Плюсы деления и обработки

26.07.2016

В этот раз мы рассмотрим менее известные, но довольно перспективные группы процессов заготовки древесины – полудеревьями и с углубленной обработкой заготовленной древесины...

Технологические процессы заготовки древесины полудеревьями и с углубленной обработкой заготовленной древесины уменьшают расходы и повышают производительность лесовозного транспорта.

От теории – к практике
Технология заготовки древесины полудеревьями была разработана на Лесоинженерном факультете СПбГЛТУ (≪Способ проведения лесозаготовительных работ≫. Патент на изобретение № 2374829 от 10.12.2009).

Этот способ имеет следующие отличия:

  • после валки деревьев осуществляют их разделение на комлевую и вершинную части; при этом деление сваленного дерева выполняют в той зоне, где величина диаметра ствола меньше принятого стандартом диаметра пиловочника;
  • пачки и возы формируют раздельно из комлевых и вершинных частей;
  • транспортировку пачек и возов осуществляют без контакта с землей в полностью погруженном состоянии;
  • погрузочные пакеты могут быть сформированы из пачек и возов раздельно, соответственно, из комлевых частей деревьев, вершинных частей, а также комбинированно;
  • комбинированные погрузочные пакеты формируют из пачек и возов вершинных частей деревьев и частично уплотняют уложенными сверху пачками или возами из комлевых частей деревьев.

Технологический процесс № 1 напоминает скандинавский метод заготовки: после валки деревьев выполняется их деление на два отрезка – комлевое долготье (например, до диаметра ствола 16 см) и оставшуюся вершинную часть с кроной. Процесс деления выполняется после срезания дерева. Вершинная часть укладывается в пакет, отдельно от комлевой части.

Уменьшается общая удельная себестоимость заготавливаемой древесины за счет получения дополнительного объема
Пакеты долготья и вершинных отрезков формируются вдоль волока. Трелевочная машина производит раздельный сбор отрезков долготья и вершинной части, их доставку к верхнему складу или погрузочному пункту в полностью погруженном положении.

Производственная апробация в природнопроизводственных условиях ООО «Лесопромышленная компания «Вирьава» (Нижегородская область), выполненная к. т. н., доцентом И. И. Тихоновым, показала, что это исключает очистку деревьев от сучьев на лесосеке или на верхнем складе и существенно уменьшает трудозатраты.


Увеличивается объем древесины, доставляемой на лесопромышленный склад (до 18% с каждого гектара лесосеки). Трелевка лесоматериалов в полностью погруженном положении значительно уменьшает их загрязненность и расход топливно-смазочных материалов.

Удельные затраты на проектирование, строительство и эксплуатацию лесовозных дорог тоже снижаются (до 18%). Уменьшается общая удельная себестоимость заготавливаемой древесины за счет получения дополнительного объема сверх баланса, так как кроновая часть не входит в попенную плату.

Технологический процесс № 1 в качестве головной предполагает использование валочно- делительной машины (ВДМ), способной производить снятие деревьев с пня и их вынос в вертикальном положении (как ВПМ) и выполнять операцию деления на комлевой и вершинный отрезки над волоком. Процесс применим как при сплошных, так и при выборочных рубках, позволяет сохранять подрост. Прототипом такой машины может служить лесозаготовительная машина МЛ-20. Может использоваться ВДМ, выполняющая процесс срезания дерева, его валки и деления без выноса на волок, что возможно для сплошных рубок без сохранения подроста (рис. 1–3).

Технологический процесс № 2 предусматривает трелевку деревьев и деление на комлевой и вершинный отрезки на верхнем складе при помощи процессора (рис. 4).

Для осуществления трелевки и вывозки полудеревьев сотрудниками кафедры Технологии лесозаготовительных производств СПбГЛТУ разработан новый вариант лесовозного транспорта (≪Лесовозный транспорт≫. Патент на полезную модель № 119206 от 20.08.2012).

Разработанная модель может быть использована при погрузке на лесовозный транспорт пачек и возов из вершинных частей деревьев или, например, порубочных остатков. 

Конструкция повышает грузоподъемность лесовозного транспорта за счет увеличения коэффициента полнодревесности перемещаемого воза. Растет производительность лесовозного транспорта и снижается расход топлива.  

Рис 1; Рис 2; Рис 3.jpg

Уплотняем последовательно
Вывозка вершинных частей деревьев с кроной имеет и недостаток – низкое использование полезной грузоподъемности лесовозного транспорта из-за малого коэффициента полнодревесности перемещаемого воза вершинной части деревьев. Это же наблюдается при формировании пачек и возов из порубочных остатков.

Задача по повышению грузоподъемности лесовозного транспорта решается за счет специальной конструкции многоступенчатого последовательного уплотнения загружаемых возов, выполненной в виде последовательно смонтированных вдоль бортов уплотняющих пар, каждая из которых содержит левую и правую приводные поворотные стойки.

Лесовозный транспорт (1) включает приспособление (2) для размещения в нем воза лесоматериалов (3), имеющее раму (4) с ограждением (5) в виде бортов (6, 7), и снабжен устройством (8) многоступенчатого последовательного уплотнения загружаемых возов (3), выполненным в виде последовательно смонтированных вдоль бортов (6, 7) уплот-няющих пар (9, 10), каждая из которых содержит, соответственно, левую (11, 12), а также, соответственно, правую (13, 14) приводные поворотные стойки. В качестве приводов поворота (15, 16) стоек уплотняющих пар (9, 10) могут быть использованы гидро- (пневмо-) приводы (рис. 5).

Количество уплотняющих пар стоек определяют путем расчетов или экспериментально; это должно обеспечивать номинальную загрузку транспортного средства по грузоподъемности и габаритам. 

Загрузку лесовозного транспорта (1) возами из вершинных частей деревьев или из порубочных остатков осуществляют следующим образом. При загрузке лесовозного транспорта подвозимыми возами (3) (пачками) производят их многоступенчатое последовательное уплотнение по достижении высоты неуплотненного воза верхнего уровня стоек (11, 12) уплотняющей пары (9), при этом первая уплотняющая пара (9) остается в возе. Затем воз загружают до достижения высоты догруженного неуплотненного воза – до верхнего уровня стоек (13, 14) следующей уплотняющей пары (10) и уплотняют новую догруженную партию вершинных частей деревьев (или порубочных остатков), при этом уплотняющая пара (10) остается в возе, и т. д.

Раз и готово!


Технология лесосечных работ с углубленной обработкой древесины вполне перспективна, она упрощает логистику перевозки лесных грузов. Возможна доставка готовой продукции с верхнего склада непосредственно потребителю, минуя деревообрабатывающие предприятия.


Технологический процесс № 3 предусматривает выработку пиломатериалов на верхнем складе. Он применяется в мелких частных лесовладениях за рубежом. Есть такая практика у инженерных войск для получения расходной пилопродукции в полевых условиях. Используются передвижные пилорамы на базе бензиномоторных пил, реже передвижные ленточнопильные станки, крайне редко используются передвижные многопильные шатунные пилорамы. Такая технология не получила промышленного распространения, но все же имеет преимущества.

Технологический процесс № 4 предусматривает заготовку топливной древесины в виде колотых дров. Оправдан при работе в перестойных насаждениях, при наличии вблизи осваиваемого лесосечного фонда потребителей такого топлива. Для этого на верхний склад доставляется дровяное долготье (обычно длиной 6 метров), которое затем раскряжевывается в требуемый размер и раскалывается на передвижных разделочно-раскалывающих установках. Они могут быть навесными или при-цепными, работающими от вала отбора мощности трактора. Число поленьев, на которое будет расколото дровяное бревно, зависит от его диаметра и требуемого размера поленьев и регулируется видом ножа, которым оснащен раскалывающий узел. Ножи можно заменять в зависимости от природно-производственных условий применения этого технологического процесса.

Рис. 4; Рис.5.jpg

Технологические процессы № 5 и 6 позволяют получать топливную щепу. Перспективны в условиях плантационного лесовыращивания энергетической древесины.

Технологический процесс № 5 предусматривает установку на верхнем складе рубительной машины, перерабатывающей сразу целые деревья с кроной.

chipper.jpgТехнологический процесс № 6 целесообразно применять при проведении рубок ухода за составом, при небольших габаритах срезаемых деревьев. При этом используют валочно-рубительно-трелевочные машины, также называемые чипперами. Срезанные деревья рубятся в щепу, которая попадает в бункер на машине.

При заготовке древесины в теплый период года, когда силы сцепления коры с древесиной минимальны, появляется возможность ее окорки при помощи харвестеров одновременно с обрезкой сучьев при протаскивании ствола через харвестерную головку. Эта возможность привела к развитию технологического процесса № 7, который предусматривает получение на лесосеке окоренных сортиментов и их переработку в технологическую щепу на верхнем складе.

Однако здесь следует иметь в виду, что коэффициент полнодревесности воза щепы крайне низок, а уплотнять технологическую щепу нельзя. Поэтому такой техпроцесс эффективен, если потребитель щепы находится на небольшом расстоянии. В качестве готовой продукции, производимой на верхнем складе при помощи мобильных обрабатывающих комплексов, могут выступать короткомерные пропитанные материалы, что предусматривает технологический процесс № 8. После предварительной окорки они могут за короткое время пропитываться в мобильных центробежных установках или установках, работающих на эффекте пьезопериодического поля.

Еще одним перспективным вариантом является технологический процесс № 9, предусматривающий использование мобильных цехов по производству пеллет из кроновой части и низкокачественных частей стволовой древесины.

 

Игорь Григорьев, д. т. н., профессор,
Иван Тихонов, к. т. н., доцент

Актуальные темы свежего номера
Лесопользование
Технологии лесозаготовок
События