Лесозаготовительные машины российского производства, используемые для валки деревьев.

Валка деревьев машинами полностью исключает ручные работы, значительно повышает производительность труда на лесосечных работах, повышает их безопасность. Некоторые машины хорошо сохраняют при валке ценный подрост. Однако из-за низкой мобильности они неэффективны в мелких, разделенных большими расстояниями, лесосеках. Они применяются в основном при сплошных рубках, и имеют некоторые ограничения к применению на склонах и переувлажненных почвах.

· Валочно-пакетирующие машины (ВПМ) выполняют валку деревьев и укладку их в пакеты позади себя на волоках.

Рассмотрим устройство и принцип работы ВПМ на примере ЛП-19.

ЛП-19 сконструирована на базе экскаватора. Опорой машины служит гусеничное шасси, на котором смонтирована поворотная платформа, делающая поворот до 180⁰. На поворотной платформе дизельная силовая установка, кабина оператора и стрела. К стреле шарнирно крепится рукоять, а к ней – захватно-срезающее устройство (ЗСУ) с режущим органом - цепным пильным аппаратом. Подъем и опускание стрелы и рукояти, подводка с их помощью ЗСУ к спиливаемому дереву осуществляется при помощи поворота платформы и гидроцилиндров. ЗСУ захватывает спиливаемое дерево, срезает его одним резом, и удерживает при переносе к месту укладки. На верхнем и нижнем концах стойки ЗСУ имеются захваты. Пильная цепь приводится в действие гидромотором, надвигание осуществляется гидроцилиндром с зубчатой рейкой.

Рис.17 Валочно-пакетирующая машина ЛП-19.

Для выполнения валки оператор останавливает машину, подводит ЗСУ к стволу дерева, захватывает его, срезает, наклоняет немного на себя, уменьшая вылет стрелы. Затем платформа поворачивается вместе с деревом, и дерево укладывается в пачку на землю.

Завод-изготовитель предлагает в качестве сменного оборудования к ЛП-19Б экскаваторное, кусторезное, сучкорезно-раскряжевочное, погрузочное оборудование, а так же ЗСУ силового резания.

Машина ЛП-60-01А также может осуществлять погрузку и штабелевку.

· Валочно-трелевочные машины (ВТМ) предназначены для валки деревьев, формирования пакета и его трелевки.

Рассмотрим устройство и принцип работы ВТМ ЛП-17 и ЛП-49, сконструированных на базе, соответственно, тракторов среднего класса ТДТ-55 (ТБ-1) и тяжелого класса ТТ-4. Технологическое оборудование этих машин аналогично смонтировано на раме позади кабины. Спиливание дерева осуществляет пильная головка с захватом и цепным пильным аппаратом, которая крепится к рукояти, а рукоять к стреле. Стрелу поворачивает на угол до 220⁰ вокруг вертикальной оси поворотный механизм. В задней части рамы установлен коник, на который укладываются спиленные деревья, формируемые в пакет. Позади коника имеется щит, защищающий задний мост и облегчающий сброс пачки деревьев с коника. Впереди установлен бульдозерный нож.

Лесозаготовительная машина ВМ также создана на базе ТТ-4, но имеет иное технологическое оборудование.

Производительность ВТМ на трелевке за 1 час основного рабочего времени (при расстоянии трелевки до 300 м) составляет от 18 куб. м (при среднем объеме хлыста 0.75 куб. м) у ВМ-4Б до 80 куб. м (при среднем объеме хлыста 0.6 куб. м) у ЛП-49.

· Бензомоторные пилы применяются для валки деревьев повсеместно. Основную массу деревьев при проведении рубок в России валят бензомоторными пилами.

Для валки применяются редукторные пилы российского производства марок «Урал», «Дружба», реже, для валки тонкомерных деревьев, используются безредукторные пилы марки «Тайга». Устройство и технические возможности этих пил вы изучили в курсе механизации лесохозяйственных работ.

Рис. 18 Бензомоторные цепные пилы отечественного производства: «Урал» с гидроклином и «Тайга».

Помимо отечественных бензомоторных пил, для валки широко применяются пилы фирм Husqvarna (Финляндия), Stihl (Германия) Jonsered (Швеция), и других.

Мотопилы «Husqvarna» имеют узкий корпус и высоко расположенный центр тяжести, систему канализационной очистки выхлопных газов, совмещенное регулирование подачи топлива и привода дроссельной заслонки, высокую мощность при широком диапазоне оборотов, увеличенный воздушный фильтр, мощные пружины в системе демпфирования вибрации, подогрев рукоятки. Дополнительно могут быть оснащены системой изменяемой подачи масла (нет подачи на холостом ходу), декомпрессионным клапаном, легкосъемной крышкой воздушного фильтра, ручным насосом для дополнительной смазки цепи.

Как и другие бензомоторные пилы зарубежного производства, бензомоторные пилы «Husqvarna» (рис. 19) подразделяются на несколько классов по соотношению веса, мощности, длины пильной шины и других технических показателей:

- микромоторные (любительские, полупрофессиональные, фермерские) – легкие, простые в обращении пилы, предназначенные для работы не полный рабочий день, либо используемые главным образом при уходе за молодняками или для обрезки сучьев;

- профессиональные – мощные пилы, способные поддерживать высокую мощность длительное время при широком диапазоне оборотов, используемые главным образом для валки деревьев и раскряжевки стволов;

- высокомощные с удлиненными пильными шинами – пилы для валки деревьев с большим диаметром ствола;

- универсальные.

Рис. 19 Бензомоторная профессиональная пила «Husqvarna-365»

На мотопилах «Jonsered» установлено изобретение фирмы – система очистки воздуха Turbo, использующая центробежную силу вентилятора для очистки всасываемого воздуха на 99% от пыли, грязи и опилок до того, как они достигнут воздушного фильтра. На ряде моделей монтируется декомпрессионный клапан, облегчающий запуск пилы.

Пилы «Stihl» (рис. 20) имеют антивибрационную систему AV, электронную систему зажигания Е, быстродействующий тормоз цепи Q и однорычажное управление. На пилах этой фирмы используются катализатор в системе выхлопа и цифровая система зажигания, которая обеспечивает более простой запуск без обратного удара, снижение расхода топлива и надежное ограничение максимальной частоты вращения коленчатого вала.

Рис. 20 Бензомоторные профессиональные пилы «Stihl 026», «Stihl 036», «Stihl 044»

Валку дерева производит звено, состоящее из двух рабочих – вальщика и помощника вальщика.

Перед началом валки вальщик осматривает дерево, устанавливает наличие и направление наклона ствола, асимметричность кроны и другие особенности дерева, способные повлиять на направление валки. Также устанавливается наличие гнилей, трещин, надломленных и висячих ветвей, способных усложнить процесс и повлиять на безопасность валки.

Потом вальщик устанавливает направление валки. В первую очередь учитываются требования технологии разработки лесосеки, предписывающие направление валки деревьев (указывается в технологической карте разработки лесосеки, которая выдается лесозаготовителю). Отклонения от этого направления могут произойти только из-за больших аномалий формы ствола и кроны дерева. Валка должна производиться по возможности в просветы между растущими деревьями.

Помощник вальщика в это время вырубает в радиусе 1 м вокруг дерева, подлежащего валке, подрост, подлесок, убирает валежник, обрубает низко опущенные ветви, убирает все вырубленное в сторону, и приземляет. В зимнее время он лопатой откапывает снег вокруг ствола до земли, и делает две отходные дорожки для вальщика и себя в направлении под 60⁰ к направлению, обратному направлению валки дерева.

Спиливание дерева вальщик начинает с выполнения подпила. Подпил делают с той стороны, куда дерево должно упасть. Затем вальщик переходит на противоположную сторону, и производит основной рез спиливания дерева - перепил. При спиливании дерева необходимо оставлять непропиленный участок между подпилом и перепилом – недопил.

Подпил нужен для облегчения падения дерева в нужном направлении. Валка без подпила запрещена, т.к. он препятствует зажиму шины в завершающей стадии пиления, и не допускает скола древесины. Подпил при валке небольших деревьев с диаметром в месте перепиливания не более 20 см делают одним резом. При большем диаметре подпил делают двумя резами, чаще, соединяющимися в конце подпила и извлекают ломоть древесины, что обеспечивает легкое соскальзывание комля с пня. Обычная глубина подпила для прямостоящих деревьев составляет 1/4 - 1/5 часть диаметра ствола в месте среза. Глубина подпила несколько увеличивается при валке крупномерных деревьев. При валке деревьев, имеющих значительный наклон, попутный направлению валки, делают подпил глубиной до 1/3 – 1/2 части диаметра ствола. Это позволяет избежать преждевременного падения дерева, сопровождаемого опасным для вальщика сколом древесины, расщеплением ствола и отбросом комля в обратную сторону.

Перепил производится на уровне верхней кромки подпила, плоскость реза перпендикулярна оси ствола дерева. При валке крупных деревьев он может быть немного ниже для снижения высоты пня. Высота пня определяется от шейки корня. Она не должна превышать 1/3 диаметра ствола на уровне среза и не должна превышать 10 см для деревьев с диаметром на уровне среза менее 30 см.

Оставление недопила является непременной составляющей технологии валки деревьев. Недопил позволяет вальщику вынуть из реза шину бензопилы в момент начала падения дерева, если прорезать недопил, шину зажмет комель. Недопил также выполняет роль шарнира, предотвращает отклонение дерева при падении вбок. При валке прямостоящих деревьев в безветренную погоду оставляют равнотолщинный недопил в виде полоски толщиной от 1см у деревьев диаметром менее 20см до 4 см у деревьев с диаметром свыше 60 см (рис. 21 а). При валке деревьев с боковым (относительно направления валки) наклоном, с односторонне развитой кроной или в ветреную погоду оставляют клиновидный недопил (рис. 21 б). Уширенная часть клиновидного недопила прочнее суженной части, и она разрушается медленнее, что приводит к развороту ствола при падении вокруг своей оси в сторону уширенной части недопила.

Вальщик, выбирая форму недопила, валит дерево в нужном направлении.

Нередко, чтобы свалить дерево в нужном направлении недостаточно одного подпила, к стволу необходимо бывает приложить направляющее усилие. Для этого используют различные валочные приспособления: деревянные клинья, валочные вилки, валочные лопатки, гидроклинья и гидродомкраты.

Рис. 21 Формы недопилов:

А) Равнотолщинный,