущие хвойные деревья со спиленной вершиной на вы соте 12-16 м, или специальные металлоконструкции. На вершину мачты надевается деревянный наголовник со скобами для крепления блоков и растяжек.

Канатоблочная оснастка, в зависимости от типа установки, включает в себя тяговый, тягово-несущий, раздельно несущий и тягово грузоподъемный, возвратный, а иногда отдельный грузоподъемный кана ты. Помимо канатов, в оснастку входят: грузовой крюк, блоки талперы и др. Правила выбора применяемых канатов аналогичны правилам для ка бель-крановых установок.

Лебедки служат в качестве привода. Основными узлами лебедок ка натных трелевочных установок являются двигатель, редуктор, барабаны и органы управления. Двигатель может быть электрическим и внутреннего сгорания, это зависит от возможности подключения лебедки к электропи танию на лесосеке, в подавляющем большинстве случаев в качестве двига теля служит дизельный ДВС. Барабаны лебедки имеют независимое управление, их количество и канатоемкость определяются конструкцией лебедки и назначением барабанов. Как правило, лебедки имеют несколько барабанов (3-6). Многобарабанные лебедки также называются агрегатны ми, т.к. большое число барабанов дает возможность выполнять несколько технологических операций без привлечения других механизмов. Барабаны подразделяются на основные и вспомогательные, рабочие и возвратные.

Трелевка лесоматериалов обеспечивается рабочим и холостым (возврат ным) барабанами. Холостой барабан предназначен для возврата на лесосе ку рабочего каната и прицепного устройства (чокеров, грузовой каретки), остальные барабаны используются для погрузки и разворота подтрелеван ных пачек. Грузовая каретка состоит из ходовых катков и подвешенной к ним рамы, на которой укрепляются блоки рабочего каната. Катки изготав ливаются из стали, с целью увеличения срока службы они могут иметь фу теровку. Обод катка должен иметь форму, дающую наибольшую поверх ность контакта с несущим канатом, что уменьшает давление катка на ка нат, и, в свою очередь, повышает его долговечность.

Канатные трелевочные установки классифицируются по способу пе ремещения лесоматериалов, числу пролетов, числу канатов, способу соз дания запаса каната, подвижности привода (лебедки) и назначению (вы полняемым технологическим операциям).

Широкое использование канатных установок различной конструкции для трелевки древесины стало возможным с массовым применением в лес ной промышленности лебедок.

Первыми установками с канатной тягой были установки для наземной трелевки древесины лебедками ТЛ-3. Затем появились установки с более совершенными агрегатными лебедками ТЛ-4, ТЛ-5, Л-19, Л-20 и другими.

Однако такие установки не нашли широкого применения, так как пе ремещение древесины по почво-грунту лесосек было связано с преодоле нием большого сопротивления движению и приводило к разрушению поч венного покрова и повреждению подроста.

Полуподвесные установки, у которых часть веса транспортируемой пачки лесоматериалов принимали на себя тяговый или несущий канаты, являются более приемлемыми, так как их перемещение в полуподвешен ном состоянии меньше нарушает почвенный покров и, кроме того, создает условия для расширения сбора древесины с площади лесосеки.

Принцип работы установок заключается в транспортировке в полу подвешенном состоянии одного конца лесоматериалов с помощью тягово го каната и подаче грузового крюка к месту прицепки с помощью холостой ветви каната.

Полуподвесные установки подразделяются на два класса: без несуще го каната и с несущим канатом.

Установки без несущего каната применялись, в основном, в заболо ченной местности. При их работе основную часть пути пачка перемещает ся, полностью соприкасаясь с поверхностью движения, а на расстоянии – 60 м от мачты (в зависимости от ее высоты) передняя часть пачки при поднимается.

Установки с несущим канатом (рис. 5.6) позволяют трелевать пачку в полуподвешенном состоянии от начала движения до головной мачты, что существенно уменьшает сопротивление движению.

Примерами конструктивных решений полуподвесных установок могут служить однопролетные полуподвесные трелевочные установки без несу щего и с несущим канатом, многопролетная подвесная трелевочная уста новка Восточно-Сибирского научно-исследовательского проектного ин ститута лесной и деревообрабатывающей промышленности, в которой со четались транспортные и погрузочные операции, транспортно погрузочные установки Центрального научно-исследовательского инсти тута механизации и электрификации (ЦНИИМЭ) и другие.

Рис. 5.6. Схема полуподвесной канатной трелевочной установки с не сущим канатом: 1 – головная мачта;

2 – тыловая мачта;

3 – несущий канат;

4 – грузовая каретка Трелевка древесины в подвешенном состоянии является более рацио нальной с точки зрения уменьшения сопротивления движению и воздейст вий на почвенный покров лесосеки по сравнению с неподвесной и полу подвесной трелевкой. На подвесных установках вес транспортируемого груза полностью передается несущему канату. Подвеска несущего каната на достаточной высоте устраняет влияние микрорельефа лесосеки на пере мещение грузов, создает благоприятные условия для движения грузовой каретки и исключает возможность механического повреждения бревен.

По характеру движения тягового каната подвесные установки, в свою очередь, подразделяются на: установки с маятниковым движением тягово го каната и установки с кольцевым движением тягового каната. Первые имеют одну ветвь несущего каната, по которой одна или несколько грузо вых кареток перемещаются к месту разгрузки, а затем возвращаются на ле сосеку. Вторые имеют две ветви несущего каната и замкнутый контур тя гового каната. По одной ветви несущего каната грузовые каретки переме щаются вместе с грузами к месту разгрузки, а по другой возвращаются к погрузочной площадке. Движение тягового каната в этом случае может быть прерывистым, с остановками для прицепа грузов, и непрерывным – с прицепкой грузов на ходу.

Лесоспуски могут быть со свободным движением груза и регулируе мым при помощи тягового каната или за счет изменения натяжения несу щего каната (КТУ с переменной длиной несущего каната).

Примерами простейших подвесных систем служат проволочные и ка натные лесоспуски, у которых проволока или канат являются только не сущим элементом, а движение грузов осуществляется под действием соб ственного веса. Лесоспуски могут быть со свободным движением груза и регулируемым при помощи тягового каната или за счет изменения натяже ния несущего каната (с переменной длиной несущего каната). Лесоспуски нашли применение при небольших объемах работ — на спуске с гор дров и других короткомерных сортиментов.

Первыми в лесной промышленности специальными подвесными сис темами, снабженными несущим, тяговым и грузовым канатом, грузовой кареткой и лебедочным приводом, были кабель - крановые установки. Од нако они имели обычно один рабочий пролет, сложную схему запаковки тяговых и грузовых канатов, сложное управление лебедкой и поэтому на шли применение только в качестве средств механизации погрузочно разгрузочных и штабелевочных работ на нижних складах.

Создание схем с многопролетной навеской несущих канатов значи тельно расширило область применения временных подвесных канатных установок и позволило осуществлять сбор древесины внутри лесосек, от пня к линии несущего каната и спуск ее к подножию склона.

По назначению (выполняемым технологическим операциям) канатные установки подразделяются на: трелевочные, трелевочно-погрузочные и по грузочные.

Выбор типа лесотранспортной установки зависит от многих факторов и должен производиться в соответствии с ее назначением, т.е. удовлетво рять требованиям выполняемой транспортной, а в ряде случаев и погру зочной операции. Производительность установки при этом должна быть наибольшей, а условия работы благоприятными для ее конструкции.

Основными факторами, определяющими выбор типа установки, явля ются: топографические условия лесосырьевой базы;

лесохозяйственные требования и методы разработки лесосек;

требуемая производительность;

размеры и вес трелюемых грузов;

запас древостоя, тяготеющий к проекти руемому пути;

затраты на строительство установки;

условия примыкания к основному пути вывозки, глубина лесосек и их концентрация.

Выбор типа установки в каждом отдельном случае определяется ря дом местных условий путем технико-экономического сравнения несколь ких вариантов конструктивных решений. Однако установки, оправдываю щие себя при сплошных рубках, зачастую могут стать малоэффективными на выборочных рубках, так как для их работы требуется устраивать просе ки шириной 10 – 15м и иметь дополнительные средства для подтаскивания древесины к несущему канату.

Требуемая производительность является одним из важных факторов, определяющих выбор типа установки. Основным критерием для оценки производительности канатной трелевочной установки является не ее про тяженность, а расход времени на вспомогательные операции - подтаскива ние древесины со стороны, формирование пачки, прицепку или погрузку и последующую разгрузку. При сравнительно небольшой длине канатных установок (1,5-2 км) затраты времени на непосредственное перемещение груза обычно составляют 10-15% всего цикла, а расход времени на вспо могательные операции достигает на подвесных установках 75%. От степе ни механизации вспомогательных операций и правильной организации труда существенно зависит повышение производительности установки при прочих равных конструктивных показателях.

Размеры и вес транспортируемых лесоматериалов определяют по требную мощность установки, ее конструктивные и геометрические пара метры. Если при проектировании подвесных установок среднюю нагрузку на рейс принять равной нагрузке полуподвесных установок, производи тельность установки можно увеличить, но при этом соответственно увели чиваются вес установки и расходы на монтаж, а срок ее службы значи тельно сокращается, т.е. использование установки по времени уменьшает ся. Поэтому вес и размеры перемещаемых грузов должны строго сочетать ся со всеми другими параметрами установки и со сроком ее эксплуатации.

Для условий проведения лесосечных работ на крутых склонах холмисто грядовых рельефов наиболее предпочтительно использование самоходных КТУ, поскольку при разработке не больших по площади лесосек они дают лучшие технико-экономические показатели.

Иркутский филиал ЦНИИМЭ разработал мобильные канатные уста новки с неопрокидывающимися мачтами, предназначенные для освоения горных лесосек с небольшим запасом леса на 1га (120-160м3), когда прихо дится часто перебазировать машины. Высота мачты позволяет трелевать деревья в подвесном и полуподвесном положениях со склонов крутизной 20° и более. По конструктивному исполнению мачты подразделяются на фронтального типа и с боковым расположением. Самоходные лебедки ти па ЛС-2, ЛС-3, ЛС-4, ЛЛ-20, ЛЛ-28 снабжены неопрокидывающейся мач той фронтального типа, выполненной в виде четырехзвенника, рис. 5.7 а, складывающегося в транспортном положении вдоль оси шасси. Наклонная стойка служит аутригером и связана с бульдозерным отвалом с помощью распора, а в верхней части – с грузовой стрелой, опирающейся шарнирно на шасси. Для самоходных установок большой грузоподъемности предло жена принципиально новая фронтальная неопрокидывающаяся мачта, рис.

5.7 б, в которой мачта с помощью шнека ввинчивается в грунт. В рабочее и транспортное положения стрела переводится с помощью гидроцилиндров бульдозерного отвала и подъема грузовой стрелы. Верхняя часть наклон ной стойки имеет систему блоков для канатов, нижняя – опорную плиту и шип. При установке мачты в рабочее положение наклонная стойка шипом внедряется в грунт и ставится на опорную плиту. Для снижения металло емкости предложена облегченная конструкция неопрокидывающейся мач ты с наклонной стойкой, нижняя часть которой установлена на опорной плите, а верхняя удерживается канатной растяжкой, соединенной, как и опорная плита, непосредственно с шасси. Гидроцилиндр подъема грузовой стрелы размещен на опорной плите. На равнинных лесосеках в крупно мерных древостоях может применяться мачта фронтального типа, наклон ная стойка и грузовая стрела которой соединены между собой шарниром с установленной на нем телескопической опорой. Последняя также шарнир но соединена с помощью гидроцилиндра с наклонной стойкой, В зависи мости от рельефа лесосеки и конкретных лесорастительных условий высо та мачты выбирается путем изменения длины телескопической опоры. В транспортном положении телескопическая опора укладывается на наклон ную стойку с помощью гидроцилиндра.

Рис. 5.7. Неопрокидывающиеся мачты самоходных лебедок: а– фронталь-ного типа с шипом;

б– фронтального типа со шнеком;

в– с боковым располо-жением на поворотной цапфе;

г– с боковым расположением на поворотном круге. 1– шасси;

2– наклонная стойка;

3– бульдозерный отвал;

4– рас-пор;

5– грузовая стрела;

6– гидроцилиндр буль дозерного отвала;

7– гидроцилиндр подъема грузовой стрелы;

8– система блоков;

9– канаты;

10– опорная пята;

11– шип;

12– мачта;

13– шнек;

14–поворотная цапфа;

15– наклонная рама;

16– секция наклонной рамы;

17– гидроцилиндр секции наклонной ра мы;

18- гидроцилиндр наклонной рамы;

19- гидроцилиндр вертикальной стойки;

20– вертикальная стойка;

21– гибкая растяжка;

22–поворотный круг Преимущество мачт самоходных лебедок с боковым расположением по сравнению с фронтальными мачтами заключается в том, что при освое нии лесосек шасси может перемещаться по лесовозному усу, не выполняя технологических маневров. Однако конструкция узлов укладки мачты в транспортное положение несколько усложнена разворотным устройством, выполненным в виде поворотных цапф или круга.

В самоходной лебедке К-59 использована мачта с боковым положени ем и поворотной цапфой, рис. 5.7 в. К шасси посредством цапфы шарнирно прикреплена наклонная рама, состоящая из двух секций, соединенных ме жду собой гидроцилиндром. К секции крепятся гидроцилиндры подвески рамы и подъема вертикальной стойки, которая с помощью гибкой растяж ки связана с шасси. При укладке в транспортное положение наклонная ра ма гидроцилиндром поднимается с грунта, затем с помощью цапфы вся система разворачивается, а вертикальная стойка укладывается гидроци линдром. Чтобы уменьшить транспортные габариты, секция гидроцилин дром подгибается к раме (показано пунктиром).

Рис. 5.8. Фронтальная неопрокидывающаяся мачта самоходной лебедки ЛС-5: а рабочее положение;

б- транспортное положение. 1 – наклонная задняя ферма;

2 – на клонная передняя ферма;

3 – рабочие блоки;

4 – тягово-несущий канат;

5 – опорная площадка;

б – рама трактора;

7 – базовый трактор;

8 – лебедка;

9 –кронштейн;

10- гид роцилиндры подъема задней наклонной фермы;

11 – полиспастная обойма;

12 – поли спаст В самоходной лебедке ЛЛ-27 мачта с боковым расположением не сколько упрощена. Вертикальная стойка перенесена непосредственно на поворотную цапфу, а наклонная рама выполнена цельной (без секций), в остальном конструкция осталась прежней. Несколько иначе выполнена мачта, рис. 5.7.г, в которой для ее укладки в транспортное положение ис пользуется поворотный круг, а вертикальная стойка опирается на грунт.

Мобильные мачты переводятся из транспортного в рабочее положение и обратно очень быстро: у самоходного агрегата типа ЛЛ-20 с фронталь ной мачтой-аутригером за 2 мин, у агрегата ЛЛ-27 с мачтой-аутригером с боковым расположением за 3 мин. Однако переезд из сектора в сектор са моходной лебедки с фронтальной мачтой составлял 15 мин, а с боковым расположением 5 мин, поскольку в первом случае необходимо выполнять маневры при переездах, а во втором только проехать по лесовозному усу.

Практика полностью подтвердила работоспособность разработанных кон струкций мачт. Мачты устойчиво работали во всех режимах трелевки.

Неопрокидывающаяся мачта самоходной лебедки ЛЛ-20 состоит из задней фермы, нижняя часть которой шарнирно укреплена на базовом тракторе ТТ-4 и соединена с двумя гидроцилиндрами подъема и опускания фермы, укрепленными шарнирно на кронштейне, жестко приваренном к раме трактора. В верхней части фермы на осях укреплены блоки тягово несущего каната, приводимого в действие дифференциальной лебедкой, установленной на раме трактора, и имеется шарнир, соединяющий ферму с наклонной стойкой, в нижней части которой расположены опорная плита и шарнир, соединяющий наклонную стойку с распором, конец которого шарнирно укреплен на бульдозерном отвале трактора, который поднима ется и опускается гидроцилиндрами отвала, шарнирно закрепленными на передней части рамы трактора.

Кабина трактора имеет ограждение с опорой для укладки мачты в транспортное положение. Перевод мачты из рабочего в транспортное по ложение осуществляется из кабины трактора путем подъема бульдозерно го отвала, а затем опускания гидроцилиндров фермы до тех пор, пока на клонная стойка не опустится на опору ограждения. В таком положении гидроцилиндры фиксируются, и мачта находится в транспортном положе нии. Для перевода мачты в рабочее положение сначала поднимается ферма гидроцилиндрами, а затем бульдозерный отвал опускает опорную плиту на грунт.

Фронтальная неопрокидывающаяся мачта самоходной лебедки ЛС-5, рис. 5.8 по конструкции несколько отличается от мачты самоходной ле бедки ЛЛ-20. Прежде всего, задняя и передняя наклонные стойки выпол нены в виде ферм. Рабочие блоки тягово-несущего каната расположены на наклонной ферме, а опорная площадка для укладки мачты в транспортное положение расположена на задней части рамы трактора, на одном крон штейне с гидроцилиндрами подъема и опускания задней фермы. В осталь ном конструкция фронтальной мачты осталась без изменений, такой же, как и самоходная лебедка ЛЛ-20.

Боковая неопрокидывающаяся мачта самоходной лебедки ЛЛ-28 в транспортном положении приведена на рис. 5.9. Она состоит из поворот ного круга, вертикальной опоры, наклонной стойки с секцией вертикаль ной стойки с рабочими блоками, шарнирно закрепленной на наклонной стойке, гидроцилиндров подъема наклонной и вертикальной стоек, гидро цилиндра поворота круга при установке мачты в транспортное положение.

В качестве базового трактора использован трактор ТД-55 с одноместной кабиной.

Рис. 5.9. Боковая неопрокидывающаяся мачта самоходной лебедки ЛЛ-28:а – рабочее положение;

б- транспортное положение. 1– поворотный круг;

2 – вертикальная опора;

– наклонная стойка;

4 – секция;

5 – блоки;

6 – вертикальная стойка;

7 – гидроцилиндры;

– гидроцилиндр поворота круга;

9 – базовый трактор В транспортном положении вертикальная и наклонная стойки мачты укладываются вдоль оси трактора за счет разворота их на поворотном кру ге.

Рис. 5.10. Фронтальная неопрокидывающаяся мачта канатной установки МЛ-43: а– рабочее положение;

б– транспортное положение. 1– трактор;

2– отвал бульдозерный;

3 – передняя спаренная наклонная стойка;

4 – задняя рама;

5 – перекладина;

б– блок;

7– тягово-несущий канат;

8 – барабан дифференциальной лебедки;

9 – гидроцилиндр Фронтальная неопрокидывающаяся мачта канатной установки, рис.

5.10 закрепляется на базовом тракторе и его бульдозерном отвале, на кото ром с помощью шарниров располагаются две передние спаренные наклон ные стойки, шарнирно скрепленные с задней рамой, а на шарнире, объеди няющем передние и наклонные стойки и раму, закреплена перекладина с блоками для тягово-несущего каната, который наматывается на барабаны дифференциальной лебедки. В транспортное положение мачта складыва ется вдоль оси трактора с помощью гидроцилиндров.

Фронтальная неопрокидывающаяся мачта канатной установки МЛ-43 1 закреплена на базовом тракторе ТТ-4М и в средней части рамы трактора имеет дополнительную опору для укладки ее в транспортное положение. В остальном мачта аналогична канатной установке МЛ-43.

Кинематика неопрокидывающихся мачт самоходных лебедок весьма разнообразна, а основные кинематические схемы мачт показаны на рис.

511.

Кинематическая схема неопрокидывающейся мачты самоходных ле бедок ЛС-2;

ЛС-3;

ЛС-4;

ЛС-5 и ЛЛ-20 показана на рис. 5.11.а. Она вклю чает наклонную и вертикальную стойки, балки, гидроцилиндры и опоры. В транспортном положении мачта располагается вдоль оси трактора. В рабо чем положении стойка мачты, опираясь опорной площадкой устанавлива ется на некотором расстоянии, 4-6 метров от трактора, такое положение стойки полностью обеспечивает устойчивость самоходной лебедки во вре мя работы.

При создании самоходной лебедки ЛЛ-27 была спроектирована мачта, которая отличается от предыдущих тем, что в рабочем положении уста навливается не вдоль оси трактора, а перпендикулярно. На рис. 5.11. б по казана кинематическая схема мачты самоходной лебедки ЛЛ-27.

Рис. 5.11. Кинематические схемы неопрокидывающихся мачт;

а- самоходных лебедок ЛС-2;

ЛС-3;

ЛС-4;

ЛС-5 и ЛЛ-20;

б- самоход ной лебедки ЛЛ-27;

в – самоходной лебедки ЛЛ-27М;

г – самоходной ле бедки с отклоняющейся стойкой;

1 – наклонная стойка;

2 – вертикальная стойка;

3 – блоки;

4, 5,6- гидроцилиндры;

7,8,9, 10- опоры;

11 – крон штейн;

12 – цапфы;

13 – шарниры;

Мачта состоит из шарнирного кронштейна, к которому присоединена при помощи цапф наклонная опора с упорной площадкой. Наклонная опо ра снабжена двумя гидроцилиндрами. Кроме того, на наклонной опоре шарнирно установлена стойка с блоками и гидроцилиндром. Шарнирный кронштейн имеет консоль для крепления гидроцилиндра поворота мачты в горизонтальной плоскости.

В транспортном положении с помощью гидроцилиндра опорная пло щадка подгибается, что уменьшает длину наклонной опоры.

На рис. 5.11. в показана кинематическая схема мачты самоходной ле бедки ЛЛ-27М. Мачта самоходной лебедки ЛЛ-27М, кроме перечисленных выше узлов для ЛЛ-27, имеет палец, который устанавливается после уста новки мачты и придает системе дополнительную жесткость.

На рис. 5.11 г показана схема неопрокидывающейся мачты, в которой имеется дополнительная вертикальная стойка для создания натяжения в канатной системе. Отклонение стойки создается ходом штока гидроцилин дра.

Высота мачты влияет на устойчивость самоходного шасси, нагрузки в трансмиссии лебедки, грузоподъемность канатов и производительность.

Расчетная схема представлена на рис. 5.12.

Рис. 5.12. Схема для расчета высоты неопрокидывающейся мачты са моходной лебедки Для определения высоты мачты используется следующая формула:

2 Lq к L b l n tg + 2c, B = G + G1 + (5.3) cos 4Tmax где: В - высота головной мачты, м;

L - длина хорды канатов, м;

ln - длина погрузочной площадки, м;

b - высота тыловой мачты, м;

(G+G1) – грузо подъемность канатов, кН;

qк – распределенная нагрузка от собственного веса тягово-несущего каната, кН/м;

- угол наклона хорды, рад;

с – рас стояние от пачки деревьев до поверхности склона, 0,5 м;

- угол наклона лесосеки, рад;

Тmax - наибольшее натяжение в ветвях тягово-несущего ка ната, кН.

2 Lq к x x Т max = G + G1 + 1, (5.4) cos L 2 f x где: х – координата приложения нагрузки, м;

fx – стрела провеса кана та, м.

(B + l n tg ) (L x ) + x b c, (5.5) fx = L L Наибольшее значение fx достигает при х= :

B + b + l n tg f max = c. (5.6) Часовая производительность канатной установки на трелевке опреде ляется по формуле:

36001Vп, (5.7) П тр.ч = 2l п 2l ср t1 + t 2 + + vср.п vср где: 1 - коэффициент использования рабочего времени (0,76…0,85);

2 - коэффициент использования расчетного объема пачки (0,8…0,9);

t1 время сбора пачки, с;

t2 - время отцепки пачки, с;

lп - среднее расстояние подтаскивания пачки к несущему канату, м;

vср.п - средняя скорость под таскивания пачки к несущему канату и оттаскивания захватного приспо собления к месту зацепки пачки, м/с;

lср - среднее расстояние трелевки, м;

vср - средняя скорость движения каретки в обоих направлениях, м/с.

Затраты времени на сбор t1 и разгрузку пачки t2 (с) определяются по формулам:

(5.8) t1 = a 0Vп (5.9) t 2 = b0 + c0Vп где: a0 =138–246;

b0 =126–180;

c0 =7,8–22,8.

Средняя скорость движения каретки в обоих направлениях vср (м/с) определяется по формуле:

v р. ср + v х. ср vср =, (5.10) где: vр. ср - средняя скорость движения каретки с пачкой деревьев, м/с;

vх. ср - средняя скорость движения каретки в холостом направлении, м/с.

v р. min + v р. max v р. ср =, (5.11) где: vр. min - скорость каната рабочего барабана на первом ряде витков, м/с;

vр. max - скорость каната рабочего барабана на последнем ряде витков, м/с (1,05…1,12 vр. min).

v х. min + v х. max v х. ср =, (5.12) где: vх. min - скорость каната холостого барабана на первом ряде витков, м/с;

vх.max - скорость каната холостого барабана на последнем ряде витков, м/с (1,05…1,12 vх. min).

Средняя скорость подтаскивания пачки к несущему канату и оттаски вания грузозахватов на лесосеку:

vср. (5.13) vср.п = После определения всех величин, входящих в формулу, подсчитыва ется производительность канатной установки на трелевке (м3/ч).

Сменная производительность канатной установки (м3/смену) опреде ляется по формуле:

П см = (Т см t п.з )П ч, (5.14) где: Тсм - время смены;

tп.з - подготовительно-заключительное время, ч.

Однопролетные канатные трелевочные установки с самоходным при водом позволяют разрабатывать лесосеки любой конфигурации. Все из вестные схемы разработки лесосек однопролетными канатными трелевоч ными установками могут быть сгруппированы по основным признакам их применения.

Целесообразно выделить схемы разработки лесосек, учитывающие формы склона, ширину долин (распадков), типы применяемых установок.

В зависимости от конкретных условий возможно различное сочетание тех нологических схем.


Все склоны по форме могут быть разделены на три вида - конусооб разные, чашеобразные (котловины), прямые (см. рис. 5.13).

На конусообразных склонах лесосека разрабатывается путем последо вательного перемещения нижней опоры при постоянном положении верх ней опоры. Эта схема является наиболее эффективной, так как среднее расстояние трелевки составляет 1/3 длины установки, кроме того, сокра щаются затраты на монтажно-демонтажные работы (отпадает необходи мость перемещений верхней опоры), а также возможна укладка древесины в запас.

Лесосеки на чашеобразных склонах разрабатывают путем последова тельного перемещения на новую пасеку верхней опоры при постоянном положении нижней опоры. Эта схема имеет ряд недостатков: среднее рас стояние трелевки составляет 2/3 длины установки, увеличиваются затраты на монтажно-демонтажные работы за счет переноски тыловой, более тру доемкой в монтаже опоры, невозможно укладывать стрелеванную древе сину в запас.

Рис. 5.13 Технологические схемы разработки лесосек с пересеченным рельефом: а – на конусообразных склонах;

б – на чашеобразных склонах;

в – на прямых склонах На прямых склонах лесосеки разрабатывают путем одновременного перемещения верхней и нижней опоры. Среднее расстояние трелевки при этом составляет 1/2 длины установки. Возможна укладка древесины в за пас. На практике в пределах одной лесосеки могут встретиться все три формы склонов, поэтому, как правило, разработка таких лесосек произво дится путем сочетания всех указанных схем.

Важным фактором, определяющим выбор технологии для разработки лесосеки, является ширина долин (распадков) между противоположными склонами. Возможностью складирования и отгрузки леса непосредственно у подножия склона определяется и ступенчатость первичного транспорта древесины.

Рис. 5.14. Схемы разработки лесосек в широких (а) и узких (б) распадках:

1 — привод;

2 — тупиковый путь;

3 — челюстной погрузчик;

4 — штабель хлыстов;

— тягово-несущий канат;

6—лесовозная дорога;

7—тыловая опора;

8 — головная опо ра В широких долинах с сухими плотными грунтами возможны склади рование и отгрузка древесины непосредственно от установки. При отсут ствии таких долин спущенную канатной установкой древесину необходи мо отвозить и укладывать на специальную площадку. В долинах шириной не менее 50м может применяется следующая технология разработки (рис.

5.14, а). Лесосеку разбивают на пасеки шириной 25 - 30м. У основания склона прокладывают лесовозную дорогу. На границе между смежными пасеками устраивают тупиковые заезды, на которых размещаются лесо возные автомобили при погрузке леса. В промежутках между тупиковыми заездами находятся подштабельные места для укладки хлыстов.

За тупиковыми заездами расчищается полосу для маневровых площа док. Древесину трелюют и укладывают между тупиковыми заездами. Ком ли выравнивают трактором. Для этого ослабляют и оттаскивают в сторону тягово-несущий канат, не отцепляя его от трактора. Трактор заходит с комлевой стороны штабеля и нажимает щитом на торцы комлей. Достоин ство данной технологической схемы заключается в том, что стрелеванную древесину можно укладывать в запас и отгружать без, дополнительной транспортировки на специальные погрузочные площадки.

При ширине долин между противоположными склонами менее 50м, может применяться следующая технологическая схема (рис. 5.14. б). Лесо секу разбивают на пасеки шириной 30 м. У основания склона прокладыва ют магистральный волок. Иногда для этого может быть использована ле совозная дорога. Спущенную установкой древесину отцепляют у магист рального волока. После спуска определенного объема приступают к под трелевке на погрузочную площадку, которую можно производить допол нительным трелевочным трактором. Такую технологию желательно при менять, когда рядом работают две-три канатные установки. Повторная подтрелевка хлыстов является большим недостатком этой схемы, но в рас сматриваемых условия она неизбежна.

Тыловая опора располагается в конце пролета канатной установки и служит как для закрепления конца несущего каната, так и для закрепления поворотного блока тягово-несущего каната.

Тыловые опоры для закрепления несущего каната показаны на рис.

5.15. Конец несущего каната может быть вставлен в специальный замок, рис. 5.15.а, а замок крепится с помощью четырех растяжек к пням. Более простой способ крепления несущего каната показан на рис. 5.15.б, где не сущий канат огибает дерево, и его конец с помощью канатных зажимов крепится к тому же несущему канату.

Рис. 5.15. Тыловые опоры несущего канта: а- с замком и растяжками, закрепленными за пни;

б - с петлей, закрепленной за дерево;

в -с перекладиной в траншее;

г - с переклади ной у пней;

д - с петлями у деревьев;

е - с огибанием деревьев петлей. 1 – несущий ка нат;

2 - замок;

3 - растяжки;

4 - пни;

5 - канатные зажимы;

6 - перекладина;

7 - петля не сущего каната;

8 – дерево Если корневая система деревьев ненадежная или они на вершине склона отсутствуют, то тыловая опора в виде отрезка ствола дерева закла дывается в специально вырытую траншею, рис. 5.15 в, а к отрезку ствола дерева крепятся растяжки от замка несущего каната. После монтажа тран шея закапывается и уплотняется.

Тыловая опора может быть сконструирована и на перекладине, кото рая опирается на пни, рис. 5.15.г. В этом случае несущий канат петлей оде вается на перекладину, а перекладина крепится еще растяжкой за пень.

Чтобы увеличить устойчивость тыловой опоры, конец несущего кана та может быть обернут вокруг нескольких деревьев, рис. 5.15.д, или оги бать их, рис. 5.15.е, но в любом случае его конец крепится к тому же несу щему канату на зажимах.

Тыловые опоры тягово-несущего каната состоят из поворотного блока и растяжек, которые крепятся либо к пням, либо к деревьям. Но есть и ори гинальные тыловые опоры тягово-несущего каната, например, с плаваю щей трехроликовой кареткой. Такая конструкция тыловой опоры позволя ет при холостом ходе трелевочной каретки надвигать ее на поваленные де ревья, а после их чокеровки собирать пачку деревьев и отодвигать ее от поваленных деревьев, что значительно облегчает условия спуска пачки со склона.

В связи со значительной частотой перебазировок как головной (само ходной) так и тыловой опор при разработке лесосек в условиях холмисто грядовых рельефов представляется целесообразным сделать тыловую опо ру также самоходной. Для этого следует установить его на базу малого лесного трактора (самоходной тележки) типа МУЛ.

5.2.1 Уплотнение почво-грунта лесосеки при работе канатной трелевочной установки Благодаря минимальному «коэффициенту тары» можно полагать, что во время работы КТУ на почву лесосеки оказывает влияние исключитель но трелюемая пачка лесоматериалов, поскольку масса перемещающегося с пачкой каната и прицепного устройства много меньше массы самой пачки.

Предыдущими исследованиями установлено, что транспортируемая пачка древесины оказывает на почву существенное влияние, в зависимости от вида трелюемой древесины это влияние может быть как положительным, так и отрицательным – деревья трактором трелюемые за комли рыхлят землю вершинами, а при трелевке хлыстов за вершины – происходит силь ное уплотнение почвы волочащимися комлями. При работе неподвесных КТУ, в подавляющем большинстве случаев, производится трелевка хлы стов за вершины, это связано с тем, что за счет большой разницы в сопро тивлении волочению вершины и комлей, вершинная часть пачки начинает приподниматься, помогая преодолевать встречающиеся препятствия. В от личие от тракторной трелевки угол наклона пачки к горизонту будет не постоянным, а, следовательно, и пятно контакта и давление пачки на почву лесосеки будут переменными. По мере приближения к мачте пачка будет все больше приподниматься, а давление на почву увеличиваться. При при ближении к мачте давление пачки на почву будет максимальным и комле вая часть пачки будет сильно переуплотнять почву. Исходя из этих сооб ражений можно сделать вывод о том, что чем меньше поднимется пачка – тем лучше, а, следовательно и высоту мачты желательно иметь наимень шей. С другой стороны перемещение пачки при ее полном контакте с по верхностью движения приводит к значительным энергозатратам, что при вело к отказу от использования безмачтовых КТУ.

Общее резюме которое можно сделать из выше представленной ин формации следующее: чем меньше пятно контакта с поверхностью движе ния – тем меньше энергозатраты, но тем больше уплотнение почвы, а сле довательно экологический ущерб наносимы трелевкой лесной среде.

Современные самоходные КТУ имеют телескопическую мачту, кото рая способна изменять величину вылета, следовательно, можно утвер ждать, что нахождение оптимального пятна контакта пачки с почвой, при котором не происходит ее переуплотнения, позволит оптимизировать ра боту данного вида первичного транспорта леса по критериям экологично сти и энергоемкости. Поддержание примерно постоянного угла наклона пачки возможно за счет постепенного уменьшения высоты мачты, по мере приближения к ней пачки.

Средний угол наклона пачки определяется по выражению:

h ср =, (5.15) 2l где: – параметр (=1, 2, 3);

l – длина пачки;

h – высота подъема пач ки при трелевке.

С учетом угла наклона поверхности движения, угол подъема пачки относительно горизонта определится как:

h ср = ±, (5.16) 2l где: – угол наклона поверхности движения.

В рассматриваемом случае высота подъема пачки может быть опреде лена из выражения:

2H H H sin +, h = l 1+ (5.17) L L L где: L – расстояние до мачты;

Н – высота мачты.

Если лесосека имеет спокойный рельеф, т.е. можно считать, что =0, H тогда можно записать, что h = l.


L С учетом выражение примет вид:

Н 2H H ср = sin + ±.

1+ (5.18) 2L L L Максимальная глубина погружения комлевой части пачки составит:

h Н 2H H sin +.

= lк = 1+ lк (5.19) 2l 2L L L Давление комлевой части пачки на почву составит:

n 0,7G cos ср = A, P= lk 2rк Н 2H H sin + ±, cos ср = cos 1+ 2 L (5.20) L L где: rк – условный радиус комлей получаемый по таксационному опи санию. С учетом (5) формула (6) примет вид:

0,7G cos ср h n 2H H sin + = A 1+ (5.21) 2rк 2 L L L Связь между плотностью почвы и ее деформацией имеет известный вид:

max =, (5.22) В где: В – глубина распространения деформации;

0 – плотность естест венного сложения лесной почвы до приложения нагрузки, max – макси мальная плотность почвы под комлевой частью пачки.

Значение В можно оценить формулой:

2rк l к В=, (5.23) 2rк + 2l к или 2rк 2 L В= 4 L (5.24) 2H H 2rк + h 1 + sin + 2H H L L h 1 + sin + L L Система уравнений (5.21), (5.22) и (5.24) по заданным значениям веса пачки G,, rк, 0, max позволяет найти предельное расстояние трелевки.

Также практический интерес представляет решение обратной задачи, по зволяющее минимизировать отрицательное уплотняющее воздействие во лочащейся пачки на почву лесосеки: по конечному углу подъема пачки к горизонту может быть определен предельно допустимый вес пачки, а при наличии телескопической мачты (с регулируемой высотой подвеса блока) требуемый постоянный угол подъема пачки по критерию уплотнения поч вы.

Н При =0 и 1 получим:

L тах 0 Н ~ тах = =, (5.25) 0 2 L 2rк поэтому:

2 2Н = ~ 8 rк L2 тах, (5.26) В свою очередь из (5.21) следует 3 п 0,7GH 2 n + =, (5.27) А 2 2rк L Приравняв (5.26) и (5.27), находим оптимальную величину расстояния трелевки по критерию воздействия на почву:

2 n + 2 2 Н 2 А 2 2rк 4 n + Lпр = ~ (5.28) 3п 0,7GН 8 rк пр Таким образом, получены основные зависимости, позволяющие опре делять оптимальную величину расстояния трелевки по критерию воздей ствия на почву, а также оптимальный угол подъема пачки к горизонту при трелевке неподвесными КТУ.

5.3. Минитракторы на трелевке леса Трелевка (от английского глагола to trail – тащить, волочить) – пере мещение древесины от места валки до места погрузки на лесовозный транспорт (верхний склад или погрузочный пункт). Трелевка является са мой трудо- и энергоемкой операцией лесосечных работ. А также оказывает наиболее существенное влияние на почвенно-грунтовые условия будущей вырубки. Собираемая на лесосеке древесина вывозится на нижний склад лесозаготовительного предприятия или потребителя без перегрузки на верхнем складе или погрузочном пункте, такой технологический процесс называется прямой вывозкой древесины.

В зависимости от принятого технологического процесса лесосечных работ древесина может трелеваться в виде деревьев, хлыстов, полухлыстов или сортиментов.

По виду применяемого оборудования различают следующие виды трелевки: гужевую, тракторную, канатную и воздушную (вертолетную или аэростатную).

В зависимости от способа закрепления лесоматериалов на трелевоч ном оборудовании различают трелевку в непогруженном положении, по лупогруженном положении, полуподвешенном положении, полностью по груженном положении и полностью подвешенном положении.

Наиболее распространенной в настоящее время является тракторная трелевка пачек хлыстов или деревьев в полупогруженном положении, осуществляемая специальными трелевочными тракторами с канатно чокерным или бесчокерным технологическим оборудованием. Трелевоч ные тракторы с пачковыми или клещевыми захватами (так называемые скиддеры) осуществляют трелевку пачек деревьев или хлыстов в полупод вешенном положении. Тракторная трелевка сортиментов осуществляется сортиментовозами (форвардерами) в полностью погруженном положении.

В скандинавских странах на малых по объёму рубках нашли примене ние лесохозяйственные агрегаты, созданные на базе мотовездеходов. Фир мами Vimek и Skogma создан агрегат Minimaster 4WD, состоящий их мо товездехода с двигателем 480см3 и 4-х колёсного прицепа грузоподъёмно стью 4000кг (рис. 5.16 и 5.17).

На мотовездеходе Minimaster 4WD установлен 4-х тактный бензино вый двигатель 16л.с. и вариаторная трансмиссия. Максимальная скорость движения З0км/ч. Тяговое усилие 500кг. Длина, высота и ширина вездехо да соответственно 213x115x119см.

Прицеп имеет раму однобалочной конструкции, на которой отдель ными модулями установлены: 4-х колёсная балансирная тележка, коники, передняя ограждающая решётка, погрузочное устройство в виде крана или гидроманипулятора, прицепное устройство. По желанию устанавливается роликовый привод колёс. Прицеп имеет длину и ширину - 355х157см, до рожный просвет - 550мм.

Гидравлическая система прицепа приводится от вала отбора мощно сти мотовездехода. Мощность насоса составляет 15л/мин. Рабочее давле ние 140 бар. С помощью гидросистемы осуществляется работа привода те лежки и погрузочной установки. При отсутствии гидросистемы привод крана осуществляется механически.

На колёса прицепа и вездехода устанавливаются шины 175x14 высо кой проходимости. Фирма Vimek на прицепе и заднем мосте вездехода применила сдвоенные колёса.

Погрузочный кран представляет собой стойку коробчатого сечения с двухметровой консолью, поворачивающейся вручную. На конце консоли установлен блочёк для троса, который наматывается на лебёдку. С помо щью ручного двухрычажного захвата сортимент поднимается и укладыва ется в грузовой отсек. Управление лебёдкой дистанционное с применением тросика.

Мини гидроманипулятор имеет захват сечением 0,15м2. Радиус его действия составляет 2,3 м. Управление манипулятором клапанное. Оно ус тановлено за спинкой кресла водителя. Для устойчивости прицепа во вре мя погрузочно-разгрузочных работ манипулятор оснащен гидравлически ми опорами.

Для возможности работы в тёмное время суток рабочая зона освеща ется фарой, установленной на защитной дуге вездехода.

Вездеход при адаптации к работе с прицепом в лесных условиях пре терпел незначительные изменения. Над спинкой кресла водителя установ лена защитная дуга, впереди вездехода навешан «кенгурятник», позади экран с защитной сеткой.

В настоящее время имеется большой выбор мотовездеходов (квадро циклов) для работы в лесных условиях. По данным мировой рынок пред ставлен следующими производителями этой техники: Polaris (37%), Honda (27%), Yamaha (22%), Kawasaki (5%), Suzuki (4%), Artic Cat (4%), и Bom bardier (1%).

До последнего времени практически все вездеходы выпускались с ко лёсной формулой 4x4. На ряде фирм, в частности Polaris, начат выпуск машин с ходовой системой 6x6. Отмечается трансформирование вездехо дов в мини-тракторы. Устанавливается капот над двигателем, грузовой ку зов, однорядное сидение для водителя и пассажира, дуги ограждения и т.д.

Смещение влево рулевой колонки.

На вездеходах, представляющих интерес для лесного хозяйства, уста новлены бензиновые 4-х тактные одно- двухцилиндровые двигатели с жидкостным охлаждением емкостью 480-680см3. Вариаторная трансмис сия позволяет плавно изменять передаточное число в зависимости от час тоты оборотов двигателя и нагрузки, что обеспечивает высокую приспо собляемость машины к выполнению работ в сложных условиях леса без нанесения значительного вреда напочвенному покрову. Тяговое усилие развиваемое вездеходами составляет 500 -700кг.

Мотовездеходы имеют следующие габариты: длина - 2,05-2,09м, ши рина - 1,15-1,17м, высота-1,19-1,21м. Их масса составляет 500-700кг. До рожный просвет - 275-285мм. Внутренний радиус поворота - 1,7-2,0м.

Рис. 5.16 Лесохозяйственный агрегат Vimek Minimaster101 на вывозке древесины Рис. 5.17 Лесохозяйственный агрегат Skogma Minimaster на вывозке древесины В Скандинавских странах при проведении первых приёмов рубок ухо да, удалении семенников в лесах естественного возобновления, санитар ных рубках и разработке буреломов наряду с традиционным средством трелёвки применяют малые универсальные машины. Модели данной ма шины представлены на рис. 5.18 и 5.19. Управление её движением осуще ствляется идущим впереди машины рабочим.

Среднегодовая продолжительность использования гусеничной мини машины составляет 150 дней.

Около 60% предприятий, эксплуатирующие эти машины, применяют метод заготовки леса, заключающийся в разработке части какого-либо уча стка с подтаскиванием в этот же рабочий день сортиментов к волоку и ук ладкой их в штабель. В 25 случаях из 100 подталкивание ведут лишь по окончании разработки всего участка (например, в буреломных насаждени ях). В обоих случаях валка и первичная обработка отделены от операции подтаскивания.

Порядок проведения приёмов рубок с заготовкой леса комбинирован ным способом представлены на рис. 5.20. Достоинство комбинированного способа состоит в смене вида работ, производимых рабочим, использова ния роликовой опоры при разделки деревьев у пня и выгрузки сортиментов у волока и постоянная завершённость технологических операций, выпол няемых мини-машиной с поваленными деревьями.

В табл. 5.1 приведены средний объём подвозимых к волоку пачек и производительность на подталкивании при заготовке сортиментов различ ными способами с использованием мини-машин. Сопоставление данных показывает, что комбинированный способ по производительности и сред нему объёму транспортируемой к волоку древесины выгодно отличается от сравниваемых вариантов.

В табл. 5.2 приведены некоторые показатели для различных категорий работающих, заготовляющих тонкомерный лес способом, предполагаю щим разработку участка по частям с последующем подтаскиванием сорти ментов в этот же день. Данные топливной экономичности и производи тельности показывают, что с наибольшей эффективностью трудятся лесо владельцы.

С целью повышения эффективности использования минимашины на многих предприятиях к каждой машине прикрепляют 2 или 3 рабочих, систематически подменяющих друг друга на подтаскивании сортиментов.

Однако, практика показывает, что система в составе мини-машины и одно го рабочего более производительна (табл. 5.3).

В табл. 5.4 приведены показатели работы минимашины при заготов ке леса комбинированным и раздельным (валка и первичная обработки не совмещены по времени) способами. Значения распределения затрат време ни, расхода топлива и производительности указывают, что на заготовку древесины минимашиной целесообразней производить комбинированным способом.

Четырёхтактные двигатели минимашины отличаются небольшим рас ходом топлива. Существенное влияние на этот показатель оказывает рас стояние подтаскивания. Так, при расстоянии 100м он составляет 0,4 л/м3, а при 500м -0,8 л/м3, т.е. расход составляет 0,1 л/м3 на каждые 100м. В пере расчёте на 1 маш.-час средний расход топлива составляет 0,85л (макси мальный - 1,0-1,5л), на заготовленный кубометр древесины - 0,6 литра.

В качестве дополнительного оборудования к мини машине придаётся прицеп (колёсный или на полозьях), лебёдка для подтаскивания деревьев, цепи для прикрепления груза, опорные ролики, монтируемые на стойке прицепа.

Минимашина «Железный конь» JH 125 PRO фирмы Jonsered имеет эксплутационную массу 300 кг, грузоподъёмность 500 кг или 1м3 древеси ны длинной 3-4метра. На нём установлен четырёхтактный одноцилиндро вый бензиновый двигатель с воздушным охлаждением Хонда GX мощностью 3,7 кВт (5л.с.) при 3600об/мин. Машина имеет следующие га бариты: длина с рычагом управления 2900мм (без рычага - 1600мм), ши рина - 1080мм и высота -1640мм. Максимальная скорость перемещения 5,3км/ч. Гусеницы машины выполнены из сверхпрочных резиновых лент 380x2900 мм.

На минитракторе ОХЕН («Вол») установлен двухцилиндровый двига тель Vanguard мощностью 16 л.с. с крутящим моментом 33 Нм при об/мин. Его эксплутационная масса 500 кг. Рейсовая нагрузка при работе с прицепом составляет 1,5м3 древесины. Рабочая скорость движения 4 км/ч.

Длина машины без рычага 170см, ширина - 115см. Ширина гусеничной ленты 40см.

Аналогичные технические данные имею и другие мини - машины для трелёвки древесины. К недостаткам зарубежных трелёвочных минимашин (в частности, моделей «Железный конь», «Голиаф» и «Вол») относятся не совсем удачное исполнение ручки штанги и рычага управления, невысокая скорость движения по ледяному и снежному покрову, повышенная нагруз ка на переднюю часть при движении без груза, неудобное расположение точек смазки и большая масса прицепа.

Учитывая перечисленные недостатки в России АО «Рыбинские мото ры» совместно с НИИ транспортного машиностроения в конце прошлого века была создана отечественная минимашина. Компоновочное решение этой машина представлено на рис. 5.21. Отечественная машина выполнена с возможностью обеспечения управления ею как с земли, так и с удобного сидения (рис. 5.22).

Минимашина АО «Рыбинские моторы» имеют следующие техниче ские характеристики:

Эксплутационная масса машины, т..................................................... 0, Масса полезного груза, т:

на раме машине........................................................................................ 0, на полуприцепе......................................................................................... 0, Тяговое усилие на снегу плотностью 0,35 г/см3, кН............................ 3, Мощность двигателя, кВт........................................................................ Отбор мощности, кВт.............................................................................. 3, Скорость движения (вперёд-назад), км/ч:

при управлении с земли....................................................................1,0-5, при управлении с сидения..............................................................1,5-12, Габариты машины, мм:

длина с водилом вперёд/наверх.................................................. 3385/ ширина по кромкам гусениц................................................................ Дорожный просвет, мм........................................................................... Среднее давления на грунт с грузом на раме, кгс/см2......................... 1, Предельный угол подъёма, град........................................................... 25, Время работы двигателя на одной заправке, час................................. Тяговое усилие лебёдки, кН................................................................... 5, Таблица 5. Показатели работы гусеничной минимашины при заготовке древесины различными способами Среднее рас- Средний объём Производительность стояние под- пачки при на подтаскивании Способ заготовок таскивания, м подтаскива- сортиментов к во нии, м3 локу, м3/ч Комбинирован- 58 0,79 2, ный Разработка участ- 98 0,67 1, ка леса по частям с последующим подтаскиванием к волоку Разработка всего 123 0,51 1, участка с после дующим подтас киванием к волоку Для универсализации созданной минимашины предусматривается вы пуск шлейфа машин и орудий. В его состав включается полуприцепы для перевозки самой машины, сортиментов длиной до 6,0 м, различных грузов и модулей с оборудованием, в том числе манипуляторов, миниэкскаватора и т.п. Для агрегатирования минимашин с лесохозяйственными машинами и орудиями создана навесная система и гидропривод с выносным гидромо тором для привода рабочих органов.

Таблица 5. Показатели работы для различных категорий работающих на заготовке тонкомерного леса комбинированным способом Средний объ Среднее рас *Категор ра Доля пород, % Расход бен Производи стояние подтас тель-ность,м3/ч Средний Породы ём пачки,м диаметрсм ботающих кивания,м зина,л/м Сосна 0 Ель 80 13 0,76 92 0,43 0, Листва 20 Сосна 30 Ель 70 11 0,58 95 0,8 0, Листва 0 Сосна 100 Ель 0 - 0,81 61 0,22 0, Листва 0 Рис. 5.18 Малая универсальная машина минитрактор OXEH К первой категории относятся рабочие, привлекаемые к лесозаготов кам со своей техникой, вторая категория включает в себя рабочих, не имеющих собственной техники, а в третью категорию включены лесовла дельцы, выполняющие работы собственными силами.

Таблица 5. Показатели работы минимашины при изменении количества работающих на ней Распределение Dср,см Доля по Порода Qб,л/м П,м3/ч Vср,м затрат времени Lср,м род,% tпод tп-в tв-о Сосна 60 Ель 30 1 0,72 67 63 18 19 0,31 0, Листва 10 13, Сосна 10 Ель 80 15 0,87 97 59 27 14 0,49 0, Листва 10 Сосна 30 Ель 70 11 0,59 115 62 24 14 0,34 0, Листва 0 12, Здесь: K P – количество рабочих;

Dср – средний диаметр деревьев;

Vср – средний объём пачки;

Lср – среднее расстояние подтаскивания;

t в о о – вре мя валки и первичной обработки;

t под – время подтаскивания;

tп-в – время погрузки и выгрузки;

Qб – расход бензина;

П – производительность.

Таблица 5. Показатели работы минимашины при заготовке леса комбинирован ным (1) и раздельным (2) способами* Доля Распреде- Qб, П, Lсз, Dср, Vср Способ Порода пород, ление затрат % времени л/м3 м /ч См м м t в о t под t п в Сосна 80 1 Ель 20 12,5 0,79 58 72 14 14 0,30 0, Листва 0 Сосна 20 2 Ель 70 12 0,67 98 63 21 16 0,37 0, Листва 10 Рис. 5.19 Малая универсальная машина Combi Trac Рис. 5.20 Порядок проведения рубок с помощью малой универсальной машины:

1- рабочий, перемещаясь вдоль границы участка, заводит мини-машину в насаждения на глубину 20-40м и разворачивает её;

2- мини-машину ставят у намеченного дерева, рабочий с помощью бензопилы валит его и произво дит первичную обработку, используя в качестве опоры ролик стойки кони ка прицепа;

3 - мини-машину перемещают к следующему дереву и опера ция по п.2 повторяется;

4 - мини-машина подвозит пачку сортиментов к трелёвочному волоку, пригодному для движения форвардеру, сортименты с помощью ролика стойки выгружаются и укладываются в штабель Рис. 5.21 Компоновка малой универсальной машины: 1 -рама;

2 - дви гатель;

3 - клиноремённый вариатор;

4 - коробка передач;

5 -водило;

6 - фара ис катель;

7 - лебёдка;

8 - ограждение;

9 - откидное сидение;

10 - коник;

11 упоры;

12 - труба поперечная;

13 - ходовая часть;

14-воздухоочиститель;

a a б Рис. 5.22 Схема управления малой универсальной лесной машины: а - с земли, б - с сидение на раме 5.4 Сохранение почвенного плодородия при использовании колесных тракторов Известно, что колесные тракторы имеют основное преимущество пе ред гусеничными в том, что обладают значительно большими эксплуата ционными скоростями. Однако, как показали исследования [136] при их работе возникают существенные динамические нагрузки на почво-грунты лесосек, которые необходимо учитывать при разработке организационно технологических мероприятий по уменьшению экологического ущерба от лесосечных работ.

Рассмотрим динамическую систему воздействия колесного трактора на почву в рамках математической модели колебательного движения c тремя степенями свободы: вертикальными перемещениями z, продольно угловыми и поперечно-угловыми перемещениями кузова (рис. 5.23).

Суммарная сила тяжести трактора G и пачки Q приложена к центру тяже сти системы и направлена вдоль оси z, воздействуя через шины на почву.

Трактор на первом этапе исследований будем рассматривать с симметрич ной подвеской, причем все жесткости и вязкости имеют линейные харак теристики с коэффициентами жесткости тi и коэффициентами сопротив ления шин µi, i=1, 2, …, 2п=6.

Рис. 5.23. Схема динамической системы При наезде на микронеровность профиля дороги колеса трактора пе реместятся на величины уi, а центр тяжести – на величину z. Перемещения уi = f (t ) являются случайными функциями воздействия от профиля до роги к кузову трактора, причем запаздывания i определяются как:

l1 l i i =, (5.29) где: l1 – расстояние от центра тяжести трактора до оси переднего колеса;

li – то же расстояние до оси i-го колеса;

– скорость движения трактора.



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.