Виды самоходных машин лесного комплекса

1.

ВИДЫ САМОХОДНЫХ
МАШИН ЛЕСНОГО
КОМПЛЕКСА

2.

ПЛАН ЛЕКЦИИ
1.
Специализированные
лесозаготовительные
машины.
2. Существующие конструкции харвестеров.

3.

1. Специализированные лесозаготовительные
машины
Для комплексной механизации лесосечных работ в нашей стране разработаны
и серийно выпускаются в настоящее время как однооперационные, так и
многооперационные машины.
К однооперационным машинам относятся валочные ВМ-4 и ВМ-55, машины
для бесчокерной трелевки ТБ-1 и ЛП-18А с гидроманипуляторами и тракторы с
пачковыми захватами ЛТ-89 и ЛТ-154 на гусеничном ходу и ЛТ-157 на колесном
ходу, самоходные сучкорезные машины ЛП-ЗОБ и ЛП-33, челюстные погрузчики
леса ПЛ-1, ПЛ-2 и ПЛ-3.
Последние годы характеризуются заметной интенсификацией работ по
разработке эффективных средств машинной валки деревьев как у нас в стране,
так и за рубежом (Швеция, Канада, США, Финляндия). Объясняется это тем, что с
валки леса начинается любой технологический процесс лесозаготовок, поэтому
способы выполнения этой операции определяют конструкцию рабочих органов
машин в целом.

4.

В начальный период механизации лесозаготовительных работ в серийном
производстве в нашей стране была одна валочная машина ВМ-4, состоящая из
следующих узлов: ходовой части, двигателя, кабины с ограждением, механизма
срезания с подвеской, механизма повала деревьев, бульдозерного отвала со
снегоочистителем, технологического рычага, наклонной балки, гидросистемы.
Машина ВМ-4
Машина ВМ-4А
С помощью технологического рычага и наклонной балки комли поваленных
деревьев перекидывались на другую сторону машины, что обеспечивало
беспрепятственный её проход вдоль растущего леса для валки деревьев на
очередной ленте и создавало более благоприятные условия для работы
трелевочных тракторов.
Базой машины являлся трелевочный трактор ТТ-4. Механизм срезания
деревьев представлял собой консольный пильный аппарат с цепью ПЦУ-30 и
скоростью резания 18 м/с. максимальный диаметр срезания деревьев у пня
составлял 1,2 м. Механизм направленной валки деревьев - рычаг
телескопического типа, установленный над кабиной машины. За один проход
машина ВМ-4 осваивала полосу леса шириной до 2,5 м.

5.

В настоящее время на лесозаготовках активно применяется малогабаритная
валочная машина ВМ-55, предназначенная для срезания и направленного повала
деревьев при проведении рубок главного и промежуточного пользования леса.
Машина ВМ – 55
Машина массой 3600 кг оснащена дизельным двигателем мощностью 18,7 кВт
и развивает скорость до 9 км/ч. Консольный пильный аппарат механизма срезания
осуществляет валку деревьев диаметром до 0,45 м. Механизмом направленной
валки машины является телескопический рычаг с грузовым моментом 10 кН·м.

6.

Другим способом валки леса является использование многооперационной
валочно-пакетирующей машины (ВПМ), которая обычно работает в комплексе с
рядом других уникальных устройств, предназначенных для валочных работ.
Обычно валочно-пакетирующая машина – это начальное звено, следующими же
звеньями являются трелевочный трактор, затем машина, выполняющая обрезку
сучьев, и погрузчик.
В самом начале работ происходит валка дерева, которая включает в себя
отделение дерева от пня, а также обрезка сучьев и верхушек. Так как эти операции
считаются особо опасными, ручной труд лучше заменить на механизированный
способ работы. Ведь на этом этапе может произойти все, что угодно, что может
привести к травмам и более серьезным последствиям. Для этих целей и была
создана валочно-пакетирующая машина, проведение работ на которой требует
участие лишь одного человека – оператора этой машины и потому травмоопасные
случае
на
лесоповале
в
данном
случае
–
большая
редкость.

7.

Валочно-пакетирующая машина представляет собой устройство, имеющее кабину
и манипулятор с захватом. Внизу манипулятора находится циркулярная пила, что
позволяет одновременно производить захват дерева и его распил. Если деревья
стоят рядом, имеется возможность захвата сразу нескольких, что позволяет
увеличивать производительность труда. Валочно-пакетирующая машина срезает
деревья, двигаясь от одной погрузочной площадки к другой и укладывает их в
пачки. Далее с этими лесозаготовками будет происходить следующий этап работы
– трелевка.
Среди ВПМ имеются некоторые технические различия, исходя из которых можно
определить, какая именно нужна в конкретном случае. Они могут отличаться
мощностью, характеристиками стрелы, тяговым усилием и некоторыми другими
качествами.
ЛП-19
ЛП-60-01-А

8.

Трелёвка - транспортировка поваленных
деревьев, хлыстов, сортиментов на погрузочную
площадку (верхний склад).
Трелевка леса является одной из наиболее трудоемких и важнейших операций на
лесозаготовках. На ее долю приходится 25…30 % трудозатрат по лесосечным работам и
10…12 % всех трудозатрат по комплексу лесозаготовительного производства.
Она осуществляется в трудных условиях, при полном бездорожье, на любых грунтах, по
чернотропу и по снегу, с преодолением многочисленных препятствий.
В настоящее время широко распространена
факторная трелевка леса, на долю которой
приходится до 87 % основного объема работ.
Объясняется
это
тем,
что
благодаря
мобильности трелевочных тракторов лес
можно подвозить к любому пункту лесовозной
дороги.

9.

Отраслью лесного машиностроения серийно выпускались и широко
применялись на предприятиях отрасли тракторы для бесчокерной трелевки с
гидроманипуляторами и зажимными кониками ТБ-1 и ЛП-18А и тракторы с
пачковыми захватами на гусеничном ходу (ЛТ-89 и ЛТ-154) и колесном - ЛТ-157.
С помощью гидроманипуляторов проводится поштучный сбор заранее
поваленных деревьев и формирование из них пачки в конике трактора. Пачковые
же захваты предназначены для работы с заранее сформированной пачкой. Таким
образом, основное технологическое различие между манипулятором и пачковым
захватом заключается в принципе формирования пачки: в первом случае пачка
формируется самим трелевочным трактором, во втором - другой машиной, как
правило, валочно-пакетирующей.
Отличие от манипуляторных тракторов заключается еще и в том, что погруженная
пачка удерживается не в конике, а в самом захвате.

10.

Трактор ТБ-1 отличается от базовой модели (трелевочный трактор ТДТ-55А)
тем, что на нем вместо погрузочного щита и лебедки установлен
гидроуправляемый манипулятор с клещевым захватом, а также управляемый
коник для формирования пачки. Управление технологическим оборудованием
осуществляется из кабины трактора, которая оснащена поворотным сиденьем и
дублированным управлением двигателя.
Операция формирования пачки гидроманипулятором состоит из следующих
приемов: подъезд к пачке (обычно к отдельно лежащему дереву) задним ходом
трактора с правой стороны; захват гидроманипулятором от двух до трех деревьев;
подъем дерева гидроманипулятором и укладка в зажимное устройство коника;
зажатие в конике пачки деревьев; установка гидроманипулятора в транспортное
положение.
Собрав пачку объемом до 8 м^3 тракторист трелюет ее к месту очистки от
сучьев или на погрузочную площадку и сбрасывает на грунт.
Трелевочная машина ТБ-1 на базе
трактора ТДТ-55А: 1 гидроманипулятор; 2 - захват; 3 –
зажимной коник; 4 - толкатель; 5 –
кабина

11.

Помимо машин с гидроманипуляторами на лесосечных работах широкое
применение нашли гусеничные и колесные машины с пачковым захватом ЛТ-89,
ЛТ-154, ЛТ-157 и ЛТ-171.
Технологическое оборудование трактора ЛТ-89 состоит из стрелы, пачкового
захвата, лебедки и гидросистемы. Колесные тракторы, кроме того, снабжаются
еще щитом, расположенным сзади.
Стрела - арочного типа, состоит из двух дуг С-образной формы и
предназначена для подъема и опускания пачкового захвата и удержания его в
заданном положении. Изменение вылета стрелы осуществляется двумя
гидроцилиндрами.
Клещевой захват служит для захвата пачки деревьев (хлыстов), уложенных на
земле, и удержания ее в полуподвешенном состоянии в процессе трелевки.
Трактор ЛТ-89: 1- рама; 2 - ходовая
система; 3 - толкатель; 4 - кабина; 5 двигатель; 6 - лебедка; 7 - стрела; 8 –
захват
Захват состоит из траверсы, двух криволинейных клыков, шарнирно соединенных
с траверсой, и синхронизатора, обеспечивающего раскрытие и закрытие обоих
клыков на одинаковое расстояние независимо от действующих на них усилий.
Захват открывается и закрывается гидроцилиндром, расположенным внутри
траверсы.

12.

Впоследствии для бесчокерной трелевки появились машины МЛ-136, МЛ-127С и
МЛ-128А с пачковыми захватами и трактор МДТ-374 с гидроманипулятором и
клещевым захватом. Все эти тракторы, кроме МЛ-136, выполнены на колесном
ходу.
Машина МЛ-136 выпускалась Ковровским экскаваторным заводом на базе
трактора ТБ-1М-15, технологическое оборудование которого массой 3600 кг
обеспечивает трелевку пачки объемом до 7м^3.
Машина оснащена платформой, которая может поворачиваться как влево, так и
вправо на 90°. Угол поворота челюстного захвата не ограничен, так как
осуществляется полноповоротным ротатором. Часовая производительность
машины при расстоянии трелевки до 300 м и объеме пачки 5,5 м^3 – не менее 30
м^3.

13.

Современная отечественная лесозаготовительная
техника
ЛП-19
Онежец 330
ЛЗ-5
ЛТ-187

14.

Машина МЛ-131 предназначена для сбора, погрузки и транспортировки
сортиментов по лесосекам и волокам, а также для их разгрузки, сортировки и
складирования. Полезная нагрузка машины составляет 100 кН при длине
транспортируемых сортиментов 2,0…6,6 м.
Машина оснащена дизельным двигателем с
турбонаддувом мощностью 77 кВт и
развивает скорость до 30 км/ч.
Машина МЛ – 131
Форвардер МЛПТ-354 обладает высокой проходимостью и пригоден для
круглогодичной эксплуатации в условиях равнинной и пересеченной местности на
грунтах различных категорий и на снежной целине.
Форвардер изготовлен на базе специального шасси, основные узлы
и агрегаты которого унифицированы с тракторами «Беларусь». На
машину установлен двигатель мощностью 114 кВт и манипулятор с
грузовым моментом 70 кНм, вылетом стрелы - 8,38 м и углом
поворота - 370º. Грузоподъемность машины при длине перевозимых
сортиментов 2,0-6,5 м составляет 120 кН, масса машины - 14200 кг.
Машина МЛПТ-354

15.

Форвардер ЛТ-189М, предназначенный для проведения всех видов рубок леса с
сортиментной заготовкой древесины в комплексе с многооперационными
машинами, а также при валке леса бензопилами.
Машина ЛТ – 189М
Машина имеет дорожный просвет 0,6 м, вылет манипулятора - 10 м,
максимальную нагрузку на рейс - 11 м3 при длине сортиментов 2,0…6,0 м.
Производительность при расстоянии трелевки до 500 м составляет 45…60
м3/смену.

16.

Организация сортиментной технологии заготовки леса на лесосеке потребовала
разработать специальный транспорт, осуществляющий погрузку сортиментов, их
транспортировку и разгрузку. Применение такого транспорта позволяет
осуществлять автономные перевозки, сделать их независимыми от наличия
погрузочно-разгрузочных средств, что важно при сортиментной заготовке
древесины.
Автомобили – сортиментовозы на базе шасси КамАЗ, МАЗ, Урал и КрАЗ
оснащены гидроманипуляторами с грузоподъемным моментом 55, 65, 90 и 140
кН·м.
Эти гидроманипуляторы имеют вылет стрелы соответственно 8,41; 7,1; 7,8 и 8,9 м
с углом поворота 380…410º. Масса (без ротатора и грейфера) колеблется в
пределах 1250…2850 кг в зависимости от грузоподъемности. Масса грейфера на
всех моделях составляет 190 кг.
Сортиментовозы данного типа предназначены для перевозки и самопогрузки
сортиментов в составе одиночного автомобиля или автопоезда.
Гидроманипулятор может устанавливаться за кабиной автомобиля или на задней
части грузовой платформы, что позволяет обслуживать одним манипулятором
тягач и прицеп, а также несколько сортиментовозов без гидроманипулятора.

17.

Сортиментовоз на базе автомобилей
МАЗ
Автопоезд на базе автомобилей
КамАЗ

18.

2. Существующие конструкции харвестеров
В настоящее время получили распространение одномодульные харвестеры
специального назначения, базирующиеся на специально разработанных шасси
(например, Timberjack 1470D, Ponsse Ergo и др.), и харвестеры, агрегатируемые
на базе экскаватора(например, Volvo, Kobelco и др.).
Харвестер специального
назначения (Valmet 921)
Харвестер на базе
экскаватора (Volvo)
Харвестеры специального назначения по типу шасси делятся на колесные,
гусеничные и шагающие. При этом колесные машины имеют шарнирносочлененную раму, состоящую из переднего и заднего модулей (полурам),
соединенных универсальным шарниром.

19.

По компоновке технологического оборудования специальные колесные
харвестеры можно разделить на две группы:
- с передним моторным и задним
технологическим модулями. В этом
случае на переднем модуле размещается
энергетическая установка машины и
монтируется кабина оператора. На
технологическом
модуле
размещен
манипулятор с харвестерной головкой. По
данной схеме скомпонованы, например,
харвестеры Ponsse Ergo и Beaver.
- с задним моторным модулем и
передним технологическим. Кабина
оператора находится на технологическом
модуле. На таких машинах кабина либо
неподвижна, либо имеет возможность
наклона для установки в горизонтальное
положение при крене машины. Обычно
перед кабиной расположен манипулятор
с харвестерной головкой (например,
харвестеры Timberjack 1270 D и 1470 D).
Кабина может располагаться вместе с
манипулятором и на полноповоротной
платформе.

20.

У гусеничных харвестеров специального назначения и харвестеров на базе
экскаваторов кабина, манипулятор и моторный модуль обычно располагаются на
полноповоротной платформе. Это позволяет укоротить базу машины и обеспечить
хороший обзор рабочей зоны.
Современные производители харвестеров широко используют принцип модульного
построения техники. Благодаря этому они получают возможность создавать
параметрические ряды лесотехнологического оборудования и машин по
геометрическим и массово-мощностным параметрам различных функциональных
возможностей.
Таким образом, согласно классификации, предложенной финским профессором,
можно выделить харвестеры малого, среднего, базового и тяжелого классов.
Харвестеры малого размерного класса предназначены для работы на рубках
ухода. Как правило, колесные харвестеры имеют всего 4 приводных колеса и
короткую базу, например Timberjack 770D, Sampo-Rosenlew 1046X. Собственный
вес машин - 7…12 тонн при мощности двигателя порядка 80 кВт. Грузовой момент
манипуляторов для таких машин - 50…120 кН м. Усилие протаскивания при
обрезке сучьев не превышает 15 кН, а масса харвестерной головки - 400…750 кг.

21.

Харвестеры среднего класса также предназначены в основном для рубок
промежуточного пользования. Вес машин - 13…14 тонн при мощности двигателя
120 кВт. Грузовой момент манипуляторов равен в среднем 135 кН м. Усилие
протаскивания при обрезке сучьев выше, чем для предыдущей группы машин и
равно 20 кН. Масса харвестерной головки 800 кг.
Харвестеры базового класса получили наиболее широкое распространение и
являются самыми универсальными в плане применения на разных видах рубок.
Они имеют 6 или 8 приводных колес (пример - харвестеры Timberjack 1070D,
Gremo 950 HPV). Вес этих машин составляет порядка 17 т. Мощность двигателей
140…160 кВт. Грузовой момент манипуляторов равен в среднем 180 кН м. Усилие
протаскивания при обрезке сучьев - 22…27 кН. Масса харвестерной головки 1000
кг.
Харвестеры тяжелого размерного класса подходят для рубок главного
пользования. В основном это гусеничные харвестеры специального назначения и
на базе экскаваторов, например Timberjack 608L, Kobelco SK 135 SRL. Вес
машин 18…20 тонн. Мощность двигателей 160…180 кВт. Грузовой момент
манипуляторов - 180 кН·м и более. Усилие протаскивания при обрезке сучьев 24…28 кН. Масса харвестерных головок 1200 кг и более.

22.

Харвестерная головка состоит из металлического каркаса и соединенного с ним
механизма наклона (наклон из вертикального положения для срезания дерева в
горизонтальное положение для обрезки сучьев и раскряжевки). Посредством
механизма наклона через поворотный ротатор каркас головки соединяется с
манипулятором.
На каркасе смонтированы захватные рычаги, на концах которых размещаются
протаскивающие элементы сучкорезного устройства (обычно протаскивающие
вальцы или гусеницы). На существующих конструкциях захватные рычаги
двигаются либо в плоскости, перпендикулярной оси дерева, либо в плоскости,
параллельной оси дерева.
В верхней части каркаса, а в ряде конструкций дополнительно снизу,
располагаются сучкорезные ножи. Чаще всего на верхнем уровне имеется три
ножа (два боковых подвижных и один стационарный опорный), а на нижнем - один
или два боковых подвижных. Ножи могут иметь индивидуальный привод или быть
кинематически связанными с захватами протаскивающего механизма. Последняя
схема упрощает и удешевляет конструкцию, так как отпадает потребность в
использовании отдельных гидроцилиндров привода ножей. Режущие кромки ножей
могут быть наплавленные или сменные.
В нижней части каркаса смонтирован пильный механизм с блоком автоматики
пилы и отдельных датчиков. В центре каркаса, между рычагами устанавливаются
опорный вращающийся ролик и измерительное колесо датчика отмера длин.

23.

Харвестерная головка
1-корпус, 2 - поворотный ротатор, З - верхние
сучкорезные ножи, 4 - нижние сучкорезные ножи, 5 протаскивающие вальцы с гидродвигателями, 6 пильный механизм, , 7 - ограждение пилы и гидромотора
ее привода, 8 - измеритель длины сортиментов, 9 захваты вальцов, 10 - скоба наклонного механизма

24.

Харвестерная
головка
может
быть
оснащена
дополнительными устройствами.
Одно из них - устройство для обработки пней в бесснежный
период
с
целью
предотвращения
распространения
дереворазрушающих грибов.
Специальное вещество – фунгицид – наносят при
пропиливании
через
форсунки,
расположенные
на
специальной шине пилы, или отдельной форсункой,
установленной на кожухе пилы или на кулачке шины.
К форсункам препарат автоматически подается по шлангу из
бачка на каркасе харвестера.

25.

Харвестеры по принципу работы
механизма сучкорезного устройства
непрерывного действия.
подающего (протаскивающего)
могут быть циклического и
Типы протаскивающих механизмов:
циклического (а) и непрерывного
действия (б, в)
Недостаток протаскивающих устройств непрерывного действия – ствол
может быть поврежден шипами по всей его длине, особенно при обрезке
толстых сучьев.
Для меньшего повреждения древесины возможно использование
обрезиненных вальцов, в том числе с одетыми на них металлическими
цепями.