Способи машинного звалювання дерев

При валянні дерев машинами (машинному валянню дерев) процес звалювання, як і у разі механізованого звалювання, включає зрізування дерева і зіштовхування (можливо, і зняття) його з пня. Машинне звалювання дерев може супроводжуватися утворенням дефектів в комлевій частині стовбура (розщепи, сколювання), які знижують якість сортиментів, що отримуються з найбільш цінної комлевій частини стовбура. Кількість і величина дефектів залежить від конструкції різу і способу зіштовхування (зняття) дерева з пня і взаємодії зрізаючого і зіштовхуючого пристроїв.

Конструкція різу при машинному валянні дерев має велике значення. Зрізування дерева може бути виконане одним з наступних способів: напрохід з розташуванням різу в одній площині; двома різами в одній площині із залишенням перемички; двома і більш різами, розташованими в двох площинах. Для зіштовхування дерева використовуються пристрої типів важеля і клинового, а зняття дерева з пня здійснюється маніпулятором. Для зіштовхування дерева з пня можна використовувати спосіб зсуву комля убік протилежну напряму звалювання. Зсув комля можна виконати рухом машини або її робочих органів і додатком ударного імпульсу. При зіштовхуванні дерева з пня пристроями важеля або клинового реакція зіштовхуючої сили може сприйматися машиною або її робочими органами і пнем (зіштовхування дерева з пня з упором в пень). У другому випадку можна здійснити звалювання дерев, віддалених від машини, при цьому не вимагається посилення робочих органів машини і збільшення її маси для забезпечення стійкості.

Рис. 1. Способи машинного звалювання дерев: а...ж - при зрізуванні напрохід; з...о - при зрізуванні двома-трьома різами в одній і двох площинах

На рис. 1 показані основні способи машинного звалювання дерев при зрізуванні напрохід і із залишенням перемичок, що забезпечують тимчасову стійкість дерев. Зрізування дерева напрохід є найбільш простим, зрізаючий механізм нескладний по конструкції, установка його в робоче положення (до дерева) не вимагає складних і тривалих маніпуляцій, що сприяє скороченню часу циклу обробки дерева. Складним при цьому є забезпечення бездефектного зіштовхування дерева з пня. Під час зіштовхування дерева з пня можуть утворитися сколи і розщепи комлевій частини стовбура, можливо і падіння дерева в довільному напрямі.

Процес звалювання дерева по схемах, представлених на рис. 1, а...ж можна розділити на три етапи.

Перший етап - зрізування до положення, при якому перемичка виявиться достатньо тонкою і можливе зіштовхування дерева з пня. Під час першого етапу необхідно підтримувати дерево в початковому положенні, щоб уникнути затиску зрізаючого пристрою і запобігти відхиленню дерева від заданого напряму.

Другий етап - зіштовхування дерева з пня. Дерево нахиляється у бік звалювання до руйнування зв'язків стовбура з пнем. В цей час на дерево діє зіштовхуюча сила.

Третій етап - вільне падіння дерева.

На рис. 1. а, б показані схеми звалювання дерев зрізуванням напрохід і зіштовхуванням додатком зіштовхуючої сили вище за площину зрізування. На першому етапі зрізаючий пристрій оберігається від затиску за допомогою важеля (див. рис. 1, а) або клину (див. рис. 1, б). На другому етапі звалювання часто відбуваються сколи по лінії n-n. Утворення сколів обмежує застосування цього способу звалювання, проте їм користуються при використанні машин ВМ-4 і ВМ-4А. На рис. 1, в представлений спосіб звалювання дерева при зрізуванні напрохід і зіштовхуванні з пня з упором в пень домкратом (спосіб застосований в машинах ЛП-17А).

На рис. 1, г зображений спосіб звалювання дерева при зрізуванні напрохід і зіштовхуванні його з пня шляхом винесення комля убік протилежну напряму звалювання рухом машини або додатком ударного імпульсу. Даний спосіб звалювання дерев є перспективним, він може використовуватися в машинах безперервної дії.

На рис. 1, д показана схема звалювання дерев при зрізуванні напрохід і зіштовхуванні з пня системою замкнутих сил (важіль - рама - пень), тобто з упором в пень. Якщо упор обладнаний ножем, то відбувається підрізування стовбура з боку напряму звалювання, що забезпечує бездефектне звалювання дерева.

На рис. 1, е зображена схема звалювання дерева при зрізуванні напрохід клиновим ножем, яким воно і стикається з пня. Зусилля впровадження ножа гаситься пнем через упор. Наявність на упорі контрножа забезпечує бездефектне зіштовхування дерева з пня. Балочний пристрій і його кінематика в цьому випадку прості. Але при зрізуванні крупних дерев потрібні великі зусилля, унаслідок чого звалювальний пристрій виходить громіздким.

На рис. 1, же показаний спосіб звалювання дерева шляхом зрізування його напрохід і зняття з пня маніпулятором. Під час першого етапу звалювання дерево натягається маніпулятором, щоб уникнути затиску зрізаючого пристрою. На другому етапі після повного перерізання стовбура дерево знімається з пня. При даному способі забезпечується бездефектне звалювання дерева, але для забезпечення стійкості машина повинна мати велику масу, особливо якщо вона призначена для роботи в крупномерних насадженнях. Даний спосіб звалювання використаний у ВПМ-35И ЛП-19А.

Розглянемо схеми способів звалювання дерев з тим, зрізаючий двома або більш різами, розташованими в одній і двох площинах. При таких способах зрізування дерев забезпечується тимчасова їх стійкість після зрізування, виключаються затиски зрізаючих пристроїв і дефекти при зіштовхуванні з пня.

На рис. 1, з, и, к показані схеми звалювання дерев при зрізуванні двома різами в одній площині із залишенням перемички. звалювання дерева протікає в чотири етапи: зрізування, нахил дерева до стулення кромок підпила, руйнування перемички і вільне падіння. З рисунку видно, що зіштовхування дерева з пня проводиться відповідно важелем, важелем з упором в пень і додатком ударного імпульсу.

Забезпечити беззатискне зрізування дерева і бездефектне зіштовхування його з пня можна і шляхом зрізування двома або трьома різами, розташованими в двох площинах (рис. 1, л, м, н, про).

У даних схемах звалювання тимчасова стійкість дерева забезпечується навіть при повному перерізанні стовбура (без залишення перемички) за рахунок наявності ступеня між різами. Зіштовхування дерев з пнів в цих випадках проводиться способами, розглянутими раніше.

Робочі органи машини для звалювання дерев. Одним з найбільш важливих вузлів робочих органів машини, за допомогою яких здійснюється звалювання дерев, є зрізаючий механізм. До зрізаючих механізмів пред'являються наступні вимоги: висока продуктивність різання, простота конструкції і висока надійність в роботі, можливість зрізати дерева великих діаметрів; здатність зрізати дерева, що стоять близько один від одного; виконувати різ, що виключає дефекти в комлевій частині стовбура при зіштовхуванні дерева з пня.

На рис. 2 показані схеми досліджених зрізаючих механізмів, які використовуються і можуть бути використані в певних умовах як робочі органи звалювальних і багатоопераційних машин.

Рис. 2. Схеми зрізаючих механізмів: а - дискова пила; б - дискова фреза; в - циліндрова фреза; г, д - ланцюгові пили; е - пильний бар; ж, з - двохшинні ланцюгові зрізаючі механізми: и - трьохшинний ланцюговий зрізаючий механізм; к, л, м - клинові ножі

Дискові пили (рис. 2, а) можуть застосуються для зрізування дерев. Унаслідок великої швидкості різання дискові пили дозволяють реалізувати великі потужності і добитися високої продуктивності чистого пиляння. Дисковими пилами можна зрізати дерева обмеженого діаметру, вони схильні до пошкоджень, тому повинні мати надійний захист. Пильні диски можуть використовуватися для зрізування дерев малого діаметру.

Дискові фрези (рис. 2, б) можуть мати позацентровий привід, завдяки чому ними можна зрізати дерева великих діаметрів. Фрезами можна реалізувати великі потужності і отримати високу продуктивність фрезерування, вони мають велику товщину, відповідно буде і велика ширина пропила. При виготовленні ріжучих елементів з високоміцного сплаву фрези можуть тривалий час працювати без переточувань. Висока жорсткість фрез свідчить про можливість використання їх в зрізаючих механізмах машин для безупинного звалювання дерев (машин безперервної дії).

Циліндрова фреза (рис. 2, б) для забезпечення високої жорсткості повинна мати великий діаметр (80...100 мм). При такій ширині пропила потрібний привід великої потужності, щоб забезпечити високу продуктивність фрезерування. Гідністю циліндрових фрез є їх висока механічна: міцність, можливість зрізати дерева напрохід, не побоюючись затиску фрези; вони надійні в роботі і не громіздкі.

Ланцюгові пили (рис. 2, г...и) є найбільш поширеними робочими органами лісозаготівельних машин, призначених для звалювання дерев. В даний час ланцюгові пили якнайповніше задовольняють вимогам, що пред'являються. Як видно з малюнка, схеми ланцюгових зрізаючих механізмів можуть бути різними і залежать від прийнятого способу зрізування дерева і схеми руху його при подачі на дерево.

На рис. 2, г, д показані ланцюгові пили, що мають по одній шині. Подача на дерево в першому випадку здійснюється прямолінійним рухом; у другому - поворотом шини навколо осі Про (на малюнках показано стрілками). Зрізування дерева проводиться напрохід. При зіштовхуванні дерева з пня важелем можуть утворюватися сколи і розщепи комлевій частини стовбура. Для виключення таких дефектів необхідно знижувати точку додатку зіштовхуючої сили. Зіштовхувати дерево з пня слід тоді, коли товщина перемички буде достатньо малою.

На рис. 2, же, з показані зрізаючі механізми, що мають по дві шини. Зрізаючі пристрої подаються на дерево в першому випадку прямолінійним рухом; у другому - поворотом шин навколо осей Про і О1. різи можуть бути в одній і в двох площинах. Між різами може залишатися перемичка, що забезпечує тимчасову стійкість дерева і бездефектне зіштовхування його з пня. Конструкція зрізаючого механізму тут дещо складніше, ніж у попередньому випадку, але такі механізми цілком придатні для роботи, хоч і громіздкіші.

На рис. 2, и показана схема трьохшинного зрізаючого механізму, який зрізування дерево трьома різами, розташованими в двох площинах. Наявність шпильки забезпечує тимчасову стійкість дерева і бездефектне зіштовхування його з пня. При зрізуванні дерева способом тарану значення питомої роботи різання для крайніх пив на 15...20%. а для середньої на 25...30 % більше, ніж при зрізуванні звичайним способом, але можна добитися високої продуктивності чистого пиляння при невеликій ширині пропила.

Особливу групу ланцюгових зрізаючих пристроїв складають пильні бари (рис. 2, е). Пильний бар - ланцюговий зрізаючий апарат, що має наступні параметри шини: довжину 1,5 м, товщину 40 мм. Підвищена жорсткість шини забезпечує зрізування дерев без затисків. При чималій ширині пропила можна забезпечити високу міцність і жорсткість шини, що дозволить використовувати їх як зрізаючі механізми машин для безупинного звалювання дерев.

Схеми зрізаючих механізмів з використанням ножів для безстружкового різання показані на рис. 2, к...м. Зрізаючі пристрої у вигляді клинових і плоских ножів прості по пристрою. Клинові ножі одночасно з тим, зрізаючий дерева зіштовхують його з пня. Клинові ножі ефективно використовуються в зарубіжній практиці для звалювання дерев в насадженнях з невеликим середнім об'ємом хлиста. На схемах рис. 2, к, л ножі подаються прямолінійним рухом, а на схемі рис. 2, ж - шляхом повороту ножа навколо осі О. В механізмі (див. рис. 2, л) на упорі є контрніж, що забезпечує бездефектне зіштовхування дерева з пня.

Пристрою для зіштовхування (зняття) дерева з пня підрозділяються на дві основні групи: що передають реакцію зіштовхуючої сили на машину або її робочі органи і гасять її пнем (зіштовхування з упором в пень). Пристрої першої групи можуть бути важеля і маніпуляторного типів. При використанні важелів дерево стикається з пня додатком зіштовхуючої сили вище за площину зрізування. Прагнення зменшити величину зіштовхуючої сили і виключити можливість падіння дерева у зворотному напрямі призводить до того, що точку додатку зіштовхуючої сили підвищують (на машині ВМ-4 зіштовхуючий важіль змонтований на огорожі кабіни трактора). Для зменшення дефектності стовбурів в різультаті зіштовхування дерев з пнів необхідно знижувати точку додатку зіштовхуючої сили, величина якої в цьому випадку буде великою. При використанні пристроїв маніпуляторного типу дерево знімається з пня або стикається шляхом нахилу його у бік звалювання маніпулятором.

Пристрої другої групи можуть бути важелями і клиновими, маніпуляторними і з ударно-імпульсним приводом. Зіштовхування (зняття) дерев з пнів пристроями другої групи проводиться з упором в пень, тобто реакція зусилля зіштовхування (зняття) сприймається пнем. При використанні звалювальних пристроїв, що не сприймають реакції зіштовхуючих сил, можна виконувати звалювання дерев, віддалених від машини, при цьому стійкість машини не порушується. Пристрої другої групи перспективні: для широкозахватних лісозаготівельних машин.

Рис. 3. Схема звалювального механізму: 1 - захоплення; 2 - кожух ланцюгової пили; 3 - ланцюгова пила; 4 - п'ята домкрата; 5 - гідродвигун; 6 - гідроциліндр домкрата

Принципова схема звалювального пристрою із зіштовхуванням дерева з пня з упором в пень представлена на рис. 3. Зрізування дерева проводиться ланцюговою пилою напрохід. Після закінчення зрізування дерево нахиляється у бік звалювання за допомогою домкрата, вбудованого в механізм. При затиску дерева верхніми і нижніми захопленнями упор домкрата упроваджується в стовбур нижче за площину зрізування. Після включення зрізаючого механізму проводиться натяг дерева вище за площину зрізування за допомогою гідродомкрата. У момент повного перерізання стовбура дерево піднімається над пнем на 3...4 см. Після відділення від пня дерево разом із захопно-зрізаючим пристроєм нахиляється у бік звалювання. Привід механізму здійснюється від гідродвигуна 5.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
ЗАГАЛЬНІ ДАНІ ПРО ЗЕМЛІ ЛІСОВОГО ФОНДУ	\|	Гусеничні трелювальні трактори

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.