CC BY
88
УДК 630*312
Карпачев С.П., Евстратова К.А.
ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса», Москва, Россия
ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТЫ БЕРЕГОВОГО СКЛАДА С ЗИМНЕЙ СПЛОТКОЙ
Береговая сплотка леса является неотъемлемой частью единого процесса берегового склада, включающего в себя все работы, начиная с разгрузки подвижного состава лесовозных дорог, разделки хлыстов на сортименты и сплотки, кончая отправкой сплоточных единиц в пункты назначения.
Операция по разгрузки подвижного состава, разделки хлыстов и сортировки лесоматериалов относятся к нижнескладским работам лесозаготовительного процесса. [1]
Выполнение операций на нижнем складе осуществляется по принципиальным технологическим схемам, основанным на определенной базе машин. Таких схем несколько: 1НС, 2НС, 3НС и 4НС. Для организации работ на береговых складах рекомендуется использовать технологическую схему на базе машин 4НС.
Для береговых складов с грузооборотом 5 0...10 0 тыс. м3 в год с плотовым сплавом технологический процесс рекомендуется строить с продольной подачей деревьев (хлыстов) с индивидуальной обработкой на базе мобильных машин.
Технологический процесс проходит в следующей последовательности. Вывозка деревьев производится автолесовозами на береговой склад, где разгрузка их осуществляется разгрузочно-растаскивающим устройством. Пачка деревьев растаскивается и поштучно подается в сучкорезно-раскряжевочную установку с передвижным продольным сортировочным лесотранспортером. Получаемые при раскряжевке лесоматериалы рассортировываются при помощи сортировочного лесотранспортера на четыре группы. После сортировки пачки лесоматериалов колесным лесопогрузчиком подаются в пакетоформирующее устройство, в котором формируется сплавной пучок лесоматериалов заданного объема. Готовые сплавные пучки лесопогрузчиком транспортируются к местам береговой сплотки. Одно пакетоформирующее устройство может быть использовано с двумя сучкорезно-раскряжевочными установками.
В результате работы берегового склада на базе машин технологической схемы 4НС образуются отходы около сучкорезно-раскряжевочной установки: сучья, вершина, откомлевки, обрезки и т. д.
Скопления древесных отходов являются ценным древесным сырьем, но они не однородны по своему составу и форме, что затрудняет их переработку и создает экологические проблемы. Одним из методов решения возникшей проблемы является измельчение отходов в щепу, которая может быть использована как сырье для производства, например, биотоплива. Помимо затруднения использования скоплений отходов, встает проблема доставки биомассы до потребителя. Поэтому на сегодняшний день около 40% биомассы остаются, не задействованы в процессе обработки древесины.
В данной статье предлагается технология работы берегового склада на базе мобильных машин, с возможность измельчения древесных отходов, упаковки щепы в мягкие контейнеры и ее транспортировки.
Работу берегового склада рекомендуется организовать следующим образом. На береговой склад трелевочный трактор с манипулятором, например ЛП-18К будет доставлять с разрабатываемой лесосеки древесное сырье в виде деревьев, и разгружать их в штабель. Обрезку сучье и раскряжевку дерева на сортименты будет осуществлять процессор с харвестерной головкой на базе гусеничного экскаватора. Например, мощные харвестерные головки SOUTHSTAR монтируется на экскаватор массой от 20 тн., оснащенный сдвоенной гидравлической линией. Харвестерные головки SOUTHSTA монтируются на экскаваторы различных производителей: Volvo, Caterpillar, Hitachi, Doosan, Hyundai, New Holland и др. [2]
Использование процессора с харвестерной головкой обусловлено рядом факторов. Во-первых, сучкорезно-раскряжевочные операции выполняются на подготовленной площадке берегового склада, т. е. не надо передвигаться по пересеченной местности, значит, не требуется усиленная ходовая часть машины. Поэтому в таких условиях целесообразно вместо харвестера использовать процессор с харвестерной головкой на базе гусеничного экскаватора [8] . Во-вторых, использование процессора с харвестерной головкой позволяется сократить расходы на покупку оборудования. Итак, стоимость харвестера на базе валочно-пакетирующей машины ЛП-19 (импортная комплектация) с харвестерной головкой
«Waratah», «Lako», «SP-Maskiner», «Log Max» составляет 245000 евро, при этом харвестерную головку фирмы Lako можно приобрести в пределах 93000-120000 евро, а экскаватор фирмы Doosan - от 95000 евро. [3,4,5]
В результате работы процессора с харвестерной головкой, на выходе получаются сортименты и образуются скопления древесных отходов.
После выполнения сучкорезно-раскряжевочных работ осуществляется формирование плоской сплоточной единицы по технологии, разработанной Архангельским государственным техническим университетом (АГТУ) .
Основой плоской сплоточной единицы служит нижняя рамка, выполненная из 4 бревен, соединенных по углам проволочными стяжками. На рамке установлены нижние обвязки, расположенные в нижней плоскости рамки. Для изготовления однорядной сплоточной единицы достаточно внутрь рамки уложить ряд бревен и завязать верхние обвязки. Для придания сплоточной единице жесткости в плане устанавливаются дополнительно счалы. Для лучшей утяжки обвязок в местах крепления счалов к обвязкам устанавливаются вертикальные связи, соединяющие верхние и нижние обвязки.
Ни специального такелажа, ни специальной техники для изготовления сплоточных единиц не потребуется. Такие плоты могут быть изготовлены любым предприятием на берегу или на воде. Такелаж для изготовления плота типовой. [б]
Формирование такой сплоточной единицы осуществляется с привлечением ручного труда и, например, трелевочный трактор с манипулятором ЛП-18К.
В принципиальную технологическую систему машин необходимо включить мобильную рубительную машину для измельчения древесных отходов в щепу, которая будет передвигаться вслед за процессором, и перерабатывать древесные отходы.
В рамках научно-исследовательской работы университета проводился анализ транспортнотехнологических схем доставки щепы и способов обработки скоплений древесины на лесосеке и береговом складе. [7]
Сотрудниками вуза в 2013 году был предложен метод переработки отходов в щепу с помощью мобильной рубительной машины, с загрузкой в мягкие контейнеры (рис. 1) . Устройство работает следующим
образом. Перед началом работы, на кузове размещают не менее 2-х контейнеров. Затем захватывающее устройство подает лесосечные отходы, расположенные на волоках или рядом с раскряжевочной линии на береговом складе, в рубительное устройство, где лесосечные отходы измельчаются и при помощи
устройства для подачи измельченных лесосечных отходов подаются через бункер-накопитель в один из контейнеров, расположенных в кузове. После заполнения одного из контейнеров, бункер-накопитель закрывают, накапливая в нем измельченные лесосечные отходы до момента перевода его к другому порожнему контейнеру, где его открывают, начиная процесс его заполнения измельченными лесосечными отходами. После этого другой заполненный контейнер упаковывают и удаляют из кузова, а на его место устанавливают новый порожний контейнер. Все это время рубительное устройство работает без остановок. Таким образом, предложенное решение позволяет повысить производительность устройства для производства щепы на лесосеке.
На данное устройство для производства щепы была оформлена заявка на полезную модель №2013147053/13 от 23.10.2013 г. «Устройство для производства щепы на лесосеке», по которой принято решение о выдачи патента от 04.01.2014 г.
Рис. 1. Общий вид устройства для производства щепы
Для транспортировки измельченной древесины предлагаем использовать инновационный метод доставки щепы в двухъярусном плоту, верхний ярус, которого выполнен из отдельных единиц в виде контейнеров, содержащих измельченные древесные материалы и установленных в замкнутой оболочке, снабженной грузовым захватным элементом (рис. 2) . Роль нижнего яруса выполняет плоская сплоточная
единица.
На сформированную плоскую сплоточную единицу размещают замкнутую сетчатую оболочку, на которую укладывают верхний ярус сплоточных единиц в виде мягких контейнеров, содержащих измельченные древесные материалы (щепу). После создания верхнего яруса, замкнутую сетчатую оболочку скрепляют грузовым захватным элементом, который используется при разгрузке.
Предложенное решение обеспечивает возможность транспорта измельченных древесных материалов в мягких контейнерах на обычных плотах, что позволяет доставлять потребителям лесоматериалы в круглом и в измельченном виде.
На данный способ транспортировки щепы была оформлена заявка на полезную модель №2013147052 от
23.10.2013 г. «Грузовая транспортная единица», по которой принято решение о выдачи патента от
14.11.2013 г.
Рис. 2. Грузовая транспортная единица (двухъярусный плот)
1 - нижний ярус (плот из сортиментов или хлыстов); 2 - продольные связи; 3 - поперечные СВЯЗИ; 4 - верхний ярус (контейнеры); 5 - сетчатая оболочка; в - грузовой захватный элемент
Наполненные контейнеры на плоскую сплоточную единицу устанавливаются с помощью трелевочного трактора с манипулятором.
Предложенное решение организации работ на береговом складе позволяет комплексно использовать имеющиеся древесные ресурсы в процессе освоения лесосеки и формирования плоской сплоточной единицы .
ЛИТЕРАТУРА
1. Камусин А.А. Организция береговой сплотки леса: Учебное пособие для студентов спец. 260100 и 170400. - М.: МГУЛ, 2003 - 47с.
2. Лесной форум России//Торговля: Оборудование, инструменты//Харвестер на базе гусеничного
экскаватора с харвестерной головкой: http://wood.russ-forum.ru/viewtopic.php?id=328.
3. ЛЕСТЕХКОМ// Прайс лист на технику и запасные части: http://lestechcom.ru/price.html.
4. SPEC-TEHNIKS// Харвестерные головоки «Lako» (Финляндия):
http://www.stroitehnik.ru/katalog/harvesternye-golovoki-lako-finlyandiya.
5. Спецтехника Doosan на складе Московского филиала:
http://nationalrent.ru/advert/moscow.php?tech=Doosan&_openstat=ZGlyZWN0L.
6. Митрофанов А.А. Лесосплав. Новые технологии, научное и техническое обеспечение: монография. - Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2007. - 492 с.- I S B N 5-261-00244-3.
7. Отчет о научно-исследовательской работе. Построение теории биоэнергетического сектора лесопромышленного комплекса для создания эффективных систем устойчивого энергообеспечения многолесных регионов (заключительный) №5.1090.2011.
8. Прохоров В.Ю. Эффективность применения наносмазочных материалов в канатно-чокерном оборудовании ЛПК // Труды международного симпозиума 2012. Т.2. Надежность и качество. С.156-157.
