Лесоэксплуатация и транспорт леса

После срезания дерево снимается с  пня, переносится к месту укладки  и опускается на землю.

Теоретическая часовая производительность ВПМ определяется:

 

 

 

 Q — общий объем заготовленного леса на лесосеке или ее части, м^; — время, затраченноЬ машиной на выполнение рабочих операций при освоении лесосеки или ее части, ч, определяемое по формуле

 

 

Здесь Q — общий объем заготовленного леса на лесосеке или ее части, м^; — время, затраченноЬ машиной на выполнение рабочих операций при освоении лесосеки или ее части, ч, определяемое по формуле

 

 

где Тр — время движения машины при выполнении технологической работы (срезание деревьев и укладывание их в пачки) на лесосеке или ее части площадью S; Т_х. — время движения машины на холостом ходу (зависит от принятой схемы разработки лесосеки); Тц — время обработки всех деревьев на лесосеке или ее части. Время движения при выполнении технологической работыгде Lр — путь, проходимый ВПМ при выполнении технологической работы, м; К₀ — коэффициент увеличения пройденного пути из-за непрямолинейности проходов; U/р — скорость движения машины при выполнении технологической работы, м/с; — ширина разрабатываемой ленты (пасеки), м. Проходимый ВПМ путь

 

 

где А, В — размеры разрабатываемой лесосеки или ее части, м. Время обработки деревьев

 

 

где t — время наведения ЗСУ на дерево; t₂ — время зажима дерева ЗСУ; Tз — время срезания дерева; T4 — время переноса дерева к машине {t₄ =t₁); t₅— время поворота ЗСУ с деревом к месту укладки дерева; t6 — время укладки дерева; t7, — время уменьшения вылета манипулятора машины после укладки дерева; t8 — время поворота ЗСУ без дерева (4 = /5).           Время наведения ЗСУ без дерева. Время зажима

 

.

 

где dp — величина раскрытия зажимных рычагов ЗСУ, м; D— средний диаметр зажимаемого дерева в зоне зажима, м; Uз — скорость движения зажимных рычагов, м/с. Время срезания

 

 

где D_cp — диаметр дерева в месте срезания, м; П_чп — производительность чистого пиления, м²/с; ср — коэффициент, учитывающий использование производительности чистого пиления. Время поворота

 

 

где ф1 — средний угол поворота при срезании деревьев, рад; п — частота вращения поворотной платформы или манипулятора вокруг своей оси, мин^-1.

Для сортиментной заготовки леса создан специальный класс многооперационных  машин — валочно-сучкорезно-раскряжево-чные машины (харвестеры  рис.3 ). Они подразделяются на одно- и двух-захватные. Технологическое оборудование однозахватных харвестеров схоже с технологическим оборудованием ВПМ. Отличие заключается в том, что на свободном конце манипулятора устанавливается не ЗСУ, а харвестерная головка, оснащенная сучкорезными ножами и протаскивающими вальцами. Это позволяет машине захватывать, срезать и сталкивать дерево с пня, а также производить его очистку от сучьев с одновременной раскряжевкой. Как правило, в задачу оператора такой машины входит наведение головки на дерево, а дальнейшей обработкой управляет бортовой компьютер.

У двухзахватного харвестера устройство для очистки деревьев от сучьев и  раскряжевки (процессорная головка) устанавливается  на базе машины, а ЗСУ размещается  на свободном конце манипулятора. В результате операции валки и разделки на сортименты оказываются разнесены. Оператор наводит ЗСУ на дерево, производит его валку и подает в процессорную головку, имеющую сучкорезные ножи, протаскивающие вальцы и цепную пилу для раскряжевки. Пока под управлением компьютера выполняются очистка дерева от сучьев и раскряжевка, оператор может производить валку следующего дерева. Это существенно повышает производительность.

Производительность ВСРМ с учетом того, что продолжительность технологического цикла обработки дерева ВСРМ

 

 

 

где Т_нд — время наведения ЗСУ на дерево; Т₃ — время зажима дерева рычагами ЗСУ; Т_си — время срезания и сталкивания дерева с пня; Т_п — время подтаскивания дерева в зону обработки (если это необходимо); Т₀ — время обрезки сучьев; Т_р — время раскряжевки хлыстов на сортименты; Т_{у с} — время укладки сучьев.

Составляющие продолжительности цикла зависят от природно-производственных факторов.

                               Рис.3  харвестер

 

 

2. Запасы лесоматериалов на лесопромышленных складах.

                                                                                                                                                                Рис  4

 

Для нормальной работы лесопромышленных вкладов на них необходимо иметь запасы лесоматериалов, отличающиеся друг от друга по своему назначению и виду. Вместимость склада должна соответствовать наибольшему объему размещаемых на нем запасов. По виду укладываемых лесоматериалов различают запасы сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Запасы сырья (деревьев или хлыстов) укладывают в основном потоке или в стороне от него. Запасы полуфабрикатов укладывают перед соответствующими цехами и участками. Запасы готовой продукции размещают у фронта отгрузки на подвижной состав железной дороги, погрузки в суда или сдачи в сплав.

 По назначению запасы лесоматериалов на лесопромышленных складах подразделяют на сезонные, резервные, межоперационные и технологические. Сезонные запасы обеспечивают нормальную работу лесоскладского оборудования при заранее предусмотренных длительных перерывах или резких изменениях режима работы лесовозного транспорта, перерабатывающих цехов и транспортных средств, вывозящих со склада готовую продукцию. Резервные запасы компенсируют неравномерность работы смежных участков, вызванную, в основном, случайными причинами; создание резервных запасов также необходимо при разном числе смен работы смежных участков. Межоперационные запасы создают между смежными установками в пределах одного цеха, участка или поточной линии. Они должны обеспечивать нормальную работу поточной линии при кратковременных остановках входящих в нее основных установок, а также при изменении ритма работы одной из смежных установок. Технологические запасы обусловлены необходимостью просушки некоторых видов готовой продукции перед отгрузкой их потребителям.Создание любого запаса связано с дополнительными трудозатратами и капиталовложениями, поэтому наиболее желательна работа вообще без запасов, однако практически это невыполнимо, так как отсутствие запасов ведет к значительным простоям всего лесоскладского оборудования. В то же время создание слишком больших запасов нецелесообразно, так как ведет к увеличению складских территорий, требует дополнительного подъемно-транспортного оборудования и т.п. Поэтому определение оптимальных размеров сезонных, резервных и межоперационных запасов сырья, полуфабрикатов и готовой продукции является одной из важнейших задач при проектировании лесопромышленных складов лесозаготовительных предприятий.

 

Запасы сырья.

Объем сезонного запаса сырья (деревьев или  хлыстов) может быть определен из интегрального графика режима работы (см. рис. 4 а). Вывозка сырья по лесовозной дороге характеризуется линией /, при этом предусмотрены прекращение вывозки в периоды весенней t_pB и осенней t_po распутиц, а также большая интенсивность работы лесовозного транспорта в зимнее время по сравнению с летним. Очистку деревьев от сучьев и раскряжевку хлыстов на лесопромышленном складе (линия II) наиболее целесообразно производить равномерно в течение всего года за исключением кратковременной плановой остановки на ремонт /_рем во время весенней или осенней распутицы.

Расстояние между линиями I м II характеризует объем сезонного запаса. Наибольший запас сырья Е_с будет к началу прекращения вывозки в связи с весенней распутицей (на приведенном графике — в начале апреля). Из графика видно, что объем наибольшего сезонного запаса деревьев или хлыстов

 

Q₃ — объем вывозки деревьев в зимний период, Q₃ = Q_3i + Q₃; G₃ — объем очищенных от сучьев деревьев (раскряжеванных хлыстов) в зимний период, G₃ - G₃₁ + G₃₂.

При вывозке леса по дорогам  круглогодового действия сезонные запасы деревьев или хлыстов на лесопромышленном складе достигают 10... 12 % годового грузооборота.

При большом грузообороте лесопромышленного  склада эти запасы становятся столь  значительны, что не могут быть полностью размещены в основном технологическом потоке. Поэтому часть сезонного запаса сырья (деревьев или хлыстов) располагают в стороне от сучкорезных или раскряжевочных установок (на так называемых промежуточных складах) и обслуживают отдельным разгрузочно-штабелевочным оборудованием.

Резервный запас деревьев или хлыстов может быть определен  по формуле

 

 

где t_n — возможное число суток простоя лесовозной дороги по случайным причинам (снежные заносы и т.п.); t₃ — число дней работы сучкорезных или раскряжевочных установок.

Значение t_n зависит от типа лесовозной дороги и географического положения лесозаготовительного предприятия. Для грунтовых дорог t_n принимается равным около 5 сут, для гравийных и узкоколейных — 3 сут.

Объем межоперационного запаса деревьев или хлыстов /?_мс определяют исходя из того, что производятся пачковая выгрузка и чаще всего поштучная обработка сырья. Вследствие этого перед каждой сучкорезной или раскряжевочной установкой должно размещаться не менее 1,5 — 2 пачек деревьев или хлыстов, выгруженных с подвижного состава лесовозной дороги или поданных из штабелей.

 

 

 

где /„ — число пачек, размещаемых перед каждой сучкорезной  или раскряжевочной установкой; /_с — число сучкорезных или раскряжевочных установок на лесопромышленном складе; V_n — объем выгружаемой пачки деревьев или хлыстов.

Запасы полуфабрикатов.

К полуфабрикатам на лесопромышленных складах относят: хлысты, обработанные на сучкорезных установках и подлежащие раскряжевке на сортименты; сортиментное долготье, подлежащее окорке; окоренное сортиментное долготье, подлежащее разделке на короткомерные лесоматериалы; шпальные кряжи, подлежащие распиловке на шпалы; пиловочник, поступающий для распиловки в лесопильный цех; круглые лесоматериалы, подлежащие переработке на тарные дощечки, колотые балансы, технологическую щепу и т.п.

Установки, вырабатывающие полуфабрикаты, и оборудование, перерабатывающее полуфабрикаты в готовую продукцию, на лесопромышленных складах в течение года обычно работают равномерно, без заранее запланированных изменений ритма работы и без длительных остановок (за исключением периода остановки всего склада на время планового ремонта). В связи с этим на лесопромышленных складах сезонные запасы полуфабрикатов обычно не создаются.В то же время вследствие случайных причин выход отдельных сортиментов, получающихся при раскряжевке хлыстов, неравномерен, поэтому перед перерабатывающими цехами или установками должны создаваться резервные запасы полуфабрикатов. По существующим нормативам их объем должен равняться двух-трех-сменному объему переработки. Такие запасы обеспечивают сравнительно ритмичную работу цеха даже в том случае, когда полуфабрикаты подаются в течение двух смен в сутки, а цех работает в одну смену или наоборот. Между смежными технологическими установками, входящими в одну поточную линию, следует создавать межоперационные запасы полуфабрикатов, компенсирующие изменения ритма работы и кратковременные остановки любой из этих установок. Такие запасы размещают в буферных магазинах или на площадках, вместимость которых должна обеспечить с требуемой вероятностью р, ритмичную работу поточной линии. Эта вместимость, равная наибольшему межоперационному запасу Е_м, может быть определена по формуле

 

 

где П_сн — наименьшая из расчетных сменных производительно-стей смежных технологических установок, м³/смена; t, — возможная длительность простоя первой технологической установки (соответствующая принятой вероятности устойчивой работы буферного магазина р₁ при которой не происходит его переполнение или опорожнение), мин; _t11 — возможная длительность простоя второй технологической установки, мин; Т_см — продолжительность смены, мин.

Запасы готовой продукции.

 К готовой продукции на лесопромышленных складах относят: круглые лесоматериалы, отгружаемые в неразделанном виде (строительные бревна, лиственные деловые кряжи, иногда пиловочник, рудстоечное и балансовое долготье и т.п.); разделанную рудничную стойку и балансы; шпалы; пиломатериалы; тарные дощечки; технологическую щепу и др. Запасы готовой продукции размещают у фронта отгрузки. Нераз-делываемые сортименты поступают к фронту отгрузки от сортировочных установок. Продукция, получающаяся в результате обработки или переработки полуфабрикатов, подается на склад готовой продукции соответствующих цехов. При этом она в ряде случаев в этих цехах также подвергается необходимой сортировке. У фронта отгрузки создают сезонные и резервные запасы готовой продукции. Кроме того, для некоторых видов продукции предусматривают технологические запасы. Межоперационные запасы в данном случае не создаются, их роль выполняют резервные запасы. Объем запаса готовой продукции у фронта отгрузки определяют отдельно для каждого вида продукции (для каждого сортимента).

Сезонные запасы готовой  продукции предназначены для  обеспечения нормальной работы лесопромышленного склада во время заранее запланированных остановок его цехов или перерывов вывозки со склада готовой продукции средствами железнодорожного или водного транспорта. Перерабатывающие цеха лесопромышленного склада обычно работают в течение года равномерно и останавливаются только на сравнительно кратковременный период ремонта t_рем. Годовому графику выхода готовой продукции соответствует линия III.

На прирельсовых лесопромышленных складах отгрузку готовой продукции на подвижной состав железной дороги чаще всего планируют равномерной (без перерывов) в течение всего года (линия IV). Объем сезонного запаса готовой продукции определяют по формуле

 

 

 

где Q_rn — годовой объем отгрузки готовой продукции.

На  береговых лесопромышленных складах  погрузку на суда или сдачу в сплав готовой продукции (линия ТУ на рис. 2.2, б) производят только в летний период. К началу этого периода на складе накапливается наибольший сезонный запас, объем которого определяют по формуле

 

t_нав — продолжительность периода навигации.

Резервные запасы готовой продукции у фронта отгрузки призваны компенсировать вызванную случайными причинами неравномерность работы отдельных цехов, подачи под погрузку железнодорожных вагонов и судов, сдачи леса в сплав. Объем резервных запасов готовой продукции у фронта отгрузки по существующим нормативам для прирельсовых складов должен составлять от 15 до 45 суточных объемов отгрузки. Объем технологических запасов готовой продукции у фронта отгрузки определяется сроком просушки, зависящим от местных условий и соглашений с потребителями.