Харвестеры и процессоры. Устройство рабочих органов, приёмы работы на этих машинах

Харвестеры

Мировой опыт показывает, что заготовка сортиментов может про­изводиться на базе современных систем машин по различным техноло­гическим схемам. Особенностью технологических и технических реше­ний в области сортиментной заготовки лесоматериалов за последние де­сятилетия стало совмещение переместительных операций с непосредст­венно обрабатывающими на основе упрощения производственной схемы и устранения многочисленных перегрузочных операций, что позволило в конечном итоге повысить эффективность производства лесопродукции в целом. В настоящее время на лесозаготовках в качестве основного ма­шинного комплекса для заготовки сортиментов в условиях лесосеки ши­роко применяются валочно-сучкорезно-раскряжевочные машины (хар­вестеры). Применение эффективных харвестеров при соблюдении лесоводственных требований к рубкам главного и промежуточного пользова­ния обеспечивает экономическую и экологическую целесообразность ведения несплошных рубок различного назначения при заготовке сортиментов с одновременным упрощением технологического процесса лесозаготовок и снижением трудозатрат на подготовительные работы.

Согласно приведенной выше классификации машинных комплексов харвестеры относятся к группе самоходных машин. В зависимости от конструкции технологического оборудования харвестеры подразделяют на одномодульные и двухмодульные.

Конструктивной особенностью одномодульных харвестеров являет­ся комбинированный валочно-сучкорезно-раскряжевочный модуль, ус­тановленный на манипуляторе с вылетом до 10,5 м и оснащенный электронной системой контроля длины выпиливаемых сортиментов. Одномодульная компоновка харвестерного агрегата позволяет расширить возможности манипуляций со срезанным деревом, формируя пачки сор­тиментов, способствуя сохранению подроста, снижая вероятность по­вреждений коры растущих в зоне работы машины деревьев, исключить перехваты обрабатываемого дерева, а значит, повысить производительность.

Двухмодульные харвестеры оснащаются валочным агрегатом, уста­новленным на манипуляторе и сучкорезно-расряжевочным устройством (процессорным агрегатом), смонтированным на раме самоходного шас­си. Валочный агрегат выполняет спиливание и валку дерева с его после­дующим переносом в захватный и протаскивающий модули процессор­ного агрегата. Полученные сортименты укладываются в пачки у волока. Причем возможность поворота процессорного агрегата в горизонтальной плоскости позволяет формировать несколько пачек в пределах угла поворота (до 270°), осуществляя предварительную сортировку лесомате­риалов. Примером двухмодульных харвестеров являются выпускавшие­ся в 80-х годах машины «Оса-706» и «Вольво БМ Валмет-902» (рис.3).

Рис.3. Двухмодульный харвестер «Валмет-902»

В зависимости от типа режущего устройства харве герного агрега­та выделяются следующие группы машишс механизмом безопилочного резания с консольной пилой.

В качестве механизмов безопилочного резания харвестерные агрегаты оснащаются, как правило, гидроножницами которые приводятся в действие с помощью силовых гидроцилиндров и осуществляют перерезание стволовой древесины при валке-раскряжевке деревьев. С учетом необходимости больших энергозатрат в процессе торцевого перерезания волокон древесины область применения харвестерных агрегатов подоб­ного типа ограничивается различными видами рубок в тонкомерных ле­сонасаждениях (максимальным диаметром не более 0,25 м). Наиболее широкую известность получили одномодульные харвестеры «Макери-ЗЗТ», созданные для прореживания леса. Харвестерный агрегат смонти­рован на раме мини-трактора посредством подъемных рычагов и снаб­жен накопительным устройством. Мощные гидравлические ножницы способны перерезать ствол толщиной до 25 см. Очистка от сучьев про­изводится за счет протаскивания ствола вальцами через сучкорезные ножи. Машина оснащена энергоустановкой мощностью 25,7 кВт, приво­дящей в действие гидростатическую трансмиссию и все технологическое оборудование.

Развитие мирового лесного машиностроения показало преимущест­во тех фирм, которые пошли по пути создания и совершенствования специализированных лесных машин, учитывающих условия эксплуата­ции и экологические ограничения. Этим критериям в полной мере соответствуют одномодульные харвестеры с консольным пильным аппаратом, позволяющим качественно обрабатывать деревья в широком диапа­зоне толщин. В настоящее время основными фирмами, производящими такие лесозаготовительные комплексы для сортиментной технологии, являются скандинавские концерны «Раума» («Тимберджек»), «Партек Форест» («Валмет») и их филиалы в Северной и Южной Америке, Авст­ралии и Юго-Восточной Азии. Эти фирмы являются также основными поставщиками многооперационных машин для сортиментной заготовки леса лесопромышленным предприятиям России.

Основные технические характеристики харвестеров «Валмет»:

Модель..................... 901 911 921

Назначение.............. Рубки ухода Сплошные рубки Сплошные рубки

Масса, кг:

4-колесный... 12500 13700

6-колесный... 13500 14500

Дорожный

просвет, мм............................... 640

Крутящий момент, Нм:

при 1200 об/мин.... -

при 1300 об/мин...,' 430

при 1400 об/мин....
Тяговое усилие, кН.... 108

В качестве технологического оборудования конструкция харвестеров включает в себя валочно-сучкорезно-раскряжевочный агрегат, уста­новленный шарнирно на манипуляторе. Основными механизмами этого агрегата являются пильный блок, выполненный в виде консольной цеп­ной пилы, 5 сучкорезных ножей, охватывающих обрабатываемую по­верхность ствола, протаскивающие вальцы, Еотатор, обеспечивающий вращение агрегата относительно манипулятора. Харвестерный агрегат снабжен гидроприводом и электронной системой контроля и управле­ния.

Рис.7. Харвестерный агрегат:

1 - шарнирная управляемая подвеска; 2 - подающие вальцы с приводны­ми гидродвигателями; 3 - пять подвижных сучкорезных ножей; 4 - меха­низм пиления; 5 - система измерений и контроля на базе мини-ЭВМ МО 22А; 6-механизм поворота (ротатор)

Механизм поворота харвестерного агрегата позволяет расширить возможность захвата деревьев, особенно при выборочных рубках, а в сочетании с гидроцилиндром наклона агрегата облегчает работу с на­клонными деревьями, а также работу на ветровальных и буреломных делянках. I

Подающие вальцы установлены на управляемых с помощью гидро­цилиндров шарнирных рычагах. Для привода вальцов используются ак­сиально-поршневые гидромоторы, которые обеспечивают скорость по­дачи до 4 м/с с усилием 18 кН. Вальцы выполняют обрезиненными. Управление прижимом имеет два режима: нормальное и дополнитель­ное сжатие. Для повышения силы сцепления вальцов с поверхностью ствола применяют съемные цепи.

Поваленное дерево очищается от сучьев пятью подвижными ножа­ми. Четыре боковых ножа управляются гидроцилиндром. Причем торси­онная подвеска передних ножей позволяет регулировать их прижим к обрабатываемой поверхности. При работе ножи копируют поверхность ствола и через установленные на них датчики формируют сигнал для из­мерения диаметра сортиментов.

Механизм пиления в харвестерном агрегате выполняет две опера­ции: валку и раскряжевку. Он выполнен в виде консольной цепной пилы с приводом от гидромотора и системой надвигания, обеспечивающей максимальную скорость надвигания в зависимости от сил сопротивле­ния, действующих в пропиле. Пильный аппарат состоит из стальной ка­плеобразной шины длиной 560 мм и универсальной цепи «Сандвик» с шагом 10,3 мм. Для уменьшения сопротивления движению пилы в про­пиле некоторые харвестерные агрегаты (мод.965) оснащаются системой «Экосмазчик». Ее назначение состоит в подаче в пропил специальной смазки, которая впоследствии подвергается биологическому разложе­нию с получением безвредных для природной среды веществ.

Измерение длины сортиментов в харвестерном агрегате производит­ся с помощью перекатывающегося вдоль ствола зубчатого измеритель­ного колеса. Датчик импульсов, кинематически связанный с ним, посы­лает сигналы на блок мини-ЭВМ, которая выдает результат измерения на дисплей и при необходимости на принтер. С помощью бортового компьютера можно также производить раскряжевку по заданной про­грамме.