Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію






Останні новини
Останні новини
Як би міг бути організований ринок деревини України
24.02.2020р.

Думки у письмовій формі на виконання обіцянки учасникам засідання Ради...

Що заважає лісопереробці рухатися до європейських стандартів?
21.02.2020р.

Інтерв'ю з депутатом Закарпатської обласної ради, очільницею ТОВ «ВГСМ» —...

Кабмін перегляне податкове навантаження на підприємства лісової галузі — Гончарук
21.02.2020р.

Кабінет міністрів України проаналізує податкове навантаження на підприємства...

Детінізація лісу: на Рівненщині запроваджено електронний облік деревини
19.02.2020р.

Заготівля і продаж деревини – під прицільним наглядом. Усі державні...

Ліс, сміття, пилорами: про що говорили жителі району із головним лісівником Волин
19.02.2020р.

18 лютого, начальник Волинського ОУЛМГ Олександр Кватирко зустрівся із...



***
Опитування
Опитування
Опитування

Мораторій на вивіз кругляка хочуть відмінити, а в Ви за чи проти?

Ваш помічник
Ваш помічник
5256
24.02.2009р. |
Технології гірської лісозаготівлі

Важливість лісової галузі для економіки країни безупинно зростає. В останні роки посилилося міжнародне змагання за підвищення конкурентоспроможності лісового господарства у двох основних напрямах: інноваційні лісоматеріали і інноваційні технологічні процеси. Деревна сировина як продукт споживання має обмежений потенціал для інновації. До того ж за останні десятиріччя на європейському ринку продуктів лісу спостерігається тенденція до стабілізації цін на лісоматеріали і фанеру. З іншого боку, зростає вартість заготівлі деревини, особливо на лісових територіях із складними природними умовами, де ручна праця є необхідною складовою технологічного процесу лісозаготівлі. У зв’язку з цим зміни в технології лісозаготівлі, покращення їх екологічної безпечності стали рушійною силою для економічного розвитку та підвищення конкурентоспроможності продукції лісового господарювання.

Види технологій гірської лісозаготівлі

Протягом останніх десятиліть технологічний процес лісозаготівлі стрімко змінювався: від використання тварин до повної механізації всіх технологічних операцій. Немеханізовані (ручні) методи рубання були замінені механізованими. Спочатку в лісі працювали трактори сільськогосподарського призначення, які оснащували лебідками і навантажувальними пристроями. Комплектування таких агрегатів (50-ті  роки минулого століття) зрізувальним механізмом стало важливим кроком на шляху підвищення продуктивності лісозаготівельних робіт та покращення умов роботи звалювальників. Застосування візкових гусениць наприкінці 50- их років поклало початок створення перших лісових машин з подовженою базою: Garrett Tree Farmer (1958) i Timberjack (1961).

У 1971 році на засіданні об’єднаного комітету ECE/FAO/ILO в Краснодарі було зафіксовано створення лісозаготівельної технології на базі канатного обладнання для гірських умов. А у 80-их роках з’явилася скандинавська технологія (харвестер + форвардер) для сортиментної лісозаготівлі, яка тепер широко використовується в країнах Центральної Європи. Якщо брати до уваги природоохоронні аспекти, то беззаперечна перевага на боці сортиментного способу лісозаготівлі. За цього способу легше вирішувати проблеми збереження біорізноманіття та сталого розвитку лісового господарства, зокрема, у випадку рубок догляду за лісом чи лісозаготівлі на екологічно вразливій території. Однак для гірських умов ця технологія була непридатною через обмежену маневреність використовуваних довгобазових лісових машин.

Перші гусеничні звалювальні машини для гірських умов з’явилися в середині 80-их  років (Timberjack серії 2500). У 1995 році Фінська компанія Plustech представила харвестер з 6 ножами і такими ж функціями, що й колісний аналог. Ця машина не була створена спеціально для гірських умов, але має значний потенціал для машинізації гірської лісозаготівлі.

Транспортування деревини є однією із найдорожчих технологічних операцій у виробничому процесі заготівлі деревини. Тому оптимальний вибір типу лісотранспортного засобу є визначальним етапом для обґрунтування виду технології лісозаготівлі, зокрема, в гірських умовах. Відомо три принципово різні за способом транспортування деревини технології гірської лісозаготівлі: наземне транспортування трелювальними волоками, канатним дорогами і повітряне транспортування літальними апаратами (рис. 1).

Рис. 1. Системи лісових машин за різних способів транспортування деревини.

Крім того, кожен вид лісозаготівельної технології поділяється на два підвиди за способом заготівлі: сортиментна і стовбурна. За сортиментної технології обрубування гілок і кряжування стовбура на сортименти здійснюється на лісосіці, а за стовбурної - на верхньому складі після трелювання деревини.

Складність системи лісових машин зростає із зменшенням можливості руху без спеціально збудованих лісотранспортних шляхів. Наземні транспортні засоби можуть рухатися в умовах бездоріжжя, а якщо природні умови місцевості стають занадто складними – по інженерних спорудах (трелювальних волоках чи канатних дорогах). У лісозаготівельній технології на базі літальних апаратів застосовується повітряне транспортування деревини, яке долає всі природні перешкоди місцевості. Але через високі експлуатаційні витрати повітряне транспортування застосовується тільки в специфічних природних умовах, зате без обмежень за ухилом місцевості та з мінімальним впливом на довкілля. Доцільність застосування повітряного транспортування визначається економічною ефективністю.

Рішення щодо вибору наземного виду лісотранспорту приймається за величиною ухилу лісового масиву з урахуванням ступеня негативного впливу на довкілля, вартості дорожнього будівництва тощо. Екологічна сумісність лісотранспортного засобу і довкілля визначається, здебільшого, видом рушія базової машини і природними умовами лісового середовища.

Види рушіїв лісотранспортних засобів

Нині для всюдихідних машин використовуються такі види рушіїв:

  • колісний;
  • гусеничний;
  • крокуючий;
  • линвовий;
  • комбінований (зазвичай, колісно-крокуючий).

Колесо – один із найбільших винаходів людства – почало широко застосовуватися в лісовій галузі тільки після Другої світової війни. Візкові гусениці внесли значний вклад у процес вдосконалення шарнірно-зчленованих транспортних засобів. Нині колісні рушії є базою для широко розповсюджених в Європі харвестерів і форвардерів. Ці машини мають 6 чи 8 коліс, часто  приводні і високо мобільні. З 80-их років їх обладнують широкопрофільними шинами з низьким внутрішнім тиском, що покращило експлуатаційні властивості цих машин і знизило пошкодження ґрунтів (рис. 2).

Гусеничні рушії розвивалися повільнішими темпами. Але завдяки тому, що гусениці мають велику площу контакту з ґрунтом і здатні розвивати високу силу тяги, трактори із таким рушієм здавна почали застосовуватися як база тягових чи навантажувальних машин для роботи на снігу, вологих ґрунтах, зокрема, з низькою тримальною здатністю.

Традиційно гусеничні рушії спочатку використовували на теренах колишнього Радянського Союзу, у США, а потім – у Канаді, Новій Зеландії, Австралії і Великобританії. Це були трелювальні трактори чи звалювальні машини на базі екскаваторів. Компанії Timberjack i TIMBCO Allied System вперше пристосували гусеничні рушії до роботи на крутих схилах (рис. 3).

Рис. 2. Колісний форвардер (сортиментовоз) Timberjack 1710B.

Рис. 3. Крутосхиловий гусеничний харвестер Valmet 911.3.

Крокуючий рух відомий з біологічних систем уже сотні мільйонів років на відміну від колісних машин, історія розвитку яких становить лише кілька тисяч років. Але про крокуючі рушії почали вести мову тільки в останні два десятиліття. Це пояснюється тим, що крокуючий рух вимагає координації руху всіх ніг, що може бути реалізовано тільки за допомогою комп’ютерних технологій. Лише в середині 80-их років минулого століття вартість комп’ютерів знизилась до такого рівня, що стало економічно вигідно використовувати їх у лісових машинах.

Adoptive Suspension Vehicle був першим автономним транспортним засобом з крокуючим рушієм. У 1995 році фінська компанія Plustech представила прототип харвестера з 6 ножами.

Координація руху ніг штучного крокуючого рушія базується на розумінні процесу ходьби і розташування ніг біологічної системи. За вислідами біологічних експериментів на комахах в основу структури системи контролю крокуючого рушія покладено нейробіологічні принципи координації рухів під час ходьби. Система побудована ієрархічно - кожна нога має власну систему контролю, яка генерує ритмічні крокові рухи. Координуючі компоненти пов’язують крокові рухи всіх ніг і таким чином забезпечують ходьбу. Однак нині не всі координуючі принципи ходьби біологічних систем вивчені, що створює певні проблеми на шляху вдосконалення крокуючого рушія. Аналізуючи сучасні дослідження крокуючих рушіїв, ми не можемо прогнозувати найближчим часом значний прогрес лісозаготівельних технологій на базі цих машин.

Лісозаготівельна технологія на базі канатного обладнання має давні традиції в Центральній Європі, колишньому Радянському Союзі, тихоокеанському Північно-Західному регіоні США, Канаді і Японії. З середини 60-их  років технічний прогрес вдосконалення канатного обладнання пішов шляхом інтеграції. Перший важливий крок у цьому напрямі - створення мобільного канатного обладнання, який об’єднав в одне ціле лебідку, металеву опору, силовий блок і базову (колісну чи гусеничну) машину. Уперше в Центральній Європі такі вдосконалення були здійснені фірмою Mayr-Melnhot в 1963 році. Другий крок на шляху інтеграції линвового обладнання було зроблено в Австрії у 1979 році. Він стосується об’єднання транспортних властивостей з навантажувальними та кряжувальними можливостями. Додано маніпулятор, на якому можна монтувати грейферний затискач чи процесорну головку. В 70-их роках запроваджено гідропривід, а в 80-их  – автоматичний контроль керуванням кареткою. Пізніше в 1994 році до мобільного канатного обладнання (Syncro Falke) вперше додано кабіну оператора маніпулятора (рис. 4). Це забезпечило оптимальну оглядовість і значно покращило умови рпраці оператора. Інша важлива особливість Syncro Falke – поворотна платформа, на якій встановлено лебідку і металеву опору. Максимальний кут повороту платформи – близько 2400, що дає можливість прокладати оптимальні напрямки канатних доріг навіть за несприятливого розміщення базової машини. Австрійська фірма KONRAD здійснила ще один крок для вдосконалення мобільного канатного обладнання, об’єднавши на поворотній платформі металеву опору, маніпулятор з процесором і кабіну оператора. Наприкінці 90-их років мобільне канатне обладнання з процесором, радіокерованою кареткою і автоматичним управлінням її рухом та зупинкою стало нормою для всіх фірм, що продукують таке устаткування.

Транспортні засоби з комбінованим (колісно-крокуючим рушієм) упродовж тривалого часу використовувались в будівництві. Це машини, які виготовляють фірми Menzi (Швейцарія) і Kaiser (Ліхтенштейн). Рух у цих машинах координується вручну (механічним способом), тому досвід оператора суттєво впливає на забезпечення можливості руху. Уже в 1981 році звалювальна машина на базі колісно-крокуючого екскаватора була використана для лісозаготівлі в гірських умовах (рис. 5). Але як з’ясували американські вчені, ручна (механічна) координація руху значно обмежує швидкодію машини. Це, ймовірно, одна із причин, чому такі машини використовуються для лісозаготівлі тільки поодиноко.

Рис. 4 – Системні компоненти мобільного канатного обладнання: 1 - базова машина з силовим блоком; 2 – кабіна оператора; 3- металева опора з лебідками; 4 – маніпулятор з грейферним затискачем чи процесорною головкою

Рис. 5. Харвестер Menzi Muck з колісно-крокуючим рушієм.

Вантажно-транспортні властивості

Вантажно-транспортні властивості трелювальних машин залежать, передусім, від прохідності базових рушіїв, а також від виду технологічного обладнання (чокерне, безчокерне), положення навантаженого пакета деревини (повністю чи частково завантажений) та їх вантажності. Наявні сучасні системи лісотранспортних машин можуть бути згруповані за такими ознаками:

  • сортиментна технологія передбачає використання форвардерів для транспортування деревини із лісосіки. Такі транспортні засоби мають вантажність в межах 40-140 кН. Їх обладнують маніпуляторами з грейферними затискачами, що забезпечує повну механізацію навантажувально-розвантажувальних робіт. Досяжність маніпулятора –  близько 5 м;
  • стовбурна технологія передбачає використання машин для трелювання деревини в напівнавантаженому (напівпідвішеному) положенні. Скідер з затискним коником чи щелепним затискачем може трелювати пакет деревини 3-10 м3. Такі лісотранспортні засоби, зазвичай, базуються на тих же шасі, що й форвардери і також обладнуються маніпуляторами. Чокерне трелювання передбачає розтягування каната лебідки і чокерування вручну. Це, звичайно, менш ефективно, ніж завантаження маніпулятором. Напівзавантажене трелювання супроводжується великим опором волочінню пакета і приблизно на третину зменшує його загальну вагу порівняно з повністю завантаженим транспортуванням. Це потребує більшої сили тяги і спричиняє значні пошкодження ґрунтової поверхні.

Перспективи

Для наземних лісових машин доречним є збереження та вдосконалення таких функцій: рух в умовах бездоріжжя, маніпулювання деревом (зрізування, кряжування  тощо) і вантажно-транспортна здатність. На майбутнє такі машини доцільно обладнувати комп’ютерними системами (рис.6 і 7), штучним інтелектом і підвищувати їх ергономічні показники.

Рис. 6. Кабіна лісовозного автомобіля, обладнаного навігаційною GPS-системою.

Колісні та гусеничні транспортні засоби досягли значного рівня розвитку. Можливий шлях поліпшити їх прохідність – адаптувати ці машини до природних умов, визначальними з яких є властивості ґрунтів. Вони змінюються в просторі і часі (наприклад перед, під час та після дощу) майже безперервно. Адаптовані системи контролю лісових машин матимуть можливість змінювати параметри колісних та гусеничних рушіїв залежно від ґрунтових умов, завантаження та виконуваного завдання. Нові конструктивні матеріали шин чи гнучких гусениць створять додатковий потенціал для вдосконалення цих транспортних засобів.

Рис. 7. Кабіна харвестера, обладнаного комп’ютерною вимірювальною системою.

Рух біологічних систем можливий навіть в екстремальних умовах експлуатації, тому крокуючий рушій є запорукою майбутнього прогресу в лісовій галузі. Головний напрям вдосконалень вже створених штучних крокуючих систем полягає в розробленні комп’ютерно керованих систем контролю і чутливих позиційних давачів. Для адекватного врахування параметрів довкілля необхідно розробляти типові алгоритми поведінки штучної біологічної системи і таким чином забезпечити адаптування лісових машин до конкретних природних умов. Машини з крокуючим рушієм вдосконалюватимуться шляхом копіювання тварин чи створення твариноподібних роботів.

Технологія гірської лісозаготівлі на базі мобільного канатного обладнання і харвестора дає змогу зменшити вартість лісозаготівельних і транспортних операцій приблизно на 40% порівняно з технологією на базі ручного звалювання і трелювального трактора. На майбутнє в такому обладнанні треба інтегрувати і підвищувати надійність системних компонентів, зокрема, навантажувальних механізмів, а також збільшувати  вантажність до рівня 50 кН.

Одне із головних завдань лісової галузі полягає в адаптуванні лісозаготівельних технологій до природних умов  шляхом лісозаготівельного планування, тобто треба відшукати технічні рішення, які є фізично здійсненними, економічно доцільними й екологічно безпечними. Нині ми перебуваємо на інженерній стадії цього поступального процесу – ведеться алгоритмування і комп’ютерна оцінка пропонованих сценаріїв лісозаготівлі.

Запропоновані підходи до планування лісозаготівельних операцій потребують інтеграції головних функцій лісових машин (звалювання, кряжування і транспортування). Тому надалі увага фокусуватиметься на використанні сімейств машин чи технологій.

На рис. 8 показано розвиток, головні зміни і перспективи вдосконалення технічного забезпечення лісозаготівельного процесу впродовж ста років.

Рис. 8. Головні тенденції розвитку технічного забезпечення лісозаготівлі. Фази лісозаготівлі: 1 – рубка; 2 – доставляння до головних шляхів; 3 – транспортування.

На перспективу наступних 20-30 років у транспортуванні лісоматеріалів на великі відстані першість утримуватиме автомобільний транспорт, у доставлянні зрубаної деревини до транспортних шляхів переважно використовуватимуться канатне обладнання на стрімких ухилах і сортиментовози на помірних і середніх ухилах за умови застосування в Україні сортиментної технології лісозаготівлі. Що ж до рубок – перспектива за багатоопераційними машинами і роботами, які можуть бути керовані дистанційно і працювати за заздалегідь розробленими лісозаготівельними сценаріями. І цілком ймовірно, що лісова машина 2050 року буде виглядати так, як зображено на рис. 11, хоча для цього потрібна нова, принципова інша технологія лісозаготівлі.

Отже можна зробити такі висновки:

  • наземні лісові машини є базою для механізованої гірської лісозаготівлі;
  • обмеження прохідності визначається видом рушія, тримальною здатністю ґрунту і конструктивними параметрами лісотранспортного засобу;
  • межа досяжності (підтягування) є важливим показником роботи лісової машини;
  • крокуючий рушій має великий потенціал для розширення діапазону природних умов наземної лісозаготівлі;
  • майбутнє вдосконалення лісових машин повинно інтегрувати їх звалювальні, кряжувальні і транспортні можливості та надавати „інтелектуальні властивості” (рис. 12);
  • планування лісозаготівельних операцій як один із головних шляхів оптимізації взаємодії лісового середовища і технічних засобів базуватиметься на інженерному підході з використанням алгоритмічних методів і комп’ютерних інформаційних технологій.
  • для успішного запровадження і використання інновації майбутнього повинні бути технічно здійсненними, економічно доцільними і, що найважливіше, соціально й екологічно прийнятними.

Рис. 9. Лісова машина майбутнього.

Олег СТИРАНІВСЬКИЙ,
Канд. техн. наук, доцент кафедри лісових машин та гідроприводу Національного лісотехнічного університету України

За матерілами Всеукраїнської галузевої газети "Деревообробник"
derevo.com.ua

 

 

Теги та ключові фрази
Машини та обладннаня дль трелюваня деревини в гірських умовах, Лисови погрузчик, які є машини для лісозаготівельних робіт, технічний процес лісозаготівлі, інновації лісозаготівлі в европпі, Максимальний ухил для тракторного трелювання, технології лісозаготівельних робіт, лісовий скідер відио., обладнання для лісозаготівлі, види рушіїв
Більше статей за тегами


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку

Коментарів немає, будьте першими та розпочніть дискусію


   



Інші статті
18.11.2009р.

Про затвердження Порядку використання у 2009 році коштів...

Постанова Кабінету Міністрів України "Про затвердження Порядку використання у 2009 році коштів Стабілізаційного фонду" від 11 листопада 2009 р.

22.08.2008р.

Гідроманіпулятори – піднімальна сила вашого успіху

Фірма „Велмаш-Україна” є офіційним представником Великолуцького машинобудівного заводу, який спеціалізується на виготовленні маніпуляторів. Український дилер завоював міцні позиції на вітчизняному ринку лісозаготівельної техніки завдяки високій якості пропонованої продукції, привабливій для клієнтів ціновій політиці.

вагонка киев цена проектуємо сушильні камери
При використанні матеріалів посилання на www.derevo.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.
kremen-decor.com.ua