лесосечные работы

вость. Днище рамы закрыто прочным гладким стальным листом без выступов.

Управление функциями машин осуществляется с помощью джойстиков, установленных на переносном пульте. Система управления и измерений автоматизирована. Оператор, задавая режимы работы системы, определяет тем самым её производительность, автоматически ведётся учёт выполненной работы. Результаты выводятся на компьютер, который установлен в бортовом отсеке машины

Харвестер FIBERPAC КВ одномодульный, в котором объединены моторно-трансмиссионная установка с технологическим оборудованием и шасси. Он имеет 6-и колесное исполнение, дизельный двигатель мощностью 184 кВт, гидростатическую трансмиссию и бортовой поворот машины. На нем установлен гидроманипулятор с максимальным вылетом стрелы 9 м, на котором подвешена мощная харвестерная головка. Его габариты составляют: длина – 8,8 м, ширина – 3,1 м и высота – 3,5 м. Для повышения устойчивости и проходимости на почвах со слабой несущей способностью на колеса устанавливаются гусеницы. Высокая устойчивость харвестера и большая мощность технологического оборудования позволяют осуществлять разделку стволов непосредственно в грузовой отсек работающего с ним форвардера.

Комбайн Thinning Master представляет собой двухмодульную полноприводную 4-х колесную машину. На переднем модуле установлен гидроманипулятор с харвестерной головкой для обработки деревьев диаметром не более 30 см. На заднем модуле грузовой отсек с моторной установкой.

Для обеспечения высокой проходимости и маневренности под пологом леса в основу комбайна были заложены рациональные продольнопоперечные габариты, шарнирно-сочлененная рама и гидравлически управляемая рычажная подвеска колёс. Он способен двигаться в густых насаждениях без повреждения деревьев, преодолевать пороговые препятствия и работать на склонах до 16 градусов. Под воздействием гидроцилиндров на рычаги колёс его дорожный просвет изменяется в большом диапазоне. Управление движением комбайна осуществляется с помощью двух гидроцилиндров в шарнирно-сочленённом соединении. Расположение двигателя в раме машины значительно понижает ей центр тяжести, что, с учётом возможности изменения высоты клиренса, обеспечивает повышенную устойчивость комбайна.

На комбайне установлен 4-х цилиндровый дизель мощностью 44 кВт. Его длина – 3960 мм, ширина – 1900 мм, высота дорожного просвета –700 мм и масса – 3900 кг. Максимальный вылет стрелы крана составляет 3,1 м.

171

Комбайн Thinning Master предназначен для выполнения следующих операций: переезды от дерева к дереву, валка деревьев, обрезка сучьев, раскряжёвка, погрузка сортиментов в грузовой отсек, формирование пачки сортиментов, их перевозку с последующей разгрузкой вдоль волока и возвращение холостым ходом на рабочую позицию.

Раскряжёвка деревьев производится прямо в накопитель. Манипулятор направляет хлыст в накопительный отсек, а гусеничная подача головки перемещает его к месту укладки сортимента. Раскряжёвка производится над машиной непосредственно перед накопителем. В качестве захватов деревьев в головке используются ножи обрезки сучьев. Сортименты раскряжёвываются на длину не более 4 м.

172

Рис. 4.14 – Радиоуправляемые многофункциональные машины: харвестер компании FIBERPAC КВ (а) и комбайн Thinning Master (б)

Оригинально решена конструкция грузового отсека, который является накопителем сортиментов. Он состоит из 3-х коников, соединенных между собой поверху стоек трубами, создавая тем самым кузов с двумя бортами. С левой стороны кузов закреплён шарнирно и его наклон изменяется с помощью гидравлики. При разгрузке кузов наклоняется и сортименты сваливаются вниз. Объём формируемой пачки в кузове составляет 2,5 м3

Машина предназначена для выполнения традиционных рубок ухода. Прорубая коридоры и выборочно рубя деревья на пасеке, комбайн Thinning Master, накопив пачку сортиментов, укладывает её вдоль волока для последующей вывозке форвардерами.

4.2. Малогабаритные лесные машины

Малогабаритные лесные машины имеют довольно широкое распространение в европейских станах, особенно в Скандинавии. Они применяются в основном на малообъемных рубках ухода. Среди них следует выделить три типа таких машин:

-малогабаритные колесные форвардеры на базе минитрактора и прицепа;

-малогабаритные колесные форвардеры на базе мотовездеходов и прицепа;

-пешеходно управляемые минимашины.

Производством малогабаритных форвардерных машин занимаются фирмы Vimek AB и AB ALSTOR. Основные их модели и характеристики представлены в таблице 4.12. Они имеют двухмодульную компоновку и

173

составлены из минитрактора и прицепа через шарнирно управляемое соединение (рисунок 4.16). Минитрактор форвардера Vimek 606 имеет колесную схему 2К2 и кабину с рабочим местом оператора, а минитракторы форвардеров Minimaster 620 и ALSTOR 8Х8 – колесную схему 4К4 и рабочее место без кабины. На первом форвардере гидроманипулятор установлен непосредственно на тракторе. На второй паре – он расположен на прицепе впереди грузового отсека. Минитракторы имеют вариаторную трансмиссию с приводом на все колеса. Тяга на колеса прицепов передается через приводной ролик.

Небольшая масса, малые габариты и вариаторная трансмиссия с плавным изменение передаточного числа обеспечивают высокую приспособляемость машин к выполнению работ в сложных условиях леса. Они работают без нанесения вреда деревьям, оставляемым на доращивание, почвенному покрову.

Прицеп имеет однобалочную раму, на которой отдельными модулями установлены 4-х колёсная балансирная тележка, коники, передняя ограждающая решётка, гидроманипулятор, шарнирное управляемое прицепное устройство. Гидравлическая система прицепа приводится от вала отбора мощности трактора. С помощью гидросистемы осуществляется работа привода тележки и манипулятора.

Рис. 4.15 – Малогабаритный колесный форвардер Vimek 606 TT

Таблица 4.12 Характеристика малогабаритных колесных форвардеров

174

Малогабаритные колесные форвардеры создают также на базе мотовездеходов и прицепов. Фирмой Vimek AB выпускается форвардер Minimaster 101 (рис. 4.17). На мотовездеходе установлены 4-х тактный бензиновый двигатель мощностью 12 кВт и вариаторная трансмиссия. Его максимальная скорость движения составляет 30 км/ч, тяговое усилие

– 500 кг. Длина, высота и ширина вездехода соответственно равна 2130, 1150 и 1190 мм. Прицеп имеет аналогичную конструкцию, что и у форвардера с минитрактором. Его длина и ширина составляет 3550 и 1570 мм, а дорожный просвет – 550мм. Вместо гидроманипулятора на нем может применяться кран с механическим приводом. По желанию устанавливается роликовый привод колёс.

Рис. 4.16 - Малогабаритный колесный форвардер Minimaster 101 фирмы Vimek АВ, созданный на базе вездехода и прицепа

Гидроманипулятор имеет захват сечением 0,15 м2. Радиус его действия составляет 2,3 м. Управление манипулятором клапанное. Оно установлено за спинкой кресла водителя. Для устойчивости прицепа во

175

время погрузочно-разгрузочных работ манипулятор оснащен гидравлическими опорами.

В настоящее время имеется большой выбор мотовездеходов (квадроциклов) для работы в лесных условиях. Мировой рынок представлен следующими производителями этой техники: Polaris (37%), Honda (27%), Yamaha (22%), Kawasaki (5%), Suzuki (4%), Artic Cat (4%), и Bombardier (1%).

На ряде фирм выпускают мотовездеходы с ходовой системой 6К6. Отмечается трансформирование вездеходов в мини-тракторы. Устанавливается капот над двигателем, грузовой кузов, однорядное сидение для водителя и пассажира, дуги ограждения и т.д.

Рис. 4.17 - Универсальная пешеходно управляемая минимашина OXEH

.

Таблица 4.13 Характеристики пешеходно-управляемых минимашин

Свою нишу на начальных стадиях рубок ухода заняли малые универсальные пешеходно управляемые минимашины (рис. 4.18). Технические характеристики наиболее распространенных из них представлена в таблице 4.13. Машины имеют вариаторную трансмиссию. Их гусеницы выполнены из сверхпрочных резиновых лент. В качестве дополнитель-

176

ного оборудования к минимашине придаётся прицеп (колёсный или на полозьях), лебёдка для подтаскивания деревьев, цепи для прикрепления груза, опорные ролики, монтируемые на стойке прицепа.

С экологической точки зрения пешеходно управляемые минимашины хорошо приспособлены к соблюдению лесоводственных требований. Они легко управляются, имеют плавный ход движения и низкое давление на почву, отличную маневренность, проходимость и устойчивость.

4.3.Гусеничные лесозаготовительные машины

Взарубежной лесозаготовительной деятельности гусеничная техника используется в особо сложных грунтовых и рельефных условиях. По назначению и конструктивным особенностям следует выделить следующие типы гусеничных мобильных энергетических средств:

-машины высокой проходимости;

-харвестерные четырехгусеничные машины;

-трелевочные машины на базе промышленных тракторов;

-харвестерные и валочно-пакетирующие машины экскаваторного типа. Проходимость гусеничной техники во многом зависит от давления

движителя, в сочетании с трансмиссией, обеспечивающей плавное движение машины, особенно при трогании на почвах со слабой несущей способностью. При таком сочетании создается благоприятное взаимодействие движителя с почвенным покровом, при котором не отмечается его сдвиг и, как следствие, не возникает буксование движителя с последующим его зарыванием. Кроме того, трансмиссия должна обеспечивать плавный бесступенчатый поворот машины. Это предотвращает скачкообразный характер поворота, при котором наблюдается постоянное срезание стенок колеи. Учитывая это, зарубежные машиностроители создают мобильную гусеничную технику для леса с гидростатической трансмиссией. Данная трансмиссия позволяет бесступенчато изменять касательную силу тяги в соответствии с изменением сил сопротивления и плавно поворачивать машину без рассеивания энергии в механизмах поворота[33].

Распространенный гусеничный движитель из металлических звеньев и пальцев является источником неравномерности давления с высоким значением коэффициента неравномерности – 3,0 и более[34]. Это одна из основных причин плохой проходимости машин по слабым почвам. Для обеспечения проходимости на ряде машин гусеничные движители выполнены сплошной лентой из синтетического материала и пла-

177

вающих опорных катков, что нивелирует давления с резким уменьшением неравномерности. Такие движители не имеют пиковых воздействий на почву, создавая этим устойчивое движение машины.

В ряде европейских стран налажен выпуск легких форвардерных машин с гусеничными лентами. Они имеют круглогодичное использование на рубках ухода в сложных грунтовых условиях. Для повышения приспособляемости харвестерных машин к работе на склонах заменяют колесные движители на четырехгусеничные. На крупномасштабных лесозаготовках традиционно применяют гусеничные трелевочные машины на базе мощных трелевочных тракторов и гусеничные лесозаготовительные машины экскаваторной компоновки.

4.3.1. Гусеничные машины высокой проходимости

Гусеничные машины высокой проходимости в первую очередь предназначены для транспортных работ при рубках ухода. Они показывают хорошие ходовые качества на почвах с низкой несущей способностью и глубоком снежном покрове. Данные качества плюс малые размеры позволяют машинам работать без повреждения древостоев, с сохранением почвенного покрова, выполнять работу с минимальными маневрами и быть малозатратными в эксплуатации. Их производством занимаются в Финляндии ( Terri-ATD и Farmi Trak), Словакии (Scot Trac 2000R), Германии (RR90), Японии (MST-700) и др. странах.

Технические характеристики приведенных высокопроходимых машин представлены в таблице 4.14. На машинах установлены 4- хтактные дизельные двигатели мощностью 30…65 кВт и гидростатическая трансмиссия. При своей массе 1500…6800 кг они имеют грузоподъемность 500…5500 кг и развивают скорость до 15…30 км/ч. Их габариты составляют: длина – 2000…4200 мм, ширина – 1460…2150 мм и дорожный просвет – 350…380 мм.

Таблица 4.14 Технические характеристики высокопроходимых машин

Особо следует выделить их главное свойство – низкое давление на грунт, которое равно 5…28 кПа. Наименьшим давлением 5 кПа обладает, известная машина Farmi Trak компании Farmi Forest (рис. 4.19).

Для создания форвардера двухмодульного исполнения машины агрегатируются с прицепами, на которых установлен манипулятор и грузовой отсек. Прицепы имеют четырехколесную схему движителя с балансирной подвеской и роликовым приводом. На их колеса также одеваются ленточные гусеницы. В зимних условиях эти машины не проваливаются в снег, а только его уплотняют его.. В условиях лета они легко работают с грузом в болотистой местности.

Рис. 4.18 – Гусеничный форвардер Farmi Trak

4.3.2. Харвестерные четырехгусеничные машины

Компания Valmet для повышения приспособляемости харвестерных машин с шарнирно сочлененной рамой для работы на склонах произвела замену на одной из своих моделей колесного движителя на 4-х гусеничный (рис. 4.20). Движитель машины имеет треугольный гусеничный обвод с верхним расположением приводной звездочки. Гусеничная тележка вместе с опорными катками вывешена с помощью подшипников на вал приводной звездочки и свободно качается на нем. Для устойчивости машины на склоне рамы гусеничных тележек переднего моста удлинены вперед, а заднего – назад. Гусеница представляет собой цепь звеньев с закрепленными на них башмаками с грунтозацепами. Данная под-

179

веска движителей в сочетании с шарнирным сочленением рамы обеспечивает полный опорный контакт машины с поверхностью сложного рельефа, создавая этим ей высокую устойчивость.

Гусеничный харвестер Valmet 911.3Х3М имеет массу 25000 кг при минимальной своей ширине 3000 мм. Мощность двигателя 170 кВт. Кабина оператора установлена совместно с гидроманипулятором на одной платформе, которая имеет горизонтальное нивелирование и вращение. Максимальная зона досягаемости стрелы манипулятора составляет 11 м. Харвестерная головка обеспечивает валку деревьев диаметром до 650 мм.

Параметры машины обеспечивают ей высокую устойчивость при работе на склонах в сложных условиях рельефа.

Рис. 4.19 –Четырехгусеничный харвестер Valmet 911.

4.3.3. Гусеничные лесозаготовительные машины экскаваторной компоновки

Значительный парк лесозаготовительной техники занимают машины экскаваторной компоновки. В основном это харвестерные, валочнопакетирующие, сучкорезные и погрузочные машины. На лесосечных работах применяются как специально созданная техника, так и серийно выпускаемые экскаваторы, оснащенные специальным технологическим оборудованием. В целом это мощная тихоходная техника предназначена для выполнения лесосечных работ больших объемов. Основными производителями ее являются компании John Deere, MHT-MechHydTronic, Tigercat и др. Среди экскаваторной техники выделяются машины компаний

180