способ выполнения лесосечных работ агрегатной машиной

Формула изобретения

Способ выполнения лесосечных работ агрегатной машиной, включающий срезание дерева, трелевку, обрезку сучьев, раскряжевку и штабелевку сортиментов, отличающийся тем, что после срезания дерева, удерживая его в харвестерной головке агрегатной машины, осуществляют погрузку комлевого конца дерева в зажимной коник, а после набора пачки деревьев и ее трелевки агрегатной машиной на погрузочную площадку и разгрузки пачки деревьев харвестерной головкой поштучно захватывают деревья за комель и, не отпуская дерево, производят обрезку с него сучьев и раскряжевку на сортименты совместно с сортировкой и штабелевкой сортиментов, при этом лесосечные отходы концентрируют на погрузочной площадке.

Описание изобретения к патенту

Область применения изобретения - лесозаготовительные работы, в частности заготовка сортиментов, а также лесосечных отходов, предназначенных для использования в качестве вторичных ресурсов.

Известен способ выполнения лесосечных работ агрегатными машинами, снабженными харвестерной головкой, включающий срезание дерева, обрезку с него сучьев, раскряжевку на сортименты, сортировку и штабелевку. При известном способе сортименты образуются на лесосеке и трелюются специальной машиной - форвардером (сортиментовозом) [1].

Основной недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает снижения затрат на сбор лесосечных отходов и их концентрацию на погрузочной площадке. Эти отходы образуются непосредственно на пасеке в деконцентрированном виде. В результате для переработки отходов рубильной машиной их необходимо собирать на лесосеке с применением еще одной машины - подборщика-погрузчика лесосечных отходов.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ выполнения лесосечных работ агрегатной машиной - харвардером, снабженной харвестерной головкой, установленной на манипуляторе, и платформой с ограждающими стойками для транспортировки сортиментов. Способ работы этой машины включает срезание дерева, обрезку сучьев, раскряжевку на сортименты. Затем сортименты погружают на платформу и трелюют на погрузочную площадку, где их укладывают в штабеля. Древесные отходы остаются на лесосеке в деконцентрированном виде [2].

Однако эффективность известного способа низка из-за того, что он решает вопрос только заготовки сортиментов, но не обеспечивает снижения затрат на последующий сбор лесосечных отходов и их концентрацию на погрузочной площадке для последующего использования в качестве вторичных ресурсов (в частности для выработки топливной щепы). Машины для транспортировки древесных отходов собирают ветки, сучья, вершины и доставляют их на погрузочную площадку для последующей выработки топливной щепы (использование рубительной машины на лесосеке, а не на погрузочном пункте является непроизводительным).

В настоящее время все большее значение придается развитию альтернативной энергетики с использованием местных видов топлива, в том числе отходов лесозаготовок. Разработаны передвижные рубительные машины для производства топливной щепы на лесосеке из дровяной древесины и лесосечных отходов (ветвей, сучьев, вершин). Подобные машины производятся и зарубежными фирмами. Рубительные машины могут работать непосредственно на лесосеке либо на погрузочной площадке. Производительность этих машин на час чистого времени работы составляет 25-40 насыпных куб. м (8,3-13,2 плотных куб. м). Непосредственно на лесосеке концентрация древесных отходов на площади незначительна, поэтому большая часть оперативного времени при заготовке щепы непосредственно на лесосеке будет расходоваться на переезды машины между стоянками.

После загрузки бункера-накопителя щепой такая машина должна двигаться к погрузочной стоянке, где укладывает щепу в кучи. Ввиду сравнительно небольшого объема бункера-накопителя (10 насыпных м³ щепы) удельные затраты времени на эту операцию также достаточно значительны.

Второй вариант - лесосечные отходы с лесосеки на верхний склад доставляются специальными машинами, разработанными для сбора и транспортировки древесных отходов. КарНИИЛПом для этих целей была разработана машина ЛП-23 на базе ТБ-1, оборудованная самосвальным кузовом, манипулятором, грейферным захватом большой вместимости с ротатором [3]. Машина выпускалась Петрозаводским ремонтно-механическим заводом.

При транспортировке древесных отходов с лесосеки эти машины недостаточно эффективны ввиду низкой концентрации лесосечных отходов на лесосеке и их низкой плотности, что минимизирует нагрузку на машины. Для повышения производительности машин требуется производить укладку древесных отходов в кучи, что требует больших затрат ручного труда.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении эффективности лесосечных работ за счет снижения затрат на сбор лесосечных отходов и их концентрации на погрузочной площадке при сортиментной заготовке древесины для последующей выработки топливной щепы.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что после валки дерева осуществляют погрузку комлевого конца дерева в коник, а после трелевки на погрузочной площадке харвестерной головкой поштучно захватывают комли стрелеванных деревьев захватом агрегатной машины и, не отпуская дерево, производят обрезку с него сучьев и раскряжевку на сортименты совместно с сортировкой и штабелевкой. При этом древесные отходы (сучья, вершинки) концентрируют на погрузочной площадке.

Общими с прототипом признаками являются срезание дерева, обрезка сучьев, трелевка, раскряжевка на сортименты, сортировка и штабелевка.

Отличительными признаками являются следующие действия: после срезания дерева, удерживая его в харвестерной головке, осуществляют погрузку комлевого конца дерева в зажимной коник агрегатной машины, а после набора пачки деревьев и ее трелевки агрегатной машиной на погрузочную площадку и разгрузки пачки деревьев харвестерной головкой поштучно захватывают деревья за комель и, не отпуская дерево, производят обрезку с него сучьев и раскряжевку на сортименты совместно с сортировкой и штабелевкой сортиментов, при этом древесные отходы концентрируют на погрузочной площадке.

Работа по предлагаемому методу осуществляется агрегатной машиной - валочно-трелевочной процессорной машиной (ВТПМ), снабженной харвестерной головкой, манипулятором и зажимным коником с гидроприводом.

Вариант машины показан на фиг.1, где 1 - базовая машина, 2 - харвестерная головка, 3 - манипулятор, 4 - зажимной коник.

Технологическая схема реализации способа показана на фиг.2., где 5 - лесовозный ус, 6 - погрузочная площадка, 7 - волок, 8 - полупасека, 9 - ВТПМ, 10 - поваленное дерево, 11 - щеповоз, 12 - погрузчик, 13 - куча щепы, 14 - штабель деревьев, 15 - автопоезд-сортиментовоз, 16 - штабеля сортиментов, 17 - сучья, вершины, откомлевки, 18 - рубительная машина.

Способ осуществляется следующим образом. При разработке каждой пасеки (фиг.2) машина задним ходом заходит вглубь лесосеки и освобождает волок (технологический коридор) 7, укладывая поваленные деревья 10, мешающие проезду, по краям. Двигаясь в обратном направлении, осуществляет валку деревьев на полупасеках 8 с обеих сторон по ходу движения и погрузку комлевых концов деревьев в коник; на погрузочной площадке 6 после трелевки харвестерной головкой поштучно захватывают комли стрелеванных деревьев и, не отпуская дерево, производят обрезку с него сучьев и раскряжевку на сортименты совместно с сортировкой и штабелевкой. Древесные отходы (вершинки, сучья, откомлевки) 17 остаются на погрузочной площадке 6. После нескольких рейсов агрегатной машины рубительная машина 18 перерабатывает указанные отходы в щепу и загружает ее в бункер-накопитель или в кучи 13 на погрузочной площадке 6.

Производительность на чел. день по циклу работ валка - трелевка деревьев, обрезка сучьев, раскряжевка, штабелевка сортиментов 52-55 м³ в смену. Это значительно выше, чем в комплексе машин харвестер - форвардер.

В работе [4] проведен анализ работы комплексов машин для сортиментной заготовки в составе харвестеров и форвардеров отечественного и зарубежного производства. Выработка на чел. день по комплексу работ валка деревьев, обрезка сучьев, раскряжевка, трелевка, сортировка сортиментов варьируется в диапазоне от 39,9 до 49,7 м³. Таким образом, производительность ВТПМ на заготовке сортиментов на 12-31% выше, чем комплекса машин харвестер - форвардер. Себестоимость заготовки сортиментов (удельные эксплуатационные затраты) в обоих вариантах заготовки практически одинакова.

В основном экономический эффект от заготовки леса заявляемым способом заключается в повышении производительности, снижении трудозатрат и себестоимости заготовки щепы.

Для предварительной оценки эффективности производства топливной щепы на лесосеке и на погрузочной площадке мобильной рубительной машиной были произведены расчеты себестоимости получаемой продукции. Проведенные расчеты показали, что при работе рубительной машины на погрузочной площадке, когда сбор и доставка древесных отходов с лесосеки осуществляется машиной типа ЛП-23, себестоимость производства топливной щепы составляет 534,4 руб/м³. При работе рубителыюй машины непосредственно на лесосеке 359,5 руб/м ³. Себестоимость производства щепы мобильной рубительной машиной на погрузочной площадке (верхнем складе) после работы ВТПМ равна 110,9 руб/м³. Производительность рубительной машины при работе на погрузочной площадке 50-59 м³ в смену, на лесосеке - 12-14 м³.

Таким образом, при использовании ВТПМ на валке, трелевке деревьев, обрезке сучьев, раскряжевке, сортировке и штабелевке на погрузочном пункте повышается производительность рубительных машин в 4-4,5 раза, а себестоимость производства щепы снижается почти в 5 раз.

Список литературы

1. Шегельман И.Р. Техническое оснащение современных лесозаготовок. /И.Р.Шегельман, В.И.Скрыпник, О.Н.Галактионов/ - СПб., Проф-Информ, 2005. - 321 с.

2. Ponsse Dual: hnp://www.ponsse/com/ruissian/products/dual/index.php (электронный ресурс)

3. Кочегаров В.Г. Технология и машины лесосечных работ / В.Г.Кочегаров, Ю.А.Бит, В.Н.Меньшиков. - М., Лесная промышленность, 1980. - С.267-269.

4. И.Р.Шегельман, В.И.Скрыпник, Р.А.Петухов. Анализ эффективности сортиментной заготовки леса / Ученые записки Петрозаводского государственного университета, 2008, № 3. - С.94-103.