Тема: Самоходные сучкорезные (СМ) машины

Цель занятия: детальное изучение конструкций самоходных сучкорезных машин, применяемых на лесосечных работах и правил их эксплуатации

Структура отчета:

1. Назначение, основные технические данные сучкорезных машин и требования, предъявляемые к ним;

2. Устройство и принцип работы навесного технологического оборудования сучкорезных машин ЛП-30Б, Г и ЛП-33, установить их отличительные особенности;

3. Особенности процесса обрезки сучьев сучкорезной машиной ЛП-30Б при протаскивании дерева через сучкорезную головку за вершину и его преимущество;

4. Правила эксплуатации сучкорезных машин и правила безопасной работы на них.

Очистка деревьев от сучьев является трудоемкой и небезопасной технологической операцией и выполняется на лесосеке, когда технологическим процессом предусматривается заготовка и вывозка с лесосеки хлыстов или сортиментов. При заготовке и отгрузке с лесосеки деревьев также возможна частичная их очистка от сучьев с целью использования последних для укрепления волоков. В этом случае окончательная очистка деревьев от сучьев производится на нижнем складе.

Очистка поваленных на лесосеке деревьев от сучьев может производится на пасеке, трелевочном волоке или лесопогрузочном пункте. Место очистки деревьев от сучьев обусловлено технологическим процессом лесосечных работ, наличием машин, механизмов и установок, а также возможностью использования отходов лесозаготовок. Если имеются потребители технологической (топливной) щепы из сучьев, наиболее целесообразно очищать деревья от сучьев на лесопромышленном складе или лесопогрузочном пункте, а если отсутствуют – очистку деревьев от сучьев целесообразно производить на лесосеке (у пня или на волоке) с оставлением их на перегнивание, что будет способствовать удобрению почвы. При этом крупные сучья желательно измельчать на короткие отрезки и равномерно разбрасывать по территории.

Очистка деревьев от сучьев может производиться двум способами: вручную и при помощи механизмов. Сейчас преобладает механизированная очистка деревьев от сучьев с применением мотоинструментов (легких бензиномоторных пил), сучкорезных и многооперационных машин. В горных условиях очистка деревьев от сучьев должна производиться на лесосеке, что возможно только с помощью моторных инструментов. Механизированную очистку производят двумя способами: поштучной обработкой каждого дерева и одновременной обработкой группы деревьев, собранных в пачку (групповой способ). Групповой способ очистки более производительный, но не обеспечивает требуемой чистоты обработки ствола и применяется сравнительно редко.

На очистке деревьев от сучьев в лесу могут применяться моторные инструменты, самоходные сучкорезные или многооперационные машины (сучкорезно-раскряжевочные, валочно-сучкорезно-раскряжевочные, валочно-сучкорезно-трелевочные и др.), а также топоры и тесаки (мачети).

Очистка деревьев от сучьев топорами или тесаками – тяжелая, малопроизводительная и небезопасная операция, которая допускается лишь в тонкомерных насаждениях.

Из моторных инструментов на очистке деревьев от сучьев могут применяться легкие цепные бензопилы с низким расположением рукояток, а также штанговые пилы и высоторезы. Последние используются для обрезки сучьев с земли на растущих деревьях диаметром до 0,13...0,15 м в зоне будущего «комлевого бревна» на высоте до 6 м. Такая операция способствует уменьшению сучковых зон в пиломатериалах, получаемых из «комлевого бревна» после достижения деревом возраста товарной спелости.

Применение машин на очистке деревьев от сучьев позволяет полностью механизировать эту операцию, значительно повысить производительность труда и исключить ручные работы. Сучкорезные машины, как правило, работают на погрузочных пунктах или в непосредственной близости от них. Сучкорезно-раскряжевочные машины (процессоры) обрезают сучья либо на погрузочном пункте, либо на волоках, валочно-сучкорезно-раскряжевочные – как правило на пасеках и волоках.

Машины для обрезки сучьев должны быть мобильными и не требовать больших трудозатрат на перебазирование и приведение в рабочее состояние, иметь высокую производительность, обеспечивать чистую обреку сучьев без повреждения ствола, хорошо удалять сучья с деревьев малых и больших диаметров, имеющих кривизну ствола, а также путем протяжки от комля к вершине и наоборот. Они должны быть просты в обслуживании, обеспечивать механизированную подачу деревьев в обработку и уборку сучьев, быть надежными, экономичными и безопасными в работе, удовлетворять санитарно-гигиеническим и лесоводственно-экологическим требованиям.

Самоходные сучкорезные машины, их характеристика и особенности конструкций

Сучкорезные машины могут быть самоходными и передвижными. Самоходные машины имеют навесное технологическое оборудование, установленное на шасси трелевочного трактора, поэтому они способны свободно перемещаться с одного места на другое. В странах СНГ, США, Канаде на очистке деревьев от сучьев на погрузочных пунктах и верхних складах получили широкое применение сучкорезные машины циклического действия со стрелой. Российские машин ЛП-30Б, ЛП-30В, ЛП-30Г, ЛП-33А предназначены для срезания сучьев с предварительно поваленных и сформированных в пачки или штабеля деревьев хвойных и лиственных пород на лесосеках с удовлетворительной и хорошей несущей способностью грунтов с уклоном не более 10°. Машины типа ЛП-30 рекомендуется применять при разработке лесонасаждений со средним объемом хлыста 0,14...0,35 м³, а ЛП-33А – в лесонасаждениях со средним объемом хлыста 0,35...0,8 м³. Сучкорезные машины аналогичны по конструкции и принципу работы и отличаются в основном базовой машиной, конструкцией протаскивающего механизма, а также системой управления навесным технологическим оборудованием, которое на более новых машинах является электрогидравлическим. У машины ЛП-30Б и ЛП-30Г базой является трактор ТДТ-55А, у машины ЛП-30В – трактор ТБ-1, а у машины ЛП-33А –трактор ТТ-4М-01.

Самоходная сучкорезная машина ЛП-ЗОБ (рис. 1) смонтирована на тракторе ТДТ-55А.

Рис. 1. Самоходная сучкорезная машина ЛП-ЗОБ: а — общий вид: 1 - стрела; 2 — опорная колонна; 3 — сучкорезная головка; 4 — каретка с захватом; 5 — двухбарабанная лебедка; 6 — приемная головка; б — сучкорезная головка: 1 — боковой рычаг; 2 — верхний нож; 3 — нож; 4 — зубчатый сектор; 5 — зубчатая рейка; 6 — гидроцилиндр боковых рычагов; в — приемная головка: 1 — корпус; 2 — рычаги; 3 — ножи; 4 - гидроцилиндр; г - каретка с захватом: 1 — опорный каток; 2 — рама; 3 — тормозной башмак; 4 — поворотный рычаг; 5 — зубчатый сектор; 6 — двухручейный блок; д — схема запасовки канатов: 1 — барабан обратного хода; 2 — барабан рабочего хода,; 3 — соединительный канат; 4, 5—канат рабочего и обратного хода; 6 — промежуточные направляющие блоки; 7 — концевой блок у приемной головки; 8 — двухручейный блок каретки; 9 — поддерживающие ролики; 10 — концевой блок у сучкорезной головки

Технологическое оборудование машины состоит из стрелы, сучкорезной и приемной головок, каретки механизма протаскивания и канатно-блочной системы.

Стрела машины представляет собой сварную балку коробчатого сечения, шарнирно закрепленную на колонне, которая установлена на задней части рамы трактора. На одном конце стрелы крепится сучкорезная, а на другом — приемная головка.

Сучкорезная головка (рис. 1, б) служит для обрезки сучьев и одновременно для подачи дерева в захват каретки механизма протаскивания. Она имеет один верхний и два боковых жестких серповидных ножа. Боковые ножи с помощью зубчатых секторов, входящих в зацепление с зубчатой рейкой, связанной со штоком гидроцилиндра, могут поворачиваться на осях, раскрывая и закрывая сучкорезную головку. Верхний нож установлен на штанге и перемещается в вертикальной плоскости отдельным гидроцилиндром. Для последовательного прижима сначала серповидных ножей, а затем верхнего ножа к поверхности ствола сучкорезная головка снабжена гидравлическим клапаном согласования.

Приемная головка (рис. 1, в) поддерживает ствол дерева в процессе протаскивания, а также частично зачищает сучья на нижней поверхности ствола. В отличие от сучкорезной приемная головка имеет только два боковых серповидных жестких ножа, которые поворачиваются с помощью гидроцилиндра и зубчатых секторов, прижимаясь к поверхности ствола.

Каретка механизма протаскивания (рис. 1, г) перемещается в направляющих стрелы с помощью лебедки и канатно-блочной системы. Каретка состоит из рамы, двух зажимных поворотных рычагов с зубчатыми секторами, четырех опорных катков, двухручейного блока и тормозных башмаков. Зажимные рычаги свободно поворачиваются в горизонтальной плоскости. Двухручейный блок закреплен на одном из зубчатых секторов. Нижний ручей блока предназначен для каната рабочего хода, а верхний — для каната обратного хода. Зажим ствола рычагами и перемещение каретки с деревом производится канатом рабочего хода, а раскрытие рычагов и возвращение каретки в начальное положение - канатом обратного хода. Быстрое открытие и закрытие рычагов в любом месте по длине стрелы обеспечивается наличием тормозных колодок, закрепленных на раме каретки, которые поджимаются пружинами к боковым полкам стрелы.

Канатно-блочная система (рис. 1, д) включает два барабана лебедки, рабочий и обратный канаты, направляющие и концевые блоки, поддерживающие ролики, а также соединительный канат, который обеспечивает синхронное вращение барабанов.

Поворотная стрела может перемещаться в двух направлениях— горизонтальном и вертикальном. Благодаря повороту стрелы в горизонтальной плоскости (рис. 3, а) технологическое оборудование машины переводится из транспортного положения I в рабочее II. Предельный угол поворота стрелы 105°. Рабочая зона (на рис. 45 она заштрихована) находится в пределах от 75° до 105°. Машина может обрабатывать деревья, комли (или вершины) которых размещаются в этой зоне. В вертикальной плоскости (рис. 3, б) стрела может поворачиваться (наклоняться) на угол ±26°.

Самоходная сучкорезная машина ЛП-ЗОВ имеет такое же технологическое оборудование, как и машина ЛП-ЗОБ. В отличие от машины ЛП-ЗОБ она смонтирована на тракторе ТБ-1М.

Самоходная сучкорезная машина ЛП-30 смонтирована на тракторе ТДТ-55. В отличие от машины ЛП-ЗОБ технологическое ее оборудование установлено на передней части рамы трактора. Канатно-блочный механизм машины ЛП-30 устроен и работает подобно изображенному на рис. 1, д и приводится в действие однобарабанной лебедкой.

Самоходная сучкорезная машина ЛП-33 смонтирована на тракторе ТТ-4. Она предназначена для срезания сучьев с поваленных деревьев в насаждениях со средним объемом хлыста от 0,35 до 1 м³.

Так же как машина ЛП-ЗОБ, машина ЛП-33 может очищать сучья, начиная с комля или с вершины. Технологическое оборудование машины ЛП-33 (рис. 4, а) состоит из опоры, установленной на задней части рамы трактора, поворотной в горизонтальной и вертикальной плоскостях стрелы, по направляющим которой перемещается каретка с захватом, протаскивающим дерево через ножи сучкорезной и приемной головок с помощью барабана лебедки, расположенного в верхней части опоры над стрелой. Крутящий момент на барабан передается через двухступенчатый редуктор от двух гидромоторов. Барабан имеет винтовую нарезку для канатов рабочего и обратного хода. Реверсирование барабана осуществляется переключением золотника гидрораспределителя.

Стрела машины представляет собой сварную балку коробчатого сечения, в нижней части ее имеются направляющие для каретки. Поворот стрелы в горизонтальной плоскости и наклон ее в вертикальной ведется гидроцилиндрами.

Рис. 4. Самоходная сучкорезная машина ЛП-33: а — общий вид: 1 — стрела; 2 — каретка с захватом; 3 — сучкорезная головка; 4 — опора стрелы; 5 — барабан лебедки; 6 — приемная головка; б — сучкорезная головка: 1— корпус; 2 — боковой рычаг; 3 — серповидный нож; 4 — верхний нож; 5 — ось бокового рычага; б — тяга; 7 — гидроцилиндр; в — приемная головка: 1 - корпус; 2 — рычаг; 3 — нож; 4 — ось рычага; 5 — тяга; 6 — гидроцилиндр; г — каретка с захватом: 1 — рама; 2 — поворотные зажимные рычаги; 3 — оси рычагов; 4 — зубчатые секторы; 5 — рычаг блока; 6 — двухручейный блок; 7— натяжной барабан.; 8 - клиновая втулка; 9 — опорные катки; 10 — тормозные башмаки; д — схема запасовки канатов: 1 — блок у приемной головки; 2 — канат рабочего хода; 3 — каретка; 4 — двухручейный блок каретки; 5 — барабан лебедки; 6 — канат холостого хода; 7 — блок сучкорезной головки

У сучкорезной головки (рис. 4, б) и у приемной головки (рис. 4, в) в отличие от машины ЛП-ЗОБ движение рычагов с серповидными ножами синхронизируется не зубчатыми секторами, а тягой, связывающей эти рычаги. Кроме того, верхний нож сучкорезной головки установлен на оси и может только поворачиваться в вертикальной плоскости, не перемещаясь вверх или вниз.

Каретка с захватом (рис. 4, г) устроена аналогично каретке машины ЛП-ЗОБ. Отличие ее состоит в том, что на ней установлен натяжной барабан с храповым устройством, позволяющим регулировать первоначальное натяжение каната рабочего хода.

Схема запасовки канатов механизма продольного перемещения дерева представлена на рис. 4, д. Диаметр каната рабочего хода 21 мм, обратного хода 17,5 мм.

У сучкорезных машин ЛП-30В и ЛП-33А лебедка механизма протаскивания установлена на стреле и приводится в действие от двигателя, а в машине ЛП-30Б она установлена на раме трактора и приводится в действие карданным валом от коробки передач трактора. На машине ЛП-30Г вместо однобарабанной лебедки применена компактная по конструкции гидролебедка, установленная на переднем конце стрелы, что упростило и повысило надежность работы канатно-блочной системы.

Отличием зарубежных сучкорезных машин циклического действия является то, что навесное технологическое оборудование монтируется у них, как правило, на экскаваторной базе и стрела является телескопической.

В настоящее время в России начат выпуск сучкорезной машины СМ-33, которая должна заменить машину ЛП-30Г и сучкорезно-раскряжевочную машину ЛО-120. Она предназначена для выработки хлыстов и сортиментов, имеет укороченную стрелу и вальцовый механизм протаскивания.

Техническая характеристика сучкорезных машин

Технология и организация работ на очистке деревьев от сучьев самоходными сучкорезными машинами

Исходя из конкретных производственных условий обрезка сучьев самоходными сучкорезными машинами может производиться: на лесопогрузочном пункте или промежуточном складе, на пасеке, или непосредственно у пня; на трассе лесовозного уса при его строительстве; с протаскиванием дерева при захвате его за комель или вершину; с подсортировкой или без подсортировки хлыстов.

Основным местом работы сучкорезных машин является лесопогрузочный пункт. Здесь в состав работ по машинной очистки деревьев от сучьев разбор пачки и поштучная подача деревьев в сучкорезную головку, обрезка сучьев, сброс хлыстов в штабель, уборка в сторону сучьев в процессе работы, переезды машины вдоль штабеля деревьев на рабочей площадке или от одного штабеля деревьев к другому, уход за машиной. Машина обслуживается одним рабочим – оператором.

Для работы сучкорезной машины вдоль лесовозного уса на лесосеке устраивают несколько рабочих площадок (4…5 площадок на 10 га) так как машина имеет высокую маневренность и это дает возможность организовать работу на обрезке сучьев и вывозке хлыстов в две смены. Площадка по возможности должна быть ровной с плотными грунтами и иметь размеры по ширине до 50 м, по длине (вдоль уса) до 60 м. Деревья на площадке срезаются на уровне земли. Площадки по территории лесосеки должны размещаться так, чтобы объемы трелевки деревьев на них были примерно одинаковы. Штабель деревьев на площадке должен отстоять от оси лесовозного уса на расстоянии не менее 8 м, а его глубина (длина не должна превышать 30 м, чтобы не усложнять работу челюстного лесопогрузчика). Для удобства захвата комлей деревьев сучкорезной машиной комлевая часть штабеля деревьев должна быть уложена на продольные лаги так, чтобы комли деревьев находились на расстоянии 2…2,5 м от лаги. Высота штабеля до 1 м, разбег комлей в штабеле не более 2 м.

Самоходные сучкорезные машины (ЛП-ЗОБ, В, ЛП-33А), в зависимости от конкретных производственных условий могут использоваться в следующих технологических вариантах:

по направлению перемещения машины — от уса и к усу;

по способу протаскивания деревьев — за комли («комлями вперед») и за вершины («вершинами вперед»);

по взаимной увязке с другими лесосечными операциями — одновременно с трелевкой и автономно — с обработкой деревьев из запаса;

по увязке с вывозкой леса — без создания и с созданием запаса хлыстов;

по месту в технологическом процессе — на погрузочном пункте непосредственно на лесосеке, на промежуточном складе.

Направление перемещения сучкорезной машины в процессе обработки деревьев определяется направлением вывозки хлыстов и положением штабелей относительно уса. Комли обработанных деревьев должны быть всегда расположены в направлении грузового хода лесовозных автопоездов. Поворотная стрела сучкорезной машины не является реверсивной — сучкорезная головка всегда располагается слева (со стороны кабины), поэтому в случае обработки деревьев с комля машина приближается к усу при размещении штабелей справа от уса (от грузового направления) и удаляется от него при размещении штабелей слева (рис. 5). В случае обработки деревьев с вершины машина перемещается в обратном направлении.

Способ обработки деревьев (с комля или с вершины) непосредственно связан со способом трелевки (за комли или за вершины). Способ обработки деревьев выбирается в каждом лесозаготовительном предприятии в зависимости от ряда технологических факторов.

Обрезка сучьев с протаскиванием деревьев комлями вперед применяется в тех случаях, когда на лесосечных работах используются валочно-трелевочные или валочно-пакетирующие машины, а также когда трелевка деревьев, сваленных бензопилами, производится бесчокерными трелевочными тракторами.

Рис. 5. Порядок перемещения сучкорезной машины: а, б — при обработке деревьев с комля; в, г — при обработке деревьев с вершины; 1 - лесовозный ус (стрелкой показано направление вывозки хлыстов); 2 — штабель деревьев; 3 — сучкорезная машина (стрелками показаны перемещения машины при обработке деревьев); 4 — штабель хлыстов

Обрезка сучьев с протаскиванием деревьев вершинами вперед хорошо компонуется с обычной традиционной технологией лесосечных работ на валке деревьев бензопилами и трелевкой деревьев за вершины. Обрезка сучьев протаскиванием деревьев за вершины оставляет возможность сохранения подроста, за счет более высокой проходимости чокерных трелевочных тракторов позволяет осваивать лесосеки со слабыми грунтами, не требует выравнивания комлей хлыстов, пропущенных через сучкорезную машину.

Сучкорезная машина, настроенная на обрезку сучьев протаскиванием деревьев за вершины, может работать в комплекте с манипуляторными трелевочными тракторами, если на лесосеке обеспечивается обрубка (или обрезка) вершин.

Обрезку сучьев рекомендуется проводить одновременно с разработкой лесосеки вне зависимости от того входит или не входит машинист сучкорезной машины в состав комплексной бригады. Автономная работа сучкорезных машин, т. е. обрезка сучьев с деревьев, уложенных в запас, допускается как исключение.

Работа сучкорезной машины с созданием или без создания запасов хлыстов у лесовозной дороги определяется сезоном и режимом работы лесовозного транспорта. Работа машины с укладкой хлыстов в запас организуется в летний сезон, в частности при вахтовом методе, в тех случаях, когда по состоянию дорог вывозка хлыстов невозможна или нецелесообразна. В зимний сезон, а при наличии дорог круглогодового действия также и в летнее время сучкорезная машина работает без создания запаса хлыстов.

Основным местом самоходной сучкорезной машины в техно­логическом процессе лесозаготовок является лесопогрузочный пункт. Машина может работать также непосредственно налесосеке, выполняя обрезку сучьев после валки, перед трелевкой. В принципе можно использовать сучкорезные машины на промежуточных или береговых складах. Однако целесообразность их использования на складах вне лесосечных работ в каждом случае должна обосновываться экономическим рас­четом.