Погрузчики леса, автолесовозы, манипуляторы. Особенности устройства, характеристики

Погрузка древесины на подвижной состав лесовозных дорог может производиться после валки и трелевки или из запасов, созданных вдоль усов, веток лесовозных дорог и на лесопогрузочных пунктах (верхних складах).

В зависимости от принятого технологического процесса погрузку деревьев, хлыстов или сортиментов можно вести поштучно (при использовании многооперационных валочно-погрузочных и валочно-трелевочных машин), пачками небольшого объема (подвижной состав погружается в несколько приемов), крупными пакетами (в один прием), равными по объему грузоподъемности единицы подвижного состава.

Процесс погрузки заключается в захвате, перемещении и укладке древесины на подвижной состав лесовозных дорог, при этом могут быть использованы различные машины и установки. Они должны удовлетворять следующим основным требованиям: быть приспособлены к работе с крупногабаритными грузами; производить формирование пачки как с площадок, так и из штабеля; обеспечивать подъем и подтаскивание груза к месту укладки; иметь достаточную грузоподъемность, равную или кратную грузоподъемности подвижного состава; не требовать больших трудозатрат на монтажно-демонтажные работы; обес­печивать безопасность труда и сохранность подвижного состава при выполнении погрузки.

На погрузке древесины могут применяться следующие типы машин и оборудования: стреловые краны и установки, упро­щенные кабельные краны, челюстные лесопогрузчики, самопогружающиеся автопоезда,. При выборе погрузочных средств должны быть учтены почвенно-грунтовые условия, рельеф мест­ности, суточное задание по вывозке, вид погружаемых лесома­териалов, тип лесовозного транспорта.

Большой объем погрузочных работ в настоящее время вы­полняется челюстными лесопогрузчиками. Их внедрение по­зволило улучшить условия труда рабочих на погрузке, пол­ностью устранить применение ручного труда, обеспечить без­опасность работы.

Лесопогрузчик представляет собой самоходную машину, со­стоящую из навесного технологического оборудования, смонти­рованного на гусеничном или колесном тракторе. По характеру движения грузозахватного устройства относительно базового трактора погрузчики могут быть фронтального (неповоротного), поворотного и перекидного типов.

Лесопогрузчики фронтального типа производят подъем и опускание грузозахватного устройства. Навесное оборудование поворачивается в вертикальной плоскости только на угол 1,2-1,4 рад, поэтому при работе он должен разворачиваться вместе с грузом. Это создает не­удобства в работе, ухудшает устойчивость лесопогрузчика, при­водит к быстрому разрушению почвы на лесопогрузочном пункте.

У лесопогрузчика поворотного типа грузозахватное устрой­ство с грузом может не только подниматься и опускаться, но и поворачиваться относительно базового трактора в горизонталь­ной плоскости. Погрузка хлыстов (деревьев) с разворотом пачки в горизонтальной плоскости неудобна из-за большой их длины.

Лесопогрузчики перекидного типа обеспечивают поворот грузозахватного устройства с грузом в вертикальной плоскости на угол, 3-4 рад, близкий к 180°. Груз переносится через погрузчик, что способствует сокращению цикла погрузки или штабелевки. Та­кой лесопогрузчик лучше удовлетворяет условиям работы на лесосеке.

Производительность челюстных погрузчиков определяется по формуле:

V_ср – средний объем перемещаемой пачки, ; (Q – расчетный вес пачки, в зависимости от способа перемещения груза или типа установки; γ – плотность древесины; g – ускорение свободного падения; С₀ – коэффициент уменьшения расчетного веса пачки (0,75-0,9)).

t_р+t_х – продолжительность движения лесопогрузчика с грузом и без него, ; (L – путь передвижения погрузчика; v_ср – средняя скорость его движения, 0,5-0,6 м/с).

t₁+t₂ – продолжительность захвата и укладки пачки, 1,5-2 мин.

T – продолжительность перемещения лесопогрузчика с одного пункта на другой в течение одной смены, , (L₀ – общий путь перемещения за смену).

С₂,С₃ - коэффициенты использования машинного и рабочего времени, ; . t_п, t_Т t_о t_л - время простоев, отнесенное ко времени Т, в течение которого перемещено или обработано n единиц продукции.

Внедрение технологии лесосечных работ с использованием всей биомассы деревьев привело к многообразию заготавливае­мых лесоматериалов. Появилась необходимость в создании спе­циальных погрузочных и транспортных средств для перевозки не только деревьев или хлыстов, но и сортиментов, технологи­ческой щепы, крон. Одним из решений данного вопроса явля­ется использование лесовозных автопоездов, оборудованных индивидуальными средствами погрузки. Это позволяет выделить вывозку лесоматериалов в самостоятельную операцию, незави­симую от других машин, при этом улучшается использование рабочего времени, снижаются трудозатраты на погрузочные ра­боты. Погрузка может производиться в любом месте вдоль ле­совозной дороги.

Самопогружающиеся лесовозные автопоезда состоят из ле­совозного автопоезда и навесного технологического оборудо­вания для погрузки и выгрузки лесоматериалов. Навесное тех­нологическое оборудование применяется двух типов: канатные погрузочно-разгрузочные устройства; гидроманипуляторы. Канатно-погрузочное устройство устанавливается на раме автомо­биля и прицепа или автомобиля и роспуска. Оно состоит из ле­бедки, коников, канатно-блочной системы и дистанционного управления. Лебедка устанавливается за кабиной и предназна­чена для привода в действие канатно-блочной системы. Два ба­рабана лебедки используются для самопогрузки лесоматериалов на автопоезд методом натаскивания. При наличии третьего ба­рабана можно производить подтаскивание лесоматериалов. При­вод лебедки осуществляется от двигателя автомобиля через коробку отбора мощности. Коники автомобиля и прицепа металлические, служат для размещения лесоматериалов. В процессе погрузки (выгрузки) откидные стойки коников выполняют роль наклонных покатов и, опираясь в лежневый хлыст на лесопогрузочном пункте, обеспечивают устойчивость автопоезда.

Канатно-блочная система включает два погрузочных каната и направляющие блоки. Канаты один концом закреплены на барабанах лебедки. Свободные концы канатов пропущены че­рез направляющие блоки, установленные на надрамниках и кониках автопоезда. Управление лебедкой дистанционное, вы­носной пульт позволяет водителю управлять лебедкой при по­грузке и выгрузке лесоматериалов, находясь на расстоянии до 20 м от поезда. Применение дистанционного управления облег­чает труд водителя, обеспечивает хороший обзор и безопасность работы. Основными недостатками самопогружающегося автопоезда, оборудованного канатно-блочной системой, является применение ручного труда на зацепке пачки, оттаскивании погрузочных канатов, открытии и закрытии стоек коников. Самозагру­жающиеся автопоезда могут быть использованы для погрузки, вывозки и разгрузки деревьев, хлыстов, полухлыстов и сорти­ментов.

 

а 3 2 5

Лесовозные автопоезда, оборудованные гидроманипулято­рами (рис. 10.3), более совершенны, так как исключают приме­нение ручного труда.

Рис. 10.3. Схемы самопогружающихся автопоездов:

а - для вывозки хлыстов; б - для вывозки сортиментов; 1 - автомобиль; 2 - пульт управления; 3 - манипулятор; 4 - грейфер; 5 - стойки; 6 – полуприцеп

Гидроманипуляторы легко монтируются и демонтируются, могут быть установлены за кабиной, в задней части автомобиля или на отдельной консоли. В последнем случае гидроманипулятор может быть съемным и устанавливаться на автопоезд только на время погрузки. Наиболее распростра­ненными и отработанными конструкциями являются рычажные шарнирно-сочлененные гидроманипуляторы.

На свободном конце манипулятора крепится челюстной за­хват грейферного типа, радиальный. Это обеспечивает возмож­ность захвата как короткомерных, так и длинномерных лесо­материалов. Манипулятор может быть оборудован грейфером для сыпучих и других грузов: щепы, древесной зелени, сучьев.

Для самопогружающихся автопоездов важным показателем процесса погрузки являются простои под погрузкой, так как автопоезд в качестве основной выполняет транспортную работу (вывозку). Продолжительность простоев автопоездов под погрузкой определяет их оборачиваемость - один из важных по­казателей на вывозке.

К недостаткам самопогружающихся лесовозных автопоездов следует отнести то, что они перевозят дополнительный груз - технологическое оборудование, масса которого составляет бо­лее 10% номинальной грузоподъемности. С увеличением расстояния вывозки этот недостаток становится более ощутимым.

Наличие погрузочного оборудования на базовой машине приводит также к увеличению давления на грунт, изменению показателей устойчивости машин.

Погрузка на лесовозный подвижной состав производится на лесопогрузочных пунктах, расположенных у лесовозных дорог (усов, веток, магистралей).

Лесопогрузчик манипуляторного типа ПЛ-87 оснащается следующими видами рабочего оборудования: грейферный захват - для погрузки бревен, пиломатериалов, отходов древесины; процессорная головка - для обрезки сучьев пополам и распиловки бревен на сортименты.

Основным назначением лесопогрузочных пунктов (верхних складов) является создание запасов лесоматериалов и органи­зация работ, проводимых между операциями трелевки и по­грузки. На них могут выполняться: очистка деревьев от сучьев, раскряжевка хлыстов, сортировка круглых лесоматериалов, штабелевка деревьев, хлыстов или сортиментов, погрузка. Воз­можно производство технологической щепы. Лесопогрузочные пункты представляют собой площадки определенных размеров, оборудованные соответствующими устройствами и сооруже­ниями, необходимыми для выполнения планируемых работ.

Лесопогрузочные пункты устраиваются при вывозке деревьев или хлыстов. На них выполняются одна - три операции: очистка де­ревьев от сучьев, штабелевка деревьев (хлыстов) в запас, по­грузка на подвижной состав лесовозных дорог.

Лесопогрузочные пункты и верхние склады характе­ризуются вместимостью и грузооборотом. Под вместимостью лесопогрузочного пункта Е понимается объем лесоматериалов, который может одновременно на нем размещаться.

E = nhblΔ,

где п - число штабелей; h,l, b - соответственно высота, длина и ширина штабеля; Δ - коэффициент полнодревесности шта­беля.

Удельной вместимостью лесопогрузочного пункта называется отношение объема лесоматериалов, храня­щихся на нем, к площади, на которой они уложены.

Под грузооборотом лесопогрузочного пункта понимается объем древесины, отгружаемой за сутки (суточный грузооборот) Q_cyт, смену Q_см, м³.

Срок действия Т_с лесопогрузочного пункта определяется запасом ликвидного древостоя на лесо­секе (или его части), тяготеющего к нему, и суточным грузо­оборотом.

где Q_л - общий запас ликвидного древостоя, тяготеющего к ле­сопогруз. пункту, м³.

Под лесопогрузочный пункт выбирается ров­ная сухая площадка, горизонтальная или с небольшим уклоном вдоль дороги (до 4⁰/₀₀ Для УЖД, 10 для ледяных и 15⁰/₀₀ - для автомобильных дорог). На болотистых местах и на участках со слабой несущей способностью грунтов лесопогрузочные пункты устраиваются только зимой при хо­рошо промерзшем грунте. При избыточной влажности грунта под штабеля укладываются поперечные подкладки комлями в сторону лесовозной дороги. Расстояние между прокладками 6...8м. Комли хлыстов (деревьев) выступают за крайнюю по­перечную прокладку на 0,35L_X (L_x — максимальная длина хлы­ста, м).

Участок дороги, примыкающий к лесопогрузочному пункту, должен быть прямолинейным. В горных ус­ловиях и при пересеченном рельефе местности допускаются криволинейные дороги с радиусом кривых не менее 200 м для УЖД и 50 м для автодороги.