Валочно-трелевочно-процессорная машина
Валочно-трелевочно-процессорная машина (ВТПМ) предназначена для валки деревьев, их трелевки к погрузочной площадке, обрезки сучьев, раскряжевки и сортировки сортиментов на несколько размерно-качественных групп, их штабелевки.
Валочно-трелевочно-процессорная машина состоит из базовой машины, платформы и манипулятора, причем на платформе установлен зажимной коник с гидроприводом, а на манипуляторе установлена харвестерная головка, предназначенная для использования в качестве захватно-срезающего и процессорного устройств.
Использование ВТПМ обеспечивает минимизацию затрат на заготовку сортиментов и доставку древесных отходов до погрузочной площадки, что дает значительные преимущества перед известными комплексами машин, используемыми в настоящее время.
Валочно-трелевочно-процессорная машина (BTПM) предназначена для валки деревьев, их трелевки к погрузочной площадке, обрезки сучьев, раскряжевки и сортировки сортиментов на несколько размерно-качественных групп, их штабелевки.
Область применения ВТПМ - заготовка леса в сортиментах со штабелевкой их на погрузочной площадке, а также доставка и концентрация древесных отходов (ветви, вершины, сучья) на погрузочной площадке.
Известен комплекс машин для выполнения данного вида работ, включающий харвестер и форвардер а также машины для доставки древесных отходов на погрузочную площадку. В этой системе машин харвестер производит валку деревьев, обрезку сучьев, раскряжевку деревьев, частичную сортировку сортиментов с укладкой их в малообъемные пачки. Форвардер производит набор воза, трелевку сортиментов, их сортировку и штабелевку на погрузочной площадке. Машины для транспортировки древесных отходов собирают ветви, сучья, вершины и доставляют их на погрузочную площадку (1).
Также известны комплексы машин в составе валочно-пакетирующей машины, скиддера (машина с пачковым захватом) или трактор для бесчокерной трелевки с манипулятором на трелевке деревьев и процессор на обрезке сучьев и раскряжевки, сортировки и штабелевки и комплекс машин в составе валочно-трелевочной машины и процессора на обрезке сучьев, штабелевки и сортировки (2).
Однако при заготовке сортиментов первым комплексом машин лесосечные отходы остаются непосредственно на лесосеке, вторым и третьим - концентрируются на погрузочной площадке. Для этого необходимо использование нескольких машин, что снижает производительность по комплексу работ. 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). Рубительные машины могут работать непосредственно на лесосеке либо на погрузочной площадке. Производительность этих машин на час чистого времени работы при работе в стационарных условиях составляет 25-40 насыпных куб.м щепы (8,3-13,2 плотных куб.м). Непосредственно на лесосеке концентрация древесных отходов на площади незначительна, поэтому большая часть оперативного времени при заготовке непосредственно на лесосеке будет расходоваться на переезды машины между стоянками, что в несколько раз снижает ее производительность.
Второй вариант - лесосечные отходы с лесосеки на верхний склад доставляются специальными машинами, разработанными для сбора и транспортировки древесных отходов. 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.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является форвардер (3), состоящий из базовой машины, платформы и манипулятора с захватным устройством, предназначенный для сбора сортиментов на лесосеке, укладки их на платформу машины, трелевки сортиментов на погрузочную площадку, их сортировки и штабелевки.
Однако форвардер предназначен для трелевки сортиментов, уложенных на лесосеке после валки, обрезки сучьев и раскряжевки их харвестером или бензопилами и для последующей их сортировки и штабелевки на погрузочной площадке. Поэтому после его работы древесные отходы остаются на лесосеке в деконцентрированном виде, затрудняя их сбор и транспортировку с целью последующей переработки.
Техническая задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, состоит в минимизации затрат на заготовку сортиментов, на доставку древесных отходов на погрузочные площадки, повышение производительности рубильных машин за счет уменьшения расстояния и количества их переездов между стоянками.
Поставленная задача решается следующим образом. На базовую машину форвардера без стоек, ограждающих платформу, для транспортировки сортиментов устанавливается зажимной коник с гидроприводом, позволяющий трелевать заготовленные деревья в полупогруженном положении. На манипулятор устанавливается харвестерная головка, что позволяет срезать деревья и укладывать их на коник на лесосеке, а на погрузочной площадке срезать сучья, раскряжевывать деревья и штабелевать сортименты. При этом древесные отходы (вершинки, сучья, откомлевки) остаются на погрузочной площадке.
Общими для прототипа и заявляемой полезной модели являются наличие базовой машины, платформы, манипулятора.
Отличительными признаками являются: коник с гидроприводом, установленный на базовой машине, и харвестерная головка, установленная на манипуляторе.
На фиг.1 приведен общий вид машины, где 1 - базовая машина; 2 харвестерная головка; 3 - манипулятор; 4 - зажимной коник.
Технология работы машины показана на фиг.2, где 1 - лесовозный ус; 2 - граница пасек; 3 - размеченный волок; 4 - полупасека до рубки; 5 - подрост; 6 - ВТПМ; 7 - разработанный волок; 8 - пень; 9 - поваленное дерево; 10 - разработанная пасека; 11 - щеповоз; 12 - погрузчик; 13 - куча щепы; 14 - штабеля деревьев; 15 - автопоезд-сортиментовоз; 16 - штабеля сортиментов; 17 - сучья, вершины, откомлевки; 18 - рубительная машина.
При разработке каждой пасеки (фиг.2) машина задним ходом заходит вглубь лесосек и разрабатывает волок (технологический коридор), укладывая деревья по краям, освобождая проезд. Двигаясь в обратном направлении, подбирает сваленные деревья с помощью харвестерной головки 2, установленной на манипуляторе 3, и укладывает их в коник 4, а также производит валку деревьев на пасеках в пределах доступности манипулятора 3. После набора пачки деревьев она трелюется на погрузочную площадку. На погрузочной площадке машина с помощью харвестерной головки 2, установленной на манипуляторе 3, производит обрезку сучьев, раскряжевку деревьев, штабелевку сортиментов. Древесные отходы (вершинки, сучья, откомлевки) остаются на погрузочной площадке. После нескольких рейсов ВТПМ рубительная машина перерабатывает указанные отходы в щепу, складывает их в бункер-накопитель или в кучи на погрузочной площадке.
Проведенный анализ показал, что ВТПМ на трелевке имеет в сопоставимых условиях (объем хлыста 0,25-0,3 м3) производительность на 40-50% выше, чем валочно-трелевочная машина ЛП-17 и ВП-100. Это связано с тем, что эти ВТМ имеют площадь коника 1,1 м3 рассчитанную на загрузку в коник пачек максимальным объемом 8 м3 . При этом максимальная нагрузка на коник составляет 4.8 т. Грузоподъемность наиболее распространенных форвардеров среднего класса, например МЛ-131, МЛПТ-364, Джон-Дир 1010 в и др. составляет 10-11 т. Поэтому имеется возможность установить на ВТПМ, созданной на базе этих машин, коник площадью 2-2,3 м3, соответственно увеличив максимальный допустимый объем трелюемой пачки.
Часовая производительность на трелевке деревьев с использованием ВТПМ в типичных условиях эксплуатации составляет 80-85 м 3 в смену. Производительность на чел. день по циклу работ валка - трелевка деревьев, обрезка сучьев, раскряжевка, штабелевка сортиментов составляет 52-55 м3 на час чистого времени работы. Это значительно выше, чем в любом комплексе машин рассмотренных выше.
Использование ВТПМ обеспечивает минимизацию затрат на заготовку сортиментов и доставку древесных отходов до погрузочной площадки, что дает значительные преимущества перед всеми известными способами за счет того, что:
1. Трелевка деревьев на лесосеке и заготовка сортиментов на погрузочной площадке (обрезка сучьев, раскряжевка, штабелевка) производится одной машиной, что обеспечивает повышение комплексной выработки за счет исключения избыточных погрузочно-переместительных операций.
2. Для транспортировки отходов лесозаготовок не нужно использовать специальную транспортную машину, они образуются на погрузочной площадке после трелевки деревьев и раскряжевки их на сортименты ВТПМ.
3. Повышается производительность рубительных машин, при производстве щепы на лесосеке или комплексов машин по упаковки и транспортировки древесных отходов, так как кардинально снижаются непроизводительные затраты времени на переезды.
Список литературы
1. И.Р.Шегельман, В.И.Скрыпник, О.Н.Галактионов. Техническое оснащение современных лесозаготовок. - Санкт-Петербург: Профи-Информ, 2005. - С.76-85, С.228-236.
2. Там же, с.171-184,189-191, 228-236.
3. Там же, с.192-195.
Валочно-трелевочно-процессорная машина, состоящая из базовой машины, платформы и манипулятора, отличающаяся тем, что на платформе установлен зажимной коник с гидроприводом, а на манипуляторе установлена харвестерная головка, предназначенная для использования в качестве захватно-срезающего и процессорного устройств.
