Технологии и машины лесосечных работ

Трелевка  позволяет сократить протяженность  временных дорог (усов) и таким  образом уменьшить расходы на транспортную подготовку к лесозаготовкам.

Для трелевки используются тракторы, многооперационные  машины и различного рода канатные установки.

Очистка деревьев от сучьев производится на пасеке, трелевочном  волоке, лесопогрузочном пункте и на лесопромышленном складе. Процесс очистки деревьев от сучьев заключается в отделении сучьев от ствола, а также в сборе их для последующего использования, оставлении на месте или сжигание.

Очистка деревьев от сучьев может выполняться срезанием  режущими устройствами (пильными цепями, ножами, фрезами) и обламыванием (жесткими разделителями или канатными петлями). Обламывание сучьев используется в машинах редко, т. к. качество очистки получается неудовлетворительное.

Основное  требование к качеству очистки –  удаление сучьев заподлицо с поверхностью ствола, выполняется срезанием. При  этом качество срезания не зависит от погодных условий.

Процесс поперечного  деления хлыстов на сортименты в  соответствии с требованиями ГОСТа  на лесопродукцию называется раскряжевкой.

Раскряжевка хлыстов может выполняться на лесосеках, лесопогрузочных пунктах или нижних складах, биржах сырья деревоперерабатывающих предприятий, потребляющих в качестве сырья хлысты. Место выполнения раскряжевки определяется принятым технологическим процессом. При вывозке хлыстов или деревьев раскряжевка производится на нижнем складе. В этом случае трудоемкость выполнения операции уменьшается, появляется возможность использования высокопроизводительных стационарных автоматизированных раскряжевочных установок.

При вывозке  сортиментов раскряжевка производится на лесосеке или лесопогрузочном  пункте (верхнем складе). Такая технология применяется: при вывозке непосредственно  на склады потребителей, к мелким рекам  с молевым сплавом древесины; при вывозке по дорогам с малым  радиусом кривых или с крутыми  подъемами и спусками; возможна также  при выполнении рубок ухода, строительстве дорог, трасс под линии электропередач и т. д.

При вывозке  сортиментов раскряжевка хлыстов  на лесосеке может выполняться переносными  моторными инструментами или  специальными многооперационными машинами.

Погрузка  леса представляет собой процесс  захвата, перемещения и укладки  на подвижной состав деревьев, хлыстов  или сортиментов.

В зависимости  от принятого технологического процесса погрузку хлыстов, деревьев или сортиментов  можно вести поштучно, пачками  небольшого объема и крупными пакетами, равными по объему грузоподъемности единицы подвижного состава.

Процесс погрузки заключается в захвате, перемещении  и укладке древесины на подвижной состав лесовозных дорог, при этом могут быть использованы различные машины и установки. Они должны удовлетворять следующим основным требованиям: быть приспособлены к работе с крупногабаритными грузами; производить формирование пачки как с площадок, так и из штабеля; обеспечивать подъем и подтаскивание груза к месту укладки; иметь достаточную грузоподъемность подвижного состава; не требовать больших трудозатрат на монтажно-демонтажные работы; обеспечивать безопасность труда и сохранность подвижного состава при выполнении погрузки.

На погрузке древесины могут применяться  следующие типы машин и оборудования: стреловые краны и установки, упрощенные кабельные краны, челюстные лесопогрузчики, самопогружающиеся автопоезда. При выборе погрузочных средств должны быть учтены почвенно-грунтовые условия, рельеф местности, суточное задание на вывозке, вид погружаемых лесоматериалов, тип лесовозного транспорта.

 

Для 1 системы  машин выбираем:

- валка, обрезка сучьев, раскряжевка: бензиномоторная пила – Stihl MS 660;

- трелевка: чокерный скиддер «John Deere 640H»

- погрузка: Урал 4320 с гидроманипулятором ОМТЛ-97

 

 

 

Для 2 системы машин выбираем:

- валка, раскряжевка, обрезка сучьев: бензиномоторная пила – Stihl MS 660;

- трелевка: форвардер «Ponse Wisent»

- погрузка: Урал 4320 с гидроманипулятором ОМТЛ-97

 

 

Техническая характеристика: пила – Stihl MS 660

 

Вид	бензиновая
Тип	профессиональная
Мощность	5.2 кВт
Шаг цепи	3/8 дюйма
Объем двигателя	91.6 куб. см
Вес	7.3 кг

 

Техническая характеристика: скиддер «John Deere 640H»

 

Двигатель	John Deere PowerTechTM Plus 6068H
Полная мощность при номинальной  частоте вращения	172 л.с. 128 кВт при 2200 об/мин
Полный крутящий момент	767 Нм при 1400 об/мин
Тяговое усилие лебедки	156 кН (35 029 фунтов)

 

 

 

 

Техническая характеристика: Урал 4320 с гидроманипулятором ОМТЛ-97

Двигатель		КАМАЗ-740.10
Мощность двигателя		210 л. с.
Колесная схема		6x6
Расход топлива при скорости 40 км/ч, л/100 км:		29
Масса перевозимого груза		7500 кг
Высота		3005
База		4925
Колея		2020
Ширина		2500
Длина		8628

 

 

Техническая характеристика: форвардер «Ponse Wisent»

 

Колесная  схема                                             8х8

Мощность                                               130 кВт

Масса                                                         13900т

Максимальная  скорость хода                28 км/ч

Грузоподъемность                                  12000кг

Максимальный  вылет манипулятора         10 м

 

 

3.2 Обоснование  способа разработки лесосек и  пасек.

Под технологической  схемой разработки лесосеки или делянки  понимается её план, на котором показано размещение лесовозных путей, лесопогрузочных пунктов и пасек, и последовательность их разработки, пасечных и магистральных, трелевочных волоков. 

При составлении  схемы лесосек, прежде всего, начинается схема транспортного освоения, т.е. выбирается число и расположение лесовозных усов на лесосеке. В зависимости от размеров лесосеки возможны различные схемы расположения усов. Также должно устанавливаться размер пасек, число и расположение волоков и лент на лесосеке. При выборе размеров пасек следует стремиться к тому, что переходы рабочих и машин были наименьшими и трелевочные машины могли собирать пачки, не покидая волока, и обеспечивая сохранение подроста.

Освоение  лесосеки начинается с разработки погрузочных  площадок, магистральных и пасечных волоков. Валку деревьев на валке  начинают с ближнего конца в направлении  вершинами в сторону трелевки (погрузочного пункта). При отсутствии подроста допускается в отдельных случаях трелевка деревьев комлями вперед, а валка деревьев – вершинами в обратную сторону.

Часть территории лесного фонда, закрепленная на установленный  срок лесозаготовительным предприятием, называется лесосырьевой базой, которая обеспечивает бесперебойную работу предприятия в течение всего срока действия.

Участок спелого  леса, отведенного для лесозаготовительных  работ, называется лесосекой.

Для удобства разработки лесосеку делят на делянки, пасеки, ленты.

Делянка – часть лесосеки, закрепляемая за бригадой рабочих. Если лесосека невелика и в ней работает одна бригада, то понятие лесосеки и делянки совпадают. Часть делянки, с которой поваленные деревья или хлысты трелюют по одному трелевочному волоку, называется пасекой.

В лесах первой системы машин ведем среднепасечную технологию.

При среднепасечной технологии и ширине пасек 35-50 м разработку ведут пятью лентами. Эти технологии позволяют уменьшить площадь, занимаемую трелевочными волоками.

В лесах второй системы машин проводим рубку методом средних пасек.

При этой технологии ширина пасеки составляет до 40 м. Разрабатывается тремя лентами.

3.3 Состояние  технологических схем выполнения  лесосечных работ для каждой  группы лесов, на которые показывают: планы лесосек с нанесением лесовозных усов, погрузочных площадок и делянок; планы делянок с нанесением границ пасек, магистральных и пасечных волоков, погрузочных площадок и порядок разработки пасек(лент); схемы погрузочного пункта с расположением основного и вспомогательного оборудования и механизмов.

Составление технологических схем выполняется  на листах формата А1 для каждой системы  машин, на которых показано: планы лесосек с нанесением лесовозных усов, погрузочных площадок и делянок; планы делянок с нанесением границ пасек, магистральных и пасечных волоков, погрузочных площадок и порядок разработки пасек (лент); схемы погрузочного пункта с расположением основного и вспомогательного оборудования и механизмов.

 

3.4 Определение  среднего расстояния трелевки.

 

L=(ka a+kb b)kуд,

 

где L – среднее расстояние трелевки, м;

ka, kb – коэффициенты, учитывающие схему расположения волоков на лесосеке ( для лесосеки – 0,25, для делянки – 0,5);

a, b – длина и ширина лесосеки, м;

kуд – коэффициент удлинения расстояния трелевки, k_уд =1,1…1,4.

 

1 система  машин:

L1=(0,5·250+0,25·250)·1,2=225 м

 

2 система  машин:

L2=(0,5·250+0,25·250)·1,2=225 м

 

3.5 Определение  суточного и сменного объема  работ для каждой группы лесов  и каждой системы машин.

Суточный  объем работ Qсут (м) для каждой системы машин рассчитывается по формуле:

Qсут=Qi/N,

 

где N – число дней работы для данной системы машин.

Сменный объем  работ Qсм (м³)для каждой системы машин рассчитывается по формуле:

Qсм= Qсут/n,

 

где n – число смен работы для данной системы машин (при механизированной валке n=1).

 

1 система машин:

Лесосечные  работы:

Qсут=80000/216=370 м³

Транспортные  работы

Qсут=80000/228=350 м³

 

2 система машин:

Лесосечные  работы

Qсут=120000/216=555 м³

Транспортные  работы

Qсут=120000/228=526 м³

 

3.6 Суточное  задание бригаде Qбр (м³), сформированной на базе каждой системы машин, определяется по формуле:

 

Qбр=nмHтKсKу,

 

где nм – число ведущих механизмов в бригаде, шт;

Hт – норма выработки на машино-смену, м³/см;

Kс – коэффициент сменности;

Kу – коэффициент перевыполнения норм выработки, Kу=1,10…1,15.

 

Нормы выработки  двух систем машин:

Трелевка  чокерным трактором – Н_т=65

Форвардер –  Hт = 125,9

 

1 система  машин:

Qбр=1·65·1·1,15=75 м³

 

2 система  машин:

Qбр=1·125,9·1·1,15=144,8 м³

 

3.7 Расчет  производительности ведущего механизма.

 

• Бензомоторная пила Stihl MS 660

 

Валка дерева

П_см=

= 28800-106/*2,1=50,8 м³

=3600*0,4/301=6,1

 

=114*2=301с

 

где   – время спиливания дерева, с;

 – коэффициент, учитывающий время на сталкивание дерева с пня, переходы от дерева к дереву и подготовку дерева к валке. Принимаем k=2

 

 =0,07*1,2/0,0063*0,7=114с

где   – площадь пропила, м²;

 – коэффициент, учитывающий увеличение площади пропила за счёт подпила;

;

  – производительность чистого пиления цепной пилы, м²/с;

 – коэффициент использования производительности чистого пиления цепной пилы при валке;

.

Площадь пропила определяется по формуле:

=3,14*0,3²/4=0,07

где   – диаметр дерева в плоскости пропила, м.

Производительность  чистого пиления определяется по формуле:

=3,14*0,3*0,00027/4=0,0063 

где   – скорость надвигания, м²/с.

Скорость  надвигания определяется по формуле:

= 0,00027м/с 

где   – расчётное усилие резания, Н;

 – скорость пильной цепи, м/с;

значение  берётся из технической характеристики бензопилы;

 – коэффициент удельного сопротивления давлению, Н/м²;

 – ширина пропила, м;

 – высота пропила, м.