Дерево як предмет праці

Дерево складається з кореневої системи, стовбура та крони. Заготівля лісу проводиться з відділенням надземної частини дерева від кореневої системи. Отже, дерево як предмет праці лісозаготівельників має стовбур і крону. У результаті очищення дерева від гілля і відрізання верхівки отримаємо стовбур, деревина якого є основною метою лісозаготівлі.

Параметри дерев і стовбурів є вирішальними при виборі схем технологічного обладнання та машин. Значення параметрів дерев та стовбурів дає змогу технічно грамотно вирішувати питання про такі параметри лісозаготівельних машин і їх технологічного обладнання, як потужність, міцність, швидкість тощо, а також про забезпечення їхньої стійкості, особливо тих машин, що обробляють дерева за допомогою маніпуляторів.

Стовбур – це очищене від гілок звалене дерево без відділених від нього прикореневої частини і верхівки, яка зрізується в місці, де діаметр дерева не менший, ніж 6 см. Основними параметрами стовбура є діаметр відземка d _b і на відстані 1,3 м від нього (d _1,3), довжина l _c та об’єм стовбура q _c. Між даними величинами існує залежність:

d _b = с · d _1,3, (1)

де с – коефіцієнт, середнє значення якого для сосни с = 1,27; для осики с = 1,16; для берези с = 1,21; для смереки с = 1,25.

Взаємозв’язки між діаметрами стовбурів у сантиметрах та їх довжинами у метрах описуються такими кореляційними рівняннями: для осики l _c = а · d _b – b · d _b²; для смереки l _c = а · d _b – b · d _b + с₁; для сосни l _c = а · d _b + с₁.

Значення коефіцієнтів а, b та с₁ такі: для смереки а = 0,680; b = 0,0047; с₁ = 1,45; для сосни а = 0,246; с₁ = 9,20; для берези а = 1,00; b = 0,0134; с₁ = 0,40.

Стовбур характеризується збіжністю (і) – зменшенням діаметра відземка до верхівки. Збіжність як параметр стовбура використовується для програмування його розпилювання при розкряжовуванні та визначається діленням різниці діаметрів стовбура на відстань між місцями заміру діаметрів (l₁)

і = d ₁ – d ₂ , (2)

l₁

де d ₁ – максимальний діаметр стовбура, м; d ₂ – мінімальний діаметр стовбура, м. Збіжність стовбурів вимірюється у сантиметрах на метр довжини.

Об’єми стовбурів беруться з таксаційних таблиць, однак з достатньою точністю для технічних розрахунків їх можна визначити за формулою:

q _c = π · d ² _1,3 l _c К _ф,(3)

4

де d _1,3 – діаметр стовбура на висоті 1,3 м від шийки кореня; l _c – довжина стовбура, м; К _ф – коефіцієнт, що враховує форму стовбура дерева (для сосни і смереки К _ф = 0,52; для берези К _ф = 0,46).

Маса стовбура m _c є одним з основних його параметрів; вона визначає навантаження на технологічне устаткування машин

m _c = q _c · ρ _δ,,(4)

де q _c – об’єм стовбура, м³; ρ _δ – середня щільність деревини, т/м³.

Щільністьдеревини: для берези 0,56-0,60 г·см ^-3; смереки 0,500 г·см ^-3; сосни 0,570 г·см ^-3.

Відстань відземкового зрізу до центра тяжіння стовбура з достатньою точністю може бути прийнята

h = 0,37 l _c , (5)

Крона дерева. Основними розмірами крони є: довжина, ширина, площа перерізу вздовж осі стовбура та об’єм. Площа крони визначає її парусність. Розміри та об’єм впливають на параметри технологічного устаткування машин для очищення дерев від гілля. Крони збільшують масу пачки, що трелюється, помітно знижуючи продуктивність трелювальних тракторів.

Залежність між масою крони m _к в тонах і об’ємом стовбура в м³ виражається кореляційним рівнянням

m _к = а _к + b _к · q _c , (6)

де а _к, b _к – коефіцієнти (для смереки а _к = 6; b _к = 232; для сосни а _к = 21; b _к = 94; для берези а _к = 32; b _к = 78).

Значення коефіцієнтів парусності крон такі: для смереки 0,75; для сосни 0,5-0,6; для осики 0,5-0,6 (взимку 0,1-0,2). Коефіцієнт парусності характеризує ступінь заповнення поздовжнього перерізу крони листям (голками) і гілками.

Дерево. Масу дерева (без врахування листя) можна визначити з рівняння

m _δ = q _c · ρ _δ + p _r · q _c · ρ _{r ,} (7)

де q _c – об’єм необкоркованого стовбура, м³; ρ _δ – щільність деревини, т/м³; p _r – частка об’єму гілок від об’єму необкоркованого стовбура, %; ρ _r – щільність гілля, т/м³ (для гілок смереки ρ _r = 0,926; сосни ρ _r = 0,869). Маса дерев листяних порід влітку на 10-20 % більша, ніж взимку.