Винокуров_Машины_механизмы_ЛХ

И С А Д О В О - П А Р К О В О Г О С Т Р О И Т Е Л Ь С Т В А

Г Л А В А 1

МАШИНЫ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ СБОРА

ИОБРАБОТКИ ЛЕСНЫХ СЕМЯН

1.1.Общие сведения

ВРоссийской Федерации ежегодно заготавливаются десятки тысяч тонн семян древесных и кустарниковых пород. Успешное выполнение намеченных объемов работ по лесовосстановлению, защитному лесоразведению и озеленению городских территорий во многом зависит от качества семян.

Все это приобретает еще большую актуальность в связи с расширением работ по созданию лесосеменной базы на селекционной основе.

Для этого создаются лесосеменные плантации целевого назначения и постоянные лесосеменные участки, позволяющие получить семена с ценными наследственными свойствами. При этом создаются условия для механизированного сбора семян и их переработки, что значительно уменьшает затраты труда и средств.

Возрастающий с каждым годом объем работ по лесовосстановлению, защитному лесоразведению и озеленению городов и населенных пунктов требует увеличения заготовки семян древесных и кустарниковых пород.

Сбор семян и плодов большинства древесных пород и последующая их обработка представляют собой очень трудоемкие операции.

Полный цикл получения лесных семян включает в себя несколько технологических операций. Для хвойных пород — это заготовка шишек с растущих и поваленных деревьев, очистка, сортировка шишек, их хранение, сушка, извлечение из них семян, обескрыливание и подсушка во время хранения.

Для семян лиственных пород (дуба, бука, ореха грецкого, фисташки, саксаула, черкеза и др.) — сбор семян с поверхности земли, их очистка и обработка. Каждая из этих операций выполняется с применением соответствующих приспособлений, механизмов и машин.

4

1.2. Сбор семян

Сбор семян и плодов может производится разными способами: сбор семян с поваленных или растущих деревьев; сбор семян

иплодов, опавших на землю (дуб, бук, орех грецкий, клен, вяз

идр.)-

Срастущих деревьев семена собирают путем срыва, среза, отряхивания, отсасывания. Такие же способы применяются и при сборе семян с поваленных деревьев.

Сбор семян с растущих деревьев производится по двум технологическим схемам:

сборщики со съемными приспособлениями находятся на земле; сборщики со съемными приспособлениями при помощи раз-

личных устройств поднимаются на значительную высоту.

Для сбора семян со стоящих деревьев без подъема сборщиков в крону применяются различные съемные, счесывающие и отряхивающие приспособления и устройства.

Съемные приспособления имеют деревянный шест или легкую металлическую штангу различной длины, на конце которых закрепляется рабочий орган. Рабочие органы по принципу действия подразделяются на счесывающие или отрывающие, срезающие или откусывающие, спиливающие и др.

Счесывающие или отряхивающие устройства выполнены в виде

вграбель и гребенок. Шишки, попадая между зубьями гребенок, отрываются и падают на землю или в подвешенный к съемному приспособлению мешочек.

Срезающие рабочие органы представляют собой: секаторы-ре- заки с серповидными и фигурными ножами; секаторы-крючки, с помощью которых сначала пригибаются, а затем уже срезаются шишки; секаторы-сучкорезы; садовые секаторы-ножницы.

Откусывающие приспособления состоят из подвижной и неподвижной рамок с заостренными краями. Прижатие подвижной рамки к неподвижной осуществляется с помощью специальной пружины. При откусывании шишки рабочий с помощью шнура отводит подвижную рамку от неподвижной, подводит мешок под шишку так, чтобы ее ножка легла на неподвижную рамку. При резком отпускание шнура подвижная рамка ударяет по ножке шишки и перерубает ее.

Приспособления, отделяющие от ветвей шишки путем их откручивания, имеют в верхней части специальный захват, состоящий из двух губок. В процессе работы захват вместе с удаляемой с дерева шишкой приводится во вращение от электродвигателя через гибкий вал, располагающийся в полой штанге. В результате ножка разрушается и шишка отделяется от ветки.

Шишкосъемник спиливающего типа имеет рабочую головку, состоящую из конического редуктора, на выходном валу которо-

5

го закрепляют вращающийся пильный диск. Диск приводится во вращение от электродвигателя.

Отряхивающие устройства представляют собой трубчатую штангу. Внутри штанги помещается вал, в верхней части которого закреплен груз. С помощью специальной вилки, размещенной на кожухе рабочей головки, захватываются плодоносящие ветки с шишками или плодами. При вращении вала и эксцентричного груза с вилкой рабочая головка вместе с веткой начинают вибрировать. При вибрации ветки шишки или плоды отрываются от нее и падают на землю или в подвешенный под рабочей головкой мешок.

При расположении крон деревьев на большой высоте сбор их семян с земли представляет большие трудности. Для этой цели сборщиков шишек приходится поднимать в кроны деревьев на высоту. При сборе сосновых шишек эта высота может достигать 15...20 м, а при сборе шишек лиственницы приходится подниматься на высоту до 30 м и более.

Для подъема сборщиков в кроны деревьев применяются разнообразные приспособления, устройства и специальные автомобильные и тракторные подъемники.

Подъем по стволу дерева сборщика может быть осуществлен с использованием специальных приспособлений, приставленных или прикрепленных к стволу лестниц, прикрепленных к ветвям кроны приспособлений — различных подъемных механизмов. Для доставки сборщиков в крону могут использоваться специальные спускные устройства, устанавливаемые на вертолетах, воздушных шарах и аэростатах.

В качестве специальных приспособлений используют шиповые, веревочные и рамочные когти, лазы, снабженные специальными захватами, древолазные чокеры, тросовые подъемники с блоками и полиспастами. Древолазные устройства ускоряют процесс подъема сборщика по стволу, не повреждают его и обеспечивают безопасность работы.

При сборе семян с невысоких деревьев широко применяются лестницы различных конструкций: одиночные, составные, одноштанговые, раздвижные, телескопические, веревочные и др. Пригодность их определяется длиной, удобством транспортировки, простотой изготовления, небольшой массой (30... 60 кг при длине до 8 м). Длина веревочных лестниц может достигать до 30 м.

Для установки гибкой лестницы предварительно перебрасывают через прочный сук тонкий шнур, за свободный конец которого подтягивают лестницу к указанному суку. Переброску шнура производят с помощью огнестрельного пистолета или специального ружья.

Сбор семян, плодов и шишек в редкостных древостоях, расположенных на площадях с ровным рельефом, а также на семенных

6

плантациях производят с помощью гидравлических и механических автомобильных и тракторных подъемников. Они позволяют поднять сборщика в крону деревьев высотой 20... 25 м.

Среди перспективных направлений механизации процесса сбора лесных семян следует указать на использование скорости воздушного потока, позволяющего собирать семена без подъема сборщика в крону. Плоды и семена, отрываемые с воздушным потоком от ветвей, всасываются через гибкие шланги со специальными наконечниками, которыми управляет сборщик, транспортируются в циклон и оседают в бункере. Использование такого способа повышает производительность труда в 3...4 раза.

Другим эффективным способом, обеспечивающим высокую производительность при сборе шишек, семян и плодов с растущих деревьев является вибрационный. При этом способе на плодоуборочных машинах устанавливаются вибраторы, с помощью которых обеспечиваются колебания кроны деревьев.

По своей конструкции применяемые на плодоуборочных машинах вибраторы делятся на три типа: постоянного смещения, инерционные и импульсные.

У вибраторов постоянного смещения в качестве исполнительного органа может быть кривошипно-шатунный механизм, кулачок или гидродвигатель с возвратно-поступательным движением штока. Вибраторы такого типа монтируются на тракторе или самоходном шасси. Привод кривошипно-шатунного механизма — гидравлический или механический — обеспечивает колебание захватывающего устройства с постоянной амплитудой. Недостатком вибраторов постоянного смещения является передача реактивных усилий на трактор.

По своему назначению вибраторы делятся на две подгруппы: инерционные вибраторы для колебаний ветвей и небольших штамбов (стволов) деревьев диаметром до 140 мм и инерционные вибраторы для колебания деревьев за штамб. В первых вибраторах для колебаний ветвей и штамбов используют кривошипно-шатунный механизм, эксцентрик и два одинаковых неуравновешенных груза

сзависимым приводом, вращающихся с одинаковой скоростью в противоположных направлениях, или два неуравновешенных груза

снезависимым приводом, вращающихся с одинаковой скоростью в одном направлении. Кривошипно-шатунный механизм приводится в движение гидромотором.

Винерционных вибраторах для колебаний деревьев применяют кривошипно-шатунный механизм, один, два или несколько неуравновешенных грузов, вращающихся с одинаковой или различ-

ной скоростью в одном или противоположных направлениях. В настоящее время наибольшее распространение получили инерционные штамбовые вибраторы направленного действия, в которых два неуравновешенных груза с зависимым приводом враща-

7

ются с одинаковой скоростью в противоположных направлениях. Возникающие при этом силы действуют на дерево по одной линии, вызывая его колебания.

При использовании инерционного способа число снятых плодов зависит от частоты и амплитуды колебаний дерева, высоты захвата его ствола и продолжительности работы вибратора.

Исследованиями установлено, что при сборе миндаля, ореха, сливы, вишни, черешни оптимальными режимами работы вибратора являются: частота 15... 18 с"1 и амплитуда 20... 30 мм. Чем меньше высота захвата дерева от земли, тем больше число снятых плодов. Однако захватывать ствол ниже 500 мм от земли для указанных выше пород деревьев не рекомендуется из-за опасности повреждения их корневых систем.

Для отрыва шишек кедра требуется приложить усилие до 20 Н. Поэтому при сборе таких шишек высоту подъема захвата доводят до 8... 10 м.

Время, в течение которого происходит отделение плодов от дерева при его вибрации, составляет 1,5... 3 с. Труднее отделяются плоды, располагающиеся по периферии кроны по сравнению с плодами, расположенными внутри ее.

При соблюдении установленных режимов эксплуатации вибрационных машин их использование для сбора плодов не оказывает негативного влияния на жизнедеятельность и дальнейшее плодоношение деревьев.

Лаз для подъема на деревья ЛПД-0,64 служит для подъема сборщика в крону дерева для сбора шишек и нарезки черенков. Он состоит из металлических подножек для правой и левой ноги, двух подвесок, предохранительного пояса и рюкзака. Каждая подножка представляет собой опорную платформу, впереди которой установлены два упора, разведенные друг относительно друга под тупым углом. Спереди и сзади платформы в проушины кронштейнов вставлены привязные ремни, предназначенные для закрепления обуви сборщика. Передвижные подвески служат для крепления подножек на стволе дерева с помощью крюков. Предохранительный пояс предназначен для обеспечения безопасности подъема и спуска сборщика по стволу.

Скорость подъема зависит от толщины и сучковатости дерева, опытности сборщика и колеблется от 3,4 до 4,8 м/мин. Диаметр деревьев, на которые возможен подъем, 28...64 см, масса — не более 6,0 кг.

Древолазное устройство «Белка» служит для подъема сборщика в крону дерева. Оно состоит из металлических подножек для правой и левой ноги. Каждая из подножек имеет передний передвижной захват, храповой механизм двухстороннего действия для перемещения передвижного захвата. К передней части подножек прикреплены задние опоры, а в нижней части имеются кронш-

8

тейны и направляющие втулки передвижных захватов. Для страховки устройство снабжено поясом безопасности.

Передвижной захват представляет собой изогнутый стальной стержень шестигранного сечения. На его задней части нарезана зубчатая рейка, а передняя облицована резиной. В кронштейне подножки установлено зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с зубчатой рейкой захвата. Зубчатое колесо поворачивают рычагом с храповым механизмом двухстороннего действия, за счет чего рейка захвата, двигаясь в направляющих втулках, изменяет расстояние между опорами в зависимости от диаметра дерева. В исходном положении захват в кронштейне стопорится фиксатором, который удерживается пружиной и управляется рычагом с гибким тросом мотоцикле-! ного типа. В подножках ноги сборщика крепятся ремнями.

Скорость подъема зависит от толщины и сучковатости дерева, опытности сборщика и колеблется от 4,2 до 4,8 м/мин; масса 8,6 кг.

Подъемник для сбора шишек ПСШ-1 (рис. 1.1) предназначен для подъема двух рабочих в крону деревьев с целью сбора шишек на лесосеменных плантациях.

Подъемное устройство смонтировано на гусеничном тракторе ДТ-75М 1. Оно состоит из колонны 2, гидроцилиндра подъема стрелы 3, стрелы 4, гидроцилиндра управления рукоятью 5, рукояти 6, люлек (корзин) 8 и механизма раздвижения люлек 7.

Рис. 1.1. Подъемник для сбора шишек ПСШ-1:

1 — трактор; 2 — колонна; 3 — гидроцилиндр подъема стрелы; 4 — стрела; 5 — гидроцилиндр управления рукоятью; 6 — рукоять; 7 — механизм раздвижения люлек; 8 — люльки

9

На рукояти 6 имеются опоры, состоящие из корпуса и вала, который вращается в подшипниках. На фланце входного конца вала присоединен механизм раздвижения правой и левой люлек. Он состоит из подвижного и неподвижного брусьев. На подвижном брусе смонтирован вал со штурвалом, звездочкой и винтами для натяжения цепи. Вращение при помощи штурвала передается звездочке, которая вместе с брусом перемещается по цепи и люльки раздвигаются. Люлька при помощи пальца присоединяется к свободному концу подвижного бруса. Подъем стрелы 4 и рукояти 6 осуществляется двумя гидроцилиндрами двойного действия 3 и 5. Электрическая сигнализация подъемника состоит из кнопок, расположенных на подвижном брусе, механизма раздвижения люлек, и электропровода, присоединенного к звуковому сигналу трактора.

При работе агрегат заезжает на место сбора и два сборщика, находящиеся в люльках, переоборудуют их из транспортного положения в рабочее. Положение люлек относительно крон деревьев устанавливается стрелой, рукоятью и механизмом раздвижения люлек.

Высота подъема составляет до 8,5 м; ширина раздвижения люлек 6... 10 м; масса 2000 кг.

Приспособление для сбора шишек ПСШ-10 предназначено для сбора шишек сосны и ели обыкновенной с растущих деревьев на лесных участках и плантациях. Приспособление состоит из рамки, счесывающей гребенки и рукава. Рамка изготовляется из проволоки. На ней закреплен рукав и установлена счесывающая гребенка. При сборе шишек ели на рамку устанавливают гребенку с просветом между зубьями 12 мм, а при сборе шишек сосны — 15 мм. Рукав, выполненный из плотной ткани, служит для улавливания и направления шишек в емкость. Масса приспособления 0,85 кг.

Монтажный автомобильный гидроподъемник АПГ-12А выпускается на базе автомобиля ГАЗ-53 и ЗИЛ-130. Его устанавливают на раме автомобиля между кабиной и кузовом, для чего последний укорочен. >

Гидроподъемник состоит из колонны с поворотной частью и складывающейся мачтой с двумя люльками на свободном конце. Для обеспечения устойчивости в рабочем положении гидроподъемник снабжен выдвижными опорами и стабилизатором задних рессор автомобиля.

Колонна с поворотной частью служит основанием для мачты, которая соединяется с ней шарнирно. Мачта изготовляется из стальных труб и состоит из двух частей: нижней и верхней. Нижняя часть мачты соединена с колонной. К верхней части мачты шарнирно крепятся люльки и при помощи специального следящего механизма принудительно удерживаются в вертикальном положении. Следящий механизм находится внутри мачты и представляет

10