Лесоэксплуатация и транспорт леса

 

Транспорт леса  

План

 

• Введение 

1. Машинная валка деревьев.
2. Запасы лесоматериалов на лесопромышленных складах.
3. Классификация транспортных средств.
4. План и трасса дороги. Принцип расчета трассы.
5. Механические свойства ДСМ.

• Заключение.

• Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

      Биосфера и ее ресурсы являются основой осуществления жизни на Земле. Леса представляют собой самый распространенный, наиболее высокоорганизованный и значимый для биосферы тип экосистем. Занимая 1/3 поверхности суши, они синтезируют почти 2/3 ее органической массы и около половины всей органической массы Земли. Поскольку запасы ископаемого топлива (нефти, каменного угля и др.) также являются продуктами синтеза органических веществ растительностью, леса имеют решающее значение как возобновляемый источник энергетических ресурсов.

Обладая максимальной для всех видов растительности биомассой и биологической продуктивностью, леса являются не только мощным источником органических веществ, но и важнейшим регулятором крупномасштабных природных процессов, оказывающих глобальное воздействие на состояние атмосферы, ее тепловой и гидрологический режим. Лесные экосистемы поддерживают естественное состояние воздушной и водной среды, почвы, микроклимата и климата в целом, являются местом обитания огромного количества различных видов животных. Леса по праву считаются экологическим каркасом территории, состояние которого во многом определяет экологическую обстановку как в целом на планете, так

и в ее отдельных регионах, особенно много лесных. Россия, являющаяся крупнейшей лесной державой, располагает почти 1/4 всех лесных ресурсов планеты.

      Лес рубят главным образом на древесину, которая с незапамятных времён используется в качестве топлива. 
Из высококачественных сортов производят древесину, которая идёт на строительство зданий и мостов, изготовление мебели, музыкальных инструментов и других изделий. Из менее качественных производят целлюлозу, а из неё — бумагу, пластмассы, технические спирты и прочую продукцию. Их также перерабатывают в стружку — исходное сырье для древесно-стружечных плит. Из лиственных пород получают твёрдые сорта древесины, наиболее пригодные для строительства. Древесину хвойных пород называют мягкой, хотя, к примеру, бразильская араукария отличается удивительной твёрдостью, а считающаяся твёрдой бальса на самом деле легка и податлива в обработке. Из губчатой коры пробкового дуба получают пробку, гевея и саподилла — источники натурального каучука и чикла, служащего сырьём для жевательной резинки. Из коры хинного дерева делают хинин — лекарство от малярии, а из сосны производят канифоль. В лесах произрастали предки современных плодовых деревьев, леса снабжают человека съедобными семенами и орехами и даже таким лакомством, как шоколад. Две тысячи лет назад почти вся Европа была покрыта лесами, но люди вырубили их, постоянно нуждаясь в топливе, древесине для построек и все новых посевных участках. Такая же судьба постигла и бескрайние леса на востоке Северной Америки с прибытием туда первых европейцев в начале XVI века. Сегодня сходная участь уготована влажным экваториальным и тропическим лесам. За минувшие 50 лет с лица Земли исчезла добрая их половина, и наступление человека продолжается. 
    Влажные леса — едва ли не единственное богатство развивающихся стран, которые продают древесину за валюту, чтобы расплатиться с огромными долгами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Машинная валка деревьев.

Все лесозаготовительные мащины классифицируют: по виду движителя — гусеничные, колесные, щагающие; числу выполняемых  технологических операций — одно- и многооперационные;

виду выполняемых технологических  операций — валочные (ВМ); валочно-трелевочные (ВТМ); валочно-пакетирующие (ВПМ); валочно-сучкорезно-раскряжевочные (BGPM), называемые также харвестерами; валочно-сучкорезные; сучкорезные (МОС); сучкорезно-раскряжевочные (МОСР), называемые также процессорами;

применению в сортиментной или  хлыстовой технологии заготовки — мащины для хлыстовой технологии (ВМ, ВТМ, ВПМ, МОС и другие, в результате работы которых происходит заготовка деревьев или хлыстов) и машины для сортиментной технологии

(ВСРМ, МОСР и другие, в результате  работы которых производится заготовка сортиментов);

ширине обрабатываемой полосы леса — узкозахватные (без гидроманипулятора) и широкозахватные (с гидроманипулятором);

направлению действия технологического оборудования — фланговые, фронтальные, полноповоротные.

Среди машин, способных производить  направленную валку деревьев, первыми  на лесосечных работах появились  одноопера- ционные гусеничные узкозахватные  фланговые валочные машины ВМ-4 производства Абаканского механического завода. Они позволили облегчить труд лесозаготовителей, заменив трудоемкую и травмоопасную операцию механизированной валки на машинную. Технологическое оборудование этих машин состояло из цепного срезаюшего устройства, приводимого в действие гидроприводом, сталкиваюшего рычага, смонтированного на крыше кабины и технологического (перекидного) рычага, предназначенного для переброски комлевой части дерева через базу машин. Это делалось для того, чтобы поваленные деревья не мешали машине заходить на следуюшую полосу обработки (ленту).

Технологический цикл валки деревьев машиной ВМ-4 включал в себя следующие приемы: подъезд машины к дереву, наводка срезающего устройства на дерево, наводка сталкивающего рычага, спиливание дерева, сталкивание. Кроме того, при работе машины с перекидыванием выполнялись откидывание технологического рычага и перекидывание комля дерева через машину. При снежном покрове высотой более 50 см машиной производилась расчистка снега около срезаемых деревьев для заглубления механизма срезания.

Машина ВМ-4 имела целый ряд  существенных недостатков. Основными  из них являлись отсутствие гидроманипулятора (узкозахватность), вынуждавшее машину при производстве работ подъезжать к каждому дереву, что делало практически невозможным сохранение подроста, а также неудачная конструкция сталкивающего устройства, из-за которой нередко происходили сколы в комлевой части заготовляемых деревьев, что приводило к потерям ценной деловой древесины. Эксплуатация этих машин показала, что вследствие небольшой энергоемкости процесса валки деревьев экономический эффект от применения валочных машин в чистом виде крайне незначителен, а с учетом экологических последствий часто отрицателен. Машины ВМ-4 не смогли существенно повысить производительность труда, а себестоимость заготовки леса с их помощью оказалась значительно выше, чем при применении бензиномоторных пил.

В настоящее время отечественным  машиностроением выпускается универсальная малогабаритная валочная машина ВМ-55, предназначенная для срезания и направленного повала деревьев при разработке просек, строительстве дорог, линий связи и элек электропередач, трасс нефте- и газопроводов, очистке территорий от лесной растительности в условиях техногенного загрязнения лесов и в зонах стихийных бедствий. Эта машина отличается малыми габаритами и массой (3,6 т), однако имеет невысокую производительность.

На базе машины ВМ-4 была создана  первая в СССР валочно- трелевочная  машина ВМ-4А, отличавшаяся от ВМ-4 только наличием коникового зажима (коника), в который с помошью технологического рычага укладывалась комлевая часть поваленного дерева. В остальном конструкция машины изменена не была, поэтому у нее сохранились недостатки, присущие ВМ-4. Кроме того, валочно-трелевочная машина, выполнявшая три технологические операции (валка деревьев, формирование пачки из отдельных деревьев и трелевка), имела специфические недостатки, связанные с неравномерной загрузкой во времени ее отдельных узлов и агрегатов машины, что снижало экономическую эффективность эксплуатации. В настоящее время Абаканским машиностроительным заводом выпускается усовершенствованный вариант машины подобной компоновки — ВМ-4Б.

Сравнение основных показателей трелевочного трактора ТТ-4 и созданной на его  базе валочно-трелевочной машины выявило, что специализированный трелевочный  трактор имеет существенные преимущества. Анализ результатов наблюдений за работой машины ВМ-4А показал, что, освободив ВТМ от операции по трелевке древесины и превратив ее таким образом в валочно-па- кетирующую машину, можно не только вдвое поднять ее производительность, но и удлинить срок службы режуще-валочных аппаратов, которые теперь уже не станут в течение полусмены перевозиться на транспортных скоростях, а будут полностью загружены по прямому назначению. Подтвердилось мнение о целесообразности вьщеления трелевки древесины в самостоятельную операцию.

Вместе с указанными недостатками концепция валочно-треле- вочных машин  имеет серьезное преимущество, связанное  с отсутствием необходимости в специальной трелевочной технике при разработке лесосек. В условиях, когда арендованный годичный лесосечный фонд состоит из небольших разрозненных лесосек, привлечение большого количества техники для их разработки нецелесообразно из-за больших затрат на частые перебазирования. Использование ВТМ позволяет существенно уменьшить затраты на заготовку леса в подобного рода лесосеках. В связи с такого рода преимуществом отечественная машиностроительная промышленность освоила в дальнейшем выпуск широкозахватных вало-чно-трелевочных машин ЛП-17 (рис. 1.) и ЛП-49, созданных на базе тракторов соответственно ТДТ-55А и ТТ-4. Как и базовые тракторы, ЭТИ машины предназначены для работы в насаждениях со средним объемом хлыста соответственно до 0,4 м и более 0,4 м³

                                   рис 1   ЛП-17                                               рис 2.  ЛП -19

 

В состав технологического оборудования данных машин входят гидроманипулятор, на свободном конце которого установлено захватно-срезающее устройство и кониковый зажим для сбора и удержания собираемых деревьев. Благодаря наличию гидроманипулятора эти машины с одной технологической стоянки могут собирать несколько деревьев, что уменьшает время, затрачиваемое на переезды машины во время набора пачки, и обеспечивает сохранение подроста. Изменение метода сталкивания дерева с пня по сравнению с машиной ВМ-4А практически исключило сколы в комлевой части заготовляемых деревьев.

Валочно-трелевочные машины разрабатывают  лесосеку лентами. Наиболее производительная работа обеспечивается при оптимальных размерах ленты и угле примыкания ленты к волоку. Ширина ленты набора пачки должна составлять 4 м, а зимой при глубоком снежном покрове — 3...4 м. При отклонении от  указанньгх размеров увеличиваются затраты машинного времени на валку деревьев и сбор пачки: при меньшей ширине требуется лента большей длины для набора пачки, при большей ширине машина движется с отклонениями от прямолинейного пути.

Минимальные затраты на валку—трелевку обеспечиваются при примыкании лент к волоку под углом 25...45°.

При разработке лесосеки машина следует  по волоку, проходу или образовавшейся вырубке в дальний от погрузочного пункта конец пасеки, разворачивается  и, двигаясь с остановками вдоль  границы леса, приступает к валке  деревьев и сбору пачки. На каждой стоянке она поочередно срезает с левой стороны по ходу движения все находящиеся в зоне действия манипулятора деревья, которые перемещаются манипулятором за комлевую часть на коник. Выполняется это следующим образом. С помощью рычагов управления машинист подводит ЗСУ к дереву, производит его зажим и предварительное натяжение. Включив механизм срезания, он отделяет дерево от пня. Управляя гидроцилиндрами валки и наклона, машинист валит дерево в нужном направлении, не раскрывая зажимных рычагов захвата. При валке крупного дерева (диаметром 50 см и более) раскрывают зажимные рычаги и отводят ЗСУ от дерева в процессе его падения.

После приземления вершины комлевую часть дерева снова зажимают. Управляя гидроцилиндрами манипулятора, машинист перемещает дерево к машине и укладывает комлевой частью в зажимной коник. Перед укладкой дерева рычаги коника должны быть раскрыты. Если в рабочей зоне действия манипулятора находятся еще деревья, то цикл валки—пакетирования повторяют. Перед движением машины погруженные на коник деревья надежно зажимают.

Собрав пачку максимально возможного объема, машинист доставляет ее на погрузочный пункт. Для разгрузки пачки раскрывают рычаги коника и перемещают машину вперед на 2... 3 м. После разгрузки пачки цикл работы машины повторяют.

Пачки укладывают в штабель, начиная  от дороги, что позволяет уменьшить перекрещивание деревьев. При машинной очистке деревьев от сучьев формируют штабель высотой до 1 м. На сырых участках пачки укладывают на подкладочное дерево, которое должно находиться на расстоянии 2,5 м от торцов деревьев, уложенных в штабель. Выравнивание комлей и окучивание деревьев в штабеле производят отвалом передней навески 2—3 раза.

В связи с перечисленными недостатками валочно-трелевочных машин они  часто использовались на лесозаготовительных  предприятиях для работы в режиме валка —пакетирование. Такой режим работы машины позволяет свести к минимуму транспортные операции, выполняемые машиной, и получать на лесосеке полновесные пачки, что значительно повышает производительность трелевочного трактора.

Часовая производительность ВТМ определяется по формуле

 

 

где V— расчетный объем пачки, м^; ф'2 — коэффициент использования расчетного объема пачки; /„ — длина ленты набора пачки, м; 4р — среднее расстояние рабочего пробега машины за время выполнения одного цикла трелевки, м; 4 — среднее расстояние холостого пробега машины за время выполнения одного цикла трелевки, м; г;^ „ ~ средняя скорость движения машины во время сбора деревьев в пачки, м/с; Vp — скорость движения машины с пачкой, м/с; v^ — скорость движения машины на холостом ходу, м/с; 4 — время сбора пачки, с; tp — время разгрузки пачки, с.

Длина ленты набора пачки ВТМ  определяется по формуле

 

 

 

где д — ликвидный запас леса на 1 га, м7га; А — ширина ленты набора пачки, м.

Для повышения эффективности работы лесозаготовительных машин была создана полноповоротная широкозахватная  валочно-пакетирующая машина ЛП-19 (рис. 1), выпуск которой был освоен Йошкар-олинским машиностроительным заводом. Базой  этой машины послужили трелевочный  трактор ТТ-4, от которого была взята  ходовая часть, и экскаватор ЭО 41-21. На ходовую систему машины опираются поворотная платформа с дизельным двигателем, кабина оператора и шарнирно-сочлененная стрела. Подъем и опускание стрелы и рукояти осуществляются гидроцилиндрами. Захватно-срезающее устройство шарнирно закреплено на конце рукояти. На верхнем конце стойки имеется захват, на нижнем захват и механизм срезания. Вылет манипулятора составляет 8 м, максимальный диаметр срезаемого дерева в месте пропила  90 см, скорость передвижения машины — 2 км/ч.

У машины ЛП-19 отсутствует пакетирующее устройство, что несколько ухудшает ее технологические качества, так  как она не может готовить полногрузные пачки для тракторов с пачковыми  захватами. Оператор, манипулируя гидроцилиндрами  стрелы, рукояти и стойки ЗСУ, подводит последнее к дереву, захватывает и срезает его.