CC BY
48
ВЛИЯНИЕ СОРТИМЕНТНОЙ МАШИНИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ НА КАЧЕСТВО ЗАГОТАВЛИВАЕМЫХ СОРТИМЕНТОВ1
Сюнёв В. С., Селиверстов А. А. (ПетрГУ, г. Петрозаводск, РФ) Герасимов Ю. Ю., Сари Карвинен
(НИИ леса Финляндии (METLA), г. Йоэнсуу, Финляндия)
Fully mechanized cut-to-length harvesting method by harvester and forwarder, widely exploited in the North-West region of the Russian Federation, is considered in this article. Some results of the research project on wood quality are presented for cut-to-length, tree-length and full-tree methods. Advantages and disadvantages of the cut-to-length method are pointed out in the article.
Особенностью лесозаготовительной отрасли Северо-Запада России в современных условиях является переход с хлыстовой технологии на сортиментную машинизированную, обеспечивающую полную машинизацию всего технологического процесса, включающего в себя лесосечные и лесоскладские работы, а также транспортировку лесоматериалов до потребителя [1,4].
Машинизация лесосечных работ основывается на применении машинных комплексов, преимущественно финского производства, состоящих из валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин (харвестеров) (рис. 1) и самозагружающихся
Рисунок 1 - Харвестер John Deere Рисунок 2 - Форвардер John
1270D DeereШ0D
Современный харвестер является главным образом одномодульным или од-нозахватным [2]. Все технологических операций по валке дерева, очистке его от сучьев и раскряжевке на сортименты заданной длины осуществляются одним рабочим огранном - харвестерной головкой, агрегатируемой на конце гидроманипулятора.
Форвардер осуществляет трелевку сортиментов с делянки до промежуточного и верхнего склада с формированием там штабелей сортиментов, отсортированных по породам и видам с учетом их качества.
1 Работа выполнена при поддержке TACIS в рамках международного проекта «Impacts on Wood Quality and Overall Performance of Wood Harvesting Companies»
Лесоскладские работы представляют собой комплекс операций по приему лесоматериалов, поступающей с делянки на промежуточный и верхний склад, сортировке, штабелевке, хранению и последующей погрузке их, как правило, на лесовозные автопоезда.
Транспортировки круглых лесоматериалов с промежуточного и верхнего складов до потребителей осуществляется преимущественно тяжеловесными лесовозными автопоездами отечественного и зарубежного производства с установленными на большинстве из них погрузочно-разгрузочными манипуляторами [5]. Например, лесовозные автопоезда-сортиментовозы марок: КАМАЗ (рис. 2), МАЗ, SISU, VOLVO (рис. 3) и др.
Рисунок 3 - Автопоезд с двухосным Рисунок 4 - Автопоезд с трехосным
прицепом прицепом
По мере роста доли сортиментной машинизированной технологии лесозаготовок на Северо-Западе страны лесозаготовители все в большей степени уделяют внимание обеспечению деревообрабатывающих и целлюлозно-бумажных производств лесоматериалами высокого качества. В связи с этим на Лесоинженерном факультете ПетрГУ в сотрудничестве с НИИ леса Финляндии (METLA) в рамках международного проекта TACIS были проведены исследования на территории Республике Карелия по влиянию различных технологий лесозаготовок на качество заготавливаемых круглых лесоматериалов. Рассмотрены следующие технологии: сортиментная, хлыстовая и заготовка деревьями. Исследования осуществлялись на базе одиннадцати лесозаготовительных предприятий Республики Карелия, обеспечивающих до 40% объема лесозаготовок (за 2006 - 2007 гг).
Для оценки влияния рассматриваемых технологий лесозаготовок на качество заготавливаемых лесоматериалов использовались ряд следующих показателей качества [3]:
1. Механические повреждения (или дефекты), возникающие в процессе заготовки, трелевки, сортировки, штабелевки и транспортировки лесоматериалов: вырыв, задир, обдир коры, запил (повреждение пилой, тросом или пачковым захватом скиддера, грейферным захватом форвардера), заруб (повреждение топором).
2. Дефекты обработки, являющиеся одним из основных признаков качества круглых лесоматериалов: сучья, дефекты поперечного перерезания при валке и раскряжевке, а именно скол, отщеп, трещина, козырек, скос пропила.
3. Загрязнения почвой (песком, глиной и пр.).
4. Несоответствие размеров сортиментов (длины с учетом припусков и допусков, а также максимального диаметра в комлевом торце и минимального диаметра в верхнем торце) требованиям контрактов и нормативно-технических документов.
Как показали результаты исследования, сортиментная машинизированная технология (харвестер + форвардер) обеспечила наиболее высокое качество заготовленных хвойных пиловочных бревен (процент брака около 3%) в сравнении с остальными рассмотренными технологиями (см. ниже рис. 5).
□ Сортиментная механизированная технология (Вальщики + Форвардер)
□ Сортиментная машинизированная технология (Харвестер + Форвардер)
□ Хлыстовая технология (Вальщики + Трелевочный трактор)
□ Заготовка деревьями механизированная (Вальщики + Трелевочный трактор)
□ Заготовка деревьями машинизированная (Валочно-пакетирующая машины + скиддер)
Рисунок 5 - Процент брака для еловых и сосновых пиловочных бревен относительно выбранных показателей качества
Вместе с тем, по данной технологии присутствовали нарушения при выполнении операторами харвестеров операций валки дерева и последующей раскряжевки его на сортименты, а также технически неграмотное обслуживание ими харвестерной головки. В частности, неверная регулировка сучкорезно-протаскивающего механизма головки, некачественная заточка сучкорезных ножей, изношенность ошиповки приводных вальцов (см. ниже рис. 6) и пр. способствовали образованию таких механических повреждений у заготавливаемых сортиментов, как вырывов, задиров и обдиров коры. Встречались также нарушения у операторов форвардеров при выполнении погрузочно-разгрузочных операций.
Как в зимний, так и летний сезон наиболее распространенными у заготовленных сортиментов являлись дефекты обработки: при обрезке сучьев - неполностью срезанные сучья, при валке дерева и раскряжевке его на сортименты -сколы, отщепы и трещины; а также механические повреждения, которые причинены сучкорезно-протаскивающим механизмом харвестерной головки. Реже встречались повреждения (запилы) сортиментов пилой харвестерной головки и грейферным захватом форвардера.
11
I 10 <о
ш о Ф 9 о.
Ю 8 х
£ 7
6 5
10
у О
ш о с;
с
х л
Ф 2
2
®
2 1
со
* 0
3 — —
Зима | Лето
сосновые пиловочные бревна
Зима | Лето
еловые пиловочные бревна
4
Рисунок 6 - Приводные стальные вальцы с изношенной ошиповкой
В случае устранении обнаруженных недостатков сортиментная машинизированная технология обеспечит более высокое качество сортиментов. В частности, в реальных условиях лесозаготовки возможно снижение процента механических повреждений и пр. дефектов обработки у заготавливаемых сортиментов примерно на 20%.
Сортиментная машинизированная технология обеспечивала также эффективную раскряжевку ствола дерева на сортименты заданной длины с припуском по длине, как правило, +(0 - 4) см, что повышало выход сортиментов в отличие от сортиментной механизированной, где припуск составлял, в основном, +(5 - 10) см.
Литература
1. Герасимов Ю. Ю. Анализ развития лесозаготовок на Северо-Западе России / Ю. Ю. Герасимов, В. С. Сюнёв, А. А. Селиверстов, В. К. Катаров // Лес и бизнес. 2007. -№3. - С. 58-63.
2. Герасимов Ю.Ю. Лесосечные машины для рубок ухода: компьютерная система принятия решений / Ю.Ю.Герасимов, В.С. Сюнёв. -Петрозаводск: изд-во ПетрГУ, 1998. - 236 с.
3. Леонтьев Н.Л. Оценка качества круглых лесоматериалов. - М.: Лесная промышленность, 1977. - 96 с.
4. Сюнёв В. С., Селиверстов А.А. Развитие сортиментной технологии лесозаготовок и использование харвестеров в Республике Карелия/ В. С. Сюнёв// Лес и бизнес. 2006. - №7. - С. 58-61.
5. Шегельман И. Р. Эффективная организация автомобильного транспорта леса / И. Р. Ше-гельман, В. И. Скрыпник, А. В. Кузнецов. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2007. - 280 с.
