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 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |

«Санкт-Петербургское научно-техническое общество «Целлюлозно- бумажной и деревообрабатывающей промышленности» ТЕХНОЛОГИЯ И МАШИНЫ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ СОЗДАНО ...»

-- [ Страница 4 ] --

Рис. 3.34. Самоходная рубительная машина МРГС-5: 1 - трактор ТДТ 55А;

2 - щепопровод;

3 - лоток;

4 - рама;

5 - кожух;

6 - механизм подачи;

7 - транспортер загрузки сырья Pv N1 =, (3.92) где: Р – усилие резания на ножах диска, Н;

v – скорость резания, м/с;

– КПД механизма передачи (0,9…0,95).

vH Р = КК 1 К 3 ВН, (3.93) v где: К – удельное сопротивление резанию при рубке древесины на щепу, Н/мм2;

К1 – коэффициент одновременности участия ножей в процессе рубки древесины на щепу, зависит от количества ножей на диске маши ны;

К3 – коэффициент загрузки площади поперечного сечения патрона рубительной машины лесоматериалами, зависит от вида измельчаемого сырья (см. табл. 3.10);

В и Н – соответственно высота и ширина патрона рубительной машины, здесь в мм;

vH – скорость надвигания лесомате риалов, м/с.

D v =, (3.94) где: – угловая скорость вращения диска, с-1;

D0 – диаметр окружности резания, проходящий через середину длины лезвия ножей, м.

D0 = D l л, (3.95) где: D – диаметр диска, м;

lл – длина лезвия ножей рубительной машины, м.

F = К 3 ВН, (3.96) здесь В и Н в метрах.

Количество ножей Z на диске рассчитывается по формуле:

v D Z= H 0, (3.97) vh где: h – выпуск ножей относительно плоскости диска, м.

h = lщ (cos 1 cos 2 ), (3.98) где: lщ – длина щепы, м;

1 – угол наклона патрона рубительной машины в вертикальной плоскости, град;

2 – угол наклона патрона рубительной машины в горизонтальной плоскости, град.

mд v 2 v Н N 2 = K д, (3.99) 4 L где: – коэффициент снижения частоты вращения ротора двигателя при рубке (0,3…0,4);

Кд – коэффициент, учитывающий момент инерции вра щающегося ротора двигателя, муфты и т.д. (1,1…1,2);

тд – масса диска, кг;

L – путь надвигания (средняя длина измельчаемого лесоматериала, см. табл. 3.10), м.

тд 4600 D 2 H 0 (3.100) где: Н0 – толщина диска, м;

D – диаметр диска, м.

Мощность, расходуемая на выброс щепы по щепопроводу (в слу чае выброса щепы вверх) рассчитывается по формуле:

m г vд v Н N2 = L, (3.101) где: тг – масса измельчаемых порций лесоматериалов, находящихся на лопатках диска и в щепопроводе, кг (см. табл. 3.10);

vд – окружная ско рость вращения диска, м/с.

D vд =. (3.102) Помимо производства щепы (технологической или топливной) при переработке кроновой части дерева можно заготавливать ассимиляцион ный аппарат (хвою или листья), который служит ценным сырьем для производства витаминной муки – ценной кормовой добавки для скота, хлорофилло-каротиновой пасты и эфирных масел, которые используют в парфюмерии и фармацевтике, и пр. Для заготовки ассимиляционного ап парата в условиях лесосеки используются передвижные хвоеотделители.

Древесная зелень поставляется на переработку предприятиям как целы ми ветвями, так и в измельченном виде, ее характерной особенностью является то, что она имеет ограниченный срок хранения, не измельчен ное сырье: при отрицательной температуре 20 суток, при плюсовой 7 су ток;

а измельченного сырья соответственно 10 суток и двое суток.

Таблица 3. Основные показатели для расчета рубительных машин по видам измель чаемого сырья Вид сырья тг, кг L, м К Ветки 0,1 30 1, Вершинник 0,15 40 2, Мелкие деревья 0,2 50 4, Расколотая древесина 0,25 80 1, Горбыль, рейки 0,2 70 5, Круглые лесоматериалы 0,35 100 1, 3.9. Выбор системы машин Рациональный выбор системы машин для эффективного проведе ния лесосечных работ зависит, прежде всего, от принятого технологиче ского процесса, а также от финансовых возможностей предприятия.

Под системой машин понимается совокупность машин и оборудо вания различного функционального назначения, взаимоувязанных по техническим и технологическим параметрам и предназначенных для по следовательного выполнения технологического процесса лесосечных ра бот. Одной из наиболее эффективных форм организации работы систем машин являются комплексы (комплекты).

Комплекс (комплект) формируется для эффективного функциони рования системы машин в конкретных природно-производственных ус ловиях и характеризуется количеством машин каждого типа, последова тельностью их расстановки, а также наличием и типом технологических связей между ними.

В настоящее время отечественные и зарубежные производители предлагают лесозаготовительным предприятиям широкий спектр машин и механизмов для лесосечных работ. К основным требованиям, предъяв ляемым к указанной технике, можно отнести: соответствие параметров и конструкции машины назначению и условиям применения;

обеспечение минимальной энергоемкости процессов выполнения технологических операций;

обеспечение минимальных нагрузок, воспринимаемых маши ной и технологическим оборудованием;

минимальные масса и габарит ные размеры конструкции;

простота устройства, прочность и надежность конструкции;

унификация и универсальность машин;

износостойкость рабочих органов;

минимальные затраты на обслуживание и ремонт.

При формировании систем машин их основные показатели и пара метры определяются природно-производственными условиями, к кото рым относятся: производственная программа участка, средний размер лесосек и степень их концентрации (расстояние между ними), рельеф ме стности, крупномерность и породный состав древостоя, наличие жизне способного подроста, почвенно-грунтовые условия, вид рубок. В свою очередь все эти факторы по отношению к системе машин могут быть от несены к внутренним и внешним. Внутренние факторы определяются конкретной структурной схемой и организацией ее использования.

Внешние факторы обусловлены действием окружающей среды.

К параметрам машин, определяющим структуру и размерность системы относятся мощность двигателя, грузоподъемность машины, тя говое усилие, давление на грунт, диапазоны рабочих и холостых скоро стей, радиус поворота машины, ширина машины, максимальный вылет, грузоподъемность и угол поворота манипулятора, максимальный диа метр обрабатываемого дерева, углы устойчивости машины, продолжи тельность цикла обработки одного дерева (пачки) и т.д.

Основными параметрами условий применения системы машин яв ляются породный состав деревьев, средний объем хлыста в насаждении, распределение деревьев по объему (или диаметру), средняя высота и распределение высот деревьев, количество деревьев на га, запас леса на га, уклон лесосеки, несущая способность грунта, наличие на лесосеке подроста, камней, ветровальной древесины и т.д. Помимо этого, сюда относятся температурные условия, осадки, направление и сила ветра.

Факторами, обусловленными технологическими и эксплуатацион ными показателями, являются: вид рубки деревьев, применяемые техно логические схемы разработки лесосек, требуемая производительность.

Видом рубки определяются способы выполнения технологических опе раций, их очередность и задаваемые ограничения, а, следовательно, и тип машины.

В зависимости от природно-производственных условий примене ния системы и вида рубки отдельные из перечисленных факторов будут наиболее важными, а целый ряд может иметь при этом второстепенное значение. Для лесосечных работ наиболее важными факторами являются таксационные характеристики насаждений, почвенно-грунтовые усло вия, рельеф местности, требования к сохранению подроста, технология работ, способ рубки. Для лесотранспортных работ - объем производства, концентрация лесосечного фонда, расстояние вывозки, рельеф местно сти, почвенно-грунтовые условия.

При формировании систем машин необходимо увязать между со бой набор машин для последовательного выполнения всех технологиче ских операций лесозаготовительного процесса. При этом должны быть согласованы количество операций, выполняемое каждой машиной, тех нические, технологические, эксплуатационные и энергетические показа тели и параметры машин. Иначе говоря, каждая предыдущая машина должна создавать оптимальные условия для работы всех последующих машин или всего комплекса машин, принимающих участие в производ ственном процессе лесосечных работ.

Желательно, чтобы все машины и механизмы, входящие в систему, имели одинаковую или кратную расчетную производительность.

В большинстве случаев это выдержать не удается. При существен ном различии расчетных производительностей машин и механизмов, входящих в систему, коэффициент использования наиболее производи тельных из них оказывается весьма низким. В этом случае компоновку системы можно производить методом максимально возможного вырав нивания производительности машин по операциям.

При этом необходимо стремиться к максимальной загрузке наибо лее дорогостоящих машин.

Можно выделить следующие принципы формирования систем ле сосечных машин:

- упрощение структуры системы, т.е. формирование системы из мини мального числа типов машин;

- обеспечение надежности функционирования системы путем форми рования звеньев из нескольких машин и выбора схемы взаимодейст вия, обеспечивающей работу машин одного типа при простое смеж ных машин второго типа;

- обеспечение кратной производительности машин в системе и их эф фективное применение при учете различного рода связей;

- обеспечение полной загрузки каждой машины, входящей в систему;

- однотипность (по возможности) базового шасси, это принцип должен распространяться на все виды смежных работ и смежные системы, иначе говоря, однотипное базовое шасси желательно использовать не только для лесосечных машин, но и для машин, предназначенных для строительства и содержания лесовозных дорог и других операций, выполняемых в лесу.

Например, для разработки небольших разрозненных лесосек со средним объемом хлыста до 0,4 м3, при отсутствии предварительного ле совозобновления может быть рекомендована следующая система машин:

ВТМ (ЛП-17)+МОС (ЛП-30Г)+ погрузчик ПЛ-1В, все эти машины соз даны на базе трактора ТДТ-55А, производства Онежского тракторного завода. При увеличении среднего объема хлыста, более 0,4 м3, и прочих равных условиях, в систему будут входить: ВТМ (ЛП-49)+МОС (ЛП 33)+ погрузчик ЛТ-65Б, созданные на базе трактора ТТ-4М, производст ва Алтайского тракторного завода.

Упрощение структурного построения комплекса необходимо в свя зи с тем, что условия лесосеки в большинстве своем ограничивают мно гоэлементное использование комплекса. Структура и количество элемен тов в большой степени зависят от размеров лесосек и запаса леса на них, т.е. для условий Сибири комплексы будут одни, а, например, для Евро пейской части страны - другие.

При формировании систем из числа существующих машин требу ется в зависимости от природно-производственных условий определить наиболее целесообразные марки машин, схему их комплектования и их количество.

Основными параметрами системы, которые необходимо опреде лить, являются: число машин каждого типа, расстояние трелевки, объем межоперационных запасов, технологическая схема разработки лесосеки и режим работы машин.

Для мастерского участка также определяются число систем машин, необходимых для выполнения производственной программы, состав ма шин и механизмов для технического обслуживания и ремонта.

Системы лесосечных машин для конкретных природно производственных условий формируются в следующей последователь ности:

а) исходя из ограничений по крупномерности древостоя, породному со ставу, рельефу, почвенно-грунтовым условиям, виду рубки и наличию подроста, подлежащего сохранению, выбираются лесосечные маши ны, обеспечивающие освоение лесного, массива с заданными харак теристиками. При наличии альтернативных вариантов выбираются машины, обеспечивающие наилучшие технико-экономические пока затели работы.

б) из выбранных машин формируются системы, и определяется число машин каждого типа. При этом в качестве ограничительного фактора для определения максимально возможного числа машин одного функционального назначения служит площадь лесосеки, на которой планируется применение системы. Затем определяют значение управ ляемых параметров (расстояние трелевки, объемы межоперационных запасов, сменность работы машин), обеспечивающих максимальную производительность каждой машины и согласованность по произво дительности машин, выполняющих смежные операций технологиче ского процесса.

При определении количества машин применительно к конкретным условиям одна из технологических операций принимается за базовую, а машина, выполняющая эту операцию, становится основной в системе. К основным машинам подбираются вспомогательные. Основными маши нами могут быть ВПМ, ВТМ, трелевочные, МОС, ВСРМ и др.

Основными оценочными параметрами технологического процесса могут быть объем заготавливаемого леса, м3;

продолжительность заго товки;

производительность, м3/ч, м3/смена;

удельная трудоемкость чел дн/м3;

удельный расход топлива, кг/м3 приведенные затраты, р/м3.

Помимо перечисленных оценочных показателей формируемых систем машин, немаловажным является надежность функционирования как всей системы в целом, так и каждой конкретной машины в отдельно сти. Здесь при выборе конкретных марок машин следует учитывать га рантийные обязательства, которые берут на себя производитель и по ставщик техники, мнения производственников уже сталкивавшихся с данными моделями, стоимость технического обслуживания и ремонта, приспособленность имеющихся по близости мастерских к обслуживанию и ремонту конкретной техники.

Повысить надежность системы машин при ее формировании и экс плуатации можно путем:

а) повышения культуры и эффективности обслуживания и ремонта тех ники, что включает в себя ряд общеизвестных мероприятий: повыше ние квалификации обслуживающего персонала;

строгое соблюдение рекомендаций инструкции по эксплуатации машины;

обеспечение нормальных режимов работы машины;

оптимизация режимов и пе риодичности технического обслуживания;

совершенствование систе мы проведения технического обслуживания и ремонта машин;

прове дение диагностики.

б) введения избыточности, которая может быть структурной, функцио нальной и временной. При этом:

- структурная избыточность достигается введением дополнительных элементов;

- функциональная избыточность лесосечных машин вызвана особенно стями отдельных машин, включаемых в комплекс на правах элемен тов. При отказе отдельных элементов, системы, имеющие в своем со ставе многооперационные машины, иногда в состоянии продолжать работу;

- временная избыточность лесосечных систем обусловлена наличием резерва времени между отдельными фазами процесса, возникающего при функционировании системы. Наличие резерва времени позволяет производить восстановление работоспособности элементов, не сни жая эффективности функционирования системы. Источниками воз никновения временного резерва лесосечных машин являются нали чие межоперационных запасов между отдельными фазами процесса;

несоответствие производительности отдельных фаз системы.

Наиболее перспективным представляется использование естест венной избыточности (временная и функциональная), не требующей при введении значительных затрат.

Контрольные вопросы:

1. Что такое трелевка? Какие машины и механизмы используются на этой операции.

2. Как классифицируются лесозаготовительные машины.

3. Как классифицируются трелевочные тракторы.

4. Для чего выполняется очистка лесосек.

5. Перечислите основные способы очистки лесосек.

6. В каких случаях на трелевке используются канатные установки?

4. КОНСТРУКТИВНЫЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЗАРУБЕЖНЫХ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ МАШИН В настоящее время парк лесосечных машин отечественного лесно го комплекса в значительной мере постоянно обновляется за счет посту плений зарубежной техники. По своим функциональным качествам, про ходимости, безопасности и экологичности данные машины обладают по вышенной приспособляемостью к выполнению лесозаготовительных ра бот. Практически все они имеют высокую производительность, надеж ность, низкие эксплуатационные расходы, хороший дизайн, комфортость и эргономичность рабочего места оператора. Все модели поступаемых машин легко адаптируется к российским условиям, однако отличитель ной чертой зарубежной техники является ее высокая стоимость по срав нению с отечественной.

Сортиментная заготовка леса производится в основном колесными харвестерными и форвардерными машинами (КХМ и КФМ). Хлыстовая – колесными и гусеничными харвестерными машинами (ГХМ) и треле вочными колесными машинами (КТМ).

Различные типы машин применяются для выполнения сплошных и промежуточных рубок. Компоновочные схемы основных их типов пред ставлены на рисунке 4.1[32].

Рис. 4.1 – Компоновочные схемы основных типов лесозаготовительных машин а и б – трелевочные машины (скиддеры) с колесной схемой 4К4, тросо-чокерной ос насткой (а) и грейферным захватом (б);

в и г – погрузочно-транспортные машины (форвардеры) с колесными схемами 6К6 (в) и 8К8 (г);

д и е – колесные валочно раскряжевочные машины (харвестеры) со схемами 4К4 (д) и 6К6 (е);

ж и з – гусе ничные валочно-раскря-жевочные машины (харвестеры) с неизменяющимся (ж) и с изменяющимся (з) горизонтальным уровнем платформы и нулевым выступом хво стовой части;

и, к и л – гусеничные валочно-пакетирующие машины с неизменяю щимся (и, к) и с изменяющимся (л) горизонтальным уровнем платформы и нулевым выступом хвостовой части (и, л);

м –узкозахватные машины фронтального типа.

Производством лесозаготовительных машин занимаются свыше 30-ти фирм Западной Европы и Северной Америки. Из них по количеству но мен-клатуры выпускаемых машин выделяются компании John Deere, Logset, Ponsse, Rottne, Tigercat, Timber Pro и Valmet. Лидирующее поло жение занимает John Deere (бывшая Timberjaek). Каждая 4-я машина парка лесозаготовительной техники за рубежом выпущена этой компа нией.

В модельном ряде машины отличаются не только параметрически, но во многих случаях и компоновочными решениями. В целом внешняя компоновка машин имеет кубическое построение с доминирующим воз вышением кабины оператора. Моделям каждой фирмы присущ свой ха рактерный облик и свой фирменный цвет. Проработка внешних форм выполнена как с дизайнерских позиций, так и прочностных. Элементы моторного капота и кабины у большинства моделей выполнены с ис пользованием овальных поверхностей. Особо следует отметить внешний дизайн моделей КХМ и КФМ компании Ponsse и последних моделей John Deere, которые характеризуется плавными линиями внешнего вида.

4.1. Колесные лесозаготовительные машины 4.1.1. Общая характеристика колесных машин Зарубежный парк лесозаготовительной техники в большинстве со стоит из колесных машин. По сравнению с гусеничными они имеют сле дующие преимущества:

• дешевле в изготовлении и более низкие эксплуатационные расхо ды;

• широкий диапазон рабочих и транспортных скоростей движения;

• щадящее воздействие на лесную среду;

• меньшая металлоемкость;

• самостоятельное перемещение по дорогам общего назначения.

Данная техника является внедорожными полноприводными маши нами с колесными схемами 4К4, 6К6 и 8К8 (рис. 4.1). В общем виде они представляют собой двухмодульную компоновку с шарнирно сочленен ной рамой. Модули имеют энергетическое и технологическое назначе ние. Исключение составляет узкозахватная валочно-пакетирующая ма шина фронтального типа.

Энергетические установки. В качестве энергетических установок используются 4-х и 6-и цилиндровые дизельные двигатели с турбонад дувом. Применяется модели с мощностным диапазоном 70,0…230,0 кВт и частотой вращения вала 1900…2500 мин-1. Основными производите лями двигателей являются компании John Deere, Caterpillar, Cummins, Mercedes-Benz, SISU, Perkins, IVEKO. На машинах John Deere и Caterpillar применяются двигатели собственного производства. На всех машинах компании Ponsse используются двигатели компании Mercedes Benz, а на машинах Logset – компании Perkins. Большое распространение имеют двигатели компании Cummins. Они установлены на машинах компании Tigercat, Ranger, Trее Farmer и др. Компании Valmet, Sampo и Logman предпочитают устанавливать двигатели SISU.

На 170-ти моделях лесных машин применяется около 60-и различ ных моделей двигателей 13-ти компаний. Большой выбор моделей дви гателей позволяет каждой машине иметь энергетическую установку, обеспечиващую- реализацию потенциальных возможностей при выпол нении производственных процессов.

Диапазон крутящего момента двигателей составляет 400… Нм, который они развивают при частоте вращения коленчатого вала 1200…1900 мин-1. Наибольший крутящий момент имеют 6-ти цилиндро вые двигатели компаний SISU и John Deere, устанавливаемые на КХМ.

Коэффициент запаса двигателей по крутящему моменту лежит в диапа зоне 1,20…1,52. Максимальные значения имеют двигатели John Deere, Caterpillar и Cummins. Повышенный крутящий момент обеспечивает:

• на КТМ подъем тяжелых пачек древесины, быстрое трогание с места, а также перемещение в сложных условиях местности;

• на КХМ одновременное включение моторов протяжки харвестер ной головки и использование функции манипулятора;

• на КФМ одновременное перемещение машины с использованием работы манипулятора.

Кроме того, повышенный крутящий момент позволяет либо сокра тить количество передач, либо при том же количестве передач умень шить частоту переключений при выполнении КТМ технологического процесса.

Трансмиссии. В лесных колесных машин трансмиссии представ лены следующими типами: механическая, механико-гидродинамическая и механико-гидростатическая. Первые два типа применяются на КТМ.

Третий – на харвестерных и форвардерных машинах. Выбор типа транс миссии обусловлен назначением машины, природно-производственными условиями (ППУ) и лесоводственно-экологическими требованиями.

Для реализации высоких тяговых усилий и поддержания необхо димых скоростных режимов в условиях хорошо несущих почво-грунтов, на которых колесные машины передвигаются с низкой степенью буксо вания, и при коротком и среднем расстоянии трелевки применяют КТМ с классической механической трансмиссией и возможностью переключе ния передач под нагрузкой. Данный тип трансмиссии обладает наимень шими потерями мощности, обеспечивая тем самым работу КТМ в рас сматриваемых условиях с лучшими значениями технико-экономических показателей, чем машины с механико-гидродинамическими трансмис сиями. На трелевочных машинах устанавливаются многоступенчатые коробки передач (КП), что позволяет при движении по часто изменяю щейся пересеченной местности с пачкой леса большого объема выбрать необходимую передачу, обеспечивающую реализацию потенциальных возможностей двигателя в рациональные тягово-скоростные режимы движения машины. Так, на моделях КТМ компании John Deere устанав ливается КП со сближенными передаточными числами и, состоящая из 8-ми передач переднего хода и 7-ми –заднего.

В сложных условиях работы на почво-грунтах с низкой несущей способностью и крутых склонах, где движение КТМ должно быть с ми нимальным буксованием, обеспечено его плавное трогание и бесступен чатое изменение тягового усилия, наибольшую эффективность имеют механико-гидродина-мические трансмиссии. При использовании данной трансмиссии временные и энергетические затраты, связанные с буксова нием, имеют минимальные значения. Она хорошо поддерживает рацио нальные нагрузочно-скоростные режимы при трелевке леса на большие расстояния. Отсутствие буксования благоприятно сказывается на сохра нении почвенного покрова. В данных трансмиссиях устанавливают гид ротрансформаторы обычно с 4-х скоростной КП с изменением передач на ходу. Она хорошо согласует мощность, развиваемую двигателем, с величиной нагрузки и состоянием почвенно-грунтовых условий.

Механико-гидростатическая трансмиссия обеспечивает бесступен чатую регулировку тягового усилия машины и мягкую реакцию на пре пятствия, возникающие при движении в условиях лесосеки. Эти возмож ности трансмиссии в полной мере удовлетворяют технологические, ле соводственные, экологические и эргономические требования, связанные с перемещением машины по вырубке. Современные модели харвестер ных и форвардерных машин почти все выпускаются с данным типом трансмиссии. Механическую часть трансмиссии обычно представляют двухдиапазонные КП, обеспечивающие нагрузочно-скоростные режимы внедорожного и дорожного движения машин.

Наиболее совершенной является бесступенчатая гидростатическая трансмиссия. Такую трансмиссию имеют КТМ серии С компании Tiger cat. С помощью электронного управления и возможности гидростатики происходит автоматическое изменение оборотов двигателя и плавное изменение скорости вращения колес. При движении машины колеса удерживают скорость, заданную педалью управления гидростатическим приводом, независимо от требующегося для трелевки тягового усилия.

При достижении максимальной мощности скорость сбрасывается авто матически. Устойчивое и постоянное тяговое усилие позволяет машине работать с минимальной пробуксовкой колес. В результате уменьшается вредное воздействие на почвенный покров, увеличивается срок службы шин, уменьшается нагрузка на механизм привода, экономится топливо и повышается производительность, особенно при работе на крутых скло нах и мягких почво-грунтах.

Колесная схема. Машины с простыми одноосными мостами име ют колесную схему 4К4. На машинах со схемой 6К6 установлен один та кой мост, а второй – с балансирной тандемной тележкой. На 8-ми колес ных машинах оба моста выставлены на тандемные тележки. У большин ства моделей машин планетарный редуктор расположен внутри колеса. У всех типов машин мосты имеют дифференциалы с гидравлической бло кировкой, включаемой на ходу. Привод заднего моста у харвестерных и форвардерных машин отключается при движении на повышенном скоро стном режиме.

Природно-производственные условия работы лесных машин ха рактеризуются большой изменчивостью макро- и микрорельефа, много численностью единичных пороговых препятствий в виде пней, валунов канав и т.п., распространенностью почво-грунтов с низкой несущей спо собностью, ранимостью почвенного покрова, а также корневой системы не подлежащих рубке деревьев. Данная сложность условий диктует по вышенные требования к проходимости и устойчивости движения машин и минимизации воздействия на лесную среду.

Шарнирное соединение. Шарнирное соединение технологическо го и энергетического модулей играет важную роль в обеспечении прохо димости и устойчивости машин.

Вертикальный шарнир служит для поворота машины за счет скла дывания рамы. Для этого используется поворотный механизм, состоя щий из двух гидроцилиндров. Благодаря этому колеса заднего моста меньше “срезают” повороты. В зависимости от типа машин угол поворо та составляет обычно ± 40…45. Управление поворотом осуществляется на КТМ с помощью рулевого колеса, на КХМ и КФМ – ручного манипу лятора типа “джойстик”.

Горизонтальный шарнир обеспечивает поперечную устойчивость машин, которая является одной из важнейших составляющих их прохо димости. Для постоянного контакта всех колес с поверхностью движения на КТМ John Deere и Caterpillar роль горизонтального шарнира выполня ет передний качающийся мост. Угол его наклона составляет ±15. Данное конструктивное решение повышает работоспособность КТМ на местно сти с часто меняющимся рельефом и создает более благоприятные усло вия работы оператора.

Подвески колес. Применяются для сглаживания влияния неровно стей местности с целью придания КХМ и КФМ более устойчивого и плавного движения, а также снижения давления на почву.

Рис. 4.2 - Приспособляемость балансирной тандемной тележки к прохо ждению сложных неровностей Наибольшее распространение имеет балансирная подвеска колес с помощью тандемных тележек. Данные тележки устанавливаются на ма шинах с колесной схемой 6К6 и 8К8. В большинстве случаев на тандем ных тележках крутящий момент сбалансирован между передними и зад ними колесами на каждой оси, обеспечивая тем самым рациональное распределение нагрузки по опорной поверхности. Это дает возможность достичь существенных тяговых усилий. Приспособляемость балансир ной тандемной тележки к прохождению сложных неровностей представ лена на рисунке 4.2.

КХМ компаний Caterpillar и ЕСО LOG, харвестер Н-8 фирмы Rottne оборудованы ходовой системой с независимой маятниковой под веской каждого колеса и каждой балансирной тележки с гидравлическим управлением. Данная подвеска обеспечивает высокую проходимость в условиях сложного рельефа. Система стабилизации сохраняет постоян ную ширину машины независимо от ее наклона. Наряду с выравнивани ем машины как в продольной плоскости, так и в поперечной большой маятниковый ход может создавать высокий дорожный просвет до 115 см для преодоления единичных препятствий. Кроме того, маятниковая под веска дает возможность компенсировать опрокидывающий момент при работе машины на полном вылете стрелы или на склоне.

Проем дорожного просвета машин увеличивают за счет располо жения конечных передач внутри обода колеса, портальной конструкции тандемных тележек и колес большого диаметра. Клиренс у всех типов машин колеблется от 500 до 700 мм. Все эти качества и гладкая броня днища без раскосов (рис. 4.2) снижают вероятность столкновения с еди ничными препятствиями (пнями, скальными выходами и т.п.), повышая тем самым проходимость машины и обеспечивая ей уменьшение потреб ности в маневрировании.

Рабочие и вспомогательные тормоза. На всех типах машин ра бочие и вспомогательные тормоза установлены в ободе колес. Все типы тормозов являются многодисковыми саморегулирующимися и включа ются автоматически после прекращения нажатия на педаль акселератора.

Тормоза работают в герметичной масляной ванне, охлаждаются маслом и приводятся в действие гидравлически. Они идентичны на обоих мос тах. Стояночные и аварийные тормоза также автоматические и много дисковые в масляной ванне, приводятся в действие пружинами и отклю чаются гидравлически. На КТМ компании Caterpillar эти тормоза меха нические колодочного типа.

Рабочие гидросистемы машин. В рабочих гидросистемах исполь зуются аксиально-поршневые насосы переменной производительности, чувствительные к нагрузке распределители и оптимизированные гидрав лические магистрали. Системы управления обычно имеют единый гид равлический контур. Однако на ряде КХМ применяются отдельные кон туры для харвестерной головки и гидроманипулятора. Гидросистемы машин имеют компьютеризованное управление.

Для очистки масла применяются фильтры с высокой пропускной способностью и фильтрацией частиц до 10 микрон, а его охлаждение производится через принудительную циркуляцию. Благодаря этому обеспечивается наивысшая чистота масла и сохраняется его оптимальная температура при любых условиях.

Рабочее давление гидравлической системы у КТМ равно 20,7 МПа.

На КФМ диапазон данного давления составляет 18,5…24,0 МПа, а на КХМ - 20,0…25,0 МПа. На харвестере 1270D компании John Deere уста навлена гидросистема с двойным рабочим давлением 24,0/28,0 МПа. Она создает увеличенный поток масла для повышения скорости выполнения операций. Это обеспечивает высокую производительность в ситуациях, когда в короткий промежуток времени требуется повышенная мощность.

Например, при пилении или в начале протяжки ствола. Высокое давле ние создает большую мощность для процесса протяжки, помогает избе жать расщепления ствола и пробуксовки, что прямым образом влияет на качество продукции.

В качестве рабочей жидкости гидросистемы многие производители рекомендуют применять биологически разлагающиеся масла и предла гают устанавливать вакуумный насос, предотвращающий утечку масла в почву при разрыве трубопроводов.

Шины. Применяемые на лесных машинах шины отличаются большим разнообразием. Это специальные лесные шины компаний Nokian, Trellеborg, Goodyear и др. Для уменьшения давления на почво грунт они изготавливаются большого диаметра и ширины, а для повы шения прочности армируются кордом и стальной проволокой. Лесные шины обычно имеют ширину 600…750 мм. Характерный рисунок про тектора лесных шин позволяет им увеличить силу тяги, хорошо само очищаться и минимально воздействовать на почвенный покров. Рисунок протектора бывает двух типов. Шины с высокими и редкими грунтоза цепами рекомендуются для работы на скользких и переувлажненных почво-грунтах, когда требуется большое тяговое усилие. Однако шины с таким протектором дают более сильное повреждение почвы. Шины с насыщенным рисунком протектора по своему воздействию на лесную среду работают обычно в щадящем режиме. Их рекомендуется приме нять на почво-грунтах с хорошей проходимостью.

Для увеличения проходимости и тягово-сцепных качеств машин в резко меняющихся лесных условиях применяют цепи противоскольже ния (рис. 4.2) и колесные гусеницы. Их выбирают с учетом состояния поверхности движения, конструкции машины и режимов движения. Ос новными производителями данной продукции являются компании Gunnebo, BABAC, Olofsfors. Тяговое усилие КТМ с цепями противо скольжения увеличивается на 17…22 %. Гусеницы устанавливаются на колеса тандемных тележек. Их применение является эффективным сред ством снижения нормального давления машины на почво-грунт (в 1,5…2,5 раза). В то же время следует отметить, что сопротивление дви жению машины без гусеничных цепей и цепей противоскольжения зна чительно ниже.

Информационная система. В стандартную комплектацию маши ны входят бортовой компьютер с запоминающим устройством, цветным монитором и принтером, а также средства передачи данных посредством мобильной связи. Информационная система состоит из системы управ ления самой машины и системы управления заготовкой древесины. В первую систему входят элементы для управления состоянием и функ циями агрегатов и механизмов. Элементы второй системы делают маши ну звеном лесозаготовительного процесса.

Система управления машиной дает возможность контролировать и регулировать распределение мощности, функции манипулятора и харве стерной головки. Она помогает оператору в соответствии со своими на выкам выбрать рациональную скорость движения машины, параметры работы манипулятора и пилы, сообщает о неисправностях и о техниче ском состоянии машины.

Система управления заготовкой древесины обеспечивает обмер древесины измерительными приборами в ходе рубки и получения с де лянки нужных сортиментов в необходимом соотношении. При этом управляющие воздействия могут осуществляться на основании постоян ного обмена данными между машиной и офисом предприятия. Развитие технологии передачи данных создали предпосылки для более плотного включения машин в информационную систему лесосырьевого снабже ния.

Эргономические показатели. Кабины последних поколений ма шин спроектированы с максимальными удобствами для работы операто ра Разработчики удачно сумели совместить функциональность и ком форт рабочей среды. Дизайн салона рассчитан на операторов разного роста и обеспечивает комфорт на протяжении всего рабочего дня. Все кабины просторны, с хорошей освещенностью рабочего места. Тониро ванные противоударные стекла окон большой площади обеспечивают круговой обзор рабочей зоны. Звукоизоляция ограничивает уровень шу ма во время работы машины до 70 дБ, что соответствует стандарту ISO.

Отличная герметизация позволяет успешно применять климатические установки, которые поддерживают на заданном уровне обогрев и конди ционирование воздуха. Все кабины установлены на амортизаторах, кото рые обеспечивают низкий уровень вибрации.

Компоновка кабины выполнена с учетом выбора наилучшей пози ции расположения оператора, как при выполнении технологических опе раций, так и при движении машины. На пневноподвеске установлено удобное, полностью регулируемое кресло оператора с электроподогре вом. Основные органы управления вмонтированы в подлокотники кресла и являются как бы продолжением рук оператора.

Безопасность большинства моделей машин отвечает всем стандар там лесных машин и прошли тесты на конструкцию защиты операторов (ROPS, FOPS, OPS). Кабины трелевочных тракторов, кроме того, имеют защитные ограждения. В качестве примера на рисунке 4.3 представлены условия работы оператора КХМ 770 D компании John Deere.

Эргономике технического обслуживания и ремонта уделено боль шое внимание в конструкции. Модульная конструкция механизмов и аг регатов ускоряет процесс ремонта. При этом снятие отдельных узлов производится без демонтажа соседних компонентов. Все точки ежеднев ного обслуживания имеют легкий и безопасный доступ. Для обслужива ния капот двигателя сдвигается, кабина с помощью гидропривода под нимается и наклоняется в сторону. Обслуживаемые агрегаты и механиз мы хорошо освещены. Аккумуляторные батареи обычно установлены в одном из бортовых отсеков на легко выдвигаемом столе. Легко откры ваемые бортовые отсеки с выдвигаемыми столами являются удобным хранилищем для запасных частей и тяжелой оснастки.

Рис. 4.3 Условия работы оператора колесной харвестерной машины D компании John Deere 4.1.2. Колесные харвестерные машины Современная сортиментная заготовка леса проводится с широким применением колесных харвестерных машин (КХМ). Это многофунк циональные лесные комбайны, которые предназначены для валки де ревьев, очистки их от сучьев, раскряжевки хлыстов на сортименты с од новременным измерением их объёма, сортировкой и укладкой в пачки.

Все модели КХМ имеют двухмодульную компоновку. Энергетический и технологический модули шарнирно соединены между собой. Характер ная компоновка современных КХМ представлена на рис. 4.4. На энерге тическом модуле установлена моторная установка машины, а на техно логическом модуле – гидроманипулятор с подвешенной харвестерной головкой. На технологический модуль приходится 51,0…65,0% всей массы КХМ. Это положительно влияет на устойчивость машин, следова тельно, на повышение производительности. Сейчас выпускаются более 60 моделей КХМ. Передовые фирмы изготавливают одновременно в ос новном по три или четыре модели.

Рис. 4.4 Харвестер Н-14 компании Rottne для выборочных и сплошных рубок Шасси: 6К6;

шарнирно-сочлененная рама;

дизель – 168 кВт;

гидрообъемная транс миссия;

тяговое усилие 170 кН;

скорость движения 0…25 км/ч;

габариты машины, мм: длина –12000, ширина – 2890, высота –4000;

клиренс – 525 мм;

масса – 15990 кг;

максимальный диаметр спиливаемого дерева – 600 мм, гидроманипулятор: подъем ный момент – 150 кНм, вылет стрелы 12,0 м.

Таблица 4. Классификация колесных харвестерных машин Значение макс. диаметр спиливаемого дерева, см Класс машин Производитель и модель маши масса, мощ ны ность, кг кВт Ponsse Beaver;

John Deere 770D;

Rottne: H-8;

1- Легкий – для до 13000 до 130 до 450 Tigercat H-09;

Sampo: 1046, 1066;

Logman:

прореживания 801, 81 1H;

Valtra: F-Line;

Lannen: 860 Forest;

Prosilva: 810, 910 и др.

Ponsse Ergo;

John Deere 1070D;

Caterpillar 2- Средний – для 13000… 110… до 600 550;

Valmet: 901. 3, 91 1.1;

Logset 6H;

Silva выборочной и 16000 150 tek 886TH;

Rottne Н14;

ECO LOG: 550;

Ti сплошной рубки gercat H-16;

Cremo HPV;

PIKA 956;

HSM 208F-26,5", 904F-26,5" и др.

John Deere: 1270D, 1470D;

Caterpillar: 570, 3- Тяжелый – для свыше свыше до 800 580;

Valmet: 91 1.3, 921. 1, 941;

Logset 8H;

сплошной рубки 16000 150 896TH;

H-20;

Silvatek Rottne ECO LOG:560B, 570B, 580B;

TirnberPro TB-620E;

Martimex LKT-120T-H и др.

Классификация КХМ по массе, мощности двигателя и диаметру спиливаемого дерева приведена в таблице 4.1. Наибольшее количество моделей по своим параметрам относится ко 2-ой группе (40,4%). Это универсальный класс средних КХМ для выполнения выборочных и сплошных рубок со средним объемом ствола. Наиболее представитель ными в данной группе являются модели Ergo компании Ponsse, 901. компании Valmet, 1070D компании John Deere и Н-14 компании Rottne.

Большинство моделей в этом классе имеют повышенную устойчивость и маневренность. Они могут работать в насаждениях с различной сложно стью рельефа.

1-ую группу составляют легкие компактные харвестерные машины (31,9%) для проведения практически всех видов рубок ухода, кроме ос ветления. Ярким представителем этой группы являются модели H-8 ком пании Rottne и 770D компании John Deere. Имея небольшие размеры, данные машины обладают хорошей габаритной проходимостью и повы шенной маневренностью в условиях густых насаждений.

3-ю группу представляют тяжелые КХМ. Их доля составляет 27,7%. Основное предназначение данных машин является выполнение рубок главного пользования в крупномерных древостоях. Они также мо гут использоваться в среднемерных древостоях, но эффект их примене ния будет значительно ниже. Наибольший эффект от машин этой группы достигается при крупномасштабных заготовках леса. В этой группе осо бо выделяются модели H-20 компании Rottne, 1470D компании John Deere и TB-620E компании TirnberPro.Технические характеристики со временных моделей КХМ представлены в таблице 4.2.

Большинство машин имеет колесную схему 6К6. Таких моделей КХМ 60,9%. Со схемой 4К4 их 26,1 % и 8К8 –13,0 %. Мощностной диа пазон машин данного типа составляет 85…205 кВт. Однако, основное количество машин (70,0 %) имеют двигатели мощностью 125…190 кВт.

Масса всех КХМ представлена широким интервалом от 7,0 до 23,5 т. В то же время масса основного количества машин расположена в диапазо не 14,0…21,0 т. Большая масса обеспечивает им надежную устойчивость при валке. Номинальная мощность двигателей, устанавливаемых на КХМ, выше, чем на колесных трелевочных и форвардерных машинах, соответственно в 1,3…1,6 и 1,1…1,4 раза. Это объясняется повышенной энергоемкостью операций, необходимостью одновременного их выпол нения и обеспечения высокого качества обработки древесины. Обычно устанавливаются высокомоментные двигатели, позволяющие одновре менно выполнять обрезку сучьев и перемещать дерево.

КХМ представлены широким диапазоном максимальных тяговых усилий 70…200 кН. Наименьшее значение данного показателя имеют легкие модели Н-8 компании Rottne и 770D компании John Deere. Наи большими, значениями обладают тяжелые модели Н-20 компании Rottne и ТВ 620-Е компании TimberPro. Все КХМ имеют два бесступенчатых скоростных режима, которые обеспечиваются гидрообъемной трансмис сией. Это рабочие скорости, изменяющиеся от 0,0 до 8,0…10,0 км/ч и транспортные –от 0,0 до 18,0…27,0 км/ч. Плавное трогание с места без буксования снимает сложности установки машины для валки дерева и обеспечивает сохранение дернового и почвенного покровов.

Таблица 4. Технические характеристики харвестерных машин Макс. Макс. Макс.

Модель Кол- Мощ- Масса, ско- База диаметр вылет Компании есная ность, т рость колея, валки, манипу схема кВт хода, мм мм лятора, км/ч м Ponsse Beaver 6К6 130 12900 25,0 - / 2040 540 9, Ergo 6К6 180 15500 27,0 - / 2260 640 9, John Deere 770D 4К4 86 11500 25,0 3500 / 1850 470 7, 1070D 6К6 129 14100 24,0 3500 / 2040 470 11, 1270D 6К6 160 17500 25,0 4050 / 2260 560 11, 1470D 6К6 180 19700 22,0 4050 / 2400 650 10, Caterpillar 550 4К4 122 15430 18,0 4160 / 2080 500 11, 570 4К4 168 16480 18,0 4160 / 2080 650 11, 580 6К6 168 1785 0 18,0 3960 / 2080 650 11, Valmet 901.3 6К6 140 14080 25,0 3500 / 2150 480 11, 911.3 6К6 170 16900 25,0 3500 / 2150 650 11, 921.1C 6К6 155 19300 25,0 3600 / 2160 650 9, 941 6К6 204 23500 25,0 3600 / 2160 750 9, Logset 4H 4K4 108 11000 24,0 - / 1704 450 9, 5H 6K6 130 13900 24,0 - / 1850 550 11, 6H 6К6 158 17000 24,0 - / 2020 650 10, 8H 6K6 166 18000 24,0 - / 2250 650 10, Silvatek 8266TH 8К8 205 17000 - - / 2020 550 8, Rottne H-8 4К4 104 8500 25,0 2780 / 1550 450 7, H-14 6К6 165 11100 25,0 4300 / 2290 550 12, H-20 6К6 187 21000 25,0 4605 / 2300 750 10, ECO LOG 550B 4К4 150 16000 18,0 4160 / 2090 500 11, 560B 6К6 150 17500 18,0 3960 / 1980 650 12, 580B 6К6 168 17850 18,0 4160 / 2080 750 11, TimberPro TB620E 6К6 165 21664 19,3 4570 / 2170 750 9, Tigercat H09 8К8 134 10500 25,0 3400 / 1500 500 7, H16 8К8 188 16000 25,0 4326 / 2020 650 8, Общая компоновка КХМ имеет четыре варианта решений. Каждый из них определяется не только колесной схемой, но и, главным образом, расположением относительно друг друга гидроманипулятора, кабины оператора и моторной установки на модулях машины. Характерным при знаком для всех вариантов является установка гидроманипулятора по центру технологического модуля, что положительно влияет на устойчи вость машины.

Основными чертами 1-го варианта компоновки КХМ является раз деление монтажа гидроманипулятора на отдельные платформы установ ки технологического модуля и совместное размещение кабины и мотор ной установки на энергетическом модуле. Такие машины выпускаются компаниями Ponsse, Rottne, Tigercat и др. КХМ данного варианта компо новки выпускаются с колесными схемами 4К4, 6К6 и 8К8.

Ко 2-му компоновочному варианту отнесены КХМ с совместным расположением гидроманипулятора и кабины оператора на технологиче ском модуле, но имеющие отдельные установочные платформы. Энерге тический модуль у этих машин занимает только моторная установка.

Модели КХМ данной компоновки производят компании John Deere, Log set и др. Они имеют колесную схему 4К4, 6К6 и 8К8.

3-ий компоновочный вариант похож на 2-ой, но в нем гидромани пулятор и кабина оператора располагаются совместно на одной устано вочной платформе. Производителями машин данной компоновки явля ются компании Valmet, Caterpillar и ECO LOG. Они имеют колесные схемы 4К4 и 6К6.

К 4-му варианту компоновки следует отнести модель машины ТВ620-Е компании Timber Pro с колесной схемой 6К6. В данной машине гидроманипулятор, кабина и моторная установка объединены в единый блок, который расположен на энерготехнологическом модуле. Второй модуль является активно-приводным.

Почти все кабины КХМ среднего и тяжелого классов установлены на поворотных платформах. На харвестерах, имеющих раздельные плат формы установки кабины и гидроманипулятора, кабины автоматически разворачиваются и постепенно следуют за поворотом манипулятора. При установке кабины и гидроманипулятора на одной платформе они пово рачиваются вместе. У большинства машин данных классов кабины авто матически выравниваются при работе в сложных условиях рельефа.

Данные свойства открывают оператору отличный круговой обзор рабо чей зоны машины.

Платформы кабин КХМ легкого класса неподвижны. Оператор осуществляет обзор рабочей зоны с помощью поворотного кресла.

Ширина стандартных шин у КХМ составляет 600 или 700 мм. Ис ключение составляет модель TВ620E компании TimberPro, у которых шины шириной 750 мм. Современные КФМ имеют широкий диапазон давления на почво-грунт – 42,5…87,5 кПа. Наименьшее давление у 8-и колесного харвестера Н09 компании Tigercat, наибольшее – у 4-х колес ного харвестера 570 компании Caterpillar. Значения давления колес на опорную поверхность получены с использованием методики канадского лесотехнического научно-исследовательского института (FERIK), в со ответствии с которой определение данного показателя производится рас четным путем при условном заглублении колес на 70…100 мм. Несмотря на условность получения значений, методика позволяет делать сравни тельную оценку машин по данному показателю, ставя их в равные усло вия.

Большинство КХМ имеют шарнирно-сочлененные или параллель ные манипуляторы с телескопическими удлинителями, редко – телеско пические. Крупные компании оборудуют свои машины манипуляторами собственного производства (Ponsse, John Deere, Rottne и др.). Широкое распространение нашли манипуляторы фирм Loglift, Cranab и Foresteri, специализирующихся на производстве данной продукции. Манипулято ры выполняются с широкими параметрическими рядами по грузоподъ емности и вылету стрелы. Грузоподъемность харвестерных манипулято ров колеблется от 70 до 190 кН. Общий диапазон максимальной длины вылета стрелы составляет 6000…11800 мм. Рабочий вылет изменяется за счёт телескопического хода удлинителей стрелы. Угол поворота стрелы колеблется от 220 до 380 градусов. У большинства манипуляторов КХМ стойка имеет продольный наклон. Угол наклона ее составляет вперёд до 30 и назад до 15 градусов.

Минимальные значения подъёмного момента и вылета стрелы принадлежат манипуляторам лёгких харвестерных машин 770D компа нии John Deere и H-8 компании Rottne. Максимальные значения – тяже лым КХМ 1470D (John Deere), 941.1 (Valmet), Н-20 (Rottne) и др.

Харвестерные головки являются самым ответственным механиз мом на начальной стадии лесозаготовительных работ. Они обеспечивают валку деревьев, обрезку сучьев и раскряжевку стволов на сортименты.

Современные головки имеют высокую производительность и качество работы, технологическую и техническую надежность. В первую очередь данные свойства обеспечиваются обоснованным выбором рациональной кинематики движения рабочих органов, подбором материалов и высокой точностью изготовления.

По толщине спиливаемого дерева и своей массе модели головок подразделяют на 4-и группы: легкие (массой 300…600 кг) для прорежи вания древостоев с толщиной ствола до 40 см;

средние (700…1000 кг) имеют общее назначение для работы со стволами толщиной до 50 см;

тяжелые (1100… 1500 кг) для рубок главного пользования со стволами до 60 см;

сверхтяжелые (массой более 2000 кг) для работы с деревьями толщиной свыше 80 см.

Наряду с головками, которые обрабатывают только единичные де ревья, в последние годы применяются головки с накопителем нескольких стволов. Срезающим органом у них являются мощное лезвие или диско вая пила.

Ряд головок имеют дополнительную верхнюю пилу для удаления дефектов ствола, двойных вершин, больших ветвей и т.п. Наибольшее применение нашли головки с 4-мя или 5-ю ножами для обрезки сучьев.


При этом один из ножей зафиксирован неподвижно. Подача деревьев на обрезку сучьев осуществляется роликами и, реже, гусеницами. На неко торых головках применяются подающие механизмы дискретного дейст вия. При увеличении нагрузки автоматически повышается сила протяж ки деревьев.

Харвестерные головки управляются высокочувствительными ми ни-джойстиками. С помощью компьютеризованных систем контролиру ется гидравлика, измеряется длина и диаметр сортиментов. Система по зволяет раскраивать стволы деревьев с учетом их породы и диаметров.

4.1.3. Колесные форвардерные машины Большинство моделей КФМ имеют двухмодульную компоновку.

Энергетический и технологический модули шарнирно соединены между собой. Характерная компоновка современных форвардеров представлена на рис.4.5 На энергетическом модуле, так же как и у КХМ, установлена моторная установка машины, а на технологическом – гидроманипулятор с подвешенным захватом для погрузки и разгрузки древесины и грузовой отсек для транспортировки. Форвардеры обычно работают совместно с харвестерами, но довольно часто они применяются в технологическом процессе с вальщиком.

На основании классификации КФМ, приведенной в таблице 4.3, наибольшее количество моделей КФМ сосредоточено в группе средних машин (46 %). Модели 2-ой группы являются универсальными машина ми. Они с успехом работают как на рубках прореживания, так и на руб ках главного пользования. Среди них следует выделить модели компа ний John Deere 1110D и 1410D, Rottne Solid F12S и Solid F14, Valmet 860.1, Ponsse Wisent и Bison, Logset 6F. КФМ данной группы имеют гру зоподъемность от 12000 до 16000 кг. Их максимальные тяговые усилия достигают 130…180 кН.

Класс легких машин составляет 36 %. В основном данные КФМ предназначены для проведения всех видов прореживания. Они могут ис пользоваться также на сплошных малообъмных рубках древостоев с не большим объемом ствола. Наибольший интерес здесь представляют мо дели Cazelle компании Ponsse, 1010D компании John Deere, 830.1 компа нии Valmet и 554B компании ECO LOG. Грузоподъемность КФМ этого класса составляет 9000…12000 кг, максимальное тяговое усилие – 120…150 кН.

В группе тяжелых машин, предназначенных для работы на сплош ных рубках, сосредоточено 18 % моделей КФМ. Это дорогие машины высокой грузоподъемности, которые применяются на широкомасштаб ных рубках главного пользования. При минимальном количестве рейсов они выполняют производственную программу по трелевке древесины с лесосеки. Наибольшую эффективность применения имеют модели Buffa lo King компании Ponsse, 1710D компании John Deere, 890.2 компании Valmet и TF820-E компании Timber Pro. Диапазон изменения грузоподъ емности машин данной группы составляет 16000…21000 кг. Они разви вают максимальное тяговое усилие 180…230 кН.

Технические характеристики современных моделей КФМ пред ставлены в таблице 4.4. Трансмиссия данного типа машин позволяет на чинать скоростной режим плавно с нулевого значения и развивать его при движении по лесосеке до 7…10 км/ч и по дорогам общего назначе ния – до 20…30 км/ч. КФМ имеют три варианта компоновки машин.

Компоновочные решения отличаются местом расположения манипуля тора. Наибольшее распространение получили машины с расположением манипулятора на технологическом модуле впереди грузового отсека. На некоторых машинах манипулятор устанавливается на энергетическом модуле сразу за кабиной.

Рис. 4.4 Колесная форвардерная машина Solid F фирмы Rottne для проведения рубок главного пользования.

шасси: 8К8, две тандемных тележки, шарнирно-сочлененные рамы;

дизель 137 кВт;

тра-нсмиссия гидрообъемная;

тяговое усилие 168 кН;

скорость движения 0…25 км/ч;

габариты, мм: длина – 9650, ширина – 2750, высота – 3730;

клиренс –. 610 мм;

масса 17400 кг;

грузоподъемность 14000 кг;

манипулятор: подъемный момент 80 кНм, вы лет стрелы 7,1 м Таблица 4. Классификация колесных форвардерных машин Значение Мощ- Грузо Класс машин Производитель и модель машины Масса, ность, подъем кг кВт ность, кг Ponsee: Cazelle;

John Deere: 810D, 1. Легкий – для до до до 910, 1010D;

Caterpillar: 554;

Valmet:

прореживания 12000 125 12000 820, 830.1, 840.2;

Logset: 3F, 4F, 5F;

Rottne: F9;

HSM: 208F-22,5", 904F 22,5";

ECO LOG: 554B;

Cremo: 950R и др.

Ponsse: Garibou, Wisent, Bison;

John 2. Средний – 12000… 110… 12000… De-ere: 1110D, 1410D;

Caterpillar:

для 16000 150 15000 574;

Val-met: 860.1;

Logset: 5F, 6F, выборочной 8F;

Rottne: SMV RAPID, F125;

ECO и сплошной LOG: 564B;

Tigercat: 1055;

Cre рубки mo:1250 и др.

Ponsse: Buffalo, Buffalo King;

John 3. Тяжелый – свыше свыше свыше Deere: 1710D;

Valmet:

для сплошной 16000 150 15000 890.2;

Rottne:F14;

Ti-gercat: 1065, рубки 1075;

ECO LOG: 574B и др.

Таблица 4. Технические характеристики колесных форвардерных машин Макс. Грузо- Вылет Компания Модель Колес- Мощ- Масса, скоро-сть База подъ- манипуля ная ность кг хода,км/ч колея, емно- тора, м схема кВт мм сть,кг 1 2 3 4 5 6 7 8 Ponsse Caribou 8К8 125 12100 28,0 - / 2000 10000 10, -/ Wisent 8К8 130 13900 28,0 12000 10, Buffalo 8К8 180 15900 28,0 14000 10, - / John 810D 8К8 86 11500 23,0 9000 9, 4243 / Deere 1110D 6К6 120 14000 23,0 12000 10, 1410D 6К6 136 15200 23,0 5000 / 14000 10, 1510E 8K8 145 17900 23,0 15000 10, 5250 / 1710D 8К8 160 20430 23,0 17000 8, Caterpillar 554 8К8 91 13000 25,0 10000 8, 5100 / 574 8К8 122 16500 25,0 14000 10, Valmet 830.1 8К8 99 10500 24,0 5500 / 10000 8, 840.2 6К6 125 13800 24,0 11000 7, 4400 / 860.1 8К8 140 15900 23,5,0 14000 7, 890.2 8К8 170 18900 24,0 18000 7, 4985 / Logset 4F 8К8 106 12000 25,0 10000 10, 5F 8K8 106 14000 25,0 3850 / 11000 10, 6F 8K8 123 15000 25,0 14000 10, 8F 8К8 129 16000 25,0 4807 / 15000 10, Rottne F9-6 8К8 104 10600 25,0 9000 6, 4970 / F12S 6K6 122 13500 25,0 12000 6, F14 6K6 137 15500 25,0 14000 7, 5385 / ECO LOG 554B 8К8 97 12000 25,0 10000 10, 564B 6K6 130 14250 25,0 - / 2000 12000 10, - / 574B 8К8 130 16830 25,0 14000 10, - / TimberPro TF 820 8К8 184 24058 20000 7, - / 1065 8К8 170 21650 20,0 18000 7, 4810 / Высота дорожного просвета у современных КФМ составляет 560…735 мм. Меньшие значения имеют легкие модели машин Solid F9- компании Rottne и 810D компании John Deere. Максимальные значения этого параметра отмечаются у тяжелых машин Buffalo King компании Ponsse, 1710D компании John Deere, 890.2 компании Valmet и др. Диапа зон изменения просвета большинства машин составляет 600…680 мм.

Ширина стандартных шин у КФМ с колесной схемой 6К6 равняет ся 600 или 700 мм, у машин с 8К8 –только 600 мм. Современные КФМ имеют широкий диапазон давления на почво-грунт, который составляет 28,7…62,6 кПа. Наименьшие значения давления имеют легкие 8-ми ко лесные машины. Это Solid F9-6 компании Rottne и 830.1 компании Val met. Наибольшее давление на почво-грунт оказывают модели TF820-E компании TimberPro и 1014 компании Tigercat. При полной загрузке гру зового отсека давление у всех машин возрастает в 1,8…2,2 раза. Благо приятно сказывается на снижении давления использование шин более широких размеров. В качестве альтернативы предлагаются шины шири ной 700 или 750 мм.

Хорошие ездовые качества КФМ в сложных условиях бездорожья и на дорогах с различным покрытием поддерживает комплексная систе ма управления, микропроцессор которой контролирует и управляет гид ронасосом и двигателем. Точное и полное автоматическое регулирование позволяет получить максимальное тяговое усилие даже при низкой час тоте вращения коленчатого вала двигателя, а также создать благоприят ные ездовые качества машины, легко и ровно преодолевая подъемы и спуски. При движении по дороге процессор автоматически меняет режим работы трансмиссии на более плавный и динамичный. Все это происхо дит при плавном трогании с места машины и мягкой ее остановки.

Форвардеры последних поколений устойчивые и хорошо сбалан сированны. Данные эксплуатационные свойства обеспечиваются за счет рационального расположения шарнирного соединения рамы и их конст руктивного совершенства. Благодаря хорошей уравновешенности КФМ, на них можно безопасно двигаться с полной нагрузкой как на пересе ченной местности, так и на тяжелых почво-грунтах. Когда оператор ос танавливает машину, тормоз шарнирного сочленения полурам автомати чески приводится в действие, что обеспечивает ее устойчивость во время погрузки и разгрузки. Это особенно важно при работе на склонах. Благо приятно сказывается на устойчивости и маневренности машины приме нение балансирных тандемных тележек, равномерно распределяющих нагрузку по колесам.

Для обеспечения грузоподъемности, проходимости, маневренно сти, устойчивости, высокой надежности и ограничения влияния на окру жающую среду ходовая система КФМ выполнена в 6-ти или 8-ми колес ном варианте. Для упрощения конструкции балансирные тележки имеют одинаковые размеры колес, что позволяет комбинировать их с различной длиной задней части рамы в зависимости от целей и назначения машины и снижать расположение центра тяжести грузовой платформы. Кроме то го, равноплечие балансирные тележки обеспечивают минимальный раз мах поперечно-угловых колебаний обеих полурам при преодолении по роговых препятствий, что является очень важным при движении КФМ с возом древесины.

На большинстве машин с колесной схемой 6К6, как правило, при меняются разные размеры передних и задних колес. Увеличенный диа метр передних колес снижает их бульдозерное действие, уменьшает со противление качению, уменьшает уплотнение почвы, способствует пре одолению больших по величине пороговых препятствий. Передние коле са, взаимодействуя с почвой, уплотняют ее, облегчая этим движение по следующих за ними колес.


При многократных проходах КФМ по одному следу решающее значение на глубину колеи оказывает максимальная нагрузка на колесо.

Перегрузка задних колес при движении с возом неизбежно вызывает увеличение глубины колеи. Максимальное число проходов будет обес печиваться, если нагрузка будет равномерно распределена по осям, чего проще добиться при работе 8-ми колесной машины. По данным компа нии John Deere распределение нагрузки между передней и задней тележ ками форвардера 810D при полной его загрузке составляет соответствен но 41 и 59 %.

Для повышения проходимости 8-и колесных форвардеров на поч вах с низкой несущей способностью компания Ponsse установила третью пару колес за тележкой технологического модуля с применением гусе ниц на обоих модулях (рисунок 4.6). Создание КФМ с колесной схемой 10К8 позволило снизить давление на почву и, тем самым, повысить его грузоподъемность. В результате уменьшается количество рейсов, повы шается производительность, снижается расход топлива.

Тандемные тележки с равноплечими каретками приспособлены к преодолению пороговых препятствий. Мощный форвардер 1710D ком пании John Deere с данной ходовой системой имеет угол въезда свыше 40 и способен преодолевать единичные препятствия высотой до 1,3 м.

Для преодоления особо сложных единичных препятствий на многих 8 ми колесных машинах передняя тележка оборудована гидроподъемни ком каретки.

При работе с лесоматериалами разных пород, разной длины ма шина должна быть гибкой в эксплуатации и иметь грузовое пространст во, соответствующее конкретным нуждам. Учитывая главное целевое на значение КФМ – доставку древесины к пункту назначения, к конструк ции грузового отсека предъявляются особые требования:

• соответствие вместимости отсека грузоподъемности машины;

• исключение негативных воздействий габаритных размеров отсека на лесную среду и соответствие их нормам движения по автостра де;

• создание грузового пространства, обеспечивающего возможность формирования воза из сортиментов различной длины, равномерно го распределения его массы по колесам, сохранение его формы при транспортировке и способствующего устойчивому движению ма шины;

• обеспечение удобства выполнения погрузочно-разгрузочных ра бот, сортировки и качества укладки;

• по своей конструкции отсек должен быть легким, прочным и эрго номичным при технологическом и техническом обслуживании.

Несмотря на комплекс противоречивых требований, практически на всех моделях машин были найдены компромиссные решения, удовле творяющие эти требования. Основным показателем, характеризующим грузовое пространство отсека, является его поперечное сечение. У со временных КФМ оно изменяется от 2,9 до 6,0 м2. Минимальные значения сечения принадлежат моделям 4F и 5F компании Logset, максимальные – модели 890.2 компании Valmet и 1018В компании Tigercat. В то же время у большинства машин значения этого показателя колеблется от 3,8 до 4, м2. Для перевозки тонкомерной древесины у большинства машин стойки могут подниматься, увеличивая тем самым поперечное сечение в 1,1…1,3 раза.

Рис. 4.5 – Форвардер компании Ponsse с колесной схемой 10К8 и установленными гусеницами Для обеспечения транспортировки древесины с полной нагрузкой на высоких скоростях при плавном движении в любых условиях в по следние годы начато применение устройств гидравлического демпфиро вания грузового отсека, его расширения и поперечного наклона (модели 1110 D, 1410 D и 1710 D компании John Deere). Демпфирование снижает нагрузку на раму, мосты и колеса. Наклонное грузовое пространство по могает сохранять устойчивость во время транспортировки и ускорить операции погрузки и выгрузки. Кроме того, плавная транспортировка с меньшим раскачиванием облегчает процесс вождения и снижает давле ние на почво-грунт. При расширении грузового пространства центр тя жести значительно понижается, что также благоприятно сказывается на устойчивости движения КФМ.

Передняя стенка отсека выполнена в виде прочной решетки, сквозь которую оператор отслеживает процессы погрузки и разгрузки. В то же время он часто ударяет торцами бревен о стенку для их лучшей укладки.

У многих моделей данная стенка и боковые стойки с помощью гидрав лики или манипулятора перемещаются. Изменение габаритов отсека спо собствует рациональному использованию грузового пространства и рав номерному распределению нагрузки на колеса.

Применение в грузовом отсеке подъемной рамы значительно со кращает затраты времени на погрузочно-разгрузочные работы. Перед по грузкой рама гидроприводом выставляется чуть ниже боковых стоек и по мере заполнения автоматически опускается вниз. Погрузка осуществля ется постоянно на одной высоте, сокращая этим движение стрелы. Бла гоприятно сказывается на эффективности использования грузового отсе ка и на повышение производительности регулировка ширины отсека из менением поперечного положения стоек с помощью гидравлики.

Продолжительность выполнения погрузочно-разгрузочных работ при совершении КФМ технологического цикла достигает 70 % затрат времени. С целью минимизации данных затрат, разработчики машин уделяют большое внимание совершенствованию погрузочных устройств.

Производители КФМ устанавливают на свои машина манипуляторы соб ственного производства, а также специализированных компаний Loglift, Сranab, Foresteri и др. Изменения длины вылета стрелы существующих манипуляторов составляет 6,1…10,3 м. Оба крайних значений принад лежат гидроманипулятрам компании Foresteri. Манипуляторы имеют те лескопические удлинители стрелы. Диапазон их удлинения изменяется в пределах 1,2…4,8 м. Максимальный подъемный момент составляет 37…145 кН. Минимальное значение принадлежит манипуляторам ком пании Foresteri, наибольшее – компании Ponsse. Все манипуляторы пово рачиваются на полный оборот.

Основными изготовителями грейферных захватов являются фирмы производители машин, а также специализированные компании Loglift, Cranab, Vahva и др. Это надежные и быстродействующие захватные уст ройства. Их параметрический ряд полностью обеспечивает работу КФМ с сортиментами различной крупности.

Выбор оптимальной длины стрелы и оптимального сечения грей ферного захвата с учетом геометричности современных манипуляторов обеспечивает быстроту и точность выполнения работ в таких сложных условиях, как рубки прореживания. На многих манипуляторах для обес печения плавности работы стрелы и увеличения ее долговечности, осо бенно при работе в сложных условиях, применяется амортизация. Стойка некоторых манипуляторов имеет продольное отклонение на ± 15 от вер тикального положения, что позволяет собирать сортименты, располо женные за естественными препятствиями.

Ускоренная настройка параметров с помощью компьютеризован ной комплексной системы управления позволяет оператору быстро отре гулировать скорость перемещения стрелы для решения конкретной зада чи, а также изменять скорость во время работы. Меньшая скорость пере мещения стрелы обеспечивает менее опытному оператору лучший кон троль, что позволит не задевать окружающие деревья. Кроме того, неко торые КФМ оборудованы функцией “активного” плавающего положения стрелы, которая позволяет удерживать стрелу над грузом во время пере движения.

КФМ последних поколений компаний TimberPro, Tigercat и John Deere имеют поворотную и выравниваемую кабину. Кабина автоматиче ски следует за движением захвата стрелы, создавая 360-градусный обзор местности вокруг машины. Механизм выравнивания быстро и плавно реагирует на изменение рельефа местности. Все это значительно повы шает комфорт и эргономику работы оператора, что положительно отра жается на эффективности использования машины.

Для снижения утомляемости оператора и увеличения безопасности работы, особенно при прореживании леса, ряд компаний устанавливают на шасси заднего модуля машины камеру наблюдения. С ее помощью оператор может видеть, что происходит сзади, даже в том случае, если грузовое пространство заполнено. При движении задним ходом оператор не должен гадать или вспоминать, что находится перед машиной, по скольку изображение с камеры заднего вида выводится на экран дисплея.

4.1.4. Колесные трелевочные машины Основными техническими средствами на трелевке древесины де ревьями и хлыстами являются КТМ. Особенно это отмечается на родине создания данного типа машин в Северной Америке. В 40-х годах про шлого столетия в США и Канаде был широко распространен способ тре левки гусеничными тракторами общего назначения с арочными полу прицепами. На тракторе устанавливалась лебедка и прицеплялся ароч ный полуприцеп на гусеничном ходу (рисунок 4.7, а). В то время, когда трелевать лес по каким-либо причинам было нельзя, тракторы использо вались на дорожно-строительных или других работах.

В 1951г. компанией “Летурно” (США) был создан тягач “Турно скиддер”, у которого обе оси были ведущие и колеса большого диаметра.

Тягач, подобно гусеничному трактору, поворачивался торможением ко лес. Он работал с колесным арочным полуприцепом (рисунок 4.7, б). Его преимущество по сравнению с гусеничными тракторами было повыше ние скорости движения. Это дало возможность увеличить расстояние трелевки. Однако тягач имел большой износ шин. Учитывая это, появил ся тягач одноосник, к которому шарнирно присоединялся арочный полу прицеп (рис. 4.7, в). Шарнирное сочленение имело две степени свободы.

Лебедка была перенесена с тягача на арку. Получился трелевочный тягач одноосного привода с колесной формулой 4К2. Эта машина является ро доначальником современного колесного трактора с шарнирно сочлененной рамой.

Рис. 4.6 Этапы создания колесного трелевочного трактора с шарнирно сочлененной рамой:

а – гусеничный трактор общего назначения с арочным прицепом (исход ный этап);

б – двухосный тягач “Летурно” с арочным полуприцепом;

в – одноосный тягач “Летурно” с арочным полуприцепом;

г - тягач “Летур но-Вестингауз” с шарнирно-сочлененной рамой Рис. 4.7 Трелевочный трактор 648G-III компании John Deere с пачковым захватом для проведения рубок главного пользования.

Шасси: 4К4, шарнирно-сочлененная рама;

дизель – 125 кВт;

гидромеханическая трансмиссия;

макс. тяговое усилие – 170 кН;

макс.скорость движения – 25 км/ч;

габа риты, мм: длина – 7765, ширина – 2880, высота – 3130;

клиренс –. 470 мм;

масса 13480 кг;

площадь захвата – 1,09 м2.

Недостаточная тяга по сцеплению вскоре определила появление модели с активным полуприцепом. Колеса этого полуприцепа подклю чались периодически, когда не хватало тяги по сцеплению у тягача (рис.

4.7, г). В тоже время создано несколько тягачей аналогичных “Летурно”.

Все они были очень тяжелые и по этой причине не могли конкурировать с гусеничными тракторами, так как имели высокое давление на почво грунты.

В конце 50-х появились легкие по сравнению с первыми образцами колесные трелевочные тягачи “Три Фармер” и “Тимберджек”. КТМ бы стро внедрялись благодаря шарнирно-сочлененной раме.

В настоящее время основная масса моделей КТМ имеет колесную схему 4К4. Машины с 6К6 не нашли широкого распространения. Общая компоновка современных КТМ представлена на рис. 4.8. На энергетиче ском модуле установлена моторная установка с кабиной оператора, а на технологическом – трелевочное тросочокерное оборудование или арка с пачковым захватом.

Таблица 4. Классификация колесных трелевочных машин Значение Класс машин Производитель и модель машины Мощ масса, ность кг кВт John Deere: 225A, 230H, 240C, 540E, 548G;

Ran 1- Легкий – до до ger: F65C, F65G, H66C;

TreeFarmer: C7T;

Mar для прорежи- 11000 110 timex: LKT81, LKT81A, LKT90A, LKT90B, вания LKT120A;

Clark: 664D, 665D, 666D 2 - Средний – John Deere:360D, 380C, 450C, 640E, 640G, 648G;

для выбороч- 10000… 100… Caterpillar: 515;

Ranger: H66G, H66DS, H67C, ной и сплош- 15000 130 H67G;

TreeFarmer: C8A, C6F, C7F;

Martimex:

ной рубки LKT120B, LKT160 32;

Clark: 667D 3- Тяжелый – свыше свыше John Deere: 460D, 480C, 560D, 660C 748E, 748G;

для сплошной 15000 130 Caterpillar: 525B, 530B;

Ranger: G67G, F68C, рубки F68G;

Clark: 668D;

Tigercat: 620С, 630 С, 635 С Классификация КТМ приведенна в таблице 4.5. Большинство мо делей машин (41 %) относится к среднему классу, в легком классе их % и в тяжелом – 28 %. Только компании Ranger и John Deere выпускают модели всех классов.

КТМ 4К4 имеют широкий мощностной диапазон, который состав ляет 75…160 кВт. Их масса колеблется от 7,0 до 18,0 т. Технические ха рактеристики современных моделей КТМ представлены в таблице 4.6.

Учитывая большую важность первичной транспортировки леса большое значение придается проходимости КТМ. Формируя данные ка чества машин, разработчики стремятся свести к минимуму их отрица тельные воздействия на лесную среду. Для различных по сложности почво-грунтам компания John Deere предлагает потребителям на выбор 4-е варианта мостов для установки необходимых шин. Это стандартные мосты, усиленные мосты, мосты для тяжелого режима работы и сверх широкие мосты для максимально тяжелого режима работы (SWEDA), предназначенные для наиболее широких арочных шин или для использо вания сдвоенных шин.

Таблица 4 Характеристики колесных трелевочных машин 4К транс- Тяго Мо Компания Мощ- Мас- миссия: База Техноло- вое Площадь дель ность, са, число колея, гическое усилие сечения кВт кг передач- мм оборудо- лебед- захвата, м вперед вание ки, назад кН John Deere 360D 96 10768 МТ-8 / 7 2920/2210 захват 164 0, 360D 96 10355 МТ-8 / 7 2920/2210 лебедка 164 460D 125 13478 МТ-8 / 7 3430/2400 захват 212 0, 460D 125 13648 МТ-8 / 7 3430/2400 лебедка 212 560D 132 15182 МТ-8 / 7 3680/2490 захват - 1, 660C 140 16570 МТ-8 / 7 3780/2390 захват 162 1, 660C 140 14972 МТ-8 / 7 3780/2390 лебедка 162 1, 515 113 12497 ГМТ-4/3 3300/2100 захват 89 0, Caterpillar 515 113 13331 ГМТ-4/3 3300/2100 лебедка 173,5 525B 130 15558 ГМТ-4/3 3503/2363 захват 89 1, 525B 130 15728 ГМТ-4/3 3503/2363 лебедка 192,5 530B 145 17832 ГМТ-4/3 3710/2420 захват 181,4 1, 530B 145 15550 ГМТ-4/3 3250/2340 лебедка 181,4 Ranger F65 G 78 8800 ГМТ-3/3 2794/2127 захват 142,9 0, F65С 78 7384 ГМТ-3/3 2794/2127 лебедка 142,9 H67 G 118 11886 ГМТ-3/3 3505/2349 захват 235 0, H67С 118 10337 ГМТ-3/3 3264/2182 лебедка 151,8 F68 G 155 17218 ГМТ-3/3 3759/2463 захват 181,4 1, F68С 155 14406 ГМТ-3/3 3759/2463 лебедка 181,4 TreeFarmer C7T 110 8470 ГМТ-4/2 2717/2133 лебедка 134 C6F 100 11431 ГМТ-4/2 3327/2235 захват 122 0, C7F 114 12814 ГМТ-4/2 3505/2451 захват 122 0, Martimex LKT90 77 8100 ГМТ-4/3 2900/2000 лебедка 100 LKT90 77 8980 ГМТ-4/3 2900/2000 захват 100 0, Tigеrkat 620C 153 16100 ГСТ-1/ 1 3860/н.д. захват - 1, 630С 180 17000 ГСТ-1 /1 4040/н.д. захват - 1, Отношение расстояний между передней осью машины и осью вер тикального шарнира рамного сочленения и между задней осью машины и осью этого же шарнира составляет у всей совокупности моделей КТМ 4К4 0,75…1,17. Минимальное значение принадлежит машине ЛКН- компании Martimex, максимальное – машине 360D компании John Deere.

В большинстве случаев это отношение близко к 1,0. Данное конструк тивное решение гарантирует движение передних и задних колес при по вороте машины “след в след”, что обеспечивает высокую проходимость, особенно под пологом леса.

Диапазон давления КТМ на почву составляет 44,1…83,3 кПа. С минимальным давлением работают модель 360D компании John Deere, с максимальным – модель 530В компании Caterpillar. Для снижения давле ния колес всегда предлагается на выбор несколько альтернативных вари антов шин.

По типу оснащаемого технологического оборудования КТМ разде ляются на две группы машин. Это чокерные машины с канатно чокерным оборудованием (классический вариант) и бесчокерные маши ны с пачковым захватом. В последние годы начинает формироваться третья группа машин, оснащаемых манипуляторами. По своему функ циональному назначению все эти машины однотипные для трелевки леса деревьями или хлыстами. Однако они применяются в разных лесозагото вительных системах машин.

Чокерные КТМ имеют расширенную специализацию и применя ются практически на всех видах рубок. Отрицательной стороной их ра боты являются большие затраты времени на формирование пачек де ревьев.

Наиболее универсальными КТМ являются машины, оснащенные гидроманипулятором с канатно-чокерным оборудованием или самоза жимным коником. Они имеют значительный эффект в сокращении за трат времени на формирование пачки древесины. Зачастую трелевка пачки деревьев или хлыстов производится данными КТМ с использова нием гидроманипуляторов.

Усилие лебедок современных КТМ составляет 100…235 кН. Ско рость намотки каната при полном барабане и номинальных оборотах двигателя колеблется от 42 до 113 м/мин. Форма трелевочных щитов большинства моделей машин обеспечивает устойчивое положение ком лей деревьев и хлыстов в процессе трелевки.

Интенсификация лесосечных работ продиктовала необходимость создания узкоспециализированных моделей КТМ с пачковыми захватами для трелевки пачек деревьев или хлыстов от ВПМ. Площадь поперечного сечения захватов составляет 0,65…1,4 м2, максимальное раскрытие клешней самого большого из них достигает 3,2 м. В процессе трелевки гидросистема поддерживает на захвате постоянное давление. Гидромо тор с высоким крутящим моментом позволяет вращать захват на 360.

Захват подвешивается на машину с помощью арок одиночного или двойного действия. Первый вариант арки только опускает и поднимает головку захвата, второй – дополнительно обеспечивает еще ее продоль ное перемещение. Арка двойного действия сокращает маневры машины, когда пачка имеет разбросанность деревьев. Практически все модели машин с пачковыми захватами оснащены трелевочными лебедками с опорными роликами. Это дает возможность КТМ преодолевать сложные по проходимости участки пути с помощью подтрелевки.

4.1.5. Многофункциональные колесные лесозаготовительные машины В конце прошлого и в начале настоящего века компаниями Valmet, Ponsse, Pinox и др. созданы многофункциональные колесные лесозагото вительные машины (МКМ) – комбайны (харвардеры). Комбайны Valmet 801 Combi, Pinox 728 (рисунок 4.9) и 828, PIKA 728 и 828 Combi на 8-и колёсном шасси объединили воедино все функции харвестерных и фор вардерных машин. Компания Ponsse пошла несколько «упрощённым»

путём. Ею созданы комбинированные машины Wisent Dual и Buffalo Dual со сменным технологическим оборудованием. Основой машин яв ляется форвардеры Wisent и Buffalo. Машины за несколько минут пре вращается из форвардера в харвестер и наоборот, т.е. на едином шасси лесозаготовитель имеет полноценный харвестер и мощный форвардер.

Основная техническая характеристика МКЛМ представлена в таблице 4.7.

Разработки МКЛМ ведутся в трех основных направлениях. Пер вым направлением является создание традиционного комбайна, пред ставляющего собой машину с двумя функциональными агрегатами. По сле валки и обработки материалы складываются на землю и затем гру зятся на машину.

Второе направление характеризуется прямой загрузкой, при кото рой древесина подается непосредственно в грузовое пространство. Гру зовое пространство может поворачиваться и наклоняться. Отсутствие защитного ограждения грузового пространства ограничивает примене ние данного метода.

Основой третьего направления является закрытая обработка лесомате риалов. Одно или несколько деревьев срезаются, а затем поднимаются и перемещаются в вертикальном положении к грузовому пространству, опускаются в горизонтальное положение и подаются прямо в грузовой отсек. Деревья при этом ни разу не соприкасаются с землёй.

Комбайны особенно рентабельны при работе на небольших выруб ках и коротких расстояниях транспортировки.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |
 





 
© 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.