Железный дровосек из советских времен

10.11.2016

В истории отечественных лесных машин немало интересных страниц, которые не стоит забывать, поскольку они способны помочь в разработке новой российской техники. И сегодня мы вспоминаем советские узкозахватные лесозаготовительные машины.

С гибелью великой страны под названием «СССР» кануло в Лету отечественное лесное машиностроение – некогда одно из самых передовых в мире. Сейчас органы власти начинают обращать внимание на печальное положение дел в этой отрасли.

Будущим Кулибиным посвящается…
О том, что необходимо возрождать отечественное лесное машиностроение, говорят и внешнеполитическая, и экономическая ситуации последних лет.

Но в каких направлениях следует возрождать наше машиностроение? Природнопроизводственная ситуация лесозаготовительных предприятий существенно изменилась. Ушли на пенсию разработчики известных отечественных лесных машин советского периода. Даже те, кто в качестве молодых специалистов был «на подхвате» у этих мэтров, уже сами готовятся выйти на пенсию.

Беда заключается в том, что реформы высшего профессионального образования «обнулили» такую специальность, как «машины и оборудование лесного комплекса». Отраслевые вузы больше не выпускают специалистов, проектирующих машины и хорошо знающих специфику работы в лесу.

Прервалась преемственность поколений проектировщиков лесных машин, ранее обеспечиваемая отраслевыми НИИ и КБ, закрытыми в настоящее время. Печально и то, что при ликвидации этих организаций исчезли научные отчеты и проекты советских времен, содержавшие бесценные сведения о результатах творческих поисков разработчиков и итогах производственных испытаний опытных конструкций лесных машин.

Предлагаемая читателю серия материалов имеет целью рассказать о более или менее удачных концептах лесных машин, вызвать дискуссию об их достоинствах и недостатках. Именно в споре профессионалов может возникнуть новое видение перспектив развития отечественного лесного машиностроения.

Копировать ли других?
Какой должна быть современная лесная машина для российских лесозаготовителей? Нам представляется, что она должна быть эргономичной, надежной, оптимально энергонасыщенной и максимально энергоэффективной. Стоимость наших машин должна быть доступна не только крупным, но и средним и мелким лесозаготовительным предприятиям.

Невнимание к данному обстоятельству приводит к тому, что неплохие по компоновке технологического оборудования машины просто не могут ездить по лесосеке, как это произошло, например, с первыми лесозаготовительными машинами производства ОАО «Экскаваторный завод «Ковровец».

Ходовая часть машины должна соответствовать условиям поверхности движения в лесу
Но не стоит углубляться в тонкости компоновки ходовой части, трансмиссии, силовой установки. Мы рассмотрим концепты машин по компоновке технологического оборудования. И в качестве первого вопроса зададимся следующим: нужен ли лесозаготовительной машине гидроманипулятор?

Понятно, что «всякая палка о двух концах», и гидроманипулятор, даже самый надежный, имеет свои плюсы и минусы. Начнем с последних. Это, прежде всего, существенное увеличение стоимости и массы машины. Если машина выполняет транспортные операции –валочно-трелевочная, например, или бесчокерный трелевочный трактор, – то это еще и снижение полезной рейсовой нагрузки, увеличение коэффициента тары и удельного расхода топлива на кубометр заготовленной древесины.

С другой стороны, наличие гидроманипулятора существенно увеличивает ширину обрабатываемой ленты леса, делая ее широкозахватной, повышает производительность, позволяет сохранять подрост и работать на выборочных рубках леса.


Picture1.jpgПили-толкай и снег разгребай!

Одной из первых лесозаготовительных машин, серийно выпускаемых в Советском Союзе, была гусеничная узкозахватная фланговая однооперационная валочная машина ВМ-4 (рис. 1).

ВМ-4 была смонтирована на шасси гусеничного трелевочного трактора ТТ-4. В состав технологического оборудования (рис. 1) входили: консольное цепное срезающее устройство, смонтированное на левом борту машины для обеспечения оператору обзора места спиливания дерева; сталкивающий рычаг, установленный на крыше кабины как самой высокой точке машины, который обеспечивал направленную валку дерева на перекидной рычаг. Данный рычаг, в свою очередь, был необходим для перемещения комлевой части поваленного дерева от стены леса, для того, чтобы машина могла зайти на следующую ленту. При глубоком снеге для снижения высоты оставляемого пня использовалось устройство для удаления снега.

Максимальный диаметр срезаемого дерева для ВМ-4 составлял 1,2 м, а сменная производительность – до 250 м3, что соответствует примерно двум вальщикам леса с помощниками. Таким образом, один обслуживающий машину тракторист заменял четырех рабочих на одной из самых тяжелых и травмоопасных операций лесосечных работ – валке деревьев.

Ширина разрабатываемой ленты леса ВМ-4 составляла до 2,5 м.

Технологический цикл валки деревьев машиной ВМ-4 складывался из подъезда машины к дереву, наводки срезающего устройства на дерево, наводки сталкивающего рычага, спиливания дерева, его сталкивания на перекидной рычаг и дальнейшего перекидывания комля дерева через машину.

Picture 2.1.jpg


В зависимости от схемы разработки лесосеки (рис. 2) ВМ-4 могла работать с перекидыванием или без перекидывания комлевой части дерева. Отсутствие необходимости перекидывания сокращало продолжительность цикла валки примерно на 15%, и, примерно, на столько же повышало производительность.

При разработке лесосеки круговыми лентами ВМ-4 подходила к дереву с небольшим поворотом (на угол 10–15°) со стороны вырубки. Этот маневр позволял свалить дерево так, чтобы между его вершиной и стеной леса образовался проход шириной 2–3 м. При работе перпендикулярными лентами ВМ-4 подъезжала параллельно стене леса, и спиленное дерево валилось в том же направлении.

Срезающее устройство в транспортном положении находилось над левой гусеницей. С помощью подвески-пантографаPicture 2.2.jpg оно могло быть выдвинуто влево на 1 м и опущено вниз, чтобы высота пня была наименьшей – не более одной трети диаметра дерева в месте реза, а при срезании деревьев диаметром до 30 см – не более 10 см. Рекомендуемое расстояние между деревом и левой гусеницей при валке составляло не менее 70 см.

Когда недопил достигал не более 0,1 диаметра дерева, срезающее устройство отводилось в исходное положение, одновременно вводился в действие сталкивающий рычаг, который валил дерево на перекидной рычаг или на землю.

Процесс спиливания деревьев должен был быть четко увязан по времени со сталкиванием дерева с пня. В противном случае (и достаточно часто) происходили сколы в комлевой части ствола и образовывались трещины.

Необходимость подъезжать к каждому дереву была не только причиной снижения производительности – она не позволяла сохранять подрост

Безусловно, ВМ-4 имела свои недостатки. Так, считалось, что ввиду небольшой энергоемкости процесса валки деревьев экономический эффект от их применения незначителен, а с учетом экологических последствий – часто отрицательный. По расчетам тех лет получалось, что себестоимость заготовки древесины с их помощью выше, чем с применением бензиномоторных пил.

Кроме этого, эффективность работы ВМ-4 была достаточно жестко связана с последующей операцией трелевки. При поломке ВМ-4 трелевочные тракторы простаивали, а при поломке трелевочных тракторов приходилось переходить на валку деревьев в запас, что в зимний период приводило к тому, что поваленные деревья засыпались снегом и их трелевка оказывалась крайне затруднительной. Правда, у современных машинных комплексов, включающих харвестер и форвардер или валочно-пакетирующую машину и трактор с пачковым захватом, проблемы жесткой связи, особенно в зимний период, те же.

Однако по рассказам специалистов, сталкивавшихся с этими машинами на производстве, основной бедой, ввиду особенностей механизма валки, были частые и глубокие сколы и расщепы комлевой части ствола, что приводило к значительным экономическим потерям.


Валочная машина ВМ-4 была разработана ЦНИИМЭ в 1973 году на базе предыдущих опытных разработок лесозаготовительной машины ВТМ-4, специально для заготовки крупномерного леса. С 1976 года ВМ-4 серийно выпускалась Абаканским механическим заводом. Эксплуатировались эти машины в Сибири, к 1981 году на лесозаготовительных предприятиях их уже насчитывалось около 500, в основном в Иркутской области.


Задача так и не решена…
Пока разработчики ВМ-4 пытались решить проблему бездефектной валки, к началу 1980-х годов на ее базе, также в ЦНИИМЭ, была разработана и выпущена в серийное производство на том же Абаканском механическом заводе гусеничная узкозахватная фланговая многооперационная валочно-трелевочная машина ВМ-4А. В состав ее технологического оборудования был добавлен кониковый зажим (рис. 3), и теперь перекидной рычаг не перебрасывал комлевую часть поваленного дерева через машину, а укладывал в предварительно раскрытый коник. Благодаря этому ВМ-4А могла валить деревья, формировать пачки, трелевать их и укладывать в штабели. В дальнейшем ЦНИИМЭ и Абаканским опытно-механическим заводом на базе трактора ТТ-4М была разработана машина ВМ-4Б, которая принципиальных отличий от ВМ-4А, кроме кабины, не имела и, насколько нам известно, в серийное производство не вышла. В том числе – по причине отсутствия эффективного решения проблемы бездефектной валки деревьев.

Picture 3.jpgПоверхностный анализ узкозахватных лесозаготовительных машин показывает, что к их основным достоинствам относятся: сравнительно низкая стоимость, простота, а следовательно, надежность. Гидроманипуляторы же долгое время были проблемным узлом отечественных лесных машин.

Недостатки, связанные с малой производительностью валочных машин, в настоящее время скрадываются тем, что лесосечный фонд часто представлен разрозненными, небольшими по площади и запасу лесосеками, на которых использование дорогих высокопроизводительных машин приводит к частым перебазировкам. Невозможность сохранения подроста компенсируется п. 56 действующих Правил заготовки древесины, который гласит, что в равнинных лесах при сплошных рубках без сохранения подроста в условиях типов леса, где минерализация поверхности почвы имеет положительное значение для лесовосстановления, площадь волоков не ограничивается.

Как показывает практика, сейчас многие лесозаготовительные предприятия России переходят на технологии искусственного лесовосстановления (посев или посадку), а жестко заданные трассы трелевочных волоков являются своеобразными концентраторами экологических напряжений, часто вызывая заболачивание или даже оврагообразование.

Как пример определенных положительных качеств узкозахватных лесозаготовительных машин можно привести колесную узкозахватную фронтальную валочно-пакетирующую машину 843J от John Deere.

Игорь Григорьев,
д. т. н., профессор
Владимир Валяжонков,
к. т. н., доцент
Ольга Григорьева,
к. с-х. н., доцент

Авторы рубрики будут признательны читателям за отзывы, комментарии, сведения о других малоизвестных и забытых разработках отечественных лесных машин или их зарубежных аналогах.

Ждем от вас обратную связь по адресу: info@lesozagotovka.com



Актуальные темы свежего номера
Лучшие зарубежные практики
Инфраструктура
Лесопользование