1

Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГОБУ ВПО «Брянская государственная
инженерно-технологическая академия»,
«Московский государственный университет леса»

А.Н. Заикин, А.К. Редькин, В.А. Макуев, Г.Н. Кривченкова

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ
ЛЕСОЗАГОТОВОК
Учебное пособие
Допущено учебно-методическим объединением по
образованию в области лесного дела в качестве учебного
пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по профилю подготовки бакалавров «Машины и
оборудование лесного комплекса» направления подготовки
151000.62 «Технологические машины и оборудование»

Брянск 2014

2

УДК 630*332.91

Заикин, А.Н. Технология и оборудование лесозаготовок: учебное
пособие [Текст] / А.Н. Заикин, А.К. Редькин, В.А. Макуев, Г.Н. Кривченкова. – Брянск: БГИТА, 2014. – 412 с.
ISBN 978-5-98573-152-1
В учебном пособии изложены основные теоретические положения технологии лесосечных и лесоскладских работ, раскрывающие
принципы работы и технологические расчеты применяемых машин.
Учебное пособие предназначено для подготовки бакалавров по
направлению 151000 – «Технологические машины и оборудование» и
может быть использовано для других направлений с учетом объема
часов, выделенных для изучения данной дисциплины.

Рецензенты: зав. кафедрой «Технология машиностроения и ремонта»
ФГБОУ ВПО «МГУЛ», д.т.н., профессор В.В. Быков;
зав. кафедрой «Воспроизводство и переработка лесных ресурсов»
ФГБОУ ВПО «БрГТУ», д.т.н., профессор В.А. Иванов

ISBN 978-5-98573-152-1

© Заикин А.Н., Редькин А.К.,
Макуев В.А. Кривченкова Г.Н., 2014
© ФГБОУ ВПО «Брянская государственная
инженерно-технологическая академия», 2014
© ФГБОУ ВПО «Московский государственный
университет леса», 2014

3

СОДЕРЖАНИЕ
Введение……………………………………………………………...
Часть первая. Общие понятия о лесозаготовительном
производстве…………………………………………………….......
1 Основные понятия о лесозаготовительных
предприятиях …………………………………..…………………...
1.1 Лесные ресурсы РФ и их значение для развития
экономики страны……………………………………………….
1.2 Этапы развития лесозаготовительной отрасли………………..
1.3 Лесозаготовительные предприятия……………………………..
1.4 Виды технологических процессов и состав работ………………
1.5 Особенности лесозаготовок……………………………………..
2 Основные понятия о резании древесины……………..……….
2.1 Виды резания древесины и элементы простого резца…………
2.2 Определение усилия резания и мощности. Факторы,
влияющие на усилие и мощность при элементарном резании..
2.3 Пиление, строгание, фрезерование, раскалывание.……………
Часть вторая. Лесосечные работы
3 Общие вопросы лесосечных работ ……………………………
3.1 Общие понятия и состав лесосечных работ …………….……..
3.2 Способы размещения усов на лесосеках…………………….....
3.3 Схемы разработки делянок и способы
разработки пасек…………………………………………………
4 Валка деревьев…………………………………………...............
4.1 Общие понятия. Способы механизированной и
машинной валки деревьев……………………………………….
4.2 Бензомоторные цепные пилы и вспомогательный
инструмент………………………………………………………..
4.3 Машины для валки деревьев………………………………….....
5 Трелевка древесины……………………………………...............
5.1 Общие понятия, классификация способов трелевки…………..
5.2 Тракторная трелевка и условия ее применения………………..
5.3 Расчет рейсовой нагрузки и производительности на трелевке...
5.4 Область применения и способы трелевки леса лебедками……
5.5 Типы и особенности устройств установок для
полуподвесной и подвесной трелевки леса……………………
5.6 Самоходные канатные установки……………………………….
5.7 Расчет основных параметров лебедки…………………………..
5.8 Меры по охране труда…………………………………………...

7
9
9
9
11
18
24
30
31
31
33
35
43
43
47
49
51
51
59
82
125
125
127
146
149
149
151
154
158

4

6 Обрезка сучьев с деревьев и очистка лесосек от
порубочных остатков………………………………………...…..
6.1 Место и способы очистки деревьев от сучьев…………………
6.2 Самоходные сучкорезные машины……………………………..
6.3 Стационарные сучкорезные установки…………………………
6.4 Расчет основных параметров и производительности
сучкорезных установок…………………………………………..
6.5 Основные направления утилизации отходов………………..…
7 Анализ и разработка технологического процесса
лесозаготовок с углубленной переработкой древесины
с учетом радиоактивного загрязнения местности……………
7.1 Сведения об объемах и плотности загрязнения земель
лесного фонда…………………………………………………….
7.2 Пользование лесным фондом в зоне радиоактивного
загрязнения почвы цезием-137…………………………………..
7.3 Пути предотвращения переноса радиоактивной пыли и грязи…….
7.4 Сохранение лесной среды……………………………………….
7.5 Технологические процессы заготовки древесины…………….
7.6 Технологии и машины для заготовки окоренных
сортиментов и пиломатериалов на лесосеке…………………..
8 Погрузка заготовленного леса.
Системы машин для лесосечных работ………..……..….……
8.1 Способы погрузки леса и применяемое оборудование……......
8.2 Крупнопакетная погрузка леса………………………………….
8.3 Самопогружающиеся автопоезда……………………………….
8.4 Челюстные погрузчики…………………………………………..
8.5 Манипуляторные погрузчики…………………………………...
8.6 Системы машин для комплексной механизации
лесосечных работ…………………………………………….......
Часть третья. Работы на нижних лесных складах……………..
9 Технологические процессы и оборудование
лесопромышленных складов. Выгрузка заготовленного леса…….
9.1 Классификация и характеристика нижних складов………...........
9.2 Способы разгрузки………………………………………….…….
9.3 Краны и установки для разгрузки подвижного состава………..
9.4 Расчет производительности машин и оборудования
на выгрузке леса………………………………………………….

159
159
161
167
171
173

174
174
181
183
186
188
190
206
206
207
211
213
216
218
220
220
220
224
225
244

5

10 Раскряжевка хлыстов……………..……………………………
10.1. Общие требования при раскряжевке хлыстов……………......
10.2 Механизированная и машинная раскряжевка……………......
10.3 Типы раскряжевочных установок……………………………..
10.4 Установки с продольным перемещением хлыста…………….
10.5 Особенности конструкции и компоновки установок
с продольным перемещением хлыста…………………………
10.6 Расчет производительности установок с продольным
перемещением хлыста………………………………………….
10.7 Установки с поперечным перемещением хлыста…………….
10.8 Групповая раскряжевка хлыстов……………………………....
10.9 Техника безопасности при раскряжевке хлыстов………….....
11 Сортировка, штабелёвка и погрузка
круглых лесоматериалов……………………..………………..
11.1 Сортировка и применяемое оборудование…………………....
11.2 Расчет усилий в тяговом органе…………………….………...
11.3 Значение и необходимость штабелёвки лесоматериалов…
11.4 Оборудование, применяемое для штабелёвки и погрузки
лесоматериалов………………………………………………….
11.5 Расчет устойчивости крана…………………………………….
12 Круглопильные станки для продольной
распиловки древесины………………………………...............
12.1 Назначение и классификация станков………………………...
12.2 Элементы и узлы круглопильных станков……………………
12.3 Конструктивные особенности круглопильных
шпалорезных станков. Расчёт производительности………….
12.4 Обрезные и ребровые станки…………………………………..
12.5 Станки для выпиловки тарных дощечек………………………
13 Лесопильные рамы и околорамное
оборудование. Ленточнопильные станки…………................
13.1 Назначение и классификация лесопильных рам ……….…….
13.2 Элементы и узлы лесопильных рам…………………………...
13.3 Околорамное оборудование……………………………………
13.4 Ленточнопильные станки………………………………………
14 Станки и оборудование для переработки
низкокачественной древесины………………………………...
14.1 Ресурсы низкокачественной древесины и отходов
в лесозаготовительной отрасли………………………………..
14.2 Назначение и типы дровокольных станков……….…………..

246
246
246
253
254
261
263
264
268
270
271
271
283
292
293
293
296
296
298
312
314
316
323
323
325
331
332
338
338
340

6

14.3 Станки для выработки колотых балансов
и производства древесной стружки……………………………
14.4 Производство щепы в условиях нижнего склада
и на лесосеке……………………………………………………
14.5 Производство арболита и других строительных материалов...
14.6 Энергохимическое использование древесных отходов……..
15 Окорочные станки……………………………………………....
15.1 Назначение и классификация станков………………………...
15.2 Станки для поштучной окорки лесроматериалов…………….
15.3 Элементы и узлы станков для поштучной окорки……………
15.4 Окорочные, окорочно-зачистные станки…………………......
15.5 Шпалооправочные станки……………………………………...
15.6 Установки для групповой окорки……………………………...
15.7 Определение основных параметров станков
с кольцевой ножевой головкой………………………………...
16 Транспортеры для лесных грузов…….……………...………..
16.1 Поперечные транспортеры и элеваторы………………….
16.2 Ленточные транспортеры…………………………………..
16.3 Скребковые транспортеры………………………………….
16.4 Роликовые транспортеры…………………………………...
17 Буферные магазины…………………………............
17.1 Назначение буферных магазинов………………………………
17.2 Классификация буферных магазинов………………………….
18 Внутрискладской транспорт…………………………………...
18.1 Классификация и область применения………………………..
18.2 Назначение, классификация и конструктивные
особенности автопогрузчиков…………………………………
18.3 Портальные автолесовозы……………………………………...
18.4 Погрузчики-штабелёры………………………………………...
18.5 Пневматический транспорт…………………………………….
СПИСОК ИТЕРАТУРЫ…………………………………………………….

347
348
352
357
360
360
362
363
369
373
375
376
379
379
381
385
387
390
390
391
396
396
397
405
406
407
409

7

Введение
Обеспечение потребностей в древесине производится в основном лесозаготовительной промышленностью - отраслью лесной
промышленности, занимающейся заготовкой, вывозкой, первичной
обработкой, частичной переработкой круглых лесоматериалов и поставкой лесопродукции потребителям.
Лесозаготовительная промышленность относится к добывающим отраслям промышленности. В отличие от горнорудной и других добывающих отраслей промышленности она имеет некоторые
специфические особенности. Так, леса расположены на большой
территории, запасы древесины на единице площади незначительны
и составляют в среднем 0,02 м3 на 1м2. В связи с этм для удовлетворения потребностей промышленных предприятий Российской Федерации в древесине необходимо ежегодно вести ее заготовку по
главному пользованию на площади около 30 тыс. га.
Заготовка древесины ведется лесозаготовительными предприятиями (ЛЗП) различных форм собственности и частично лесхозами.
ЛЗП, ведущие лесозаготовки в Республике Беларусь, Российской
Федерации и некоторых других странах СНГ подразделяются на
производственные лесозаготовительные объединения (ПЛО) и леспромхозы. ПЛО - более крупные лесозаготовительные предприятия,
имеющие в своем составе несколько леспромхозов, один из которых является головным, а другие могут быть самостоятельными
или работать на правах филиалов. В состав ПЛО может входить
один леспромхоз (ЛПХ) и одно-два деревообрабатывающих предприятия. При наличии развитого лесопромышленного производства
перспективными являются комплексные лесные предприятия, сочетающие в себе лесозаготовительные и лесообрабатывающие функции с лесохозяйственными. На них лучше решаются вопросы рационального и комплексного использования древесного сырья, утилизации отходов, лесовосстановления и побочного пользования.
Основной производственной хозрасчетной единицей, производящей заготовку, вывозку, первичную обработку, частичную переработку и отгрузку лесоматериалов потребителям, является леспромхоз.
Развитие науки и техники и их роль в качественном преобразовании производительных сил, переводе экономики на рельсы всесторонней интенсификации, повышении эффективности производства
ставят большие задачи перед высшей школой в подготовке высоко-

8

квалифицированных специалистов для различных отраслей и для
лесной промышленности в частности.
Любые технологические процессы неразрывно связаны с машинами и оборудованием, выполняющими их. Создание новой техники для лесозаготовительной промышленности осуществляется
при активном участии инженеров-механиков по направлению подготовки 151000 «Технологические машины и оборудование». Для
создания этой техники и квалифицированной ее эксплуатации необходимы знания технологии лесопромышленного производства,
предмета труда и условий, в которых она будет работать.
Настоящее учебное пособие в полной мере решает эти задачи.
В материалах пособия рассматривается технология лесозаготовок,
изучаются применяемые на лесопромышленных предприятиях машины и оборудование, а также изложены методы технологических
расчетов.

9

Часть первая. Общие понятия о лесозаготовительном производстве
1 Основные понятия о лесозаготовительных предприятиях
1.1

Лесные богатства РФ и их значение
для развития экономики страны

Лес покрывает около 30% суши земного шара и имеется на всех
континентах, кроме Антарктиды. Лесопокрытая поверхность земли
составляет 3,8 млрд. га.
По площади и запасам лесов Россия занимает первое место в
мире. Общая площадь лесов РФ составляет около 1 млрд. га с запасом
82 млрд. м3. Это 1/5 часть лесопокрытой площади земного шара с
объемом 1/4 мировых запасов древесины. Площадь, занятая лесом,
приходящаяся на одного жителя России, более чем в 2 раза превышает среднюю на каждого жителя земного шара.
Спелые и перестойные лесонасаждения, т.е. годные к эксплуатации, составляют около 55 млрд. м3 (70% общего запаса). Запас древесины в освоенных лесах определяется в 49383 млн. м3, из которых
20 млрд. м3 находится в Европейской части страны. Спелые насаждения в освоенных лесах составляют 69% их общего запаса.
На долю России приходится свыше половины мировых запасов
хвойной древесины. В лесах РФ преобладают насаждения ценных
хвойных пород, которые занимают 78% покрытой лесом площади;
насаждения твердолиственных пород составляют 5% и мягколиственных – 17%. Хвойные насаждения составляют 82% эксплуатационных запасов, в том числе сосны 19,3%, ели – 15,4%, пихты – 3,4%,
лиственницы – 34,6% и кедра – 9,3%.
Запасов хвойной древесины в России в 3,5 раза больше, чем в
США, и в 14 раз больше, чем в Бразилии.
Запасы спелых насаждений в эксплуатационных, а также в доступных и возможных для лесоэксплуатации лесах всех групп составляют 28,2 млрд. м3, или 54% запасов всех древостоев.
По данным учета лесного фонда ежегодный общий средний
прирост составляет 881 млн. м3, из которых 600 млн. м3 приходится

10

на долю хвойных древесных пород. Общий средний прирост в Европейской части страны и Урале равен 291 млн. м3, в том числе 150
млн. м3 хвойных пород.
Лес является одним из важнейших видов природных богатств,
имеет огромное значение в общественном производстве и в жизни
населения. Главным продуктом леса является древесина, широко
применяемая почти во всех отраслях народного хозяйства. По количеству заготавливаемой древесины Россия занимает первое место в
мире. Ежегодная вырубка леса по стране составляет 2,2 млн. га, что в
3 раза больше, чем в Канаде.
Лес также является элементом природного ландшафта, составной частью биосферы, имеющей исключительное значение в улучшении санитарно-гигиенических условий жизни человека. Он является
источником нашего здоровья, собирателем и хранителем влаги, смягчает климат, предохраняет реки от обмеления. Ученые подсчитали,
что с 1 м2 площади листьев выделяется количество кислорода, достаточное для жизни двух человек.
Лес служит сырьем для строительной, деревообрабатывающей,
химической, пищевой и многих других отраслей промышленности.
Чтобы добыть 100 т угля или руды, требуется израсходовать 4 м3 леса. В строительстве на каждый 1 м2 жилья уходит по 1/4 м3 древесины (полы, двери, рамы и т.п.).
Древесина является ценным сырьем для современной лесохимии.
Из 1 м3 древесины можно получить 200 кг целлюлозы или бумаги, 90 л
спирта, 20 кг сухих кормовых дрожжей или 15 кг пищевого ванилина.
Древесина является также исходным сырьем для получения
пластмасс, искусственного шелка, лаков и красок.
В настоящее время путем химической и механической переработки из древесины получают свыше 25 тысяч самых разнообразных
продуктов и изделий. Невозможно указать на какую-либо отрасль
производства, в которой деятельность человека не была бы связана с
употреблением древесины или изготовленных из нее продуктов.
Важную статью валютного дохода страны составляет экспорт леса.

11

Кроме древесины лес дает человеку много других ценных продуктов.
К ним можно отнести пушнину, ягоды, грибы, лекарственные травы и др.
Ежегодный урожай ягод в наиболее продуктивных районах
лесной зоны Европейской части России составляет около 300 тысяч
тонн. В современной медицине используется около 12 тысяч диких
лекарственных растений. Охотничий промысел дает в среднем около
20 млн. шкурок зверей в год, значительная часть которых идет на экспорт. Из общего количества заготовленной пушнины почти 37% составляют шкурки лесных зверей.
Таким образом, лес имеет не только большое значение для развития производительных сил страны, но является регулятором климата и источником ценных продуктов питания.
1.2 Этапы развития лесозаготовительной отрасли
В развитии лесозаготовок в нашей стране можно выделить семь
характерных периодов: дореволюционный (до 1917 г.), довоенных
(1917-1945 гг.) и послевоенных пятилеток (1945-1960 гг.), механизации (1961-1970 гг.), машинизации - доперестроечный (1970-1984 гг.),
перестроечный (1984-1990 гг.) и постперестроечный – становление
рыночных отношений (1990 г.).
Дореволюционный этап развития лесозаготовок представлял собой
период ручного труда и бесплановой эксплуатации лесов. Лесозаготовки
представляли собой примитивное развитие техники, эксплуатирующей
первобытными способами природные богатства страны. По образному
выражению В.И. Ленина «лесопромышленность оставляла почти в полной неприкосновенности весь старый патриархальный строй жизни».
Бурный рост лесозаготовок наблюдался в последней четверти
ХIХ столетия в связи с усиленным строительством железных дорог и
развитием горнорудной промышленности. Лесозаготовки при этом
носили исключительно сезонный характер; лес хищнически вырубался вблизи железных дорог и сплавных рек, неисчерпаемые же лесные

12

богатства Урала, Сибири и Дальнего Востока оставались нетронутыми и гнили на корню.
Таким образом, дореволюционный этап развития лесозаготовок
представлял собой период ручного труда без учета естественного возобновления вырубленных площадей и беспечной эксплуатации лесов.
Начало планомерной механизации основных операций лесозаготовительного процесса было положено в 1926 г., когда Совет Труда и Обороны
СССР утвердил первый двухлетний план механизации заготовок леса [49, 53].
Лесосечные работы в то время выполнялись вручную: валка леса – двуручными или лучковыми пилами, трелевка – гужевой тягой
(лошадьми).
В 1929 г. в нашей стране для ведения лесозаготовок были организованы лесные промышленные хозяйства (леспромхозы). Для широкого развертывания научно-исследовательских работ, создания на
их основе высокопроизводительной лесозаготовительной техники и
развития технологии лесозаготовок в 1931 г. был организован
ЦНИИМЭ с филиалами.
В 1932 г. был организован общесоюзный Народный Комиссариат лесной промышленности, а в 1936 г. был основан государственный
институт проектирования лесного транспорта (Гипролестранс).
С 1934 г. на вывозке леса и трелевке древесины начинают применять отечественные тракторы Челябинского завода. Трелевка при
этом осуществлялась сортиментами.
С 1935 г. началось серийное изготовление отечественных механических пил, которые не нашли широкого применения из-за их
большой массы. Механизированная же трелевка тракторами осуществлялась лишь в опытном порядке и в 1940 г. составляла всего
5,6% общего объема. Не смотря на это, объем лесозаготовок к 1940 г.
вырос до 246 млн. м3 против 67 млн. м3 в 1913 г., причем более 50% к
этому времени заготавливалось в лесоизбыточных районах Сибири,
Севера и Дальнего Востока.

13

Великая Отечественная война (1941-45 гг.) прервала работы по перебазировке лесной промышленности в многолесные районы, и затормозила
темпы ее развития. Объем лесозаготовок сократился более чем вдвое.
Таким образом, в период довоенных пятилеток были заложены
основы рационального использования лесных ресурсов и планомерной механизации лесозаготовительного производства.
Этапы послевоенных пятилеток характеризуются как период
механизации и частичной автоматизации основных операций лесозаготовительного производства. Динамика механизации лесозаготовительных работ в послевоенные годы характеризуется данными, приведенными в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Темпы механизации основных операций лесозаготовок
1946
3,1
2,8
6,1

Уровень механизации, % по годам
1950
1955
1960
1965
38,1
85,6
97,0
99,0
29,1
72,7
91,0
96,0
14,9
54,8
85,6
93,0

1970
100
100
100

33,6

56,7

100

Вид работ
Валка леса
Трелевка леса
Погрузка на
верхнем складе
Вывозка леса

78,4

94,5

99,4

С 1948 г. лесная отрасль начала получать электропилы ЦНИИМЭ
К-5, тракторы КТ-12 и лебедки ТЛ-3. С 1950 г. началась замена сортиментной вывозки вывозкой леса хлыстами. Однако лесозаготовительные работы продолжали оставаться сезонными вплоть до 1955 г.
В последующие годы были созданы электропила ЦНИИМЭ К-6,
бензопила «Дружба», трелевочные тракторы ТДТ-40 и ТДТ-60, лебедки ТЛ-4 и ТЛ-5, канатные трелевочные установки ВТУ-3 и др.
Совершенствовалась и технология лесозаготовок. Начала внедряться крупнопакетная погрузка леса на подвижной состав лесовозных
дорог, вывозка деревьев, разработка лесосек малыми комплексными
бригадами. Однако обрубка сучьев на лесосеке производилась вручную.
В период механизации (1961-70 гг.) были разработаны новые
машины и оборудование для лесозаготовок: бензопилы МП-5

14

«Урал», тракторы ТДТ-55 и ТБ-1, машины ВТМ-4 и ЛП-2, челюстные
погрузчики П-2, П-19 и ПЛ-1, сучкорезные машины СМ-2 и др.
Период машинизации лесозаготовок начался в начале 70-х годов
прошлого столетия. В этот период начали появляться машины, позволяющие исключить ручной труд на основных лесосечных работах.
В это время широкое применение получают машинная валка деревьев, трелевка леса бесчокерными тракторами, машинная очистка деревьев от сучьев. Повсеместное распределение получила погрузка заготовленного леса челюстными погрузчиками перекидного типа. Уровень механизации труда в лесозаготовительном производстве достиг
в то время 40%, а на основных работах – 47,5%.
За счет технического перевооружения лесозаготовительной
промышленности объем машинной валки составил 24%, бесчокерной
трелевки – 29%, машинной обрезки сучьев – 29%. С тяжелых ручных
работ было высвобождено 13,5 тысяч человек.
В этот период изменилась и структура парка лесозаготовительных машин. В лесозаготовительных предприятиях в то время работало свыше 8 тысяч валочно-пакетирующих и валочно-трелевочных
машин, 7 тысяч тракторов с гидроманипуляторами и 5 тысяч самоходных сучкорезных машин. Машинный способ производства получил широкое распространение. Технологический же процесс лесосечных работ с вывозкой хлыстов остался доминирующим и составлял 85% от общего объема заготовки древесины.
В 1970-1980 гг. Сыктывкарским машиностроительным заводом на
базе тракторов ТБ-1 и ТБ-1М серийно выпускались валочнотрелевочные машины (ВТМ) ЛП-17 и ЛП-17А. Партию ВТМ (ВП-80,
ВП-100) с усовершенствованным захватно-срезающим устройством,
позволяющим ускорить процесс срезания, повала и укладки дерева в
коник машины, изготовил ОТЗ. ВТМ ЛП-17 и ВП-80 обеспечивали
сменную производительность 50-60 м3 при среднем объеме хлыста до
0,22…0,30 м3, в 3 раза была повышена комплексная выработка на валке-трелевке-штабелевке деревьев. К сожалению, конструкторские и ис-

15

следовательские работы были остановлены и выпуск этих машин был
прекращен, хотя при объеме хлыста до 0,4 м3 их применение эффективно.
До развала СССР ежегодно заготавливалось более 300 млн. кубометров древесины и пропорционально этим объемам производилась
необходимая техника. В стране насчитывалось более ста предприятий,
выпускающих лесные машины и оборудование. Только Онежский завод производил ежегодно более 11 тыс. лесных тракторов, «Алтайский
трактор» – порядка 8 тыс. По несколько тысяч в год изготавливалось
валочно-пакетирующих машин на других предприятиях.
В 1989 г. объем машинной заготовки составил: на валке леса –
38,7%, на трелевке – 42,3%, на обрезке сучьев – 58, 4%, на раскряжевке – 43,6%. Численность рабочих, занятых ручным трудом, с 1985
г. по 1989 г. сократилась на 25,2 тыс. человек [53].
В начале 90-х гг. прошлого века объем лесозаготовок сократился
вчетверо. Большинство заводов тогда прекратило свое существование,
часть из них затем перепрофилировалась на выпуск другой продукции.
В начале 2000 г. объем лесозаготовок не превышал 90 млн. кубометров, то в 2004 г. он составлял уже порядка 120 млн, а в 2010 году приблизился к 150 млн. Адекватно шло ежегодное нарастание выпуска отечественной спецтехники. Кардинальные перемены в нашем
секторе машиностроения начали происходить в 2001-2002 гг., когда
одним из важнейших направлений производственной деятельности
членов Ассоциации «Рослесмаш» стало повышение качества, надежности и конкурентоспособности выпускаемой продукции.
К началу XXI века в России были полностью утрачены темпы
развития лесного машиностроения. В частности, отрасль почти полностью перешла на зарубежные бензопилы (в основном шведского и
неметского производства), а хлыстовая заготовка леса стала уступать
место сортиментной, при которой все шире стали применяться зарубежные харвестеры и форвардеры.
С начала 80-х гг. ХХ века в России наращиваются объемы сортиментной заготовки леса. Если в 1980 г. объем сортиментной заготовки
не превышал 2%, то в настоящее время он приближается к 10%, а в

16

Республике Карелия объемы сортиментной заготовки в 2004 г. достигли 40%, в 2006 г. – 60%, в 2007 г. – 70%. В целом по России объемы
сортиментной заготовки не превышают 10%, а в Карелии за 12 лет (с
1994 г. по 2005 г.) объем сортиментной лесозаготовки вырос в 21 раз.
Если в 2008 году в стране было произведено 758 лесозаготовительных машин, то в 2012 только 116. При этом производство трелевочных тракторов упало с 600 машин в 2008 году до 70 единиц в 2012
году. По оценке Еремеева, при нынешних объемах лесозаготовки
ежегодная потребность в трелевочных тракторах составляет примерно 1…1,5 тысячи машин. Но за техникой российские лесозаготовители все чаще обращаются к зарубежным заводам.
В настоящее время отечественные машиностроительные предприятия выпускают ВПМ ЛП-19В, МЛ-119, МЛ-135 и другие модификации ВПМ. ВПМ ЛП-19В и МЛ-119 имеют ЗСУ с цепным пильным устройством, а МЛ-135 – ЗСУ с дисковым срезающим устройством и накопителем, где могут удерживаться до 5-7 деревьев диаметром 20 см. ВПМ МЛ-135 можно рекомендовать к использованию
в насаждениях с небольшим объемом хлыстов.
В Республике Беларусь РУП «МТЗ» (Республиканское унитарное предприятие «Минский тракторный завод») освоен выпуск
харвестеров МЛХ-434 и МЛХ-423, а ОАО «Амкадор» – харвестера
«Амкадор 2551» и форвардера «Амкадор 2661» среднего класса.
Форвардеры МЛПТ-364, так же как ШЛК-6-04 и ТЛК-6-04,
имеют гидромеханическую трансмиссию, TJ-1010В, как и большинство моделей зарубежных форвардеров имеют гидростатическую трансмиссию, а МЛ-131 – механическую.
В 2011 году за рубежом было приобретено 776 лесозаготовительных машин, в 2012 году – 567 единиц техники. По мнению
Михаила Болотина, президента концерна «Тракторные заводы»,
российским предприятиям крайне сложно конкурировать с западными предприятиями, которые традиционно вкладывают значительные средства в научно-технические разработки и обладают более мощным конструкторским, технологическим и производствен-

17

ным потенциалом. За последние 20 лет, отметил он, количество отраслевых научных организаций сократилось более чем в 10 раз, а
численность научных работников упала в 30 раз. В результате вместо создания принципиально новых машин российские производители пытаются изменить, иногда просто внешне, морально устаревшую технику, сконструированную в 70-80-х годах прошлого века.
При сортиментной технологии заготовки леса эффект достигается, в основном, за счет уменьшения погрузочно-переместительных
операций, избыточное количество которых производится на нижнем
складе. Увеличению объемов сортиментной заготовки способствует и
то, что в процессе приватизации и последующей неоднократной смены собственников образовалось большое количество мелких фирм, не
имеющих нижних складов и поэтому они могут работать только по
сортиментной технологии.
Лесозаготовителям предлагаются машины зарубежных компаний Logman, Sampo Rosenlew, Gremo, Ponsse, Logset, Rottne, Kobelco,
Daewoo, Vo1vo, Hitachi и др. Причем четыре последние компании
предлагают харвестеры на базе гусеничных экскаваторов. 70% из
списочного количества форвардеров произведено компанией John
Deere Foresty. В последние годы наиболее широко используются колесные харвестеры базового размерного класса весом от 15 до 19
тонн и мощностью двигателя 140…160 кВт, в частности, John Deere
(Timberjack) 1270D, Ponsse Ergo, Valmet 911.
В России при заготовке сортиментов на валке, обрезке сучьев и
раскряжевке используются бензопилы зарубежных фирм (в основном
«Хускварна» и «Штиль») либо харвестеры.
За рубежом лесозаготовительная промышленность наиболее развита в
Финляндии, Швеции, Канаде и США. Природно-производственные
условия ведения лесосечных работ в этих странах, кроме США, примерно такие же, как и у нас в стране. Однако технология и механизация лесозаготовок существенно отличаются от принятых в нашей
стране. Это объясняется тем обстоятельством, что 70% лесов принад-

18

лежит частным владельцам, площадь лесовладений которых составляет иногда несколько, а другой раз и тысячи гектаров.
В этих странах преобладающей является технология с заготовкой и
вывозкой сортиментов, объем которой составляет 95%. Количество заготавливаемых сортиментов обычно не превышает 2-3-х. Преобладающими сортиментами являются пиловочник, балансы и фанерный кряж.
Как правило, сортименты вывозятся непосредственно потребителям.
До 1965 г. применение машин на лесозаготовках за рубежом было
ограниченным, использовались они в основном на трелевке и вывозке
леса. На трелевке, как правило, применялись тракторы на колесном ходу с чокерным оборудованием. Валка и раскряжевка леса производились бензопилами, которые были приспособлены и для обрезки сучьев.
Первой страной, внедрившей в практику лесозаготовок машины для
комплексной механизации лесосечных работ, была Швеция. Здесь были
разработаны и успешно применялись колесные тракторы для бесчокерной трелевки хлыстов и прямой вывозки сортиментов, снабженные манипуляторами и специальными платформами для укладки сортиментов.
В последние годы в Канаде и США механизация лесозаготовок
также получила широкое развитие. Были созданы и внедрены в производство валочно-пакетирующие и валочно-трелевочные машины,
тракторы для бесчокерной трелевки леса, сучкорезные и сучкорезнораскряжевочные машины, челюстные погрузчики, самоходные рубильные машины для измельчения деревьев на щепу.
В настоящее время в зарубежных странах создана целая гамма
многооперационных машин на базе колесных тракторов со специальной ходовой частью и рамой. Их применение позволило решить многие технические проблемы заготовки леса, повысить производительность труда и уменьшить потребность в рабочих кадрах.
1.3 Лесозаготовительные предприятия
Среди отраслей промышленности нашей страны лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность за-

19

нимает пятое место по удельному весу выпускаемой продукции и
четвертое - по объемам экспорта. В 45 субъектах Российской Федерации продукция лесопромышленного комплекса составляет от 10
до 50% общего объема промышленной продукции региона. Лесопромышленной деятельностью занимаются более 20 тыс. предприятий с численностью работающих около 1 млн. человек. По темпам роста производства продукции лесопромышленный комплекс занимает одно из первых мест среди отраслей промышленности. Современные лесозаготовительные предприятия относятся в основном к
высокомеханизированным.
Предприятие (фирма) - это обособленная специализированная
единица, основой которой является профессионально организованный трудовой коллектив, способный с помощью имеющихся в
его распоряжении средств и предметов производства изготовить необходимую потребителям продукцию (оказать услуги, выполнить работы) соответствующего назначения, профиля и ассортимента.
Лесозаготовительные предприятия различают по ряду производственных, территориальных, административно-хозяйственных и
других факторов. Основными отличительными факторами являются:
объем производства, срок действия, тип используемого транспорта,
вид примыкания, номенклатура выпускаемой продукции, размещение
потребителей древесины.
Ни одно предприятие (производственная система) не функционирует без окружения сильно дифференцированной среды, которая
никогда не бывает стабильной. Внешняя среда включает в себя природно-производственные факторы, а также организации (предприятияпотребители, предприятия-поставщики, контролирующие организации),
с которыми предприятие сталкивается в процессе своей деятельности.
Каждое лесозаготовительное предприятие эксплуатирует лесной
массив определенной площади с запасами леса, достаточными для
нормальной работы предприятия в течение определенного времени.
Примерная схема размещения лесозаготовительного предприятия на
территории лесного массива (арендной базы) представлена на рисун-

20

ке 1.1. Площадь арендной базы зависит от группы леса, объема расчетной лесосеки, технических возможностей предприятия по заготовке древесины и разрешенных видов рубок.

Рис. 1.1. Схема размещения лесозаготовительного предприятия на территории арендной базы: 1 – тупик железной дороги МПС; 2 – нижний склад
(потребитель древесины); 3 – арендная база предприятия (лесной массив);
4 – ветки лесовозной дороги; 5 – усы лесовозной дороги; 6 – лесопогрузочные
пункты; 7 – лесосеки; 8 - магистральная лесовозная дорога

Производственный процесс лесозаготовительного предприятия
состоит из трех основных фаз: лесосечные работы, вывозка леса и работы на нижнем складе.
Объем производства - это количество древесины в кубометрах,
которое заготавливается и вывозится предприятием за год. Данный
показатель, а также срок аренды во многом определяют размеры
арендной базы. Важно, чтобы срок действия аренды был значитель-

21

ным. Это позволяет концентрировать производство, применять высокопроизводительные многооперационные машины, строить лесовозные дороги, иметь постоянные производственные сооружения, более
комплексно использовать древесину и т.д.
План организации производства, как лесопункта, так и лесозаготовительного предприятия в целом составляется на год с разбивкой
показателей по кварталам и месяцам.
На лесозаготовительных предприятиях основной формой организации труда является бригада - группа рабочих, совместно выполняющих единое производственное задание и несущих общую ответственность за количественные и качественные результаты своего труда.
В настоящее время на лесозаготовках используются функциональные, комплексные, укрупненные комплексные и сквозные бригады. Рассмотрим их основные достоинства и недостатки, а также область применения.
Функциональная бригада - это наиболее старый способ бригадной
организации труда на лесозаготовках. Для разработки лесосеки создавалось несколько бригад, каждой из которых поручалось выполнение
одной из операций (функций), входящих в состав лесосечных работ.
Функциональные бригады работали разобщено, что приводило к значительным простоям машин и рабочих, уравниловке и отсутствию коллективной заинтересованности в выполнении заданного объема работ.
Функциональные (погрузочные и сучкорезные) звенья на лесосечных работах стали применяться с началом широкого распространения высокопроизводительных самоходных сучкорезных машин
и челюстных погрузчиков. Проводящая весь комплекс лесосечных
работ (валка, трелевка) бригада, организованная на базе одного-двух
трелевочных тракторов, уже не могла полностью загрузить подобные
механизмы. Поэтому операции погрузки и машинной очистки деревьев от сучьев на верхнем складе были переданы отдельным функциональным звеньям, которые при наличии достаточных запасов на
верхнем складе могли работать в две и три смены.

22

Комплексная бригада (малая комплексная бригада) организуется
на базе одного трелевочного трактора и выполняет весь комплекс работ от валки леса до подготовки его к погрузке на подвижной состав.
Характерная особенность комплексных бригад - совмещение профессий рабочими, а также взаимопомощь и взаимозаменяемость в работе.
В результате снижается утомляемость рабочих, сокращаются простои оборудования и повышается коллективная заинтересованность всех членов
бригады в выполнении задания, что позволяет достигнуть производительности труда на 10...15% выше, чем в функциональных бригадах. Распределение обязанностей между членами комплексной бригады зависит от схемы технологического процесса. Использование комплексных бригад эффективно, когда каждый член бригады владеет двумя-тремя специальностями, так как только в этом случае он может помочь в работе членам бригады, которые более загружены.
При цеховой структуре управления службой лесозаготовок в состав мастерского участка рекомендуется включать: при работе на крупных лесосеках, допускающих концентрацию работ, пять-шесть бригад;
при работе на разрозненных лесосеках, а также при использовании на
трелевке канатных трелевочных установок - три-четыре бригады.
Недостатки комплексной лесозаготовительной бригады связаны
в основном с совмещением операций отдельными членами бригады.
К этим недостаткам относятся: снижение квалификации рабочих, так
как при выполнении нескольких операций они не имеют тех навыков
и опыта работы, как при выполнении основной операции; непроизводительные переходы членов бригады, которые неизбежны при выполнении ими смежных операций; необходимость поиска рабочим
при смене операций «узких мест» т.е. операции, участие в которой не
нарушит нормального ритма работы остальных членов бригады, что
также приводит к потерям рабочего времени и требует большого
опыта работы. Отрицательным фактором можно считать и то, что работа на смежной операции не входит в обязательный объем работы
члена бригады и зависит только от его трудовой дисциплины.

23

Укрупненная комплексная бригада организуется на базе двух
или трех трелевочных тракторов и может выполнять весь комплекс
работ от валки леса до его погрузки на лесовозный транспорт. Это
позволяет придавать бригаде челюстной погрузчик и самоходную
сучкорезную машину, поскольку производительность трелевочных
тракторов дает возможность загрузить указанные машины на полную
мощность. Для укрупненных комплексных бригад характерно пооперационное разделение труда между членами бригады, причем, чем
крупнее бригада, тем резче оно выражено. В связи с тем, что в укрупненных комплексных бригадах каждый рабочий выполняет, как правило, только операции, соответствующие его основной квалификации, отсутствуют переходы рабочих с операции на операцию и обусловленные этими переходами недостатки. Таким образом, главной
причиной повышения производственных показателей работы укрупненных бригад является разделение труда между членами бригады,
способствующее более быстрому приобретению рабочими профессиональных навыков при выполнении операций, сокращению непроизводительных переходов при переключении с одного вида работ на
другой, специализации орудий труда и рабочих.
Сквозная бригада выполняет весь комплекс лесозаготовительных работ, включая вывозку заготовленной древесины на нижний
склад предприятия. В состав бригады помимо рабочих, занятых на
лесосеке, входят водители лесовозных автопоездов и в некоторых
случаях учетчики древесины. Использование таких бригад целесообразно для небольших лесозаготовительных фирм, торгующих древесиной, «с колес». Для крупных и средних предприятий, осуществляющих круглогодичную заготовку. Данный способ организации труда
обычно не является оптимальным, так как трудно подобрать системы
машин (и их число), которые могут работать в бригаде при полной
загруженности
в
непрерывно
меняющихся
природнопроизводственных условиях (запас леса на гектаре, среднее расстояние трелевки, средний объем хлыста, расстояние вывозки и др.).

24

При любом способе бригадной организации труда (кроме использования функциональных бригад) на лесозаготовках выполняется
комплекс последовательных операций.
1.4 Виды технологических процессов и состав работ
Технология (от гр. techne - мастерство, умение, искусство) - совокупность методов обработки, изменения состояния, формы, размеров, свойств и местоположения предмета труда в процессе производства продукции.
Технология лесозаготовительного производства - это способы и
средства выполнения на лесосеках, погрузочных пунктах и лесных
складах ряда операций от валки леса до отгрузки его потребителю в
надлежащем виде.
Различают следующие технологические операции:
- рабочие, в результате которых изменяются размеры, форма и
свойства предмета труда (срезание дерева, раскряжевка на сортименты и др.);
- переместительные, в результате которых изменяется местоположение предмета труда (трелевка древесины, погрузка и выгрузка, перемещение между станками и оборудованием в технологическом потоке);
- смешанные, в результате которых одновременно происходят
обработка и перемещение предмета труда (очистка деревьев от сучьев при помощи сучкорезных машин, окорка кряжей и др.).
При лесосечных работах технологические операции выполняются на лесосеке и погрузочном пункте (верхнем складе).
В зависимости от набора технологических операций, места их
выполнения и вида продукции, вывозимой с лесосеки, технологические процессы лесосечных работ подразделяют на четыре основные группы: технология с заготовкой деревьев, хлыстовая технология, сортиментная технология и технология с углубленной переработкой древесины.
В таблице 1.2 представлены наиболее распространенные технологические процессы всех четырех групп лесосечных работ. Следует
иметь в виду, что в группе технологических процессов с углубленной

25

переработкой древесины теоретически возможно большее разнообразие получаемой продукции, однако в настоящее время эта группа процессов развита слабо (данные табл. 1.2 отражают современный
уровень развития) [31,50].
Таблица 1.2 - Технологические процессы лесосечных работ
Группа технологи- Номер
Операции,
ческих процессов техноло- выполняемые
гического на лесосеке
процесса
Технология с заготовкой деревьев
Хлыстовая
технология
Сортиментная
технология
Технология
с
углубленной переработкой древесины

1

В-Фп

2
3
4
5
6
7
8
9
10

В-Фп
В-Ос-Фп
В-Ос-Фп
В-Фп
В-Ос-Р-Фп
В-Ос-Р-Фп-П
В-Фп
В-Ос-Р-Фп
В-Ос-Р-Фп,
Рщпо-П

Вид тре- Операции,
люемых выполняемые
лесомате- на верхнем
риалов
складе или погрузочном
Д
П
Д
X
Д
С
Д
С
С

Ос-П
П
П
Ос-Р-П
П
Ос-Р-Пр-П
Пр-П
Ок-Рщ-П

Вид вывозимых лесоматериалов
Д
X
С
С
Пм
Пм
Щтех,
Щтоп

Примечание. В – валка деревьев; Ок – окорка; Ос – очистка деревьев от сучьев;
П – погрузка на лесовозный транспорт; Пр – продольная распиловка; Р – раскряжевка;
Рщ – рубка в щепу; Рщпо – рубка в щепу порубочных остатков; Фп – формирование
пакета; Д – деревья; Пм – пиломатериалы; С – сортименты; X – хлысты; Щтех – щепа
технологическая; Щтоп – щепа топливная.

Хлыстовая технология заготовки леса является в настоящее время
наиболее распространенной. В России на ее долю приходится около
80% всего заготавливаемого леса, в США и Канаде – более 85%.
Технологический процесс № 1 позволяет свести к минимуму число операций, выполняемых на лесосеке, и осуществлять операции на
более производительном стационарном оборудовании нижних складов
и бирж сырья деревоперерабатывающих предприятий. Кроме того, этот
процесс дает возможность уменьшить трудозатраты на очистку лесосек

26

и использовать сучья, вершины и ассимиляционный аппарат деревьев
(хвоя и листья) для производства полезной продукции (топливная и
технологическая щепа, арболит, хвойно-витаминная мука и др.).
Однако при трелевке деревьев, особенно за комли, труднее сохранить подрост и предотвратить повреждения оставляемых на корню деревьев. Современная лесоводственная наука считает нежелательным вывозку порубочных остатков с территории лесосеки
в связи с обеднением лесной почвы, а при вывозке деревьев уменьшается использование грузоподъемности лесовозного транспорта изза низкого коэффициента полнодревесности пакета. На большинстве производственных площадок лесозаготовительных и деревообрабатывающих предприятий отсутствуют технические и технологические возможности переработки порубочных остатков.
При технологическом процессе № 2 происходит концентрация
порубочных остатков на территории верхнего склада, что уменьшает
трудозатраты на очистку лесосеки, улучшает условия для применения высокопроизводительных мобильных сучкорезных машин, дает
возможность лучше использовать грузоподъемность лесовозного
транспорта. Однако при этом процессе увеличивается число операций, выполняемых в лесу.
Достоинством технологического процесса № 3 является то, что
трелевка хлыстов позволяет уменьшить степень повреждаемости
подроста и оставляемых на корню деревьев, появляется возможность
использовать порубочные остатки для укрепления трелевочных волоков при слабой несущей способности грунтов. Однако при этом
увеличиваются затраты на последующую очистку территории лесосеки, невозможно или затруднено последующее применение порубочных остатков для производства полезной продукции.
Сортиментная технология заготовки леса наиболее предпочтительна для небольших лесозаготовительных фирм, не имеющих своих лесоперерабатывающих площадок или торгующих древесиной «с
колес». Кроме того, она рекомендуется при невозможности исполь-

27

зования хлыстовой вывозки леса, например при малых радиусах поворота лесовозной дороги.
При технологическом процессе № 4 работы по валке деревьев,
очистке их от сучьев и раскряжевке обычно выполняют с помощью
ручного моторного инструмента – бензомоторных пил. Подобная технология, распространенная на несплошных рубках при отсутствии у
предприятия высокопроизводительных многооперационных машин,
позволяет использовать порубочные остатки для укрепления трелевочных волоков и вывозить с лесосеки готовую продукцию, если предприятие торгует круглым лесом. Основным недостатком данного процесса
является большая доля ручного труда при лесосечных работах.
Технологический процесс № 5 имеет недостатки, связанные с
трелевкой деревьев, но позволяет использовать на верхнем складе
многооперационные сучкорезно-раскряжевочные машины, называемые также процессорами.
Технологические процессы № 6 и 7 являются классическими
примерами, так называемой скандинавской технологии заготовки
леса. На валке леса используются либо бензомоторные пилы (тогда
для очистки деревьев от сучьев и раскряжевки применяются процессоры), либо валочно-сучкорезно-раскряжевочные машины,
называемые также харвестерами. Иногда все технологические операции выполняются с помощью бензомоторных пил. На трелевке
используются сортиментовозы, называемые также форвардерами, с
колесным или гусеничным движителем. Технологический процесс
№ 7 предусматривает так называемую прямую вывозку леса, т.е.
без выделения специальной операции трелевки и перегрузки на лесовозный транспорт. Работа по такой схеме эффективна при небольшом расстоянии вывозки (до 40 км) и использовании в качестве транспорта леса только колесных форвардеров. Так работают,
в основном, в скандинавских и других европейских странах, где
расстояния вывозки обычно невелики.
Технологию с углубленной переработкой древесины можно признать перспективной. Ее развитие в настоящее время сдерживается от-

28

сутствием недорогой и эффективной техники, способной перерабатывать заготавливаемую древесину на щепу и пиломатериалы в условиях
лесосеки. Разработка такой техники находится сейчас на стадии проектирования и экспериментальных исследований.
Технологические процессы № 8 и 9 предусматривают проведение
на лесосеке и погрузочном пункте всех технологических операций по
выработке пиломатериалов. В настоящий момент такая технология заготовки применяется в основном в мелких частных лесовладениях за
рубежом. Она не получила промышленного распространения в связи с
отсутствием высокопроизводительной техники, способной производить продольную распиловку круглых лесоматериалов в условиях лесосеки. Этот процесс является наиболее перспективным для применения на лесосеках с радиоактивно загрязненной местностью. При эксплуатации таких лесосек необходимо учитывать плотность радиоактивного загрязнения местности и получать древесное сырье с минимально допустимым его загрязнением. Заготовка леса в окоренных
сортиментах или в виде пилопродукции позволит уменьшить до минимума распространение радиоактивных материалов с загрязненных
территорий. Для этого технологического процесса в настоящее время
выпускаются соответствующие машины и оборудование: форвардеры,
харвестеры, сучкорезно-раскряжевочные машины, передвижные окорочные, фрезернопильные и ленточнопильные станки, для измельчения отходов – передвижные рубильные установки, для вывозки готовой продукции – специальные автопоезда.
Технологический процесс № 10 позволяет получать на лесосеке технологическую и топливную щепу. Он перспективен в условиях плантационного лесовыращивания. На современном этапе развития лесопромышленного комплекса получение технологической щепы в условиях лесосеки
затруднено из-за отсутствия машин, способных производить качественную
окорку в данных условиях. Получение топливной щепы из порубочных
остатков в условиях лесосеки активно внедряется в технологический процесс лесозаготовок в последние годы.

29

Для обеспечения рассмотренных технологических процессов
«Основными направлениями развития лесной промышленности России», одобренных распоряжением Правительства РФ от 1 ноября
2002 г. № 1540-р предусматривается постепенное увеличение процента машинизации лесозаготовок (табл. 1.3).
Таблица 1.3 - Процент машинизации по годам
Показатель
Планируемый процент машинизации

Процент машинизации по годам
2005
2010
2015
35-40
50-60
70-75

Наиболее существенным в данном документе является уровень машинизации лесозаготовительных работ, который определяет потенциальную потребность в лесных машинах. В соответствии с планируемым процентом машинизации определен парк машин (табл. 1.4).
Таблица 1.4 - Парк машин нового поколения по технологиям лесозаготовок
Типы машин

Количество машин по годам
2005
2010
2015
Хлыстовая заготовка
Валочно-пакетирующие машины экскаватор
160
680
800
ной компоновки
Валочные, валочно-трелевочные машины
100
425
500
Трелевочные машины
800
1700
2200
Сучкорезные машины, процессоры
570
1880
2100
Погрузчики
600
2100
2200
Сортиментная заготовка
Харвестеры
75
375
1125
Форвардеры
100
560
1690

Анализ таблицы 1.4 показывает, что на ближайшую перспективу наибольшее распространение получат технологические процессы, обеспечивающие заготовку и вывозку хлыстов и сортиментов.
Основным видом транспорта леса в настоящее время и ближайшей перспективе будет автомобильный с погрузкой леса на верхнем складе челюстными погрузчиками перекидного типа, машинами
манипуляторного типа или самопогружающимися автолесовозами с
гидроманипулятором.

30

1.5

Особенности лесозаготовок

Лесозаготовительная промышленность имеет целый ряд особенностей, отличающих ее от других добывающих отраслей. Основные
особенности заключаются в следующем:
1. Лесозаготовки производятся исключительно в разнообразных
природных и производственных условиях. Лесозаготовительные
предприятия расположены в районах с различным климатом, лесные
почвы имеют разный рельеф, различные грунты и почвы.
2. Деревья по размерам, породам, качеству многообразны; различна
продукция, получаемая из них. Указанная особенность создает дополнительные трудности для механизации и особенно автоматизации производства.
3. Запасы сырья на лесных площадях не велики. Так при запасе 200
м3 на 1 га толщина слоя равномерно распределенной на площади лесосеки древесной массы составила бы лишь 2 см, тогда как толщина торфяных залежей достигает 7-10 м, а мощность угольных пластов доходит до
15 м. Это является причиной частого перемещения мастерских участков
и требует значительного протяжения транспортных путей, ограничивает
сроки действия предприятия (лесозаготовительные предприятия с годовым объемом лесозаготовок 200 тыс. м3 ежегодно вырубают 800…1300
га лесных площадей и строят 25…40 км лесовозных дорог).
4. Перебазировка машин осуществляется не всех сразу, а с определенным интервалом (рис.1.2).
1 операция
2 операция
3 операция
4 операция

t1

t2, t3

t1

t4

t2, t3

t1

t4

t2, t3

t1

t2, t3

t4

Рис. 1.2. Последовательность перебазировки, начала и окончания работы
машин на смежных операциях лесосечных работ, где t1(i) – время для создания
(i )
запасов до начала работы машин на следующей операции; t 2 и t 3(i) – время пополнения и потребления запаса; t 4(i) – время для выработки запасов после перебазировки машин с предыдущей операции на новую лесосеку

31

5. В отличие от торфа, руды и угля, допускающих возможность
дробления их на мелкие части, лесоматериалы на протяжении всего
процесса лесозаготовок остаются в целом виде. Поэтому для работы
требуются машины значительной мощности, в деталях и узлах которых создаются большие кратковременные напряжения.
6. Территориально цехи и участки предприятия разобщены, что
создает трудности в управлении, снабжении и т.д.
7. Необходимость создания и поддержания на определенном,
рассчитанном для конкретных условий, уровне межоперационных запасов деревьев (хлыстов, сортиментов и др.).
7. В лесу происходит периодическое природное восстановление
запасов сырья. Учитывая эту особенность, в будущем можно с успехом решить вопрос постоянно действующих предприятий.
Перечисленные особенности лесозаготовительной промышленности предъявляют дополнительные требования к тем положениям,
которые существуют при организации производственного процесса в
любой другой отрасли.
2 Основные понятия о резании древесины
2.1 Виды резания древесины и элементы простого резца
Механическая обработка древесины широко применяется при
выполнении таких технологических операций, как валка деревьев,
очистка их от сучьев, раскряжевка, продольная распиловка (получение пилопродукции), рубка в щепу и др. В основе большинства способов механической обработки древесины лежит процесс ее резания.
Резанием древесины называется такой технологический процесс,
при котором от обрабатываемого материала отделяется его часть посредством воздействия на него режущим инструментом в целях получения изделия заданной формы и размеров. Резание древесины клиновидными резцами известно с давних пор [18, 31, 49, 50].
Основы теории резания древесины и металлов впервые были
разработаны русским ученым профессором И.А. Тиме в 1870 г. Над

32

дальнейшим развитием теории резания древесины работали профессора П.А. Афанасьев, М.А. Дешевой, инженер П.В. Денфер, профессора А.Л. Бершадский, С.А. Воскресенский и Е.Г. Ивановский, а
также целый ряд научных работников специальных кафедр лесотехнических и технологических вузов.
Задачами теории резания являются:
• определение усилий, возникающих при резании (для обеспечения необходимой прочности режущего инструмента);
• нахождение потребной мощности на резание (для выбора
двигателя);
• определение оптимальных параметров режущего инструмента.
Древесина в своей основе имеет волокнистую структуру, волокна
в которой направлены вдоль ствола. Поэтому модуль упругости и предел прочности при приложении усилий в разных направлениях относительно волокон различны. В связи с этим различают три основных
направления резания древесины: продольное (вдоль волокон – рис. 2.1, а),
поперечное (поперек волокон – рис. 2.1, б) и в торец – рис. 2.1, в.

Рис. 2.1. Направления резания древесины: а – вдоль волокон; б – поперек
волокон; в – в торец; г – схема резания
элементарным резцом; линия 1-2 режущая кромка; плоскость 1-2-3-4 передняя
грань резца; плоскость 1-2-5-6 задняя
грань резца; плоскость 7-8-9-10 резания
(обрабатываемая поверхность)

33

При продольном резании резец движется в плоскости волокон
параллельно их длине; стружка имеет форму тонкой ленты.
При поперечном резании резец движется в плоскости волокон
перпендикулярно их длине; стружка получается непрочной, ее элементы слабо связаны между собой.
При резании в торец резец движется в плоскости, перпендикулярной направлению волокон, перерезая их; стружка в этом случае
чаще всего рассыпается на отдельные не связанные между собой элементы.
Элементарный резец является составной частью режущих инструментов и представляет собой клин, имеющий режущую кромку
(лезвие) 1-2, переднюю 1-2-3-4 и заднюю 1-2-5-6 грани (рис. 2.1, г).
Угол между этими гранями называется углом заострения (заточки)
резца . Угол между задней гранью и плоскостью резания (плоскость
обработки) 7-8-9-10 называется задним углом , или углом наклона
задней грани, а угол между передней гранью и плоскостью резания
называется углом резания . Между указанными углами, характеризующими процесс резания, существует зависимость:

 = +  .
Основные постулаты теории резания древесины выводятся из
рассмотрения задачи резания элементарным резцом. Срезание
стружки одним клинообразным резцом, производящееся только одной его режущей кромкой, при прямолинейном равномерном движении резца и постоянной толщине стружки и ширине, меньшей,
чем длина лезвия, называется элементарным резанием.
2.2 Определение усилия резания и мощности.
Факторы, влияющие на усилие и мощность
при элементарном резании
Для перемещения резца при резании к нему необходимо приложить усилие, называемое усилием резания. Одна часть данного
усилия затрачивается собственно на резание, другая - на преодоление

34

трения стружки о резец и резца о плоскость резания, а также на деформацию стружки. Разделить эти составляющие весьма трудно, поэтому в инженерной практике рассматривают суммарное усилие.
Отношение силы резания к площади поперечного сечения снимаемой стружки принято называть удельным сопротивлением резанию древесины

k=

Pp
bh ,

где Рр – сила резания, Н;
b – ширина стружки, м;
h – толщина стружки, м.
Удельное сопротивление резанию является переменной величиной, зависящей от толщины снимаемой стружки, угла резания и затупления резца, породы и влажности древесины, направления резания, скорости перемещения резца. Удельное сопротивление резанию
определяют опытным путем, замеряя усилие резания Рр и площадь
поперечного сечения стружки bh. Полученное значение корректируют с учетом реальных условий резания, т.е. при элементарном резании удельное сопротивление резанию определяют по формуле:

k = k0  kw  k  kn  k  kt  kv  kh ,
где k0 – основное удельное сопротивление резанию, равное
удельному сопротивлению резания воздушно-сухой сосны (влажность W=15%) острым резцом при угле резания =45°, толщине
стружки h=1мм и скорости резания V=50...60 м/с; kn – коэффициент,
учитывающий породу древесины (для сосны kn=l, для осины kn=0,85,
для дуба kп=1,6); kw – коэффициент, учитывающий влажность древесины; k – коэффициент, учитывающий угол резания (чем больше ,
тем больше k );kh – коэффициент, учитывающий толщину снимаемой
стружки; kр – коэффициент, учитывающий затупление зубьев; kv – коэффициент, учитывающий скорость резания; kt – коэффициент, учи-

35

тывающий температуру древесины (для талой древесины kt=1, для
мерзлой kt=1,4).
При всех направлениях резания удельное сопротивление тем больше, чем тоньше стружка. Это объясняется тем, что, несмотря на уменьшение сил деформации тонкой стружки общее усилие, затрачиваемое на
резание, снижается медленнее, чем уменьшается толщина стружки.
Угол резания оказывает наибольшее влияние на сопротивление резанию при резании в торец, наименьшее - при резании поперек волокон.
Используя эмпирические данные о величине удельного сопротивления
резанию, можно определить силу и мощность, требующиеся для резания.
Усилие резания находят по формуле:

Pp = k  b  h .

(2.1)

Из нее следует, что усилие резания прямо пропорционально
площади поперечного сечения стружки.
Работу, затрачиваемую на срезание стружки, определяют по формуле:

A = Pp  l = kbhl ,

(2.2)

где l – длина снимаемой стружки, м.
Из формулы (2.2) следует, что работа, затрачиваемая на резание
древесины, прямо пропорциональна объему древесины, превращенной в стружку.
Мощность, требующуюся для резания древесины, определяют
как произведение силы резания на скорость резания:

N p = Pp v = kbhv = kbhl / t ,

(2.3)

где v – скорость резания, м/с; t – время снятия стружки, с.
2.3 Пиление, строгание, фрезерование, раскалывание
Пилением называют процесс разделения обрабатываемого образца древесины на две или несколько частей при помощи повторно-

36

го движения резцов в данном сечении. Для этой цели применяют инструменты, имеющие несколько резцов и называемые п и ла м и .
Процесс пиления значительно более сложен, чем процесс резания
элементарным резцом. Каждый зуб пилы имеет несколько режущих
кромок (по существу несколько резцов), производящих резание в
разных направлениях по отношению к волокнам древесины. Кроме
того, при резании зубья пилы работают в закрытом пространстве,
называемом пропилом, что создает специфические условия по сравнению с работой элементарного резца.
В зависимости от направления плоскости пропила по отношению к волокнам древесины различают три вида пиления [18, 49]:
поперечное – плоскость пропила перпендикулярна направлению
волокон (рис. 2.2, а); этот вид пиления применяют на валке деревьев, при
раскряжевке хлыстов, разделке долготья, торцовке шпал и пиломатериалов и т. п. При этом используют так называемые поперечные пилы;
продольное – плоскость пропила параллельна направлению волокон (рис. 2.2, б); этот вид пиления применяют при выпиловке
шпал, брусьев, досок, обрезке кромок у досок и т. п.;
смешанное – плоскость пропила расположена под углом к
направлению волокон; применяют при подпиле дерева на валке, при
обрезке сучьев, при столярных работах, в таропилении и т.д.
Поперечные пилы отличаются от продольных в основном формой зубьев. Кроме того, пилы, применяемые на лесоразработках и
лесных складах, делятся на различные типы по форме полотна и
направлению пиления.
По форме полотна существуют круглые, цепные, прямые, ленточные пилы, а также пилы специальной формы.
Круглые пилы – пилы для продольного и поперечного пиления
имеют непрерывное вращательное движение. Они представляют собой стальной диск с нарезанными по окружности зубьями и отверстием в центре для крепления на пильном валу. Пилы такого вида
находят применение как при поперечной (рис. 2.2, а), так и при продольной распиловке (рис. 2.2, б).

37

Рис. 2.2. Приемы механической обработки древесины: а – поперечное
пиление круглой пилой; б – продольное пиление круглой пилой; в – поперечное пиление цепной пилой; г – продольное пиление ленточной пилой; д – продольное пиление рамной пилой; е – фрезерование; ж – строгание; з – резание
ножом в торец

38

Пильные цепи применяются главным образом на моторных пилах и валочных машинных (рис. 2.2, в). Они состоят из отдельных
шарнирно соединенных звеньев.
Л е н т о ч н ы е – зубья расположены на стальной ленте, непрерывно движущейся в одном направлении (рис. 2.2, г); применяют
для продольной распиловки;
Прямые пилы – ручные и рамные (рис. 2.2, д) имеют возвратнопоступательное движение. Они представляют собой стальную полосу
с зубьями.
В настоящее время выпускаются пильные цепи поперечного резания
(ПЦП-15) и универсальные со строгающими и долотообразными зубьями
(ПЦУ-10,26; ПЦУ-20; ПЦУ-30 и др.) с направляющими хвостовиками (для
бензомоторных пил) или седлающего типа (для ВПМ типа ЛП-19).
Мощность (Вт) и усилие резания (Н) определяется по формулам:

N p = k  b  h U ;
U
P = k bh ,
р
V

(2.4)

где U – скорость подачи, м/с, это скорость с которой подается пила на древесину (рис. 2.2, а, в,) или древесины на пилу (рис. 2.2, б, г, д);
V – скорость резания, м/с, это скорость перемещения зубьев пилы.
Для круглых пил – это окружная скорость пильного диска; для
цепных, ленточных и рамных – линейная скорость цепи, ленты, рамной пилы.
При пилении имеют место кинематические соотношения, определяемые параметрами пилы и условиями ее работы. Рассмотрим это на
примере круглой пилы, производящей продольную распиловку (рис. 2.2, б).
Пила диаметром D, имеющая z зубьев шагом 1, вращается с постоянной угловой скоростью и по направлению стрелки 1. Таким образом, скорость резания v постоянна. Распиливаемая заготовка, имеющая высоту пропила Н,
подается на пилу по направлению стрелки 2 с постоянной скоростью подачи и. При пилении каждый зуб пилы по отношению к плоскости пропила
описывает свою траекторию, представляющую собой циклоиду. Расстоя-

39

ние Uz между двумя любыми соседними траекториями, измеренное в
направлении подачи (называемое подачей на один зуб), при постоянных V
и U всюду одинаково. Толщина h стружки, срезаемой каждым зубом, измеряется по нормали к траектории движения зубьев; она увеличивается от
верхней поверхности распиливаемой заготовки к нижней и в среднем определяется h ≈ UzsinӨ. Для круглой пилы имеются следующие соотношения:
U = Uzzw/(2π); V = Dw/2, D = tz/π, из которых может быть получена формула, называемая основным уравнением кинематики пиления:
U / V = U z/ t .

(2.5)

Формула (2.5) действительна не только для продольной распиловки
круглыми пилами, но и для других видов пил и способов пиления.
Числовые значения удельной работы резания k, коэффициента
ао, шага зубьев t, кинематического угла встречи Ө и других величин,
входящих в приведенные выше формулы, зависят от конкретных
условий работы пил и поэтому будут рассмотрены ниже при изучении соответствующего оборудования.
Строганием называется обработка древесины ножами, срезающими стружку прямоугольного сечения постоянной толщины при
движении либо резца относительно неподвижной заготовки (кряжа),
либо заготовки относительно неподвижного ножа. Различают поперечное и продольное строгание. На лесозаготовительных предприятиях строгание применяют на некоторых типах окорочных станков,
при производстве дощечек и древесной стружки.
Строгание неподвижными ножами представлено на рис. 2.2, ж.
Мощность (Вт) и усилие резания (Н) определяется по формулам:

N p = k  z  b  h V ;
Pр = k  z  b  h,
где z – число ножей; k – удельная работа резания, Дж/м3; b –
ширина стружки, м; h – толщина стружки, срезаемая одним ножом, м.

40

Фрезерованием называется снятие стружки ножами, укрепленными на вращающемся барабане или ножевом диске. На лесных
складах фрезерование применяют при оправке шпал (окорке боковой
поверхности шпалы) и окорке круглых и колотых лесоматериалов.
На рис. 2.2, е показана оправка шпалы методом фрезерования ножами, укрепленными на вращающемся барабане. Окружная скорость
ножей V является в данном случае скоростью резания, а скоростью
подачи U – скорость поступательного движения шпалы или фрезы.
Мощность (Вт) и сила резания (Н) определяется по формуле

N p = k  b0  H 0 U ;
Pp = k  b0  H 0 U /V ,
где b0 – ширина окариваемой поверхности, м; Н0 – толщина срезаемого слоя, м; U – скорость подачи, м/с; V – скорость резания, м/с.
Раскалывание древесины – процесс деления древесины вдоль
волокон без образования стружки при помощи внедрения клина. Вначале клин своим лезвием сминает древесину и перерезает стенки волокон, при этом усилие возрастает пропорционально глубине его
внедрения.
Расчёт усилия раскалывания. При внедрении клина в древесину под действием его боковых граней в раскалываемом полене образуется трещина, после чего лезвие клина уже не соприкасается с древесиной. Изменение продольного усилия P на клине во время раскалывания характеризуется кривой (рис. 2.3 б). В первый момент внедрения клина в древесину на глубину до l0 = L: (2025) (где L – длина
раскалываемого полена) усилие на клине резко возрастает и достигает наибольшего значения Pmax, в полене появляется трещина.
При дальнейшем усилие на клине падает до P1 = Pmax /(8…10) .
При углублении клина на величину l1 = L/(5…6) полено разваливается и усилие на клине падает до нуля. Величина l1 зависит от угла
клина  (с увеличением  уменьшается l1) и строения древесины
(сучковатости, свилеватости и т.п.).

41

а

б

Рис. 2.3. Схема внедрения клина в древесину: а – схема усилий на клине;
б – изменение Р при внедрении клина в полено

Усилие Pmax, которое необходимо приложить к клину, чтобы полено раскололось (т.е. в нём появилась трещина), зависит от ряда
факторов: угла клина, породы, длины, диаметра полена и т.д. При
действии силы Р на каждой щеке клина возникают нормальное давление N и сила трения F (рис 2.3 а). Проектируя в момент появления трещины (щели) все силы на ось х, получаем:

Pmax = −2F cos(0,5) − 2N sin(0,5) = 0 .
Разрушение связей древесины по плоскости раскалывания происходит под действием сил Рн, направленных перпендикулярно этой
плоскости. Проектируем на ось у силы, действующие на щеку клина:

Pí − N cos(0,5 ) + F sin(0,5 ) = 0 .

42

Решая совместно эти два уравнения и принимая F =  N
(где  - коэффициент трения щек клина о дерево), получим:

Pmax = 2Pн  + tg(0,5): 1− tg(0,5).
Величину Рн определяют по формуле Рн = k  d  L, следовательно:

Pmax = 2k  d  L + tg(0,5): 1− tg(0,5),
где d и L – диаметр и длина раскалываемого полена, м; k –
удельное сопротивление раскалыванию, зависящее от соотношения
диаметра и длины полена, его породы и влажности, Н/м2.
Часовая производительность (м3/час) механических колунов периодического действия с поступательно-возвратным движением клина или упора подсчитывают по формуле:

Пч =

60 1 2  n 
,
m

где
1 – коэффициент использования рабочего времени;
2 – коэффициент загрузки станка; n – число ходов клина или упора в
минуту; m – число пропусков одного полена через колун;  – объём
среднего полена, м3.
Производительность механических колунов непрерывного действия рассчитывают по формуле

Пч =

3600 1   2  n U V
,
lу  m

где V – скорость движения цепи, м/с; lу – расстояние между
упорами, м.
На раскалывании древесины применяют дровокольные станки.
Наибольшее распространение на лесных складах получили цепные и гидравлические колуны; для выработки колотых балансов – комбинированные станки, совмещающие фрезерный механизм для окорки и нож для выколки гнили.

43

Часть вторая. Лесосечные работы
3 Общие вопросы лесосечных работ
3.1 Общие понятия и состав лесосечных работ
В соответствии со статьёй 29 Лесного кодекса Российской Федерации заготовка древесины осуществляется гражданами и юридическими лицами на основании договоров аренды лесных участков в соответствии с лесным планом субъекта Российской Федерации, лесохозяйственным регламентом лесничества, а также проектом освоения лесов на лесном участке, предоставленном в аренду.
Заготовка древесины без предоставления лесного участка осуществляется гражданами и юридическими лицами на основании договоров
купли-продажи лесных насаждений. Часть арендной базы, отведённая
для рубки на установленный срок, есть лесосечный фонд. Участки леса, отведённые для рубки в течение года, называются годичным лесосечным фондом (годичной лесосекой).
Объём лесозаготовок регулируется расчётной лесосекой - оптимальной нормой ежегодной рубки леса, не превышающей величины годичного прироста (суммы среднего прироста всех насаждений хвойных и лиственных). Расчётная лесосека устанавливается на 10 лет и
более при проведении лесоустройства.
Участок спелого леса, отведённого для заготовки древесины, называется лесосекой. Лесосеки являются местом работы мастерского
участка (лесозаготовительных бригад). На лесосеке размещаются машины
и механизмы, средства их технического обслуживания, а также средства
бытового обслуживания рабочих. На ней выделяют эксплуатационную
и неэксплуатационную части. К эксплуатационной части относятся
места, занятые вырубаемым древостоем, транспортными магистралями и погрузочными площадками. К неэксплуатационной части относятся места, в которых лесонасаждения отсутствуют или не подлежат
рубке (неспелые древостой, семенные куртины и др.).

44

Лесосеки могут иметь различную форму: прямоугольную, квадратную, форму таксационного выдела и др. Основными организационно-техническими показателями лесосеки являются: площадь;
ширина (протяженность лесосеки перпендикулярно усу лесовозной
дороги); срок и способ примыкания одной лесосеки к другой; направление лесосеки (ее направление по длине относительно стран света: с
севера на юг, с запада на восток, с северо-востока на юго-запад и
т.д.).
От направления лесосеки во многом зависят прорастание семян
и жизнеспособность молодого поколения леса, так как разным
направлениям лесосеки соответствует различное поступление солнечной теплоты. При направлении с севера на юг лесосека больше
всего освещена солнцем в дневные часы. Такое направление рекомендуется в северных районах, где мало тепла и много влаги, поскольку при этом обеспечиваются большой приток тепла и усиленное
испарение. В южных районах более благоприятным является направление лесосеки с запада на восток или с северо-востока на юго-запад.
В горных районах при установлении направления лесосеки обязательно учитывают крутизну и расположение склонов, принятую технологию разработки, сезон разработки и установленный способ
очистки лесосеки.
Элементы лесосеки определяются правилами рубок, учитывающими лесохозяйственное районирование лесов России, группой леса и
категорией защитности, обусловливающими разрешенный режим лесопользования. Установление размеров лесосек и требований по их разработке является прерогативой органов федерального надзора за лесом.
Для удобства разработки лесосеку делят на делянки, пасеки и
ленты (рис. 3.1) [49]. Каждая делянка представляет собой часть лесосеки, которая закрепляется за одной бригадой рабочих или одной
машиной, выполняющей валку. Если лесосека невелика и на ней работает одна бригада рабочих, то понятия лесосеки и делянки совпадают. На делянках осуществляется весь комплекс лесосечных работ,
выделяются пасеки (участки лесосеки, древесина с которых трелюет-

45

ся по одному волоку, называемому пасечным). На пасеках выполняются первоначальные лесозаготовительные операции.

Рис. 3.1. Технологические элементы
лесосеки: 1 – лесосека; 2 – лесовозный
ус; 3 – бригадные делянки; 4 – пасеки;
5 – пасечные ленты; 6 – пасечные трелёвочные волоки; 7 – магистральные
трелёвочные волоки; 8 – лесопогрузочные пункты.

Размеры лесосек, а также их
концентрация в лесном массиве,
способы и сроки примыкания существенно влияют на ряд технологических показателей: объемы
производства мастерских участков,
частоту их перебазировки, протяженность и интенсивность использования лесотранспортных путей,
эффективность применения систем машин и т.п.
Площадь лесосек в лесах промышленного значения может быть
разной – от 5 до 200 га. В соответствии с действующими правилами
рубок размеры лесосек при проведении сплошных рубок устанавливаются в зависимости от категории лесов, лесорастительных условий
и преобладающих пород. Для таёжной зоны и зоны смешанных лесов
правилами установлены четыре градации ширины лесосек: 1000; 500;
250 и 100 м.
В современных условиях оптимальными являются такие размеры делянок, при которых, с одной стороны, среднее расстояние трелевки не превосходило бы 300 м, а с другой – бригада могла бы работать на делянке не менее месяца. Поэтому малым комплексным бригадам обычно отводят делянки площадью 5…8 га, укрупненным
10…15 га, для валочно-пакетирующих машин 7…8 га.

46

Дня удобства валки и трелёвки деревьев, хлыстов и сортиментов
пасеки могут быть разделены на ленты, которые разрабатываются при
однократном проходе валочной, валочно-трелёвочной или валочнопакетирующей машины, а также при валке деревьев бензомоторными
пилами. При машинной валке роль пасек могут выполнять ленты. Валочные и валочно-трелёвочные машины разрабатывают ленты шириной 2,5...5 м, валочно-пакетирующие машины - 12…15 м.
Под лесосечными работами понимаются все виды работ, которые производятся на лесосеках и погрузочных пунктах (верхних
складах). В состав лесосечных работ входят три вида работ: подготовительные, основные и вспомогательные.
Подготовительные работы на лесосеке выполняются до начала
основных работ. Подготовительные работы проводятся с целью обеспечения безопасной работы рабочих и высокоэффективной работы
машин. В состав подготовительных работ входят: лесосырьевая и
технологическая подготовка, транспортная подготовка, подготовка
территории лесосеки к рубке, устройство погрузочных пунктов
(верхних складов), подготовка обслуживающих производств (обустройство мастерского участка).
Лесосырьевая подготовка заключается в приёмке лесосечного фонда
у лесохозяйственных органов в целях проверки правильности отвода лесосек в рубку, их таксации и аукционной документации каждой лесосеки.
Технологическая подготовка заключается в изучении лесоэксплуатационных условий (рельефа местности, грунтов, степени захламлённости лесосек); изысканиях трассы лесовозного уса и выборе
мест под погрузочные пункты (верхние склады); в выборе рациональных схем разработки лесосеки и её транспортного освоения и составлении технологической карты разработки лесосеки; в выборе места и
порядка размещения оборудования мастерского участка.
Транспортная подготовка заключается в подготовке схемы размещения и прокладке лесовозных усов к лесосекам до начала их разработки.
Подготовка территории лесосек к рубке заключается в разметке
границ делянок и пасек, пасечных и магистральных волоков, уборке

47

опасных деревьев (при валке деревьев бензомоторными пилами),
устройстве верхних складов (погрузочных пунктов).
Подготовка обслуживающих производств (обустройство мастерского участка) включает в себя устройство мест для стоянки машин и
хранения оборудования, а также топливо-смазочных материалов,
пунктов технического обслуживания машин, установку помещения для
обогрева рабочих, средств связи и осветительных приборов, противопожарного оборудования и др.
Основные работы связаны непосредственно с заготовкой древесины. В зависимости от принятого в леспромхозе технологического процесса в состав основных работ входит от трёх до семи операций (валка, очистка деревьев от сучьев, раскряжевка хлыстов, трелёвка, сортировка, штабелёвка, погрузка).
Вспомогательные работы проводятся в ходе выполнения основных лесосечных работ и направлены на обеспечение бесперебойной работы машин и оборудования. В состав вспомогательных работ входят:
техническое обслуживание и текущий ремонт машин; доставка топливно-смазочных материалов и т.д.; организация горячего питания в лесу;
перевозка рабочих на лесосеку и обратно; охрана машин; уход за трелёвочными волоками.
3.2 Способы размещения усов на лесосеках
Основными собирающими путями заготовленного леса являются лесовозные усы. Их размещение зависит от размеров лесосеки, рельефа и
почвенно-грунтовых условий, стоимости строительства и содержания
усов, вида трелёвочных средств и способа разработки делянок. Усы размещают внутри контура, по границе и вне лесосеки (рис. 3.2). Их прокладывают по тупиковой схеме вдоль длинной или короткой стороны лесосеки, по кольцевой схеме или с ответвлениями.
Посередине лесосек шириной 500 м прокладывают один тупиковый ус. При вывозке по лесовозным дорогам, не требующим больших затрат на строительство и содержание (например, при грунтовых
или снежных), на лесосеках шириной 1000 м и более целесообразна
прокладка двух и более тупиковых усов вдоль одной из сторон.

48

Кольцевая схема предусматривает соединение двух тупиковых усов;
её применяют при вывозке по лесовозным дорогам, не требующим
больших затрат на строительство и содержание.

Рис. 3.2. Схемы прокладки усов: а, б, д – посредине лесосеки; в – два уса;
г – кольцевой ус; ж, з – усы с ответвлениями; е – по границе лесосеки; 1 – квартальная сеть; 2 – лесосеки; 3 – лесовозные усы; 4 – ветка лесовозной дороги

Устройство усов с ответвлениями позволяет отказаться от разъездов и разворотных петель у погрузочных пунктов; такие усы целесообразны на пересеченной местности, где затруднена прокладка

49

двух параллельных усов. По границе устраивают усы на лесосеках
шириной 100…250 м. При небольших размерах лесосеки и наличии
дорог общего пользования или ранее построенных рядом с лесосекой,
верхний склад и лесопогрузочный пункт можно расположить вне
контура лесосеки. Транспортирование леса к нему осуществляют по
магистральному волоку, проложенному на лесосеке и вне неё вместо
лесовозного уса. При этом возможно устройство двух лесоскладов:
одного на лесосеке после первой стадии трелёвки, второго – у лесовозной дороги после второй стадии трелёвки. На второй стадии трелёвки целесообразна трелёвка колёсными тракторами.
3.3 Схемы разработки делянок и способы разработки пасек
На схемах делянок показывают размещение волоков, погрузочных пунктов и их положение относительно уса. Лесовозный ус проходит не посредине делянки, а вдоль одной из её сторон. Это позволяет исключить переезды трактора через ус.
Трелёвочные волока располагают так, чтобы обеспечить эффективную трелёвку со всей площади лесосеки с учётом максимального
сокращения расстояния трелёвки и сохранения подроста. На выбор
схемы расположения волоков оказывают влияние главным образом
рельеф местности, почвенно-грунтовые условия, размеры лесосек,
тип трелёвочного оборудования и тип лесовозной дороги. В практике
лесозаготовок применяют различные схемы расположения трелёвочных волоков (рис. 3.3).
Параллельная схема применяется, когда требуется концентрация стрелёванного леса в одном месте, например, к сучкорезной (сучкорезно-раскряжевочной) машине.
С широким фронтом погрузки - характеризуется частым расположением площадок вдоль лесовозного уса. Применяется, когда
погрузочные пункты просты и затраты на их подготовку малы.
Среднее расстояние трелёвки рассчитывается по формуле:
lср = 0,5 а.

50

Диагональная схема применяется при равнинной или холмистой местности при наличии на лесосеках неэксплуатационных площадей (болот, вырубок, куртин молодняка и т.п.). Магистральные волоки располагают по диагоналям, пасеки примыкают к магистральному волоку под углом 45…60, они разные по длине. Расстояние
трелёвки при работе по этой схеме будет меньше, чем при параллельной схеме.

Рис. 3.3. Схема размещения трелёвочных волоков:
а – параллельная; б, в - с широким фронтом погрузки;
г - диагональная; д – радиальная; е – веерная

Радиальная схема применяется при трелёвке тракторами и
ВТМ. Схема рекомендуется для лесосек со слабыми грунтами.
Веерная схема используется при трелёвке канатными установками без несущего каната. Ширина пасеки по периферии составляет
15…25 или 30…50 м. На расстоянии 30…50 м от мачты все волоки
сходятся, создавая сплошное повреждение почвенного покрова. Работа по такой схеме обеспечивает минимальное расстояние трелевки.
Среднее расстояние трелёвки для указанных схем с достаточной
для практических целей точностью может быть определено по эмпирической формуле:
lср = (k1a + k 2 b )k 0 ,

51

где a, b – размеры делянки (лесосеки), м; k1, k2 – коэффициенты,
зависящие от схемы расположения волоков (их значения приведены в
таблице); k0 – коэффициент, учитывающий увеличение расстояния
трелёвки по отношению к расчётному (k0 =1,10…1,2).
4 Валка деревьев
4.1 Общие понятия.
Способы механизированной и машинной валки деревьев
Технологический процесс заготовки древесины начинается с валки
деревьев. Применяют два способа валки деревьев: с корнями и без корней.
Валка деревьев с корнями пока не получила широкого применения и производится лишь при расчистке площадей от леса для строительства дорог, складов и поселков, под сельскохозяйственные угодья и др. Для валки деревьев с корнями применяют бульдозеры, корчеватели и другие специальные машины. Но эти машины не обеспечивают очистку корневой системы от почвы. И чтобы использовать
стволовую часть, производят отделение корневой системы от ствола.
В связи с растущим дефицитом древесного сырья валка деревьев с корнями является перспективной. Но для ее широкого применения требуется решить ряд сложных технических проблем: возможность валки деревьев с корнями в зимнее время, очистки корневой
системы от минеральных примесей, транспортировки стволов деревьев с корнями, переработки пней и корней и др.
Валка деревьев без корней, т. е. с отделением ствола дерева от
корневой системы, намучила широкое применение. Она может выполняться бензомоторными цепными пилами и машинами (валочными, валочно-пакетирующими, валочно-трелевочными и др.). Преобладает валка деревьев бензомоторными пилами, но в этом случае механизируется только спиливание ствола дерева. Поэтому валка деревьев бензомоторными пилами с оставлением низких пней является
трудоемкой, тяжелой и небезопасной операцией.
Валка деревьев бензомоторными пилами может производиться
одним рабочим (без помощника) и двумя. Валка деревьев одним рабочим разрешается в равнинной местности при наличии у рабочего
специального приспособления для сталкивания дерева с пня (валоч-

52

ной лопатки, гидроклина и др.). В ольховых насаждениях порослевого происхождения, при глубине снежного покрова 0,6 м и более, в
горной местности и других случаях валка деревьев бензомоторными
пилами должна производиться только двумя рабочими.
При машинной валке деревья срезаются также цепными пильными механизмами и ограниченно применяются срезающие устройства с ножами силового резания, а также дисковые фрезы и пилы. Деревья можно срезать струей воды высокого давления, лучем лазера, с
помощью взрыва и др. Но эти способы пока еще не разработаны до
промышленного применения.
Направление валки деревьев на лесосеке выбирают с учетом
удобства проведения последующих операций (обрезки сучьев, раскряжевки, трелевки и принятой схемы разработки пасек и делянок.
Правильное направление валки имеет большое значение для безопасности рабочих на лесосеке и для сохранения подроста и остающихся
деревьев (при постепенных и выборочных рубках). При неверной
валке деревьев увеличиваются потери древесины вследствие сколов,
отщепов, вырывов, раскалывания стволов при падении. Дерево следует подпиливать и спиливать в соответствии с установленными правилами, учитывать его размеры, пороки и наклон ствола, развитие
кроны, рельеф местности, состояние поверхности почвы, сезон года;
пни должны быть минимальной высоты.
Эффективность и безопасность валки деревьев бензомоторными
пилами зависят от подготовки рабочего места (рис. 4.1) [49].
Рис. 4.1. Схемы подготовительных работ
при валке деревьев: а – рабочее место и
дорожки для отхода; б – спиливание
корневых лап; П – направление падения
дерева

Вальщик должен предварительно: определить направление
наклона дерева и эксцентричность кроны, наличие сухих и зависших
сучьев, которые могут упасть при пилении; выбрать направление

53

валки, форму подпила, недопила и приемы спиливания; удалить подлесок, подрост и нижние ветви дерева, мешающие валке в зимнее
время расчистить и утоптать снег на прикорневой площадке в радиусе 0,6...1 м; подготовить дорожку для отхода длиной 4...5 м в направлении противоположном падению дерева под углом 45°; спилить
ройки и высоко расположенные корневые лапы, затрудняющие валку,
транспортировку и переработку дерева.
Обязательным условием правильной разработка лесосеки является валка деревьев в заданном направлении. Это направление устанавливается в технологической карте в зависимости от способа разработки лесосеки.
Валка деревьев диаметром до 36 см, имеющих наклон ствола
обратный направлению валки менее 5, осуществляется в заданном
направлении без затруднения. Деревья диаметром более 36 см при
наклоне до 5, несовпадающими с направлением валки валятся с рычагом или же с гидроклином. Деревья диаметром более 60 см, если
угол их наклона превышает 5, валят в сторону наклона, применяя
гидроклин.
Правильность валки деревьев определяется, прежде всего, подпилом
(углубление в стволе дерева), который делается с той стороны, куда должно упасть дерево.
Подпил выполняется для того, чтобы дерево падало в заданном
направлении без повреждений (расщеп, скол). Валка деревьев без
подпила опасна и запрещается правилами техники безопасности.
При работе с топором подпил называют подрубом.
На практике встречаются следующие виды подпилов: упрощенный (одним резом); угловой с наклонным верхним резом; подпил
двумя параллельными резами (рис. 4.2).

54

а
б
в
Рис.4.2. Виды подпилов: а – подпил одним резом; б – угловой с наклонным верхним резом; в – подпил с двумя параллельными резами

Плоскость реза при спиливании должна быть горизонтальной. Основной рез делается на уровне верхнего края подпила, но не сквозной, а
оставляется перемычка – называемая недопил. Недопил имеет большое
значение для направленной валки и для безопасности работы. Недопил
следует оставлять шириной: при диаметре дерева до 20 см – 1 см; от 21 до
40 см – 2 см; от 41 до 60 см – 3 см; более 60 см – 4 см.
Если сделать сквозной пропил без недопила, то дерево потеряет
«управляемость» и может упасть в любом непредвиденном направлении. Недопил, как бы является шарниром, вокруг которого поворачивается дерево при падении. Дерево стремится падать туда, где
недопил шире. Поэтому, чтобы свалить дерево в нужном направлении, если оно имеет боковой наклон, а также и при боковом ветре,
недопилу придают форму, показанную на рисунке 4.3.

Рис. 4.3. Форма недопила при различном наклоне деревьев
по отношению к направлению валки: а – обратном; б – поперечном;
в – попутном; г – при боковом ветре; В – направление валки;
D – диаметр дерева на уровне среза

При валке деревьев без помощника применяются гидроклинья.
При валке деревьев вдвоём вальщик работает с бензомоторной пилой,
а его помощник использует валочную вилку. Рабочее место они готовят вместе.

55

Подпил и спиливание выполняет вальщик, а сталкивание дерева
помощник. Крупные деревья или деревья, имеющие обратный
наклон, они сваливают вдвоём.
Применение машин на валке деревьев позволяет полностью машинизировать этот процесс и исключить в нём ручной труд. Машинная, как и валка бензомоторными пилами, включает спиливание дерева и сталкивание или снятие его с пня.
Спиливание дерева возможно следующими способами (рис. 4.4)
[31, 32]: напроход с расположением реза в одной плоскости; двумя
резами, расположенными в одной плоскости, с оставлением недопила
(перемычки); двумя или тремя резами, расположенными в двух и более плоскостях.

Рис. 4.4. Способы спиливания деревьев машинами:
– направление подачи срезающего механизма;
– направление действия сталкивающей силы

Для сталкивания спиленного дерева в заданном направлении
машины оснащаются специальными устройствами, которые можно
подразделить на две группы: воспринимающие и не воспринимающие реакцию усилия сталкивания.

56

Устройства первой группы могут быть рычажного и манипуляторного типов. Рычажными устройствами сталкивающая сила прилагается выше плоскости спиливания. Устройствами манипуляторного
типа спиленное дерево снимается с пня и укладывается в заданном
направлении (рис. 4.4. г).
Сталкивающие устройства второй группы могут быть рычажного, клинового, манипуляторного и ударно-импульсного типов. Сталкивание спиленного дерева этими устройствами, кроме устройств
ударно-импульсного типа, производится упором в пень, которым и
воспринимается реакция от усилия сталкивания.
Существует два способа машинной валки деревьев:
- с остановкой машины у каждого дерева;
- без остановки машины – на проход.
Спиливание на проход с расположением реза в одной плоскости
получило в настоящее время наиболее широкое применение благодаря простоте спиливания, возможности применения несложных конструкций срезающих механизмов и сокращенному циклу обработки
одного дерева. Однако с применением этого способа по схеме, приведенной на рис. 4.4, а, возможны сколы и отщепы в комлевой части
ствола по линии п—п при сталкивании дерева с пня и падение дерева
в произвольном направлении. С применением упора (рис. 4.4, б) указанные дефекты валки уменьшаются. При срезании дерева плоским
ножом упор может иметь контрнож. Бездефектная валка деревьев
обеспечивается, когда реакция сталкивающей силы воспринимается
упором в пень (рис. 4.4, в), а не манипулятором машины.
Способ срезания и сталкивания дерева с пня клиновым ножом
(рис. 4.4, в) из-за больших усилий срезания целесообразно применять
в основном в одновозрастных насаждениях с небольшим средним
объемом хлыста.
Способ валки дерева путем спиливания его на проход и снятия с
пня манипулятором обеспечивает бездефектную валку (рис. 4.4, г), и
он находит широкое применение. Чтобы избежать зажима срезающего устройства во время пиления, дерево натягивается манипулятором.
Поэтому машина должна иметь большую массу для обеспечения

57

устойчивости, особенно при валке крупных деревьев на большом вылете стрелы.
Спиливание деревьев двумя резани, расположенными в одной
плоскости, с оставлением недопила (рис. 4.4, д, е) обеспечивает временную устойчивость дерева, направленную и бездефектную валку
при незначительном усилии сталкивания. Но при этом способе валки
требуется большое число установочных операций и более сложный
по конструкции срезающий механизм, и он практического применения не получил.
Обеспечить беззажимное спиливание дерева и бездефектное
сталкивание его с пня можно и двумя или тремя резами, расположенными в двух плоскостях (рис. 4.4, ж, з). Временная устойчивость
дерева обеспечивается даже при полном перерезании ствола (без
оставления перемычки) за счет наличия ступени между резами. Сталкивание деревьев с пней в этих случаях проводится способами, рассмотренными ранее. Из-за сложности спиливания этот способ практического применения также не получил.
Так способ спиливания дерева «на проход» без подпила был заложен в конструкции валочных машин (ВМ-4) и валочнотрелёвочных машин ВМ-4А (ВМ-4Б). Способ спиливания дерева одновременно с двух сторон с подъёмом ствола вверх использовался в
валочно-пакетирующей машине «Дротт», а способ спиливания с одной стороны с подъемом ствола вверх в машинах ЛП-17А, ЛП-49,
ЛП-119 и др.
Машины обеспечивают валку деревьев в заданном направлении,
исключают самопроизвольное падение дерева, а так же сколы комлевой части ствола и зажимы режущих органов при пилении.
В качестве рабочих органов лесосечных машин могут быть использованы: дисковые пилы, дисковые фрезы, цилиндрические фрезы, ножи для безопилочного резания (одно- или двухсторонние), цепные пилы.
В зависимости от места и способа укладки спиленного дерева
существует 4 схемы машинной валки (рис. 4.5):

58

1) валка на сторону от машины (перед машиной);
2) валка на машину;
3) валка от машины (комлем к машине);
4) валка на коник машины – в пакетоформирующее устройство
машины или на прицеп, оснащенный кониками.

Рис. 4.5. Схемы валки деревьев при работе валочных и многооперационных
машин: а, в, в – при фронтальном расположении режущего механизма;
г, д – при боковом расположении режущего механизма;
е – широкозахватной машиной со стрелой

Валка деревьев без формирования их в пачки производится, когда на трелевке применяются трелевочные тракторы с чокерным обо-

59

рудованием и тракторы для бесчокерной трелевки с гидроманипулятором. В других случаях целесообразнее производить пакетирование
срезанных деревьев, что сокращает время на формирование пачки
требуемого объема трелевочной машиной. Необходимо стремиться,
чтобы объем сформированной пачки деревьев равнялся рейсовой
нагрузке трелевочной машины (или был кратным), что позволяет
применить на трелевке подборщики-трелевщики пачек. При формировании пачки деревьев в полупогруженном положении в пакетоформирующее устройство машины укладываются их комли, которые
закрепляются при перемещении машины в процессе формирования
пачки.
Возможны несколько способов доставки деревьев в пакетоформирующее устройство: переносом гидроманипулятором спиленных
деревьев; подтаскиванием гидроманипулятором комлей спиленных
деревьев в поднятом положении; подъемом комлей спиленных деревьев приемно-погрузочным рычагом машины.
В зависимости от способа доставки спиленных деревьев в пакетоформирующее устройство выбирают соответствующий способ
сталкивания дерева с пня.
4.2 Бензомоторные цепные пилы
и вспомогательный инструмент
4.2.1 Бензомоторные цепные пилы
Для валки деревьев разработаны и выпускаются различные конструкции отечественных и зарубежных машин. Однако основные
объёмы валки выполняются бензомоторными пилами.
Бензомоторные пилы предназначены для валки деревьев, обрезки сучьев,
раскряжёвки хлыстов на сортименты и выполнения вспомогательных работ.
Бензомоторные пилы по назначению делятся на специальные (с
высоким расположением рукояток) и универсальные (с низким расположением рукояток). По весу они делятся на легкие (6,5-8 кг и мощностью до 3кВт), средние (9-11 кг и мощностью 3-4 кВт) и тяжёлые

60

(свыше 12 кг и мощностью 4,5-6 кВт). По наличию редуктора: редукторные и безредукторные.
Российские фирмы выпускают специализированные бензомоторные пилы «Урал-2Т Электрон», «Дружба-4М Электрон», М-228 с высоким расположением рукояток и универсальные пилы «Тайга-245» и
«Урал-44 (Крона-202)» (табл. 4.1; рис. 4.6).
Таблица 4.1 - Параметры отечественных бензопил
Марки пил
Показатели
Урал-2Т Тайга - 245 Крона-202
Электрон
Мощность двигателя, кВт (л.сил)
3,7
2,6 (3,54)
1,82
Емкость топливного бака, л
1,6
0,75
0,6
Емкость бака для смазки, л
0,26
0,25
Рабочая длина пильного аппарата, м
0,46
0,38
0,31
Марка пильной цепи
ПЦУ-10,26 ПЦУ-10,26 ПЦУ-8,25
Скорость резания, м/с
11,0
17,4
18
Производительность пиления на еловой
100-130
50-70
древесине, см2/с
Габарит, мм:
длина
870
500
755
ширина
455
460
265
высота
485
500
265
Масса пилы (сухая), кг
11,6
12,5
6,8
3
Рабочий объем цилиндра, см
109
Частота вращения коленвала при мак6200 ± 200
8000
7000
симальной мощности, об/мин
Расход топлива на режиме
720
645
612
максимальной мощности, г/кВт·ч
Смесь неэтилированного бензина
Топливо
А–80 с маслом в пропорции: 20:1

Особенностью конструкций российских специализированных пил
«Урал-2Т Электрон» и «Дружба-4М Электрон» является то, что они
снабжены коническим редуктором, имеют съемный стартер для запуска
двигателя и высокое расположение рукояток. Конический редуктор
позволяет быстро установить пильный аппарат в положение валки или
раскряжевки без изменения положения двигателя и рукояток пилы, а
высокое расположение рукояток обеспечивает более удобную позу рабо-

61

чего при работе и уменьшение нагрузки на позвоночник и, как следствие, меньшую утомляемость.
Основными узлами бензомоторных пил являются: двигатель
(одноцилиндровый, двухтактный, работающий на смеси автомобильного бензина с маслом), редуктор (у редукторных), муфта сцепления, пильный аппарат, рама с рукоятками, стартер съёмный (специальные бензопилы) или встроенный (универсальные бензопилы).

а

в

б

г

Рис. 4.6. Бензомоторные пилы: а – МП-5 «Урал-2»; б – М-228;
в – «Тайга-245»; г – «Крона-202»: 1 – двигатель; 2 – муфта сцепления; 3 – редуктор; 4 – пильный аппарат; 5 – рукоятки; 6 – стартер

Основными ведущими фирмами в Европе, производящими универсальные цепные бензиномоторные пилы, являются «STIHL» (Германия) и скандинавский концерн «Электролюкс», выпускающий пилы марок «HUSQVARNA», «JONSERED» и др. В последнее время отдается
предпочтение пилам фирмы «STIHL» и «HUSQVARNA», так как они

62

отличаются высокой надежностью, безопасностью в эксплуатации, легкостью запуска двигателя.
Общее устройство двигателя и пильного аппарата импортных
пил принципиально не отличается от устройства отечественных универсальных пил. Так, например, пила “Хускварна – 51” (рис. 4.7) легка в управлении и отличается высокой мощностью даже на малых
оборотах.

Рис. 4.7. Бензопила “Хускварна – 51”

Двигатель пилы имеет электронную систему зажигания и центробежный очиститель входящего воздуха. При мощности двигателя
2,3 кВт и рабочем объеме цилиндра 51 см3 пила без пильного аппарата имеет массу 5,2 кг. Пильный аппарат с рабочей длиной 0,33…0.5 м
оснащен мелкозвенной цепью универсального типа с шагом 8,25 мм.
Высокая мощность на широком диапазоне оборотов способствует
увеличению возможностей и легкости работы с пилами этой фирмы.
В последнее время фирма “Хускварна” приступила к выпуску

63

бензопил с высоким расположением рукояток (рис. 4.8), предназначенных для валки и раскряжевки. При массе 6,0 кг пила оснащена
двигателем мощностью 3,5 кВт с рабочим объемом цилиндра 62 см3.
Рис. 4.8. Пилы: а – Husqvarna 262ХРН; б – Husqvarna 365H

Бензопила HUSQVARNA 365H - мощная, легкая и очень удобная с
высокими рукоятками. Husqvarna 365H предназначена для валки деревьев в
глубоком снегу при температурах до минус 40o. Расположение и высота рукояток значительно упрощают маневрирование бензопилой и способствуют
отводу выхлопных газов в сторону от пользователя.
К эргономическим достоинствам пилы относятся следующие
качества: валка и раскряжевка производятся при прямом положении
спины; уровень шума ниже, так как между двигателем и слуховым
органом оператора значительное расстояние; загазованность в зоне
дыхания оператора ниже (это особенно важно при работе в зимнее
время при глубоком снежном покрове).
К аргументам в пользу этой бензопилы следует отнести: прекрасное соотношение мощности и массы, наличие уникального метода
очистки всасываемого воздуха, высокие рукоятки, низкая вибрация,
надежная антивибрационная система благодаря наличию прочных
стальных пружин, продолжительный срок службы и надежность в работе.
Необходимо отметить и тенденции конструктивных улучшений
зарубежных бензопил последних выпусков.
Применение горизонтального расположения цилиндра с головкой двигателя, направленной к пильному аппарату, придает пиле рациональную компоновку. В этом случае удачно размещается выхлоп,
термоизолируется от двигателя карбюратор, воздушный фильтр и бак
с горючим, улучшается развеска и балансировка в любом положении
на рукоятках пилы и уменьшается ее поперечная вибрация.
При выборе конструкции сцепления предпочтение отдается центробежным автоматического действия, избавляющим от лишнего рычага управления в случае зажима пильного аппарата в пропиле.
Для подачи смазочных масел на пильный аппарат применяются
насосы простейшей конструкции без пружин и клапанов, но с одной
подвижной деталью.

64

Ряд фирм на моделях своих пил применяют регулировку скорости вращения пильной цепи. Максимальная скорость при этом используется при обрезке сучьев с поваленных деревьев, а минимальная
– при раскряжевке крупномерных хлыстов.
Техническая характеристика бензопил шведской фирмы “Хускварна” приведена в таблице 4.2.

36
36
41
40
40
40
45
44
42
42
51
51
55
53
61
62
242 ХР/САТ 42
242 ХР
42
254 ХР
54
257
57
262 ХР
62
365H
65,1
268
67
272 ХР
72
281 ХР
81
288 ХР
88
394 ХР
94
3120 ХР
119

1,6
1,9
1,9
2,0
2,0
2,3
2,4
2,9
2,3
2,3
2,9
2,8
3,5
3,4
3,2
3,9
4,2
4,4
5,2
6,4

9000
9000
9000
9000
9000
9000
9000
8500
9900
10200
9000
9000
9000
9300
8500
9000
9000
9000
9000
9000

0,4/0,2
0,4/0,2
0,5/0,27
0,5/0,27
0,52/0,27
0,6/0,3
0,6/0,3
0,75/0,45
0,52/0,27
0,52/0,27
0,6/0,3
0,6/0,3
0,6/0,32
0,77/0,42
0,75/0,45
0,75/0,45
0,9/0,5
0,9/0,5
0,9/0,5
1,25/0,68

4,5
4,5
4,8
4,8
4,6
5,2
5,2
6,1
5,0
4,7
5,4
5,6
5,8
6
6,2
6,3
7,4
7,4
7,7
10,4

Длина шины, дюйм

модели

Объем Мощцилин- ность,
дра, см3 кВт

0,325
0,325
0,325
0,325
0,325
0,325
0,325
0,325
0,325
0,325
0,325
0,325
0,325
0,375
0,325
0,325
0,325
0,325
0,404
0,404

13…18
13…18
13…18
13…18
11…18
15…18
15…18
15…18
15…28
11…18
11…18
13…18
13…20
13…20
15…24
15…24
18…28
18…28
20…42
24…42

Шаг цепи,

Индекс

Объем
Обороты
топливно- Масса без
двигаго и мас- шины и
теля,
цепи, кг
ляного
мин-1
баков, л

дюйм

Таблица 4.2 – Параметры пил фирмы “Хускварна”

Примечание. Индекс ХР означает повышенную мощность, а САТ – наличие системы катализаторной очистки выхлопных газов

Пилы зарубежного производства, как правило, оснащаются электронной системой зажигания. Однако на некоторых моделях бензопил
запуск двигателя облегчается еще электрическим стартером с генератором и аккумуляторной батареей. Малогабаритный динамо (стартер в

65

этих случаях встраивается в маховик двигателя). При запуске необходимый ток напряжением 12В подается никелево-кадмиевой аккумуляторной батареей, блок которой встроен в рукоятку пилы. Подзарядка
аккумулятора производится при работе пилы генератором блока стартера.
Некоторые модели зарубежных бензопил оснащаются устройством
для автоматического выключения пильного аппарата в аварийных случаях.
Бензопила модели “Штиль – 036” (Германия) является первой в
мире пилой с тормозом пильной цепи трехкратного действия. Блокировка ручки управления газом у этой пилы служит в качестве разобщающего рычага тормоза пильной цепи (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Бензомоторная пила “Штиль – 0.36”

Некоторые же модели шведских бензопил (рис. 4.10) оснащаются системой катализаторной очистки. Никакого дыма, чище выхлопные газы.

Рис. 4.10. Бензомоторная пила “Хускварна – 242ХР/XP GСАТ”

Таким образом, по сравнению с конструкциями других лесозаготовительных машин и оборудования в разработке и создании переносных моторных инструментов, достигнут весьма высокий уровень технического развития, однако физические соотношения возможностей
моториста и параметры бензопил еще недостаточно совершенны.

66

При заготовке сортиментов бензопилой моторист поочередно
выполняет валку, обрезку сучьев, раскряжевку и окучивание полученных в ходе этих работ сортиментов. Рабочая поза моториста при
этом непрерывно меняется, вследствие чего нет монотонности труда,
равномерно нагружаются все группы мышц, снижается вредное воздействие бензопилы.
При такой организации труда для сортиментной заготовки леса
на рубках главного пользования сменная производительность рабочих составляет обычно 12…18 м3, а на рубках промежуточного пользования 10…16 м3.
Работоспособность и производительность бензомоторной пилы
во многом зависит от пильной цепи - главного элемента пильного
аппарата. От режущих свойств и конструкции пильной цепи зависит
и область применения пилы.
Наибольшее применение получили цельноштампованные трехрядные неразборные пильные цепи двух типов по форме режущих
зубьев [40]:
• с зубцами Г-образного профиля сложной формы, выполняющими всю работу по образованию дна и стенок пропила и транспортированию опилок;
• с плоскими зубцами, каждый из которых выполняет определенную работу при пилении.
По шагу цепи пильные цепи подразделяются на:
• мелкозвенные;
• крупнозвенные.
В пильных цепях российского производства шаг цепи - это расстояние между осями двух смежных заклепок, в зарубежных - это
расстояние между тремя любыми последовательно расположенными
осями заклепок, разделенное на два (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Измерение шага
пильной цепи

67

Мелкозвенные пильные цепи применяются в переносных моторных пилах, крупнозвенные - в механизмах срезания лесозаготовительных машин. Они сконструированы по одному принципу и выпускаются с шагом 6,35; 8,25; 9,32; 10,26; 12,2; 15; 18,3; 20 и 30 мм.
Чем меньше шаг заклепок, тем более плавно движется пильная цепь.
Российские пильные цепи имеют торговую марку ПЦУ и ПЦП
(например ПЦУ-10,26), зарубежные ST1HL-OILOMATIC,
OREGON, ИЗО...Н64 и др., которые включают большое число модификаций (отличаются типом цепи, шагом и толщиной ведущего звена), но в ряде случаев могут быть взаимозаменяемы.
Универсальная пильная цепь (рис. 4.12) состоит из левых 1 и
правых 2 Г-образных строгающих зубьев, направляющих 3 и 6, соединительных звеньев 4 и 5. Г-образные зубья крепятся на боковых
звеньях в шахматном порядке без пропусков либо с пропуском. Впереди каждого зуба имеется ограничитель подачи 8, который ограничивает толщину снимаемой зубом стружки и транспортирует опилки
из пропила. Толщина стружки зависит от изменения высоты ограничителя подачи зуба относительно его режущей кромки. У пильных
цепей со слабой отдачей перед соответствующим режущим зубом
вместо соединительного звена имеется звено 7 с тремя выступами,
которое способствует плавному врезанию режущего зуба в древесину. Направляющие звенья расположены в среднем ряду и снабжены
хвостовиками, входящими в пазы пильной шины и в зацепление с ведущей звездочкой. Все звенья цепи соединены между собой заклепками, причем средний ряд подвижен относительно наружных рядов.
Пильные цепи со строгающими зубьями с низкой высотой зуба предназначены для пил малой мощности, с нормальной высотой - для
пил большей мощности
и машинной валки деревьев.

68

Рис. 4.12. Отдельные детали пильной цепи Oilomatic: 1 – ведущее звено; 2 –
левый режущий зуб; 3 – правый режущий зуб; 4 – соединительное звено с закатанными заклепками;
5 – соединительное звено; 6 – бугорчатое ведущее
звено; 7 – трехбугорчатое соединительное звено

Режущее звено (рис. 4.13) – наиболее сложная деталь пильной цепи, состоящая фактически из двух частей: ограничителя глубины пропила и режущего элемента с контурным углом резания Г-образной формы.

Рис. 4.13. Режущее звено пильной цепи

Верхняя режущая грань звена всегда шире самой цепи и шины,
благодаря чему пропил получается достаточно свободным, а сопротивление резанию минимально. Работает зубец по принципу рубанка:
чем дальше выдвинут нож (верхняя режущая кромка) над плоскостью
рубанка (ограничитель резания) – тем толще стружка.
Верхнюю и боковую грани режущего элемента обычно покрывают тонкой пленкой какого-либо твердого металла. Чаще всего это
хром, но порой применяют никель-фосфорный сплав. Нанесенное
гальваническим методом покрытие значительно улучшает антифрикционные свойства деталей, повышает износостойкость, твердость и,
по сути, выполняет всю основную работу по перерубанию древесных

69

волокон. Стальная же «сердцевина» служит подложкой или основой
под покрытие.
Рабочие характеристики режущего звена определяют многочисленные факторы, а именно: угол заточки верхней грани и ее рабочий,
режущий угол, угол боковой грани (угол атаки) и высота ограничителя резания (рис. 4.14). При заточке значения всех этих параметров
необходимо четко выдерживать, так как даже небольшое изменение
может привести к негативным последствиям.

Рис. 4.14. Параметры Г-образного зуба: а – режущий угол; б – угол боковой грани; в – угол заточки верхней грани; г – глубина резания

По форме Г-образный зуб может быть двух видов (рис. 4.15) чизельного и чипперного типа

70

Рис. 4.15. Формы Г-образного зуба: а – чизельного типа; б – чипперного типа

По порядку следования строгающих звеньев пильные цепи могут
быть трех видов стандартные, с полупропуском и с пропуском (рис. 4.16).

Рис. 4.16. а – стандартный; б – с полупропуском; в – с пропуском

Очень важна для обеспечения долгосрочной и правильной работы
пильной гарнитуры ее эффективная смазка. В конструкции цепных пил
для нее предусматривается специальный насос (рис. 4.17), которым масло нагнетается через специальные отверстия из маслобака в зону паза
шины. Там его распределяет сама движущаяся пильная цепь: ее ведущие
звенья проходят звездочку и захватывают хвостовиками смазку, а потом
распространяют ее по всей длине направляющей шины и цепи на ней. С
целью гарантированного удержания смазки в самих ведущих звеньях создаются дополнительные минирезервуары для масла "LUBRIWELL" специальные отверстия или микроканалы для его накопления. Задействуются для современной системы смазки и соединительные звенья:
дополнительные углубления для разноски масла делают и в них.
Рис. 4.17. Насос для смазки
пильного аппарата

71

Огромную роль в долговечности работы цепи играет правильная
её обкатка. В этом случае безусловно полезным будет "замачивание"
новой цепочки в смазочном масле на несколько часов: за это время
смазка сможет затечь во все мелкие щелочки цепи, надежно обеспечит пропитывание всех ее трущихся соединений и деталей. После
этого должна последовать уже установка цепи на направляющую шину и кратковременный ее прогон на холостых оборотах. Затем потребуется после остановки двигателя проверить - не ослабло ли натяжение цепи. Если это все же произошло, потребуется подтянуть цепь, но
только предварительно ее остудить. Чтобы перепроверить правильность новой натяжки цепи полезно первые несколько пропилов проводить с минимальным нажимом на направляющую шину.
Почему настолько важно отслеживать степень натяжки пильной
цепи? Дело в том, что если цепь окажется натянута по шине недостаточно, то она может и или соскочить с нее, или лопнуть. Именно такие случаи чреваты возможностью травмировать работающего цепной пилой
человека. Однако, не стоит ударяться и в другую крайность, ведь перетянутая цепь тоже ничего хорошего оператору не сулит: в таком случае
последует неоправданно быстрый износ пильной гарнитуры "на фоне"
повышенных нагрузок на двигатель работающей пилы. Правильную
натяжку цепи легко проверить следующим простым способом - на средней части шины потянуть цепочку за ее какой-нибудь режущий зуб (рис.
4.18): при правильной степени ее натяжения примерно до одной трети
длины ее ведущих звеньев на приподнятом участке должно остаться в
пазу шины. Если они вышли из паза больше, то цепь нужно считать недотянутой, если хвостовики остались в пазу утопленными сильнее, чем
на треть, то цепь уже перетянута. При этом по направляющей шине сама
цепь должна легко продвигаться от движения руки.
Рис. 4.18. Метод контроля натяжения
пильной цепи

72

В перезаточке цепи тоже следует придерживаться нескольких
незыблемых правил. Безусловно, следует точно контролировать остроту
углов режущих зубов на ее звеньях, отслеживать высоту ограничителя
пропила, чтобы их показатели соответствовали изначально заданной заводской заточке. И уж конечно, после проведения перезаточки габариты
всех режущих зубов на звеньях должны оставаться идентичными. Чем
может закончиться невнимание к соблюдению этих првил заточки?
Скажем, если на всех режущих зубцах углы окажутся равными между
собой, но неправильными, это снизит производительность работы такой
цепью или грозит усилением вибрации и нагрузки на двигатель пилы.
Если углы заточки режущих звеньев окажутся разными, то и нагрузка на
них в работе цепью станет неравномерной, что приведет к усилению
вибрации, создаст вероятность травмоопасной ситуации - разрыва работающей пильной цепи. В любом случае это приведет, как минимум, к
преждевременному выходу из строя. Чтобы всего этого не произошло
необходимо применение современных специальных приспособлений
для заточки цепей, которые позволяют эффективно (и не прибегая к помощи тонких измерительных приборов) выдерживать заданные параметры заводской заточки, установленной долгим опытным путем. В некоторых рабочих ситуациях перезаточка может потребоваться даже для
новой, только-только из фабричной упаковки, пильной цепи. Дело в том,
что у новых цепей толщина получаемой стружки (за счет высоты ограничителей пропила) всегда отлажена на минимальные значения, предусматривающие успех работ даже в очень неблагоприятных условиях
(например, зимних - с мерзлой и твердой древесиной). Если же новую
пильную цепь вводить в работу летом, в теплый сезон и для легкой в пилении древесины (скажем, сосны), то для ускорения работы сразу есть
целесообразность подправить высоту ограничителя глубины резания по
специальному шаблону. Для этих целей применяются различные конструкцию шаблонов и инструмента для заточки пильных цепей.
Для ухода за цепями необходимы два вида напильников - плоские
и круглые (рис. 4.19, а и б). На круглые напильники ложится задача по
правке режущих углов верхних и боковых граней на звеньях, плоские
же напильники используют, чтобы подправлять величину ограничителя
пропила. Круглые напильники разнятся между собой по своим диаметрам, которые ориентированы на различный шаг цепи (к примеру, самые

73

распространенные низко-профильные цепи под шаг в 3/8 дюйма требуют напильник диаметром 4 мм). Для удобства в заточке к круглым
напильникам выпускается большое количество оправок или калибров
(рис. 4.19, в), которые представляют из себя тонкие металлические
пластины с линиями на них, чтобы помогать отслеживать при заточке
нужную величину выводимого угла. При работе по таким калибру или
оправке точильщику только остается проследить, чтобы направляющая
шина располагалась все время строго в параллель нужной риске.

Рис. 4.19. Напильники и шаблоны: а – круглый напильник; б – плоский
напильник; в – шблоны

При заточке необходимо удерживайте напильник под правильным углом (рис. 4.20, а).

а

б

Рис. 4.20. Правила заточки цепи: а – угол напильника; б – направление
напильника

Линия корректировки угла заточки верхней грани, нанесенная
на обойму напильника, должна быть параллельна цепи (рис. 4.20, б)
Подтачивая звено необходимо следить, чтобы примерно 20% от
диаметра напильника выступали над поверхностью обрабатываемой

74

режущей кромки (рис. 21, а). Напильник требуется двигать только в
одну сторону (изнутри зуба наружу), выделяя абсолютно одинаковое
количество движений на каждый зубец, чтобы этим обеспечить равномерное стачивание обрабатываемых частей пильной цепи.
Чтобы глубина резания оставалась неизменной необходимо периодически стачивать ограничитель пропила. При этом движение
напильника должно быть в одном напрвлении (рис. 4.21, б).

а

б

Рис. 4.21. Пложение напильников: а – при заточке; б – при стачивании
ограничтеля пропила

Специальные калибры - металлические пластинки с прорезью выпускаются в помощь при заточке ограничителей пропила. Ведь на
каждые две-три заточки режущих зубов на цепи требуется подточить
и ограничитель пропила, поскольку заданное заводской заточкой значение разницы по высоте между ним и режущей кромкой звена
должно оставаться неизменным. Прорезь такого калибра позволяет
размещать его на режущем зубце, чтобы плоским напильником иметь
возможность сточить выступающую из калибровочной прорези лишнюю часть ограничителя пропила до уровня калибра.
Потребителям иногда бывает удобно сразу приобрести и круглый, и плоский напильники с оправками и калибрами на них в рамках
одного общего заточного набора, подобранного для работы с какимто определенным типом цепи. Иногда вдобавок к калибрам такие
наборы содержат еще какие-нибудь удобные для заточки мелочи. В
заточной набор от фирмы "OREGON" входит очиститель паза
направляющей шины для извлечения забившихся туда опилок.
Бывает, что потребность в перезаточке пильной цепи настигает
оператора пилы в глухом лесу, куда никто не подвезет ему удобные,

75

но тяжелые и габаритные тиски, чтобы зафиксировать ими шину с
подтачиваемой цепью. Однако, в комплекте инструмента для заточки
от фирм "OREGON" и "STIHL" на этот случай предусмотрены специальные струбцины (рис. 4.22): они специально оснащены острыми
ножами, чтобы иметь возможность вогнать их в любой из пней и на
нем начать заточку пильной цепи, не снимая ее с направляющей шины, а зафиксировав их такой струбциной.

Рис. 4.22 Струбцины

Использование такого богатого спектра приспособлений способно весьма ощутимо облегчить уход и обслуживание пильных цепей,
чтобы сделать их работу долговременной и неизменно эффективной.
4.2.2 Определение потребной мощности двигателя и
производительности цепных моторных пил
Мощность двигателя цепных пил определяется с учетом всех
сопротивлений, возникающих при пилении, и режима работы. Натяжение пильной цепи в отдельных точках (рис. 4.23) [49, 50] определяется методом обхода по контуру с учетом всех сопротивлений,
преодолеваемых на отдельных участках полотна шины и усилий,
возникающих при пилении.

76

Рис. 4.23. Схема для расчета потребной мощности цепной пилы
Минимальное натяжение пильной цепи ZQ, равное монтажному
Zм, будет в точке 0 сбегания ее с ведущей звездочки и может приниматься в пределах 100…150 Н.
Натяжение в точке 1 составляет:

Z1 = Z0 + gL,
где L – длина пильной шины по осям звездочек, м; g – вес одного погонного метра цепи, Н;  – коэффициент трения цепи о шину
(  = 0,1...0,2 при смазке).
Увеличение натяжения в точке 2 по отношению к точке 1 происходит за счет сил трения в подшипниках направляющей звездочки
и в шарнирах цепи при ее огибании и составляет 6.. .8 % от Z1, т. е.
Z2 = Z1+(0,06...0,08) Z1 = (1,06... 1,08) Z1 = (Z0+gL  )l,08.
Натяжение в точке 3
Z3 = Z2 + Pp + Ри  + gL  = 1,08(Z0 + gL  ) + Рр + Ри  + gL  ,
где Рр – усилие резания, Н;
Ри – усилие подачи, Ри=(0,5…0,7) Рр, Н.
Тяговое усилие цепи Zтяг (H) будет равно:
Zтяг = Z3 – Z0 = Рр + Pu  + 2,08gL  + 0,08Z0.

77

Усилие резания Pp (Н) и усилие подачи Pu (Н), а также показатели, влияющие на их величину при поперечной распиловке
цепными пильными аппаратами круглых лесоматериалов, могут
быть определены по известным зависимостям [5, с. 39-41].
Скорость подачи (м/с) определяется из выражения

u=

4Ï
d ,

П – производительность чистого пиления, м2/ с;
где
d – средний диаметр древостоев, м.
Удельное сопротивление резанию k определяется с учетом поправочных коэффициентов на породу и влажность древесины, затупление
зубьев цепи и вид выполняемой операции (валка леса для бензомоторных пил и раскряжевка хлыстов – для электромоторных пил):

k = k0  kп  kw  k  k  ,
где k0 – основное удельное сопротивление резанию сосны, Н/м2;

kï , kw , k – поправочные коэффициенты, учитывающие соответственно породу, влажность и затупление зубьев цепи (приложения 2, 3, 8).
Величина k0 не является постоянной и зависит от величины
подачи на зуб u z , определяемой из основного уравнения кинематики
пиления [1, с. 22; 5, с. 44]. При этом следует иметь в виду, что шаг t
между одноименными режущими зубьями принимается равным
t = 4t3, где t3 – шаг цепи.
Так как пиление согласно заданию осуществляется не на одной
определенной породе древесины, то коэффициент k п следует определять как средневзвешенный с учетом заданного состава древостоя.
Тяговое усилие цепи (Н) определяется как разность натяжений в
набегающей и сбегающей с ведущей звездочки ветвей цепи. С точностью, достаточной для расчетов, тяговое усилие может быть принято
равным:

Zòÿã = Pp + Pu   .

78

Мощность (Вт), расходуемая на пиление и преодоление всех сопротивлений, равна:

Np =

Zòÿã v



,

где  – КПД передачи от вала двигателя к ведущей звездочке
пильного аппарата следует принимать равным  =0,7…0,8.
Установочная мощность двигателя для бензомоторных пил принимается
N дв = Nп , а для электромоторных пил - N дв = Nп   . Коэффициент использования рабочего времени пилы составляет  = 0,3…0,4.
Расчет элементов пильной цепи на прочность производится из
условия работы двигателя на максимальной мощности Nmax = Näâ  k ,

где k - коэффициент перегрузки (для электропил k = 2,0…2,4, а
для бензопил k = 1,25). В этом случае суммарное натяжение цепи
составит

Zmax = Pmax + Z0  Zö ,
где Pmax – максимальное окружное усилие на ведущей звездочке с учетом перегрузки двигателя, Н;

Pmax =

N max 
;
v

Z ö – натяжение цепи от центробежной силы, возникающей при
огибании цепью звездочки, Н;

Zö =

q  v2
g ;

По Zmax ведется расчет на растяжение боковых и средних
звеньев цепи, а заклепки (оси) проверяются на срез и смятие.
Производительность (м3/смену) определяется по формуле:

79

Ï

ñì

=

7  3600    Qõ
,
Ò n

где  – коэффициент использования рабочего времени,  = 0,8…0,9;
Qх – средний объем хлыста, м3;

𝑙

– длина сортимента, м;
Т – цикл валки (раскряжевки) одного дерева (хлыста), с;

T = t1 + t2 + t3 ;

t1 – время на подготовку рабочего места, с; t1 = 30…60о c;
t 2 – время на спиливание дерева или раскряжевку хлыста, с;
Время на спиливание одного дерева

k    d 2
t2 =
где

д

4  П п ,

kд – коэффициент, учитывающий дополнительные затраты

времени при подпиле дерева; kд = 1,1…1,15;

 п – коэффициент использования технически возможной производительности чистого пиления;  п = 0,6…0,7.
Время на раскряжевку одного хлыста

t 2/ = t2  n ,
где

n

–

число пропилов, приходящихся на одно дерево
n=

(хлыст), при валке n = 1, а при раскряжевке

𝑙х

𝑙

−1.

Время на переходы вальщика t3 определится
100  k 1 
t3 =

vn

Qx
q ср

,

80

где k1 – коэффициент, учитывающий характер лесосеки и неравномерность распределения деревьев, k1 = 1,1…1,25; vп – скорость
передвижения вальщика, м/с; vп = 0,2…0,6 м/с.
Время на переход моториста от одного пропила к другому на
раскряжевке можно найти, зная среднюю длину выпиливаемых сортиментов 𝑙 при скорости передвижения vп = 1,0…1,5 м/с.
4.2.3 Вспомогательных инструментов на валке деревьев
В качестве вспомогательных инструментов на валке деревьев бензопилами применяют: валочные клинья, вилки, лопатки (рис. 4.24), гидравлические клинья типа КГМ-1А (рис. 4.25), домкраты ДГМ-16 (табл.

4.3) и пневмоподушки (рис. 4.26).
а

б

Рис. 4.24. Валочные приспособления: а – валочные клинья б – лопатки
фирмы «Хускварна»

81

Рис. 4.25. Принципиальная схема устройства гидроклина КГМ-1А:
1 – двигатель пилы; 2 – муфта; 3, 4 – ведомая и ведущая шестерни редуктора;
5 – стопор; 6 – эксцентрик; 7 – толкатель с роликом; 8 – корпус привода;
9 – плунжер; 10 – пружина плунжера; 11 – нагнетательный клапан; 12 – шланг
(рукав); 13 – предохранительный и перепускной клапан; 14 – рычажок;
15 – рычажок привода; 16 – гидробачок; 17 – манжета;
18 – цилиндр;
19 – пружина штока; 20 – шток; 21 – клин; 22 – щека клина

Основными узлами гидравлических приспособлений являются:
привод, плунжерный насос с баком, рукав (шланг) высокого давления
и рабочий орган – клин или домкрат.
Гидроклин имеет грузоподъёмность 5 т и может сталкивать в
нужном направлении деревья диаметром до 60 см, с обратным наклоном до 5. Масса клина 3,6 кг.
Таблица 4.3 - Параметры валочных приспособлений
Показатель
Грузоподъемность, кН
Масса в рабочем состоянии, кг
Диаметр цилиндра, мм: первая ступень
вторая ступень
Рабочий ход поршня, мм
Высота подъема комля дерева, мм
Рабочее давление в гидросистеме, МПа

Значение показателя
КГМ – 1А
ДГМ – 16
45 – 50
144
3,65
8,6
40
78
–
120
40
28 - 33

60
90
90
28 – 33

82

Емкость гидросистемы, см3
Максимальный диаметр сталкиваемых деревьев
на высоте груди, м: прямостойных
с обратным наклоном 5˚

400

550

0,6
0,4

1,4
0,8

Рис. 4.26. Приспособление типа
пневмоподушки «гибкий баллон»:
1 – специальное гнездо для отбора давления из камеры сгорания двигателя; 2 – охлаждающий змеевик; 3 – резиновый шланг; 4 – рабочий орган
приспособления – валочная подушка,
состоящая из штуцера 6, стального листа 7 с резиновой диафрагмой 5.

Пневматические валочные приспособления в качестве рабочего
органа имеют гибкий, обычно резиновый, резервуар, который в сложенном виде устанавливается в пропил сталкиваемого дерева, после
чего в него нагнетается газ. Расширяясь, резервуар поднимает комель
дерева и сталкивает его в заданном направлении.
Действие валочного приспособления, предложенного В.М. Колесниковым и И.В. Николаенко, основано на использовании давления
газов, отбираемых через специальное гнездо 1 из камеры сгорания
двигателя. Газы из цилиндра двигателя поступают через охлаждающий змеевик 2 по резиновому шлангу 3 в рабочий орган приспособления – валочную подушку 4, состоящую из стального листа 7 с резиновой диафрагмой 5.
Из-за недостатков, выявившихся при эксплуатации (небольшая
грузоподъёмность, деформация диафрагмы и шланга под действием

83

горячих газов), приспособление не получило применения на лесозаготовках.
Известны также предложения по использованию в качестве валочных приспособлений гибких баллонов, в которые под давлением
нагнетается жидкость. Однако из-за трудности изготовления портативного и прочного баллона и его неустойчивости в пропиле указанные работы не дали положительных результатов.
4.3 Машины для валки деревьев
Валка леса машинным способом может выполняться как однооперационными, так и многооперационными машинами, такими, как
валочные, валочно-пакетирующие, валочно-трелёвочные, валочносучкорезные, валочно-сучкорезно-раскряжевочные и другие.
По способу действия эти машины подразделяются на рычажные
(узкозахватные) и манипуляторные (широкозахватные). Рычажные
валочные машины используют только для валки деревьев в насаждениях, не имеющих подроста. Они оснащены механизмом срезания и
направленной валки деревьев. Манипуляторные машины для валки
деревьев получили наибольшее распространение. Технологическое
оборудование этих машин включает стрелу, рукоять, на конце которой крепится механизм захвата и срезания дерева. Это позволяет им
избегать подъезда к каждому дереву.
Валочная машина ВМ-4 (рис. 4.27) [5] предназначена для срезания деревьев с корня в крупномерных насаждениях и сталкивания
их в заданном направлении (на технологический рычаг). Машина
сконструирована на базе трактора ТТ-4 и оснащена технологическим
оборудованием: механизм срезания с подвеской, механизмом направленной валки дерева, технологическим рычагом, бульдозерной навеской со снегоочистителем, гидросистемой и ограждением кабины.

84

Рис. 4.27. Валочная машина ВМ-4: 1 – механизм срезания с подвеской;
2 – механизм удаления снега; 3 – механизм направленной валки деревьев;
4 – ограждение кабины; 5 – технологический рычаг

В настоящее время НПО “Промлес” для валки деревьев в насаждениях со средним объемом хлыста до 0,3 м3 предлагает малогабаритную валочную машину ВМ–55 (рис. 4.28) [28, 34], предназначенную
для срезания и направленного повала деревьев при проведении рубок
главного и промежуточного пользования леса, разработки просек при
строительстве дорог, нефте- и газопроводов, а также для работы в зонах стихийных бедствий.

Рис. 4.28. Валочная машина ВМ – 55:
1 – механизм срезания с подвеской;
2 – механизм удаления снега; 3 – механизм направленной валки деревьев

85

Машина при массе 3600 кг оснащена дизельным двигателем
мощностью 18,7 кВт и развивает скорость до 9 км/ч. Консольный
пильный аппарат механизма срезания осуществляет валку деревьев
диаметром до 45 см. Механизмом валки машины является телескопический рычаг с моментом 10 кНм. Длина машины – 3000 мм, ширина
– 2000 мм, высота – 2800 мм, производительность – 8 м3/ч.
Техническая характеристика валочных машин приведена в
тблице 4.4.
Таблица 4.4 - Техническая характеристика валочных машин
Значение показателя для машины
марки
Наименование показателя
ВМ-4
ВМ-55
База машины
Трактор ТТ-4М Трактор ЛМТ-4
Эксплуатационная мощность, кВт
95,5
18,7
Пильный механизм
Цепной, консольный
Диаметр срезаемого дерева, см
до 100
до 45
Механизм валки деревьев
Телескопический рычаг
Валочный момент, кНм
73,5
10
Грузовой момент технологического рыча58,2
га, кНм
Часовая производительность, м3
14-20
8
Масса машины, кг
15500
3600

В Канаде и США находят применение валочные машины
фронтального типа с ножевыми срезающими устройствами, позволяющими срезать деревья диаметром у пня до 0,6 м3.
Валочно-трелёвочная машина ВМ-4Б (рис. 4.29) [50] предназначена для валки деревьев со средним объемом хлыста 0,5 м 3 (и более) и трелёвки их на лесопогрузочный пункт (верхний склад). Технологическое оборудование включает механизмы: срезания с подвеской, направленной валки деревьев, погрузки и формирования пакета,
удерживания пакета на конике в процессе трелёвки. Помимо указанных механизмов, на машине имеется бульдозерная установка со снегоочистителем, ограждение кабины, гидросистема.

86

Рис. 4.29. Валочно-трелевочная машина ВМ-4Б: а – вид спереди; б – вид сбоку;
1 – трактор ТТ-4; 2 – ограждение кабины; 3 – механизм направленной валки
дерева; 4 – кронштейн; 5 – подвеска механизма срезания; 6 – рычаг обвязки;
7 – рычаг погрузки; 8 – щит; 9 – пильный аппарат; 10 – рычаги управления

Валочно-трелёвочные машины ЛП-17А [50] и ЛЗ-235 предназначены для валки деревьев, формирования пакета и его трелёвки.
Базовой машиной ЛП-17А (рис. 4.30) является трактор ТБ-1М, а ЛЗ-235
– трактор ТТ-4М-23К. По конструкции технологического оборудования машины одинаковы и отличаются друг от друга только параметрами (табл. 4.5).
На раме трактора позади кабины установлена поворотная колонна с манипулятором (стрелой и рукоятью), на конце которого крепится подвеска с захватно-срезающим устройством.

87

Рис.4.30. Валочно-трелевочная машина ЛП-17А: 1 – базовый трактор;
2 – коник; 3 – ЗСУ; 4 – подвеска с ротатором; 5 – гидроцилиндр подвески;
6 – рукоять; 7 – гдроцилиндр рукояти; 8 – стрела; 9 – гидроцилиндр стрелы;
10 – поворотная колонна; 11 – гидрооборудование; 12 – двухреечный механизм поворота манипулятора
Таблица 4.5 - Параметры манипуляторных ВТМ
Наименование
показателя
Базовая машина
Мощность двигателя, кВт
Диаметр срезаемых
деревьев, м
Тип срезающего
устройства
Вылет манипулятора, м:
минимальный
максимальный
Грузоподъемность манипулятора, кН
Угол поворота манипулятора, град
Масса машины, кг
Габаритные размеры, мм:
длина
ширина
высота

ЛП-17А

Значение показателя для машины марки
Валмет
ЛЗ-235
ЛП-58 МЛ-65
ВКС-160
ТТ-4М

ТБ-1М ТТ-4 М-23К

ЛП-18К Т-150К ТТ-4М

ЧФСР

73,8

80,9

95,6

121,5

95,6

117,6

0,55

0,65

0,65

0,65

0,65

0,65

20
2,3
5,0

цепной пильный аппарат с шагом, мм
19,05
30
30
30
2,0

5,0

19,84

2,0
5,0

2,0
5,0

2,05
6,65

2,2
5,0

18 – 7

20

50 – 20

20

12

10

285

226

220

226

380

320

13000

18500

18500

16500

18190

17000

7500
2700
3700

9935
2740
3430

11000
2800
3600

9300
3500
4250

7600
2700
3600

9360
2970
4170

Захватно-срезающее устройство за счёт усилий, создаваемых
гидроцилиндрами манипулятора, валит вершину дерева на землю, не
выпуская комля. Комель дерева переносится ЗСУ (захватносрезающее устройство) в коник. После набора воза, пачка трелюется
на верхний склад (погрузочный пункт).
Красноярский завод лесного машиностроения предлагает машину ЛЗ-235 (рис. 4.31) [28, 34], которая предназначена для срезания
деревьев, формирования из них пакета и трелевки его на погрузочную
площадку в процессе сплошных рубок. Машина может работать в
режиме валки-пакетирования или только валки и осуществлять вспомогательные работы по расчистке ветровалов, раскряжевки поваленных деревьев, выравнивания комлей, окучивания хлыстов, уборки сучьев и опасных деревьев. Машина представляет собой базовый трак-

88

тор МТ-5 (ТТ-4М) на раму которого устанавливается поворотная колона, несущая на себе гидроманипулятор оснащенный захватносрезающим устройством, кониковое зажимное устройство и толкатель.

Рис. 4.31. Валочно-трелевочная машина ЛЗ-235

Валочно-трелевочные машины могут работать в режиме: валка;
валка-пакетирование; валка-трелевка.
Технологический цикл валочно-трелевочной машины ВМ-4Б в
режиме валки-пакетирования заключается в формировании пачки в
конике машины, затем укладке пачки на волоке; в режиме валкитрелевки – в формировании пачки в конике машины и трелевке ее на
погрузочную площадку. В режиме валки деревья оставляют на месте
их падения, а трелюют трелевочным трактором.
Производительность машины ВМ-4Б в режиме валка леса в
смену (м3) определяют по формуле
Ï

ñì

=

3600  (T − tïç )    qõë
t1 + t 2

,

где t1 – время на передвижение машины от дерева к дереву (t1= 20...
25) с; t2 – время на подготовку дерева к валке, его спиливание и валку
(t2 = 20...35) с.

89

В режиме валка-пакетирование, при укладке деревьев в коник к
времени t1 и t2 добавляется время на подачу комля дерева в коник t3
равное 3...5 с и время на увязку дерева в конике t4 равное 2...3 с.
В режиме валки-трелевки производительность (м3) машин ЛП17А, ЛЗ-235 и ВМ-4Б определяют по формуле
Ï

ñì

=Q
ñð

3600  (T − tïç )    Qñð

,
(t + t + t ) + lñð + lñð + Qñð  t + t
1
2
3
ï
ð
qõë
v ð võ n  qõë

где Qcp – средний объем трелюемой пачки, м3; t1 – время на передвижение машины от дерева к дереву (для ВМ-4Б) или время на
подвода ЗСУ к дереву и его захват (для ЛП-17А, ЛЗ-235), с; t3 – время
на погрузку комля спиленного дерева в коник, с; п – количество деревьев, спиливаемых с одной стоянки, шт; vг и vх – средняя скорость
движения с грузом и без груза, м/с; tn – время на перемещение машины с одной стоянки на другую в процессе формирования пачки, с; tр –
время на разгрузку машины на погрузочном пункте и выравнивание
комлей, с; lср — среднее расстояние трелевки, м.
Специализированные ВМ в настоящее время практически не
применяются, машинная валка леса на многих предприятиях осуществляется валочно-пакетирующими машинами (ВПМ). ВПМ предназначены для спиливания деревьев, переноса их к месту укладки и
формирования в пачки. В мировой практике наиболее широкое распространение получили манипуляторные ВПМ экскаваторного типа
на гусеничном ходу (рис. 4.32). Компоновка ВПМ позволяет применять их на равнинной местности (уклон от 0 до 15 градусов) [48].

90

Рис. 4.32. ВПМ: a – ЛП-19B; б – Tigercat 822C

В отдельных случаях при необходимости работы на уклонах от
16 до 25 градусов машины оснащаются специальными устройствами,
позволяющими изменять расположение экскаваторной платформы
относительно базы (рис. 4.33).

Рис. 4.33. ВПМ John Deere 759J с устройством выравнивания платформы

Машина способна снимать с пня и переносить спиленные деревья в вертикальном положении. Валочная головка, как правило,
снабжена накопителем деревьев для последовательного срезания нескольких стволов с последующим одновременным пакетированием.
Очевидно, что при этом нагрузки на манипулятор и опрокидывающий
момент, действующий на базовую машину, значительны.
В России, например, ОАО «Йошкар-Олинский завод лесного
машиностроения», ОАО «Экскаваторный завод “Ковровец”», ОАО
«Абаканский опытно-механический завод» предлагают валочнопакетирующие машины типа ЛП-19Б (рис. 4.34), ЛП-60-01А, МЛ-135,
МЛ-152 и МЛ-119А (рис. 4.35), техническая характеристика которых
приведена в таблице 4.6 [27, 28, 42].
Рис. 4.34. Валочно-пакетирующая
машина ЛП – 19Б

91

Рис. 4.35. Машина МЛ – 119А

Таблица 4.6 - Технические характеристики валочно-пакетирующих машин

Наименование

показателя

Значение показателя для машины марки

ЛП-19Б ЛП-60-01А МЛ-135 МЛ-119А
125
95,5
165
125
90
70
56
90

Мощность двигателя, кВт
Наибольший диаметр дерева в месте
среза, см
Максимальный вылет манипулятора, м
8
Грузоподъемность манипулятора
при
32
максимальном вылете, Кн
Срезающее устройство
цепная
пила
Давление на грунт, кПа
до 66
Конструктивная масса (не более), кг
23500

8
18

8
18

9,5
32

цепная
пила
81
24100

дисковая
пила
34-54
29500

цепная
пила
до 100
26000

Валочно-пакетирующая машина ЛП-19Б (рис. 4.36) [1, 2, 20, 28,
31, 50] предназначена для срезания деревьев и формирования их в пакеты в процессе сплошных рубок в насаждениях с максимальным
диаметром на высоте груди до 60 см. Машина смонтирована из узлов
трактора ТТ-4 и экскаватора ЭО-41-21. На ходовую систему опирается поворотная платформа с дизельным двигателем, кабина оператора
и шарнирно-сочлененная стрела. Подъём и опускание стрелы осуществляется двумя гидроцилиндрами, а рукоять – одним.

92

Рис. 4.36. Валочно-пакетирующая машина: а – общий вид; б – опорноповоротная платформа: 1 – основание; 2 – поворотная платформа; 4 – манипулятор (стрела 3 и рукоять 5); 6 – захватно-срезающее устройство (ЗСУ);
7
– проушина для присоединения ЗСУ; 8 – гидроцилиндры; 9 – зубчатый венец;
10 – ведущая шестерня поворотного корпуса; 11 – редуктор; 12 – ролик;
13 – неподвижная опорная часть; 14 – швеллер

Захватно-срезающее устройство (ЗСУ) шарнирно закреплено на
конце рукояти и состоит из цельносварного корпуса в виде стойки,
имеющей проушины для шарнирного соединения с рукоятью и тягами механизма поворота захвата. На верхнем конце стойки имеется
захват, на нижнем – захват и цепной механизм срезания с пильной
цепью ПЦУ-30. Привод всех механизмов и управление обеспечивается гидравлической системой машины.
Выпуск ограниченных партий машин под конкретного потребителя, его конкретные условия лесоэксплуатации, «техническая адресность» машин — настоятельная задача для отечественных конструкторов и машиностроителей. Примером такого решения задач может
служить создание валочно-пакетирующей машины легкого класса
МЛ-135. Получив поддержку Департамента экономики лесного комплекса Минэкономики России, ЦНИИМЭ разработал и совместно с
экскаваторным заводом «Ковровец» изготовил первый опытный образец этой машины.
Динамичная, свободно маневрирующая, с низким давлением на
грунт машина ориентирована на лесопользователей с преобладанием не

93

крупных по диаметру деревьев на лесосеке. Возможность накапливать в
захватно-срезающем устройстве до пяти деревьев диаметром 20 см
обеспечивают производительность машины до 170 штук деревьев в час.
Мощный, с хорошим ресурсом, дизель ЯМЗ-238, сблокированный с насосной группой с «нулеустановителем» («Пневмостроймашина») обеспечивает хорошую динамику и тяговые характеристики
машины. Удачная компоновка поворотной платформы позволяет
осуществлять вращение с рабочим оборудованием и срезаемыми деревьями в коридоре "на просвет" 5 м. Машина оборудована одной из
лучших в мире пропорциональной электрогидравлической системой
управления фирмы «Данфосс». Плавность и точность позиционирования при высокой реализуемой мощности на рабочем оборудовании
не требуют значительных усилий оператора.
Комфортабельная, хорошо защищенная кабина со значительно
увеличенной обзорностью и без «радиционных» решеток резко снижает утомляемость оператора и позволяет сохранять высокую выработку в течение всей смены. Современная контролирующая и диагностическая аппаратура, сблокированная в моноблоке с отображением
текущих данных на жидкокристаллическом дисплее (разработка и серийный выпуск - завода «Ковровец») обеспечивает оператора необходимой информацией.
Гидросистема машины выполнена с применением шлангов для
сверхвысоких давлений фирмы «Манули». Применение этих рукавов
высокого давления (разрывное давление 1600 атм, диапазон рабочих
температур от плюс 120° С до минус 60° С) приводит к отсутствию
отказав по гидросистеме, а следовательно, к практическому отсутствию расхода рабочей жидкости (гидравлического масла) в процессе
эксплуатации и другим не менее положительным последствиям.
Современные технологии машиностроения, применяемые экскаваторным заводом «Ковровец» при изготовлении машины МЛ-135: от
100% входного контроля качества материалов и комплектующих,
плазменного и лазерного раскроя металла, высококачественного
стального литья до роботизированной сварки. Высокий инженерный
и технический потенциал специалистов завода обеспечивает хорошее
стабильное качество машины с низкими стоимостными параметрами.
(в 4…4,5 раз ниже зарубежных аналогов.

94

С помощью валочно-пакетирующей машины возможны в основном два способа валки и пакетирования деревьев: валка деревьев с
укладкой их в пачки, располагаемые под углом 30...60° к направлению движения, и укладка пачки позади машины параллельно направлению ее движения (рис. 4.37, а, б, в) [48].

Рис. 4.37. Схемы валки деревьев машинами: а, б, в – валочнопакетирующими машинами с прямолинейными ходами по лентам перпендикулярным и параллельным лесовозному усу с укладыванием под углом 30о…60о,
90о…180о; г – зона работы валочно-пакетирующей машины с одной стоянки: 1 –
валочная машина; 2 – растущий лес; 3 – пачки (деревья); 4 – волок; 5 – ленты (пасеки); q – направление перемещения дерева; ВПМ – перемещение валочной машины

Разработка делянок с применением валочно-пакетирующей машины в комплекте с трелевочными тракторами производится по
следующим схемам: прямолинейными ходами по лентам, перпендикулярным или параллельным усу, и по кругу.

95

При движении перпендикулярно усу (рис. 4.38) машина валит
лес на лентах, последовательно удаляясь от уса и приближаясь к
нему, по концам лент разворачивается и смещается на расстояние,
равное ширине ленты. При движении к усу машина укладывает пачки
за собой, а при движении от уса – впереди себя, под углом 30…600 к
направлению своего хода. Трелевка пачек ведется вдоль лент по ходу
валочно-пакетирующей машины. Указанная схема наиболее распространена. При строгом выдерживании ширины и параллельности лент
и укладке пачек сзади по оси волока работа по этой схеме обеспечивает частичное сохранение подроста.

Рис. 4.38. Схема разработки делянки: 1 – валочно-пакетирующая машина;
2, 3 – трелевочный трактор; 4 – сучкорезная машина; 5 – погрузчик; 6 – автолесовоз; 7 – зона безопасности; 8 – запас деревьев; 9 – запас хлыстов; 10 – вал
сучьев; 11 – лесовозный ус

При движении параллельно усу (рис. 4.39) [48] машина разворачивается по концам лент. Разработка лент начинается с дальнего конца делянки, и машина по мере разработки лент приближается к усу.
Пачки укладывают под углом 90 к ходу машины комлями в сторону
уса. Трелевка ведется поперек лент по кратчайшим расстояниям. Эта
схема сокращает расстояния трелевки и удобна для создания запаса
пачек на лесосеке.

96

Рис. 4.39. Схема разработки делянки валочно-пакетирующей машиной лентами
параллельно усу: 1 – валочно-пакетирующая машина; 2 – трелевочный трактор; 3 – визир; 4 – лента; 5 – лесопогрузочная площадка; 6 – лесовозный ус; 7 – зона безопасности

При движении по кругу машина начинает разработку делянки,
перемещаясь по лентам, укладывает пачку под углом за собой или
впереди себя в зависимости от направления трелевки. Расчетная ширина ленты определяется из условия двойного вылета стрелы с поправкой на уменьшение вылета при срезании крупных деревьев и
принимается равной 13…15 м, длина лент назначается в пределах
200…300 м. Валочно-пакетирующая машина может укладывать пачки под любым углом по отношению к направлению своего движения.
Углы укладки пачек определяются требованиями валки и трелевки. В
отношении валки наиболее удобны углы равные 90 при этом ритм
работы нормально сочетается по времени с выполнением других приемов. В отношении трелевки важно, чтобы пачки лежали комлями
точно в направлении трелевки или же под небольшим углом к нему.
Пачки, подготовленные валочно-пакетирующей машиной для трелевки тракторами с пачковыми захватами, должны иметь ширину комлевой части и разбег комлей по длине в зависимости от конструкции
технологического оборудования: для ЛТ-157 ширина не более 1,5 м
и длина 0,7 м; для ЛТ-154 соответственно не более 1,5…1,8 м и
0,3...0,5 м. Объем формируемых валочно-пакетирующей машиной
пачек определяется запасами древесины на 1 га и крупномерностью
деревьев. Изменением ширины лент и расстояния переезда со стоянки на стоянку можно частично регулировать объемы пачек. Тракторы

97

с гидроманипуляторами могут формировать пачки, уложенные валочно-пакетирующей машиной в валы как параллельно, так и под углом к направлению ее движения. В последнем случае, возможно
формировать пакет из нескольких пачек.
Заслуживает внимания и более широкого распространения, особенно при освоении лесосек загрязненных радионуклидами, технологический процесс заготовки леса пачками, сформированными валочно-пакетирующей или валочно-трелевочной машиной и транспортируемыми по лесосеке к лесовозной дороге в полностью погруженном
положении (рис. 4.40). Пачку при этом загружают на прицеп и отвозят ее от стены леса на расстояние 10...15 м. После этого пачку отцепляют от машины, к ней присоединяют порожний прицеп, и машина начинает формировать очередную пачку. Загруженную пачку присоединяют к трелевочному трактору, например ЛТ-157, и трелюют к
лесопогрузчику на расстояние до 1...8 км. С помощью лесопогрузчика
пачку перегружают на лесовозную машину. Подобная технология,
предусматривающая трелевку погруженной пачки с помощью специального прицепа, возможна и при других сочетаниях машин, например при двухстадийной трелевке или подтрелевке [48].

Рис. 4.40. Схема разработки делянки при формировании и транспортировке пачек деревьев в полностью погруженном положении: 1 – валочная машина; 2 – лесосека; 3 – пачка деревьев на прицепе; 4 – трелевочный трактор;
5 – направление движения трактора; 6 – челюстной лесопогрузчик; 7 – автопоезд; 8 – лесовозный ус

98

Валка деревьев валочно-пакетирующей машиной ЛП-19Б (ЛП-119А)
включает следующие операции: переезд машины со стоянки на стоянку,
наводку захватно-срезающего устройства (ЗСУ) на дерево, зажим, натяжение, срезание, подтягивание дерева, поворот платформы с деревом, укладку его в пачку на землю, порожний поворот платформы. Наводка производится одновременно с опусканием стрелы и выдвижением рукояти с таким
расчетом, чтобы пильный механизм располагался как можно ниже к основанию дерева. При наводке недопустим силовой нажим манипулятора на
ствол и его изгиб во избежание зажима пильной шины и сколов комлевой
части дерева. По окончании наводки производятся зажим дерева и его
натяг вверх движением стрелы и пиление. Окончание пиления определяется по легкому толчку, который передается машине при отрыве от пня
предварительно подтянутого вверх дерева.
Цикл спиливания и укладки одного дерева составляет в среднем
22...31 с, в зависимости от объема дерева и условий на лесосеке.
Сменная производительность Псм (м3) машины ЛП-19Б (ЛП-119А)
определяется по формуле
Ï

ñì

=

3600 (T − tïç )    qõë
,
tö

где Т – продолжительность смены, ч; tпз – время на подготовительно-заключительные работы, ч;  – коэффициент использования
машины; qхл — средний объем хлыста, м3; tц – полная продолжительность цикла; складывается из времени срезания и укладки дерева t и
времени технологических переездов машины tм:
tц = t + tм/m,
где m – количество деревьев, срезаемых машиной после каждого
переезда с одной стоянки.
Валочно-сучкорезно-раскряжёвочная машина МЛ-20 (рис.
4.41) [32, 35] создана на базе ЛП-19. Вместо ЗСУ на рукояти манипулятора смонтирована обрабатывающая головка, которая в отличие от

99

ЗСУ имеет сучкорезное устройство (на верхнем захвате), механизм
протаскивания дерева и отмера длин выпиливаемых отрезков. Дерево
обрабатывается в вертикальном положении.

Рис. 4.41. Машина МЛ-20: 1 – ходовая часть; 2 – поворотная платформа; 3 – силовая часть; 4 – кабина; 5 – манипулятор; 6 – стойка; 7 – сучкорезное устройство; 8 – механизм отмера длин; 9 – тяговые ролики; 10 – механизм срезания деревьев

Зажатое в обрабатывающей головке дерево срезается, переносится
к месту обрезки сучьев и поднимается на высоту не менее длины выпиливаемого сортимента. После обрезки сучьев дерево путём поворота манипулятора подается к месту раскряжёвки, а затем снова к месту обрезки
сучьев. Эта операция по обрезке сучьев и отпиливанию очередного сортимента повторяется до полной обрезки сучьев и раскряжёвки каждого
спиленного дерева. После прохода машины и разработки (пасеки) ленты
с одной стороны остаётся вал сучьев, а с другой – сортименты. Производительность машин за 1 час составляет в среднем 12 м3 (24 дерева).
Валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина (харвестер) МЛ-152
(рис. 4.42) [35] предназначена для валки деревьев, обрезки сучьев и
раскряжевки на сортименты. Машина может быть использована на
сплошных рубках и рубках ухода в равнинной местности с уклоном
до 8o на грунтах с несущей способностью до 100 кПа, при глубине
снега до 1 м.

100

Рис. 4.42. Валочно-сучкорезнораскряжевочная машина (харвестер)
МЛ-152

Конструктивной базой МЛ-152 является валочно-пакетирующая
машина МЛ–119А. За исключением рабочего оборудования, все узлы
и агрегаты поворотной платформы и ходовой тележки заимствованы
без изменений. В качестве рабочего оборудования применен специализированный гидроманипулятор с параллельного действия Loglift
220 V 83 и харвестерная головка Premio 650.
ОАО «Онежский тракторный завод» предлагает лесозаготовителям валочно-сучкорезно-раскряжевочную машину ТЛК4-15 (рис. 4.43)
[35]. Машина предназначена для механизированной валки деревьев,
обрезки сучьев и раскряжевки хлыстов при сортиментной технологии.
Эксплуатируется круглогодично в равнинной и слабопересеченной
местности, на грунтах I, II, III категории и снежном покрове до 1 метра
при температуре окружающего воздуха от –40 до +40oС.

Рис. 4.43. Валочно-сучкорезно-раскряжевочную машину ТЛК4-15

101

База машины представляет собой два модуля, соединенных
между собой универсальным шарниром.
Передний энергетический модуль включает в себя двигатель с
его системами, гидромеханическую передачу концерна «Амкодор»
(Республика Беларусь), кабину и основные элементы гидросистемы.
На заднем технологическом модуле установлен манипулятор Cranab
HRH 12 с харвестерной головкой SP-551LF.
ООО фирма «ЛЕСТЕХКОМ» выпускает валочно-пакетрующую
машину ЛП-19 с харвестерной головкой SP-650 (рис. 3.44). [35, 42]
Машина предназначена для валки, обрезки сучьев и раскряжевки
хлыстов на сортименты при проведении сплошных рубок в средних и
крупномерных лесонасаждениях с сохранением или без сохранения
подроста в условиях равнинной и слабопересеченной местности.

Рис. 4.44. Валочно-пакетрующая
машина ЛП-19А (харвестер) с харвестерной головкой SP-650

Головка SP-650 снабжена реверсивными ведущими роликами,
автоматическим натяжителем цепи и автоматическим контролем пиления, сдвоенными устройствами измерения диаметра на верхних
ножах, автоматически регулируемым давлением на ножи и ведущие
ролики.
Дополнительно поставляются различные сменные рабочие органы для выполнения различных лесозаготовительных и дорожностроительных работ.

102

ООО «Велмаш-Сервис» предлагает валочно-сучкорезнораскряжевочную машину (харвестер) МЛ-72 (рис. 4.45) [35, 42]. Машина предназначена для валки деревьев, очистки их от сучьев и раскряжевки на сортименты. Она может быть использована на сплошных
рубках, рубках ухода, а также реконструктивных рубках с учетом лесоводственных требований.

Рис.
4.45.
Валочносучкорезно-раскряжевочная
машина (харвестер) МЛ-72

Базовый трактор оборудован широкопрофильными шинами и
дублированным управлением трактора при движении задним ходом.
В то же время большой объем заготовки сортиментов осуществляется легкими универсальными бензиномоторными пилами зарубежного производства.
Харвестеры. Распространение сортиментного способа заготовки древесины потребовало машинизировать выполнение операций по очистке деревьев от сучьев и раскряжёвки непосредственно в условиях лесосеки. Для этого были использованы специальные
многооперационные
машины:
сучкорезнораскряжевочные
(процессоры)
и
валочно-сучкорезнораскряжевочные (харвестеры). Основными технологическими элементами этих типов машин изначально было сучкорезнораскряжевочное устройство, размещенное на базовой машине и
гидравлический манипулятор. В конструкции процессора на конце манипулятора агрегатировался грейферный клещевой захват
для загрузки заранее поваленных с помощью бензопилы деревьев
в сучкорезно-раскряжевочное устройство. Аналогичной оказалась и

103

конструкция первых харвестеров, созданных на базе процессоров.
Только в этом случае вместо захвата на конце манипулятора
устанавливалось захватно-срезающее устройство для срезания и
валки деревьев с последующим переносом их на «разделочный
стол». Такие харвестеры получили название двухмодульных или
двухзахватных (исходя из необходимости захвата дерева два раза
за цикл обработки - сначала захватом валочной головки, а затем
сучкорезно-раскряжевочным устройством).
Гусеничную двухзахватную сучкорезно-раскряжевочную машину
СМ-35 (рис. 4.46) [35] на базе ТТ-4М выпускает ОАО «Алтайский трактор».

Рис. 4.46. Сучкорезнораскряжевочная машина
СМ-35

Гусеничная двухзахватная сучкорезно-раскряжевочная машина
на базе ТТ-4М предназначена для очистки от сучьев деревьев хвойных и мягколиственных пород, раскряжевки хлыстов на сортименты
и их объемного учета в лесу (на погрузочном пункте (верхнем складе)
или трелевочном волоке), а также на береговых и прирельсовых нижних складах и складах сырья лесозаготовительных и лесоперерабатывающих предприятий.
СМ-35 имеет классическую для двухзахватных сучкорезнораскряжевочных машин компоновку - переднее расположение двигателя и заднее расположение трансмиссии. За установленной слева от
двигателя кабиной на основании размещен манипулятор, а на корме
(за манипулятором) - сучкорезно-раскряжевочный агрегат. Все
остальные и вспомогательные механизмы, и агрегаты смонтированы
на раме машины. Машина оборудована системой управления, обеспечивающей выпиливание заданного сортимента в автоматизированном (программном) и ручном режимах.

104

С целью уменьшения продолжительности цикла обработки дерева, конструкторы машин отказываются от использования сучкорезно-раскряжевочного устройства как отдельного узла и переходят
к использованию одного навешиваемого на манипулятор агрегата.
Такой агрегат объединил в себе захватный механизм, срезающее
устройство для валки дерева, механизм обрезки сучьев (протаскивающий механизм и сучкорезные ножи), механизм отмера длин и
раскряжёвочный механизм (обычно, та же пила, что используется
и для валки). Этот агрегат получил название харвестерная головка. Конструкция харвестера с такой головкой называется одномодульной или однозахватной (рис. 4.47, 4.48) [48].

Рис. 4.47. Типовая компоновка одномодульного харвестера: а –
силовой модуль; б – технологический модуль: 1 – харвестерная головка, 2 – манипулятор, 3 – кабина
оператора

Рис. 4.48. Одномодульный харвестер Ponsse Ergo

В настоящее время двухмодульные харвестеры практически не выпускаются и повсеместно применяются одномодульные конструкции.

105

Базой харвестеров этого типа является либо специально разработанные шарнирно сочлененные колесные (гусеничные) шасси, либо
гусеничные экскаваторные, реже монорамные колесные (гусеничные)
шасси (рис. 4.49).

Рис. 4.49. Варианты компоновки одномодульных харвестеров: а, б – John Deere
1270DE co111 и 703 JH/753JH; в – Timber ProTB630; г, д – Komatsu (Valmet)
901.4 (с колесной базой 4х4), Valmet 911.3 X3M (для работы на склонах свыше
26 градусов); е – Ponsse Beaver (с колесной базой 6х6); ж – HSM405HL2 (для
работы на склонах свыше 26 градусов, с удлиненной колесной базой 8х8 и с
поддерживающей лебедкой); з – Gremo Besten 106RH c дистанционным радиоуправлением; и – универсальная машина ЛЗ-4М

Харвестеры классифицирую на харвестеры специального
назначения (рис. 4.48, 4.49), харвестеры на базе экскаваторов (рис.
4.50), гусеничных и колесных тракторов общепромышленного
назначения.

106

Рис. 4.50. Харвестер на
базе экскаватора
John Deere 759G

Харвестеры специального назначения по типу шасси подразделяют: на колёсные (4x4, 6x6, 8x8), гусеничные (от двух (рис. 4.50) до
четырех гусениц (рис. 4.51)), шагающие (рис. 4.52, 4.53) [52, 9] и
комбинированные (рис. 4.54).

Рис 4.51. Гусеничный харвестер специального назначения Valmet 911.3 X3M

107

Харвестер Valmet 911.3 X3M сконструирован для максимальной эффективности в сложных и особо пересеченных условиях местности лесозаготовки. Данный харвестер, способен обеспечить лесозаготовки, как на
обычных делянках, так и при проведении лесозаготовительных работ на
крутых склонах. Низко расположенный центр тяжести, тяговое усилие до
40 тонн, обеспечивает высокую проходимость и устойчивость харвестера.
Харвестер укомплектован двигателем Sisu Diesel 74 EWA 213 л. с. и крутящим моментом 1000 Нм. Гидросистема харвестера и программная система Maxi Harvester предлагают оператору харвестера контроль и контакт
со всем комплексом контроля лесозаготовок. Кран харвестера, модели
CRH 18, имеет охват досягаемости до 10-11 м. Харвестер данной модели
действительно уникальная лесозаготовительная машина, которая, несомненно, может быть востребована у широкого круга лесозаготовителей.

Рис. 4.53. Шагающий харвестер SchreitHarvester с самоходным мостом
Рис 4.52. Шагающий харвестер Lokkeri

Шагающий харвестер Lokkeri (рис. 4.45) изобретен в 1994 году подразделением передовых исследований и разработок Plustech Oy в Финляндии, которое сегодня является частью компании John Deere
Forestry Oy. Это был первый шагающий харвестер, оснащенный спиливающей головкой (ныне входит в корпорацию John Deere). В 1999 году
был собран модернизированный концепт, однако серийно подобные
машины никогда не выпускались. Шагающий харвестер умеет ходить
вперед, взад, вбок и по диагонали.

108

Производительная и экологическая лесная машина могла работать на крутых и неровных поверхностях, двигаться в разных
направлениях и разворачиваться на месте. Компьютерная система
управления равномерно распределяла вес на все шесть лап харвестера. Машина могла перешагивать через препятствия, встречающиеся
на пути, а оператор регулировать клиренс и высоту каждого шага.
Шагающий харвестер опередил время, но так и не вышел в серийное производство. Однако, используемые при его создании технологии
стабилизирующих автоматических систем получили дальнейшее развитие и сейчас применяются в лесных машинах John Deere. Благодаря инновационной системе контроля и гидравлической трансмиссии современные харвестеры оказывают меньшую нагрузку на грунт.
Шагающая лесная машина Lokkeri – яркий пример финской передовой инженерии. Она воплощает силу и значимость новых технологий
– конструкция машины позволяет работать в особо тяжелых условиях.
Выпускник технического университета Дрездена г-н Кристиан
Кноблох (Christian Knobloch) в дипломной работе «Шагающий харвестер – Schreit-Harvester» предложил иной способ передвижения на лесосеке (рис. 4.53). В его основе – применение многометровой рамы или
монорельса, между двумя трёхлапыми опорами, которые могут приспосабливать положение своих опорных точек под рельеф местности.
Вдоль этого мостика перемещается кабина с захватомманипулятором, который и срезает деревья. При этом рука устройства может достигать точек, расположенных на расстоянии
до 10 метров от машины, а всего на одном месте новому лесному
комбайну доступна рабочая площадь в 480 квадратов.
Когда же нужно сменить позицию, кабина сдвигается так, что
практически весь свой вес переносит на одну из опор. Разгруженная
опора теперь без больших энергетических затрат может быть поднята
в воздух и перемещена на новое место.
Так, выписывая опорами широкие дуги, машина может совершать
8-метровые шаги, перебираясь даже через овраги, шириной до 4,6 метра
и поднимаясь в гору с уклоном до 36. Вообще же вращение поднятой
балки вокруг одной из опор возможно на все 360 градусов.

109

В отличие от гусеничной или колёсной техники шагающий харвестер Schreit-Harvester должен оказывать на живой покров в лесу
минимальное воздействие. Опоры «моста» будут оставлять на мхах
и травах быстро заживающие отпечатки, словно копыта коня. А это
гораздо лучше колеи, не затягивающейся годами.
По оценке изобретателя, шагающий харвестер Schreit-Harvester
сможет с успехом заменить на лесозаготовках значительно более тяжёлую технику. Причём вытаскивать брёвна с места вырубки леса
могли бы аналогичные машины, рассуждает немецкий дизайнер. Это
могло бы радикально сократить урон для леса, наносимый в процессе
лесозаготовок, во время которых, помимо вырубки собственно деревьев, уничтожается едва не всё живое вокруг.
Харвестер Menzi Muck (рис. 4.54) [54] известный многим как
"харвестер для работы на склонах" или "шагающий экскаватор",
Menzi Muck обеспечивает экономически выгодную автоматизацию
операций по прореживанию леса на сложном ландшафте местности.
Благодаря шасси харвестера, способному работать на любом грунте,
мощному полному приводу и шагающей функции, нет конкурентов.
Уклоны до 100 % не являются проблемой для харвестера.
Рис. 4.54. Харвестер Menzi Muck

"харвестер для работы на склонах"
или "шагающий экскаватор"
Кроме того, что машина является
лучшей альтернативой для работы на
уклоне до 40о, она также применима для корчевания деревьев. Расчистка после шторма, прореживание или сплошная вырубка - диапазон применения техники очень широк. Возможность замены лесного
оборудования на строительное оборудование расширяет возможности
техники и гарантирует высокий уровень производительности и эффективности эксплуатации.
В отличие от прореживания леса вручную, механизированные
операции в большей мере соответствуют экологическим требованиям. В сравнении с другими лесными машинами, харвестер Menzi

110

Muck сочетает в себе низкий вес и высокую производительность.
Шасси может быть приспособлено к грунту, на котором выполняются
работы, а низкое давление на грунт обеспечивает эффективную защиту почвы. Кроме того, компактные габариты Menzi Muck защищают
окружающую растительность от повреждений.
Относительно низкая стоимость покупки, высокая производительность и универсальность применения Menzi Muck открывают интересные возможности для управляющих лесным бизнесом.
Высокое подъемное усилие обеспечивается 2-х метровой телескопической стрелой (рис. 4.55), с возможностью работы на удалении до 9 м.
Лапа экскаватора крепится к головке харвестера, обеспечивая быстрый
захват с помощью роликов. Лапа экскаватора применяется на холмистой местности, содействуя передвижению с помощью стрелы.
Рис. 4.55. Телескопическая
стрела с лапой

Каждое колесо ходовой части (рис. 4.56) может независимо перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлении. По горизонтали колеса регулируются до 6450 мм, расширяя возможности машины и обеспечивая максимальную стабильность. Регулировка колес по вертикали приспосабливает машину к неровному ландшафту и компенсирует наклон при работе на уклонах. При работе в условиях ограниченного пространства рулевые поворотные кулаки обеспечивают необходимую маневренность.

Рис. 4.56. Ходовая часть

111

В качестве опции, шасси оснащаются гидравлическими стабилизаторами (стабилизаторами для горной местности). Прочные металлические когти (6 когтей) обеспечивают дополнительную устойчивость при работе в экстремальных условиях.
Кабина оператора (рис. 4.57) имеет отличную эргономику, обеспечена всевозможными регулировками комфортабельного вентилируемого водительского сидения, подлокотниками, джойстиками и педалями. Благодаря тому, что условия работы приятны и не создают
усталость, обеспечивается высокая производительность работы оператора. Четкая приборная панель обеспечивает оператора всей необходимой информацией о работе машины и головки харвестера.

Рис. 4.57. Кабина оператора

Кабина дает оператору ощущение простора и обеспечивает ясный и свободный круговой обзор. Созданная специально для работы
в лесной отрасли, кабина прошла все необходимые тесты (тесты
ROPS, FOPS, OPS соответствия DIN ISO 34171). Мощные пластины и
отражатели дополнительно повышают безопасность. Окна из лексана
(поликарбоната) обладают высочайшими противоударными характеристиками, температуроустойчивостью и отличными оптическими
характеристиками. Защищенные фонари на крыше кабины делают
возможной работу в ночное время.
По компоновке технологического оборудования специальные
колесные харвестеры можно разделить на две группы:
1. С передним моторным и задним технологическим модулями.
В этом случае на переднем модуле размещается энергетическая установка машины и монтируется кабина оператора. На технологическом

112

модуле размещён манипулятор с харвестерной головкой. По данной
схеме скомпонованы, например, харвестеры Ponsse Ergo и Beaver.
2. С задним моторным модулем и передним технологическим. Кабина оператора находится на технологическом модуле. На
таких машинах кабина либо неподвижна, либо имеет возможность
наклона для установки в горизонтальное положение при крене машины. Обычно перед кабиной расположен манипулятор с харвестерной головкой, например, харвестеры John Deere 1270D и 1470D.
Кабина может располагаться вместе с манипулятором и на полноповоротной платформе.
У гусеничных харвестеров специального назначения (рис. 4.51)
и харвестеров на базе экскаваторов (рис. 4.50) кабина, манипулятор и
моторный модуль обычно располагаются на полноповоротной платформе. Это позволяет укоротить базу машины и обеспечить хороший
обзор рабочей зоны.
Выделяют харвестеры малого, среднего, базового и тяжёлого размерного классов, согласно классификации, предложенной финским
профессором Йори Ууситало. В настоящее время колесные харвестеры
специального назначения базового размерного класса весом от 15 до19
тонн и мощностью двигателя 140…160 кВт, в частности, John Deere
(Timberjack) 1270D, Ponsse Ergo (рис. 4.43) и Valmet 911 получили
наибольшее распространение на территории России. Харвестеры такого
класса имеют от шести до восьми приводных колёс. Они являются
наиболее универсальными в плане применения на разных видах рубок.
Колесные харвестеры среднего класса весом от 13 до15 тонн и
мощностью двигателя около 120 кВт представлены моделями Ponsse
Beaver, Valmet 901, Logman 811H, Logset 5H и др [28, 46, 55].
Харвестеры этого класса имеют от четырех до шести приводных
колёс. Они предназначены в основном для рубок промежуточного
пользования. Колесные харвестеры малого класса весом от 7 до13 тонн
и мощностью двигателя от 80 до 120 кВт представлены моделями
Sampo Rosenlew 1046Х (рис. 4.58), Logman 801 и др. Они предназначены для работы на рубках ухода. Вместе с тем, харвестеры такого класса
находят применение на рубках главного пользования. При этом
применяется уже более производительная харвестерная головка.

113

Рис. 4.58 Харвестер Sampo Rosenlew 1046Х

Харвестеры тяжелого класса весом от 19 тонн и мощностью
двигателя до180 кВт представлены харвестерами на базе экскаватора
Volvo EC210BF (рис. 4.59), Daewoo (модели Solar) и др. Они подходят для рубок главного пользования.

Рис. 4.59. Харвестер на базе экскаватора Volvo EC210BF

114

Манипуляторы, устанавливаемые на харвестерах, имеют в основном достаточно сложную комбинированную конструкцию с вылетом около 10 метров и грузовым моментом 90–100 кНм. На конце манипулятора навешивается харвестерная головка. При этом одна и та
же модель харвестера может оснащаться различными альтернативными головками, отвечающими требованиям заказчика по условиям
характеристик древостоя и способа рубок. Управление манипулятором и харвестерной головкой электрогидравлическое с помощью
двух рычагов, размещаемых на подлокотниках сидений (рис. 4.60).

Рис. 4.60. Рабочее место оператора

Для гарантии производительной работы харвестеров машины
оснащаются измерительной и управляющей системой. Этот компьютер позволяет задавать параметры при заготовке древесины, согласно
требованиям заказчика.
Автоматизированные функции позволяют системе оптимизировать раскрой ствола с учётом цены сортимента и его оптимальных
параметров. Режимы автоматизации процесса разделки ствола позволяют в автоматическом режиме протягивать дерево и производить
раскряжёвку по заданным параметрам: диаметр и длина. Автоматические функции головки, такие как настройка давления сучкорезных
ножей и возврат харвестерной головки, повышают продуктивность
работы и не отвлекают оператора от процесса выбора места для валки

115

следующего дерева. На дисплее компьютера отображается информация по объёму заготовленной продукции и количеству сортиментов.
Также эту информацию можно вывести на принтер, установленный
также в кабине оператора и распечатать данные по произведённой
продукции.
Манипулятор и харвестерная головка делают основную работу
харвестера. Манипуляторы в машинах мощные, быстрые и легки в
эксплуатации. Геометрия манипуляторов параллельного действия
позволяет успешно обрабатывать как уже поваленные (раскряжёвка
из штабеля), так и стоящие деревья. Преимущество телескопических
стрел на харвестерах - большой вылет, обеспечивает максимальную
досягаемость деревьев при минимальных перемещениях машины по
делянке. Механизм поворота харвестерной головки позволяет расширить возможность захвата деревьев особенно при выборочных рубках, а в сочетании с цилиндрами наклона головки облегчает работу с
наклонными деревьями, а так же работу на ветровальных и буреломных делянках.
Харвестерные головки предназначены для захвата растущего
дерева, его срезания, валки с последующим протаскиванием через
сучкорезные ножи, смонтированные непосредственно на самой головке, и раскряжёвке ствола на сортименты различной длины. Таким
образом, харвестерная головка объединяет в себе захватный механизм, срезающе-раскряжёвочное устройство, валочное устройство,
сучкорезно-протаскивающий механизм.
Харвестерная головка (рис. 4.61) [47, 55, 56, 57] представляет
собой металлическую сварную раму, на которой монтируются захватные рычаги, управляемые гидроцилиндрами. На концах рычагов
смонтированы высокомоментные гидравлические моторы. На выходные валы моторов установлены барабаны (вальцы) протаскивающего
механизма. Вальцы с помощью гидроцилиндров управления захватными рычагами прижимаются к дереву и удерживают последнее в
силовом контуре харвестера при валке. При этом вальцы блокируются от проворачивания. После валки дерево вращающимися вальцами
протаскивается относительно сучкорезных ножей. Конструктивное
исполнение вальцов и используемые материалы достаточно разнообразны. Однако главным требованием к их конструкции является низкая повреждаемость обрабатываемого ствола при достаточных усилиях протаскивания, обеспечивающего качественную обрезку сучьев.

116

Рис. 4.61. Харвестерная головка: 1
– ограждение пилы, 2 – цепная пила, 3
– гидродвигатель пилы,
4 – нижние сучкорезные ножи, 5 – гидроцилиндр нижних сучкорезных ножей,
6 – протаскивающие вальцы, 7 – гидродвигатели вальцов,
8 – гироцилиндры захватных рычагов вальцов, 9
– верхние сучкорезные ножи, 10 –
гидроцилиндр верхних сучкорезных
ножей, 11 – согласующая тяга верхних
сучкорезных ножей, 12 – верхний нож,
13 – наклонный механизм, 14 – гидроцилиндр наклонного механизма,
15 – ролик хода, 16 – колесо измерителя длины

Сучкорезные ножи (подвижные и неподвижные) также смонтированы на раме головки. На
разных моделях харвестеров число ножей различно (от 3 до 5). На ряде моделей привод прижима рычагов протаскивающих барабанов механически объединен с приводом сучкорезных ножей на охват ствола
(Valmet 935, 945, 948, 955, 960), на других моделях привод ножей независимый (FMG 730, 740, 746, 762). На нижней части рамы размещается пильный механизм для срезания дерева при валке и раскряжёвке его на сортименты после обрезки сучьев. Привод всех механизмов харвестерной головки – гидравлический.
Харвестерная головка навешивается на конце рукояти или телескопической стрелы манипулятора через поворотный ротатор и связанную с ним скобу валочного устройства. Относительно скобы головка может поворачиваться из вертикального в горизонтальное положение с помощью гидроцилиндра.
Принцип действия харвестерной головки довольно прост. При
ее раскрытии гидравлические цилиндры раздвигают захваты с протаскивающими вальцами и сучкорезные ножи. Устройство подводят к комлю дерева и закрывают, гидроцилиндры прижимают вальцы
и сучкорезные лезвия к стволу. Дерево спиливается цепной пилой
и валится с помощью наклонного (валочного) механизма головки.
Протаскивающие вальцы (обычно от 2, реже до 4 штук (рис. 4.624.64) [55, 56] начинают вращаться и двигать (протаскивать) ствол,

117

при этом срезаются ветки, попадающие под сучкорезные ножи. Раскряжевкой (продольной разделкой на сортименты) и измерением
длины протаскиваемого ствола управляет отдельная автоматика.

Рис. 4.62. Харвестерная
головка John Deere 758 HD
с двумя протаскивающими вальцами

Рис. 4.63. Харвестерная головка Logset TH75 с тремя протаскивающими вальцами

Рис. 4.64. Харвестерная головка Waratah
с четырьмя протаскивающими вальцами

118

Некоторые харвестерные головки оборудуются гусеничным
протаскивающим устройством (рис. 4.65) [23].

Рис. 4.65. Харвестерная головка
Keto 1000TS

Импульсная головка Kesla 25SH (Финляндия) – предназначена
для обработки больших деревьев с большим количеством сучьев, как
в вертикальном положении, так и в пачке. Импульсная технология
позволяет бережно обрабатывать поверхность дерева, что особенно
важно для ценных пород деревьев. Уникальные комбинированные
средние подающие клещи и лезвия для резки сучьев обеспечивают
еще большую силу для обработки тяжелых деревьев и улучшения качества резки веток. Благодаря функции последовательных неполных
импульсов эффективно производится удаление сучьев даже с изогнутых деревьев. Модель 25SH (рис. 4.66) предназначена для работы с
базовыми машинами грузоподъемностью 10…15 тонн.
Процессы протаскивания дерева через сучкорезные ножи, отмера длин сортиментов и раскряжёвки автоматизированы на подавляющем большинстве моделей харвестерных головок. Контроль за процессами компьютеризирован и позволяет проводить учет заготовленной древесины по объему и сортиментам. Характеристики и точность
измерения различных электронных устройств примерно одинаковы.
Точность измерений в сравнении с контрольными замерами по объему соответствует от – 0,4 до +0,6%.

119

Рис. 4.66. Импульсная головка Kesla 25SH
Колесные харвестеры базового и среднего классов оснащаются
преимущественно харвестерными головками общего назначения весом
от 700 до 1000 кг и диаметром обрабатываемого ствола 5-55 см. Например, John Deere 745H и Н754, Рonsse Н53, Н60 и Н60е, Valmet 330.1 и
945.1, AFM 45 и 50 Corona, Foresteri 20 RH, 22RH и 25RH, Keto 150 и
150LD и др. По желанию лесозаготовителя подобные харвестеры могут
оснащаться тяжелыми головками весом 1000…1200 кг и диаметром обрабатываемого ствола 10…60 см, например, John Deere H752, 758HD,
762С, Н762, Waratah HTH 470-HD, Рonsse Н73, Valmet 360.1 и др.
Колесные харвестеры малого размерного класса оснащаются
легкими головками весом до 600 кг и диаметром обрабатываемого
ствола 5…50 см, в частности, Foresteri 18 RH, Keto 100, 51, 100LD,
51LD и др. Харвестеры на базе экскаватора оснащаются преимущественно тяжелыми головками, например, Log Max 750, 7000,
AFM 60 и 60HD, Foresteri 30 RH и др.
Вылет манипулятора обычно составляет около 10 метров, что позволяет разрабатывать пасеки шириной до 20 метров. У тяжелых харвестеров, как правило, вылет стрелы 7-8 метров, так как устойчивости
шасси обычно не хватает для перемещения тяжелой харвестерной головки и обработки крупных стволов на большом удалении от машины.
Валку дерева харвестер начинает с подведения харвестерной головки к стволу и захвата дерева (рис. 4.67). Средние деревья харвестер валит одним сплошным пропилом (рис. 4.68), а на крупных сначала совершает встречный пропил [30].

120

Рис. 3.67 Захват дерева
харвестерной головкой

Рис. 4.68. Спиливание дерева

При валке крупных деревьев необходимо создавать валочный
момент, для чего манипулятором дерево толкается в нужную сторону
(рис. 4.69).

Рис. 4.69. Валка дерева харвестерной головкой

В зависимости от направления валки относительно машины валочная нагрузка придается поворотом. Нагрузка обеспечивает валку в
нужном направлении. Направленную валку завершают движением
манипулятора и наклоном валочной головки.
Управляется харвестер опытным оператором, который умеет
использовать кинетическую энергию падающего дерева и начинает
протаскивание ствола для обрезки сучьев (рис. 4.70) и раскряжевки
уже во время падения дерева.

121

Рис. 4.70. Процесс обрезки сучьев харвестерной головкой

Одновременно манипулятор поворачивают в сторону окончательного места раскряжевки и укладки сортиментов (рис. 4.71).

Рис. 4.71. Процесс раскряжевки на месте укладки сортимента

Однако не следует начинать протаскивание в момент удара дерева о землю, так как это может вызвать ошибку измерения длины
или повредить механизмы харвестерной головки. При валке крупных
деревьев безопасней всего освобождать захват головки от ствола на
последней стадии валки, так как сильный удар падающего дерева вызывает толчок, который передается через металлоконструкцию манипулятора машине и оператору.
После того как харвестер повалил дерево, его перемещают на
технологический коридор для дальнейшей обработки. Протаскиваю-

122

щее устройство харвестерной головки подаёт ствол вперед, сучья срезаются сучкорезными ножами. Обрезку сучьев с крупных стволов и
обмер сортиментов оператор может ускорить перемещением харвестерной головки манипулятором в направлении вершины дерева.
Этим он исключает проскальзывание вальцов протаскивающего
устройства и обеспечивает правильность измерения. При традиционной рубке главного пользования порубочные остатки складываются
на волоки под машину или рядом с ней, чтобы при продавливании
колеи можно было подложить дополнительный слой. Новая тенденция собирать порубочные остатки для производства энергии заставляет изменять схему лесозаготовок на многих делянках. Для облегчения сбора порубочных остатков их не следует оставлять под колесами
машины, а сам процесс лесозаготовок прерывать для накопления достаточной массы отходов.
Для разделки ствола на сортименты любой современный харвестер имеет измерительную автоматику, которая предлагает оператору
оптимальную раскряжевку. Ствол перерезается сверху на бревна
сплошными пропилами, создающими опасность появления сколов и
трещин в нижней части ствола (рис. 4.72). Поэтому обрабатываемое
дерева следует частично опирать об землю или наклонять стрелу манипулятора вниз при завершении разделки. В последнее время изготовители харвестеров стремятся внедрить при разделке автоматическое приспускание стрелы, которое, как показали испытания, реально
снижает образование трещин и сколов.

Рис. 4.72. При разделке ствола в нижней части сортимента и остатка ствола
легко образуются трещины. Их можно избежать за счет опирания бревна на землю,
увеличения скорости пиления и регулярного ухода за режущей цепью

123

При рубках главного пользования обычно применяют одностороннюю
технику валки, при которой машина продвигается вдоль края вырубаемого
леса, осваивая полосу равную 10…12 метров за один прием (рис. 3.73).

Рис. 4.73. На рубках главного пользования преобладает односторонняя
техника, при которой харвестер валит деревья с полосы шириной 10-12 м и
складывает сортименты на другую сторону от волока

Валит деревья харвестер сбоку и спереди своего сектора и обрабатывает их на другой стороне. При двухсторонней технике лесозаготовки харвестер складывает сортименты по обеим сторонам волока.
Одно- и двухсторонний способы образуют большое количество промежуточных вариантов, использование которых зависит от характеристик харвестера, предпочтений и навыков оператора машины.
Например, при односторонней валке возможна работа по правому
или по левому борту. Валка деревьев может происходить вперед или
вбок.
При выборочных рубках удаляемые деревья чаще всего выбирает сам оператор харвестера. Сначала он убирает деревья, стоящие на
пути движения, затем прореживает древостой по сторонам (рис. 3.74).
Прореживание с волока можно производить четырьмя различными способами:
- срезание, перенос манипулятором дерева в вертикальном положении на волок, валка, обрезка сучьев и раскряжевка на волоке;
- валка на пасеке, подтаскивание к волоку, обрезка сучьев и раскряжевка на волоке;

124

- валка с одновременным пакетированием к волоку во время падения, обрезка сучьев и раскряжевка;
- валка, обрезка сучьев и раскряжевка на пасеке.

Рис. 4.74. При выборочных рубках обычная ширина пасеки 20 м. Форвардер и харвестер имеют десятиметровый вылет стрелы, заготовку и сбор пачек
можно осуществить с волоков

На выборочных рубках почти повсеместно применяют пасеки шириной 20 метров. Тогда при прокладывании волока харвестер способен
прореживать лес на расстоянии 10 метров по обе стороны. Расстояние
между волоками может быть чуть больше или меньше 20 метров, а ширина пасеки должна оставаться в среднем не более 20 метров.
Оператору на харвестер следует планировать сеть волоков так,
чтобы большая её часть была сквозной. Этим он сокращает общую
дальность трелевки и избавляется от сложных участков. По мере
необходимости от сквозного волока можно делать дополнительные
ответвления. При рубках главного пользования волок прокладывается
вдоль линии подготовленных пачек сортиментов, и расстояние между
волоками обычно составляет 10-15 метров. Маленький харвестер
имеет вылет стрелы примерно 6…7 метров, поэтому небольшого размера харвестер при прореживаниях может заходить в пасеку. Форвардер же движется только по волоку.

125

Интенсивность прореживания контролируется по количеству
оставляемых стволов. Оператор машины может проверять толщину поваленных деревьев при помощи датчика. Оставшиеся стволы можно
подсчитать с полукруга радиусом в вылет манипулятора (рис. 4.75).

Рис. 4.75. Оператор харвестера может уточнить количество оставляемых стволов,
оценив их число в полукруге
с радиусом, равным вылету
манипулятора

Вдоль волоков можно оставлять больше деревьев, так как они
будут использовать свободное пространство, созданное волоком
(больше света и питательных веществ).
При производстве механизированной рубки можно выделить
следующие фазы работы:
- перемещение машины - харвестера с одной делянки на другую;
- подведение валочной головки к дереву и валка;
- обрезка сучьев и раскряжевка;
- организационные вопросы и простои;
- удаление подроста;
- перерывы (менее 15 минут).
Обработка одного ствола, в зависимости от его размера, занимает от 20 до 60 секунд. При типичной рубке главного пользования
около 30% времени уходит на подведение головки и валку, около
45% на обрезку сучьев и раскряжевку, около 10% на перемещение и
около 15% на перерывы и организационные вопросы.
Расчётная производительность Пр (м3/ч) харвестеров определяется
следующим образом:

126

Ï

p

=

3600 Vx
,
TÖ

(4.1)
где Vx – объём единицы продукции (средний объём хлыста); Тц – время
цикла, ч.
Tц = tc + tp + tn+ t0,

(4.2)

где tc – время на срезание дерева, с; tp – время на очистку дерева
от сучьев и его раскряжевку, с; tn – время на переезды харвестера от
одного дерева к другому, с; t0 – время приведения технологического
оборудования в рабочее положение, с
Производительность харвестеров в смену определяется по формуле:
Псм = (Тсм – tпр)Пр.

(4.3)

Производительность современных харвестеров при рубках варьируется в широком диапазоне в зависимости от древостоя и в среднем соответствует 20 м3 в час при сплошной рубке и 10 м3 в час при
прореживании.
5 Трелевка древесины
5.1 Общие понятия, классификация способов трелевки
Процесс транспортировки деревьев, хлыстов или сортиментов
от места валки деревьев (от пня) к месту их погрузки на лесовозный
транспорт (верхний склад) называется трелёвкой, которая отличается
различными видами и способами (рис. 5.1) [33, 34, 49, 50].
В настоящее время наибольшее распространение получила тракторная трелёвка леса, на долю которой приходится до 87% основного
объема работ.
Трелёвка леса лебедками применяется в основном на лесосеках с
заболоченными и слабыми грунтами, а главным образом – в горной
местности.

127

Рис. 5.1. Классификация трелёвочных средств

128

Воздухоплавательные средства находятся в стадии научных
исследований и конструкторских разработок.
Гравитационные установки (лотки, лесоспуски) находят применение только в труднодоступных горных условиях. И в очень редких случаях в настоящее время применяют гужевую трелевку.
В настоящее время существуют следующие виды и способы
трелевки леса:
- по виду перемещаемого груза – трелёвка деревьев, хлыстов,
сортиментов;
- по способу трелёвки – за комли или за вершины;
- по положению перемещаемого груза относительно земли –
волоком, в полупогруженном (полуподвешенном) и в погруженном
(подвесном) положениях;
- по способу формирования пачки (чокерные, бесчокерные манипуляторные и с клещевым захватом).
В нашей стране на лесозаготовках широко распространена трелёвка хлыстов и деревьев в полупогруженном (трелёвка тракторами)
и полуподвесном (трелевка лебедками) положениях.
Этими способами трелюют более 75% общего объема заготавливаемого леса.
5.2 Тракторная трелевка и условия ее применения
Трелевочные машины производят трелевку (подвозку) деревьев
или хлыстов в полупогруженном или полуподвешенном положении,
или сортиментов в полностью погруженном положении с лесосеки к
лесовозной дороге (усу или ветке).
Машины для трелевки относятся к самоходным однооперационным машинам на гусеничном или колесном ходу. За рубежом в
последнее время большее распространение получили специализированные колесные трактора с шарнирно-сочлененной рамой.
Гусеничные трелевочные трактора с тросочокерным оборудованием и бесчокерные, оснащенные гидроманипулятором с клещевым

129

захватом и кониковым зажимным устройством (рис. 5.2) [28, 35, 42],
получили распространение в России и предназначены для трелевки
деревьев или хлыстов в полупогруженном положении – за комли или
вершины. В настоящее время в России выпуском таких машин занимаются ОАО «Онежский тракторный завод», ОАО «Краслесмаш»,
ОАО «Абаканский опытно-механический завод», ООО «Рубцовский
агрегатный завод», завод «Лесможмаш», г. Барнаул и др.

Рис. 5.2. Гусеничные трелевочные трактора: а – Онежец-300, б – ТТ-4М (c тросочокерным оборудованием); в – ТБ-1МА-15, г – ЛП-18К (бесчокерные – манипуляторные)

Навесное технологическое оборудование трактора с тросочокерным оборудованием (рис. 5.3) включает однобарабанную лебедку
1, погрузочный щит 3, собирающий канат (трос 2), комплект чокеров
4 и толкатель.
Лебёдка и погрузочный щит устанавливаются на раме трактора
за кабиной. Лебёдка реверсивная, служит для формирования пачки
деревьев (хлыстов), подтаскивания её к трактору и укладки на щит.
Погрузочный щит - откидной, служит для погрузки передней
части пачки на трактор, транспортирования её в полупогруженном

130

положении и для разгрузки трактора на погрузочном пункте.
Сбрасывание и натаскивание порожнего погрузочного щита на трактор производится гидроцилиндром.

Рис. 5.3. Технологическое оборудование чокерного трактора: 1 – однобарабанная лебедка; 2 – собирающий канат; 3 – погрузочный щит; 4 – чокер;
5 – крюк; 6 – кольцо; 7 – стопорное кольцо; 8 – рамка; 9 – гидроцилиндр

Чокеры служат для зацепки деревьев (хлыстов), а собирающий
канат – для сбора зачокерованных деревьев или хлыстов в пачку и подтаскивания её к трактору. Чокер представляет собой отрезок стального
каната, на одном конце которого закреплен плоский крюк 5, а на другом – кольцо 6. Крепятся они к концам каната замками клиновидного
типа. Такое крепление просто по конструкции, надёжно и удобно в работе по сравнению с заплёткой концов каната. Чокеры изготавливают
из каната диаметром 12,5…15,5 мм и длиной 1,5…2,5 м.
Собирающий канат имеет длину 30…45 м (на тракторах общего
назначения 20…25 м) и диаметр 17…22 мм. Одним концом он крепится к барабану лебёдки, а второй конец снабжён стопорным разрезным кольцом 7 для удобства прицепки к нему чокеров.
Навесное технологическое оборудование бесчокерного манипуляторного трактора включает гидроманипулятор с навешенным на
нем клещевым захватом и кониковое зажимное устройство.
За рубежом также выпускаются трелевочные трактора с тросочокерным оборудованием и бесчокерные манипуляторного типа, в
большинстве своем на колесном ходу (рис. 5.4) [47, 48].

131

Рис. 5.4. Колесные трелевочные трактора: а, б – c тросочокерным оборудованием John Deere 640H и Белорус ТТР-41; в – бесчокерный Timber ProTF840

Сельскохозяйственные тракторы (рис. 5.4 б), на задний навесной механизмом которых устанавливается лебедка со щитом, применяются на малообъемных заготовках.
На лесозаготовках в России и других странах СНГ применяются трелевочные тракторы с канатно-чокерным оборудованием:
ТЛТ-100А, ТТ-4М, МТ-5, МСН-10 (аналог ТТ-4М), «Белорус» МЛ127, «Беларусь» ТТР-401 и др.; с гидроманипулятором: ТБ-1М, ЛП18Д. МЛ-107; с пачковым клещевым захватом: МЛ-136, ЛТ-230, ЛТ187, «Беларусь» МЛ-127С и погрузочно-транспортные маши- ны:
МЛПТ-354М, МЛ-131, ЛТ-189М, МЛ-74А, МЛ-104, а также
тракторы зарубежных фирм.
Тракторы ТЛТ-100А, «Онежец-300» (рис. 5.5), ТТ-4М, МТ-5
предназначены для сбора и трелевки деревьев и хлыстов за вершины или комли в полупогруженном положении в равнинной или слабохолмистой местности (уклон до 14°) со слабой, удовлетворительной и хорошей несущей способностью грунтов. Тракторы
ТЛТ-100А рекомендуется применять в тонкомерных и средней
крупности лесонасаждениях (средний объем хлыста 0,14-0,5 м3), а

132

тракторы ТТ-4М, МТ-5, МСН-10 и другие такого же класса тяги –
в средних и крупномерных лесонасаждениях (средний объем хлыста 0,4 м3 и более). Выпускается трактор ТЛТ-100А-06, который
является модификацией трактора ТЛТ-100А и отличается от него
только ходовой системой повышенной проходимости и ведущим
мостом с двухступенчатой бортовой передачей. Благодаря увеличенной опорной поверхности гусениц, он по сравнению с ТЛТ100А обладает лучшей проходимостью, поперечной и продольной
устойчивостью. Это позволяет использовать его на грунтах с низкой несущей способностью [28, 35, 42].

Рис. 5.5. Чокерный трелевочный трактор Онежец-300: 1 – ходовая
часть; 2 – рамка погрузочного устройства; 3 – рама трактора; 4 – отвал; 5 –
кабина; 6 – лебедка; 7 – погрузочный щит

В 2006 году был изготовлен первый образец трактора новой
модели Онежец – 300. По сравнению с серией машин ТЛТ-100, которые производит ОАО "Онежский тракторный завод", изменения
конструкции новой модели коснулись в основном кабины, трансмиссии машины и механизма управления. Онежец - 300 оснащен новой
кабиной, имеющей эргономичную конструкцию, которая позволяет

133

значительно увеличить обзорность, кроме того, в кабине улучшены
системы отопления и вентиляции. Сиденье кабины отличается высокими виброзащитными свойствами. Техника новой марки, по желанию клиента, может оснащаться аудиосистемой и кондиционером.
Модель стала более маневренный, за счет гидравлического привода
и модифицированной трансмиссии. Кроме того, машина комплектуется предпусковым подогревом двигателя дизельного типа, что позволяет работать даже в мороз.
Трактор трелевочный чокерный МСН-10 (рис. 5.6) – основная
модель выпускаемая заводом «Леспожмаш». МСН-10 – современная
модель российского высокопроходимого, простого и недорогого в обслуживании гусеничного трелевочного трактора. МСН-10 оборудован
канатно-чокерным трелевочным оборудованием; погрузочным
устройством, гидроприводом погрузочного устройства, блоком лебедки с раздаточной коробкой и предназначен для вывозки крупномерного и среднего леса в полупогруженном состоянии из лесосеки.
Машина выполнена с передним расположением кабины и двигателя,
обеспечивающим хороший обзор, за которыми располагается обширная площадка для монтажа различного рабочего оборудования.

Рис. 5. 6. Трактор трелевочный чокерный МСН-10
(аналог трелевочного трактора ТТ-4М)

134

Таблица 5.1 – Технические характеристики трелевочных тракторов с канатночокерным оборудованием
Наименование параметра

Значение параметра для трактора
марки
Онежец-300 ТТ-4М МТ-5 МЛ-127
Мощность двигателя, кВт
88,2
96
11О
77
Тип лебедки
однобарабанная, реверсивная
Максимальное тяговое усилие лебедки, кН
105
122
127
60
Канатовместимость барабана лебедки, м
40
50
—
40
Диаметр каната, мм
17…19
19…21 19…22 19
Максимально допустимая нагрузка
40
70
70
—
на щит, кН
Скорость движения вперед, км/ч
2,83-10,35 2,28-10,23 — 1,5-26,2
Минимальный дорожный просвет, м
0,550
0,537
—
0,6
Давление на грунт, кПа
30
43
35
120
Эксплуатационная масса, кг
12 000
14 400 15 100 9690

Тракторы МЛ-127 (рис. 5.7) и ТТР-401 (рис. 5.8) колесные,
относятся к числу легких трелевочных тракторов и предназначены
для трелевки деревьев, хлыстов и сортиментов в равнинной и слабохолмистой местности, с хорошей несущей способностью грунтов, в полуподвешенном положении, в насаждениях со средним
объемом хлыста до 0,3 м3.

Рис. 5.7. Трактор МЛ-127

Рис. 5.8. Трактор ТТР-401

Кабина тракторы МЛ-127 безопасная, соответствует ISO 8082,
8083, 8084 (ROPS, FOPS, OPS), с реверсивным постом управления,
комфортабельная, термошумоизолированная, с системой вентиляции
и подогрева воздуха, с защитными решетками на стеклах. Оборудование - толкатель (переднее расположение) и гидравлическое управление из кабины оператора. Лебедка однобарабанная, реверсивная, с

135

автоматическим тормозом. Привод гидравлический. Управление
электропневматическое из кабины оператора.
Трелёвочные тракторы состоят из базовой машины и технологического оборудования для трелёвки и вспомогательных работ.
Чокерные трелёвочные тракторы имеют следующее технологическое оборудование:
- однобарабанную реверсивную лебёдку;
- погрузочное устройство (щит, блок, рама) с гидроприводом;
- тяговый канат;
- чокеры (в комплекте до 20 шт.);
- толкатель.
Тракторы ТБ-1М-15, ЛП-18Д, МЛ-107 (табл. 5.2) предназначены для сбора и трелевки поваленных отдельных деревьев и хлыстов или же сформированных в пачки. Трактор ТБ-1М-15 выполнен
на базе трелевочного трактора ТЛТ-100А-04, ЛП-18Д - на базе
трелевочного трактора ТТ-4М-01 и отличаются от ТЛТ-100А и ТТ4М в основном конструкцией трелевочного оборудования. Трактор МЛ-107 выполнен на базе лесопромышленного шасси 662 и
снабжен дизельным двигателем мощностью 243 кВт. Область применения этих тракторов та же, что и базовых, но для слабых грунтов они не пригодны.
Таблица 5.2 – Технические характеристики трелевочных тракторов с гидроманипулятором
Наименование показателя

Вылет захватного устройства, м
Грузоподъемность захватного устройства, кН
Общая рабочая зона по углу поворота манипулятора (захвата), град
Наибольший объем пачки, м3
Эксплуатационная масса, кг

Значение показателя для
трактора марки
ТБ–1М-15 ЛП–18Д МЛ-107
1,5 – 8,0 2,0 – 5,0 2,0-10
13 – 20
20 – 50
285

285

360

8
14000

10,5
17800

14,0
18200

136

Тракторы с гидроманипулятором ТБ-1М-15 (рис. 5.9) и ЛП-18Д
имеют следующее технологическое оборудование:
- опорно-поворотное устройство;
- манипулятор (стрела, рукоять);
- захват;
- кониковое зажимное устройство (коник);
- гидрооборудование.
Технологическое оборудование тракторов с клещевым захватом состоит из:
- С-образной стрелы;
- клещевого захвата;
- лебедки;
- гидрооборудования.

Рис. 5.9. Трелевочный трактор с гидроманипулятором ТБ-1М:
1 – базовый трактор; 2 – литая головка поворотной колонны; 3 – гидроцилиндр
подъема стрелы; 4 – стрела; 5 – гидроцилиндр поворота рукояти; 6 – рукоять;
7 – заднее ограждение рамы; 8 – разгрузочный ролик; 9 – основание зажимного рычага; 10 – поворотный кронштейн зажимного рычага; 11 – траверса клещевого захвата; 12 – корпус гидроцилиндра захвата; 13 – обойма; 14 – ползун;
15 – тяга; 16 – колонна поворотная; 17 – клещевина; 18 – гидроцилиндры реечного механизма поворота манипулятора; 9 – гидравлическая система технологического оборудования; 20 – подкос; 21 – переднее ограждение рамы; 22 –
U-образное основание коника; 23 – опорная плита коника; 25 – передний механизм навески; 25 – толкатель

137

Коник (рис. 5.10) предназначен для формирования и удержания на машине пакета деревьев при трелевке и разгрузке. Деревья в пакете удерживаются на конике силами трения, возникающими по линиям контактов деревьев между собой и по линиям
контактов деревьев с элементами конструкции, создающей внешнюю сжимающую нагрузку по периметру пакета.

Рис. 5.10. Самозажимной коник трактора ТБ-1М: 1 – гидроцилиндр разгрузки; 2 – блокировочная тяга; 3 – основание коника; 4 – разгрузочный ролик; 5 – гидроцилиндр управления рычагами; 6 – блок шарниров; 7 – опорная
плита; 8 – ось; 9 – упор; 10 – нижняя часть зажимного рычага; 11 – верхняя
часть зажимного рычага; 12 – трос

Для трелевки в полупогруженном или полуподвешенном положении пачек деревьев, сформированных, как правило, ВПМ, применяются пачкоподборщики (скиддеры) на гусеничном или колесном
ходу (рис. 5.11).
В России ОАО «Краслесмаш» выпускает на гусеничном шасси
скиддеры ЛТ-230 и ЛТ-187.
За рубежом распространение получили скиддеры на колесном
ходу. Их выпускают такие известные компании, как «John Deere
Forestry», «HSM», «Tigercat», «Prentice», «Timber Pro» и др. В лесу
получили распространение модели John Deere 648Н, 748H, Tigercat
610C, 620C, Prentice 2430, 2432,Timber ProTF840 и др. [47].

138

Рис. 5.11. Скиддеры: а – на гусеничном ходуЛТ-230; б, в, г – на колесном ходу John Deere 648H, Timber Pro TF840 и HSM805F соответственно

Основное технологическое оборудование скиддеров – поворотный пачковый захват, навешиваемый на стрелу г – образной или дугообразной формы.
Тракторы МЛ-136, ЛТ-230, ЛТ-187, МЛ-127С (табл. 5.3) [28, 35, 42]
предназначены для подбора и трелевки в полуподвешенном положении пачек деревьев, сформированных валочно-пакетирующими
машинами. Подборщики-трелевщики МЛ-136 и ЛТ-230 выполнены
на базе трактора ТЛТ-100А-06 (рис. 5.12), ЛТ-187 - на базе трактора ТТ-4М-01, а МЛ-127С - на базе трактора «Белорус». Условия
применения этих машин те же, что и базовых тракторов, но только
на лесосеках с удовлетворительной и хорошей несущей способностью грунтов.
Таблица 5.3 –Технические характеристики подборщиков-трелевщиков пачек
Наименование показателя
Максимальный вылет захвата от
оси ведущей звездочки (колеса), м
Максимальная площадь сечения
клещевого захвата, м
Максимальный объем трелюемой
пачки за комли, м3
Конструктивная масса трактора, кг

Значение показателя для трактора
марки
МЛ-136 ЛТ-230 ЛТ-187 МЛ-127С
1,54
1,54
1,62
2,8
1,5

1.8

-

7

8

10

4

14300

14200

16000

11600

139

Рис. 5.12. Трактор ЛТ-230 с пачковым захватом: 1 – рама; 2 – ходовая
система; 3 – толкатель; 4 – кабина; 5 – двигатель; 6 – лебедка; 7 – стрела; 8 – захват

Для сбора заготовленных на лесосеке сортиментов c попутной
их подсортировкой по назначению, породам и длинам, трелевки сортиментов в полностью погруженном положении и укладки их в штабель применяются специализированные сортиментовозы (погрузочно-транспортные машины манипуляторного типа – форвардеры)
преимущественно на колесном ходу (рис. 5.13 а-е). Практически не
встречаются форвардеры на гусеничном ходу (рис. 5.13 ж, з). Также
они могут применяться для сбора и транспортировки лесосечных отходов, тонкомерных деревьев, погрузки сортиментов на автопоезда и
других погрузочно-разгрузочных работ [47].
Ведущими производителями данной техники являются такие
компании, как «Ponsse», «John Deere Forestry», «Komatsu Forest»,
«Rottne», «Logset», «HSM», «Gremo» и ряд других.
В России разработкой и выпуском колесных и гусеничных
форвардеров (модели ТЛК-6-04, ШЛК-6-04 и ТБ-1М-16) занимался
ОАО «Онежский тракторный завод». В настоящее время, например,
колесные форваредры выускают на ОАО «Краслесмаш», в частности
модель ЧЕТРА КС-146.

140

Рис. 5.13. Форвардеры: a –Timber Pro TF820; б – John Deere 1010D Eco 111;
в – John Deere 1110D Eco111; г – JohnDeere1210Е; д – Ponsse Buffalo;
е – Беларусь МЛПТ-354 М1; ж – ЛЗ-5 на базеТТ-4М; з – ТБ-1М-16

По конструкции большинство современных форвардеров представляет собой шасси с шарнирно сочлененной рамой. Передняя и
задняя части рамы соединены универсальным шарниром с двумя
степенями свободы.
Большинство форвардеров имеют 6- или 8-колесную ходовую систему с приводом на все колеса. Для снижения удельного давления машины на грунт ширина шин у большинства моделей составляет 600 мм.
Для повышения проходимости и снижения удельного давления
на грунт на шины надеваются цепи, а на тандемные тележки – гусеничные ленты. С этой целью компания «Ponsse», например, также

141

предлагает использование 10-колесного форвардера, спроектированного на базе 8-колесной модели Ponsse Buffalo, на которой устанавливается третья пара колес за тандемной тележкой.
Трансмиссия форвардеров, как и на харвестерах, преимущественно гидростатическая или гидромеханическая, имеющая два скоростных диапазона. Это обеспечивает плавное движение форвардера в
лесу при высокой силе тяги и благоприятно сказывается на взаимодействии машины с почвой. Максимальная скорость движения машин на
первом скоростном диапазоне 7…10 км/ч, на втором – 25…34 км/ч.
Производители лесосечных машин продолжают непрерывно
совершенствовать трансмиссии, в частности, шведская компания
«El-Forest» разработала и предлагает форвардеры серии F с гибридным дизель-электрическим приводом и с типичной для лесосечных
машин гидросистемой технологического оборудования. Таким образом, наряду с уменьшением отрицательное воздействия движителя
на почвенный покров, повышается топливная экономичность. Составная конструкция рамы технологического модуля машины позволяет эффективно ее использовать на рубках ухода, в т. ч. для нужд
биоэнергетики.
Типичная компоновка форвардера следующая (рис. 5.14): на
передней полураме располагаются двигатель 1 и кабина 2 оператора,
на задней полураме – грузовая платформа 3 со стойками 4 для перевозки сортиментов. Технологическое оборудование – манипулятор 5
с грейферным захватом 6 – на большинстве моделей располагается
на задней полураме перед грузовой платформой и отделяется от нее
ограждением.

Рис. 5.14. Компоновка форвардера

142

Грейферный захват, агрегатируемый на конце манипулятора,
используется для погрузки и разгрузки сортиментов. Грузовая платформа имеет ограждение и стойки для удержания груза сортиментов
от смещения при транспортировке.
Почти все модели форвардеров могут использоваться на разных
видах рубок, т. е. являются универсальными. Вместе с тем их можно
разделить на 4 класса по размерам и мощности (табл. 5.4).
Таблица 5.4 – Классификация форвардеров
Тип трактора

Колеса, Собственный
шт.
вес,
т

Форвардеры для
6
рубок ухода
4(6)(8)
Форвардеры для
выборочных рубок
6 (8)
Форвардеры
универсальные
для сплошных и
выборочных рубок
Форвардеры для 6(8)(10)
сплошных рубок
6(8)
Тяжелые
форвардеры для
сплошных рубок

Грузоподъемность,
т

Мощность
двигателя,
кВт

Менее 10

3-8

20-80

Средний
грузоподъемный
момент манипулятора, кНм
40

10

8

80

65

12

10

90

85

15-16

14

120-130

100

18-19

14-17

160

150

Двигатели машин, как правило, дизельные (John Deere, Sisu
Diesel, Mercedez-Benz и др.). Средняя мощность двигателя для современного форвардера – 100 кВт при средней массе машины 12
тонн. Кабина располагается за двигателем. За кабиной на передней
полураме располагается бак гидросистемы и гидрораспределители.
Все форвардеры оснащаются комбинированными манипуляторами с телескопической рукоятью (фирмы «John Deere Forestry»,
«Ponsse», «Kesla», «Cranab» и др.), ротатором и захватом. Вылет манипуляторов – 7–10 метров, средний грузоподъемный момент от 40
до 150 кНм. Управление манипулятором – электрогидравлическое, с
помощью двух рычагов, размещаемых на подлокотниках сидений.
На практике находят применение малогабаритные форвардеры
весом менее 10 тонн (табл. 5.4), например, Vimek 606TT, а также

143

форвардеры на базе колесных тракторов сельскохозяйственного или
общего назначения. Последние представляют собой базовый трактор
с активным (имеющим подвод мощности к колесам) или неактивным
прицепом. Например, производством таких форвардеров (модульного комплекса для трелевки сортиментов, тонкомерных деревьев или
отходов лесозаготовок) занимаются зарубежные фирмы «Kesla»
(рис. 5.15), «Farmi Forest», «Palms» и др., а также ПО «Минский
тракторный завод».
Рис. 5.15. Форвардер на базе колесного трактора общего назначения

В отечественной практике созданием таких машин активно занималась Санкт-Петербургская лесотехническая академия, Карельский НИИ лесной промышленности. В частности, КарНИИЛПом
был разработан, а затем серийно выпущен на ОАО «Орелдормаш»
форвардер на шасси МТЗ-80 – ЛТ-189.
На заготовках деловой и, прежде всего, топливной древесины
находят применение комбинированные машины, например харвардеры (форвестеры).
Внешне харвардер напоминает обычный форвардер, но на конце манипулятора установлен комбинированный рабочий орган (харвестерная или валочная головка), служащий для валки, обработки и
одновременно для погрузки получаемых лесоматериалов. Выпуском
таких машин занимаются «Ponsse», «TimberPro», «Vimek», например, Ponsse Dual, Fiberdrive 1750 (рис. 5.16) и Vimek 608 BioCombi
соответственно.
Навешивание на манипулятор форвардера харвестерной или валочной головки позволяет производить как валку деревьев и их обработку,
так и последующую трелевку сортиментов или тонкомерных деревьев.

144

Рис. 5.16. Харвердер Fiberdrive 1750

Положительным моментом ее применения является то, что на
данных технологических операциях используется только одна машина,
что может быть выгодно с экономической точки зрения при заготовке
древесной биомассы и отходов лесозаготовок. Кроме этого, уменьшается число проходов техники по волоку, что положительно сказывается
на проходимости участков волока с низкой несущей способностью.
Немецкая компания «HSM» выпускает комбинированную машину на базе форвардера, когда наряду с грузовой платформой на
раму машины дополнительно устанавливается кониковое устройство
взамен задних грузовых стоек (рис. 5.17). Таким образом, машина в
зависимости от выбранного лесозаготовителем технологического
процесса заготовки может выполнять функции форвардера или
скиддера без дополнительного ее переоборудования.

Рис. 5.17. Машины для трелевки HSM208F Combi

145

Российская компания ОАО «Алттрак» выпускает универсальную гусеничную машину ЛЗ-4М на базе трактора ТТ-4М для применения ее при сортиментной или хлыстовой технологии, или при заготовке деревьями. Данная машина может работать как в режиме
харвестера, так и выполнять валку деревьев с обрезкой сучьев, сбор
и трелевку хлыстов, а также последующую раскряжевку хлыстов на
сортименты.
ОАО «ЦНИИМЭ» совместно с ГСКБ Онежского тракторного
завода разработан колесный трактор ТЛК-4-01 с пачковым захватом для трелевки сформированных пачек деревьев. Он снабжен
дизельным двигателем мощностью 147 кВт и рассчитан на трелевку пачки деревьев максимальным объемом 7 м3.
Погрузочно-транспортные машины «Белорус» МЛПТ-354М и
МЛ-131, ЛТ-189М, МЛ-74А, МЛ-104, МТПЛ-5-11 СП «ТИГЕР», финской фирмы НОККА (таблица 5.5) и аналогичные им зарубежные машины предназначены для сбора заготовленных на лесосеках сортиментов с попутной их подсортировкой, подвозки сортиментов в погруженном положении на верхний склад и укладки их в штабели. Они (кроме
МТПЛ-5-11 и НОККА) имеют шарнирно сочлененную раму. Такие
машины рекомендуется использовать в равнинной и слабохолмистой
местности на лесосеках с хорошей несущей способностью грунтов.
Таблица 5.5 – Технические характеристики подборщиков сортиментов (форвардеров)
Наименование показателя

Значение показателя для трактора марки

МЛ-131 МЛПТ-354М МЛ-74А МЛ-104
Колесная формула
6x6
4x4
4x4
8x8
Мощность двигателя, кВт
88
77
121
75
Максимальный вылет гидроманипулятора, м
7,8
7.0
7,1
10.0
65
50
121
92
Грузовой момент гидроманипулятора, кН-м
Угол поворота гидроманипулятора, град
360
360
360
Грузоподъемность грузовой платформы, кН
100
50
60
100
Длина перевозимых сортиментов, м
2-6.5
2-6
2-6
2-7
Эксплуатационная масса, кг
13550
13770
12000

Большинство крупных производителей лесной техники, в том
числе для сортиментной заготовки леса, могут, удовлетворяя заказы
клиентов, изготовить технику для трелевки деревьев и хлыстов.

146

Например, финская компания «Ponsse» и немецкая компания «HSM» в
качестве машин для трелевки хлыстов или деревьев предлагают скиддеры, разработанные на базе форвардеров Ponsse Buffalo и HSM 805F
соответственно.
Если несущая способность грунтов на лесосеке слабая или
удовлетворительная, для повышения проходимости трелевочных
тракторов и предотвращения образования колеи трелевочные волоки необходимо укреплять отходами лесозаготовок (сучьями, вершинами и др.).
При небольших объемах лесозаготовок рекомендуется применять мини-тракторы. Мини-тракторы представляют собой малогабаритные погрузочно-транспортные машины (мини-форвардеры). В
России и странах СНГ они пока не применяются. Используют на лесозаготовках мини-форвардеры в основном в Швеции, Финляндии и
Японии. Они просты по конструкции, имеют малые габариты и высокую проходимость благодаря малому давлению на грунт, хорошие тягово-сцепные свойства, просты в эксплуатации. Как показывает зарубежный опыт, мини-форвардеры наиболее эффективны на рубках
ухода на подвозке заготовленных лесоматериалов к технологическим
коридорам (трелевочным волокам). Шведская фирма «Хускварна»
выпускает мини-форвардеры «The Iron Horse» (железная лошадь ЖЛ) в нескольких модификациях (таблица 5.6).
При замене грузовой платформы мини-тракторы можно
применять для подвозки саженцев, удобрений, при пожарах и др.
Таблица 5.6 – Технические характеристики малогабаритных
погрузочно-транспортных машин
Наименование показателя

Мощность двигателя, л. с.
Рейсовая нагрузка, м3
Ширина, мм
Длина, мм
Масса, кг
Тип движителя
Давление на грунт, кПа

Значение показателя для трактора марки

ЖЛ 125.5 Стандарт
5,5
1-1,2
1080
2800

ЖЛ 125.5 Про с лебедкой
5,5
1-1,2
1080
2800

260

350

две прорезиненные гусеничные ленты
15

18

147

5.3 Расчет рейсовой нагрузки и производительности
трелевочного трактора
Тракторы и канатные установки, применяемые на трелёвке леса, относятся к машинам периодического действия. Их сменную
производительность можно определить по формуле [49, 50]:

П=

(Tс − t п.з. )  1 Q ср
,

tц

где Тс – продолжительность смены, с; tп.з. – время на подготовительные и заключительные работы, с; для чокерных тракторов
tп.з. = 2640 с; для бесчокерных тракторов tп.з. = 3000 с; 1 – коэффициент использования времени смены, учитывающий простои машины (1 = 0,85…0,9); Qср – объём трелюемой пачки, м3; tц – средняя
продолжительность рейса, с;
tц = t1 + t2 + t3 + t4 ,
где t1 и t2 - время движения трактора соответственно в холостом и грузовом направлениях, с;
t1 =

lср
Vх

;

t2 =

lср
Vр

,

где lср – среднее расстояние трелевки, м; Vx и Vp – скорость
движения трактора, соответственно без груза и с грузом, м/с; t3 –
время на прицепку деревьев (хлыстов) и формирование пачки, с;
t4 – время на отцепку пачки, с.
Время t3 и t4 определяется по эмпирической формуле:

Q 1 150 Q 1 
t3 = 60  a + b 
;
+
Qхл
q0




Q 1
t4 = 60   c + 0,06 
+ 0,5  Q 1  ,
Q
хл



148

где а, b, с – постоянные коэффициенты; Qхл – средний объем
хлыста, м3; q0 – ликвидный запас леса на 1 га, м3.
Для тракторов с клещевыми захватами сумму времени t3 и t4
можно определить по формуле
t3 + t4 = 180 + 35Q/Qхл.
Для манипуляторных тракторов
t3 + t4 = 72 + t0  Q C0/Qхл,
где t0 – время захвата одного хлыста (дерева) и укладки его на коник, t0 = 35…50 с;
С0 – коэффициент, учитывающий переходы трактора при наборе и формировании пачки, С0 = 1,2…1,5.
Для валочно-трелевочных машин
t3 + t4 = t0  Q /Qхл + 30,
где t0 – время захвата, срезания и укладки дерева на машину и переезд ее от одного дерева к другому, t0 = 60…80 с.
Объем пачки деревьев или хлыстов, трелюемый трактором,
должен соответствовать тяговому усилию трактора, силе тяги трактора по сцеплению, тяговому усилию лебедки и допустимой нагрузке на щит (коник) трактора. Наибольшее распространение получила
трелевка леса в полупогруженном положении (рис 5.18).

Рис. 5.18. Расчетная схема нагрузки на трелевочный трактор

149

Уравнение равномерного движения трактора с грузом для данного способа трелевки имеет вид
Fk = P( f т  i ) + k  Gп ( f т  i ) + k(1− k ) Gп ( fг  i ) ,

(5.1)

где Fk – касательная сила тяги трактора, Н; Р – вес трактора, кН;
Gп – вес трелюемой пачки, кН; fт – удельное сопротивление движению
трактора, Н/кН; k – коэффициент, учитывающий расположение веса
пачки между коником трактора и волоком; fг – удельное сопротивление движению пачки по волоку, Н/кН; i – уклон местности, 0/00.
Вес трелюемой пачки определяется по формуле:
Gп =

(

Fk − P  ( fт  i)

k f т  i) + (1 − k )( fг  i )

.

(5.2)

Для того чтобы трактор не пробуксовывал при данном весе
трелюемой пачки, должно быть выполнено условие Fсц  Fк, где
Fсц – сила тяги трактора по сцеплению.
Fсц = (P + kGп ) ,

(5.3)

где  - коэффициент сцепления ходовой части трактора с грунтом (для гусеничных тракторов летом  = 0,4…0,8, зимой -  =
0,3…0,5; для колесных тракторов – летом  = 0,3…0,7, зимой -  =
0,25…0,4). Если это уравнение не выполняется, то в формулу (5.2)
необходимо вместо Fк подставить Fсц.
Вес трелюемой пачки ограничивается грузоподъемностью щита
(коника) трактора

Gп 
где qт – подъемная сила трактора.

qт
k ,

(5.4)

150

Вес формируемой пачки за один прием ограничивается тяговым усилием лебедки трактора
Gп 

Fл  1
( f г  i) ,

(5.5)

где Fл – тяговое усилие лебедки, кН; 1 – коэффициент использования тягового усилия лебедки, 1 =0,9…0,95.
Объем пачки будет равен:
Q=

(G

п

−G



кр

)
,

(5.6)

где Gкр – вес крана, Gкр = (0,15…0,2)Gп;
 - объемный вес древесины, Н/м3 ( = 7800…8300 Н/м3).
5.4 Область применения и способы трелевки леса лебедками
Канатные установки применяются в условиях резко пересеченного рельефа местности, на крутых склонах гор, когда трелевочные
тракторы применять неэффективно, а часто и невозможно. С помощью канатных установок деревья, хлысты или сортименты можно
перемещать волоком, в полуподвесном или подвесном положении.
Выбор способа трелевки зависит от рельефа местности, почвенногрунтовых условий, типа и параметров оборудования.
5.5 Типы и особенности устройства установок
для полуподвесной и подвесной трелевки леса
Применяемые на лесозаготовках канатные установки по конструкции подразделяются на установки без несущего и с несущим
канатом. Причем установки с несущим канатом могут быть однопролетными и многопролетными, что определяется количеством
опор, и иметь постоянно натянутый несущий канат или: несущий
канат с переменным натяжением. В установках с несущим и возвратным канатами; с несущим и тяговым канатами: с тяговонесущим непрерывно движущимся канатом (конвейеры).

151

В горной местности при расстоянии трелевки до 500 м применяют однопролетные подвесные установки, а при больших расстояниях, трелевки - многопролетные.
От подвесных канатных дорог и лесоспусков эти установки
отличаются тем, что обеспечивают трелевку древесины непосредственно от пня до погрузочного пункта.
Все канатные установки приводятся в действие от несамоходных и самоходных (установленных на тракторе или автомобиле)
лебедок [33, 34, 49, 50].
Трелевочные установки без несущего каната предназначены для трелевки деревьев или хлыстов за вершины в равнинной заболоченной местности на расстояние до 300 м при сплошных рубках. Установка состоит из мачты, канатно-блочной системы и приводной лебедки (рис. 5.19).

Рис. 5.19. Схема канатной трелевочной установки без несущего каната: 1 - приводная лебедка; 2 - возвратный трелевочный канат; 3 - грузовой трелевочный канат; 4 - растяжки, 5 - мачта

Трелевочная установка находит ограниченное применение, так
как при удалении пачки от мачты более чем на 50-60 м имеет место
наземная трелевка, что отрицательно сказывается на проходимости
пачки по волоку.
Однопролетные трелевочно-погрузочные установки с несущим канатом предназначены для трелевки деревьев и хлыстов за
комли в равнинной заболоченной и холмистой местности при
сплошных рубках с погрузкой деревьев (хлыстов) на лесовозный
транспорт. Поскольку комлевая часть пачки находится в приподня-

152

том положении, трелевка протекает беспрепятственно. Установка
состоит из следующих основных узлов: головной 3 и тыловой 6
мачт, несущего каната 5, полиспаста 1, грузовой каретки 4, канатноблочной системы и приводной лебедки 2 (рис. 5.20).

Рис. 5.20. Схема трелевочно-погрузочной установки с несущим канатом УК-1Р

5.6 Самоходные

канатные

установки

Самоходные однопролетные трелевочные мобильные канатные установки ЛЛ-25, ЛЛ-28, УКС-6, К-93 (МЛ-43). Применяются при освоении лесосек на крутых склонах протяженностью до
500 м с небольшим запасом заготавливаемой древесины. Приводом
этих установок служит трактор, оснащенный головной (инвентарной)
мачтой. Основной особенностью этого типа канатных установок является быстрота монтажа-демонтажа, что достигается за счет самоходности привода. Такие канатные установки наиболее приемлемы для
горных районов Восточной Сибири и Дальнего Востока, где протяженность горных склонов на сопках составляет около 300 м. Применение быстромонтируемых короткодистанционных установок экономически выгодно и оправдано даже при освоении лесосек, расположенных на сложном, резкопересеченном рельефе местности, при
большой крутизне склонов, где применение тракторов малоэффективно или даже невозможно.
Установка ЛЛ-25 (рис. 5.21) [49] тсостоит из трактора, лебедки с
канатоведущим шкивом, передвижной головной мачты, тягово-

153

несущего каната, грузовой каретки и канатно-блочной системы. Тыловой мачтой служит растущее дерево. Для привода и передвижения
установки используется трактор ТТ-4М, на котором устанавливается
приводная лебедка. Канатно-блочная система и прицепное оборудование по конструкции аналогичны описанным выше.

Рис. 5.21. Схема мобильной канатной установки ЛЛ-25: 1 – трактор; 2 –
лебедка; 3 – передвижная головная мачта; 4 – тягово-несущий канат; 5 – стопорная муфта; 6 – каретка; 7 – блок тыловой мачты

Канатная установка К-93 (МЛ-43А) (рис.5.22) отличается от
установки ЛЛ-25 в основном тем, что головная мачта смонтирована на тракторе и для привода установки применена четырехбарабанная лебедка, установленная на тракторе.

Рис. 5.22. Схема мобильной канатной установки К-93 (МЛ-43)

154

Техническая характеристика однопролетных канатных установок приведена в таблице 5.7.
Таблица 5.7 –Техническая характеристика однопролетных канатных установок
Марка установки
Привод установки
Расстояние трелевки, м
Грузоподъемная сила установки, кН
Диаметр несущего (тягово- несущего
каната), мм
Расстояние подтрелевки древесины
к трассе установки со стороны, м
Производительность в смену
при среднем объеме хлыста 0,3-0,49 м3

УК-1P

ЛЛ-25

К-93
(МЛ-43А)
лебедка ЛЛ-8 лебедка на тракторе ТТ-4М
до 300
до 350
до 350
30
30
30
25

18

18

до 30

до 30

до 30

40-60

40-50

50-60

Многопролетные трелевочно-транспортные установки предназначены для освоения лесосек на крутых склонах и применяются в основном в горных районах Карпат, Северного Кавказа и бассейне озера
Байкал. Наибольшее распространение получили установки ЛЛ-26Б и
ЛЛ-31. Эти установки могут работать на спуск и подъем. Оснастка
многопролетных установок унифицирована. Транспортировка древесины по несущему канату в подвесном положении возможна под действием собственного веса (работа на спуск) или при помощи тягового
каната лебедки (работа на подъем).
Канатная установка ЛЛ-26Б производит подтрелевку заготовленных сортиментов к несущему канату с расстояния до 50 м и транспортировку их на погрузочный пункт (верхний склад) на расстояние
до 1200 м. Она состоит из концевых 7 и 6 опор (мачт), промежуточных 2 опор с опорными башмаками, несущего каната 5 с полиспастом
8, каретки 3 с грузовым крюком и прицепным оборудованием, стопора 4 канатно-блочной системы и приводной лебедки 7 (рис. 5.23).
По назначению и характеру выполняемых работ канатные
установки могут быть трелевочными (УТК), трелевочнотранспортными (УТТ), транспортными (УТ) и погрузочными (УП).

155

Трелевочные коротко дистанционные установки УТК предназначены для трелевки леса от пня и лесовозной дороге или волоку
при погрузке леса на автопоезд.

Рис. 5.23. Схема многопролетной трелевочно-транспортной установки ЛЛ-26Б

Трелевочно-транспортные установки выполняют трелевку леса
от пня к несущему канату (не менее 30 м) и последующую транспортировку его в подвешенном положении. Для транспортировки леса в
подвешенном положении и погрузки его на подвижной состав лесовозных дорог используют транспортные установки.
По конструкции различают трелевочные канатные установки с
несущим канатом и без него, без верхнего направляющего блока, с
одним верхним направляющим блоком, с двумя и более направляющими блоками.
Основными узлами установок являются лебедки, тяговый и несущий канаты, мачты, стрелы, оттяжки, прицепные приспособления
и специальные каретки.
В зависимости от способа перемещения груза лебедки, применяемые на лесозаготовках, подразделяются на три типа: подъемные,
транспортные и подъемно-транспортные.
5.7

Расчет основных параметров лебедки

Транспортные и подъемно-транспортные лебедки в отличие от
подъемных перемещают груз на большие расстояния, измеряемые в
некоторых случаях сотнями метров, поэтому их барабаны должны
быть приспособлены для навивки на них троса большой длины. С

156

этой целью трос наматывается на барабан в несколько слоев, или рядов. При многослойной навивке барабан делается с большими ребордами. Размеры барабана выбираются в зависимости от диаметра
наматываемого троса и его длины, т. е. от требуемой тросоемкости.
В лебедках для лесных грузов диаметр барабана определяется
в зависимости от диаметра троса из следующего равенства:
D=(16~20)d,
где d – диаметр троса, м; D – диаметр барабана, м.
При многослойной навивке троса на барабан диаметр навивки
изменяется. Если для первого ряда витков (рис. 5.24) он равен
D1=D+d, то для второго ряда витков D2=D+3d, для третьего
D3=D + 5d и т. д.

Рис. 5.24. Схема навивки троса на
барабан

Следовательно, для no ряда
витков
Dn=D+(2no–1)d.

(5.7)

Длина наматываемого троса зависит от числа рядов навивки и
длины барабана. Для первого ряда витков длина троса равна:
L1=π(D+d)Lб/d,
где L6 - длина барабана, м.
Для no ряда витков:
LП=π[D+(2no–1)d]Lб/d.

157

Общая длина троса, намотанного в no слоев, равна сумме членов арифметической прогрессии:
LT=(L1+LП) no /2;

(5.8)

LT= π(D+ no d) no Lб/d.

(5.9)

Диаметр реборд Dp принимается на два диаметра троса больше
общего диаметра навивки, а именно: при п0 рядов навивки:
Dp = D +2 ( no+ 1 ) d .

(5.10)

Число рядов навивки следует принимать от трех до четырех.
Увеличение рядов навивки приводит к значительной неравномерности движения троса и уменьшению тягового усилия на нем. Для
увеличения тросоемкости барабана необходимо увеличивать не
число рядов навивки, а длину барабана.
На трелевке леса применяют транспортные и подъемнотранспортные, одно, двух и многобарабанные лебедки с приводом от
двигателя внутреннего сгорания.
На лесосечных работах используют в основном три марки лебедок: четырехбарабанные ЛЛ-8 (трелевка и погрузка); двух барабанные ЛЛ-12А (для привода полуподвесных канатных трелевочных
установок); однобарабанные ЛЛ-26А (для привода канатных установок при транспортировке леса с гор).
Длина троса, наматываемого на барабан, должна соответствовать назначению барабана и условиям работы. Длина грузового троса принимается в зависимости от расстояния, на которое следует переместить груз:
LT= LП+А,

(5.11)

где LT – длина грузового троса;
LП – расстояние перемещения груза;
А – дополнительная длина, зависящая от назначения и технологической схемы установки лебедки; для стационарных погру-

158

зочных, лебедок А=100 м, для передвижных погрузочных – 20 м; для
трелевочных – 50…80 м; для штабелевочных и выгрузочных стационарных – 100…150 м и для передвижных – 30…40 м.
Трос обратного хода в соответствии со схемой работы на рис. 5.25
должен иметь длину:
LХ T= 2LП+А,

(5.12)

где LП – длина пути перемещения груза;
А – имеет то же значение, что и в формуле (5.11).

Рис. 5.25. Схема работы двухбарабанной
лебедки: 1 – грузовой трос; 2 – трос обратного хода

Скорость движения троса определяют в зависимости от диаметра
навивки его на барабан:
V = π Dn п /60,

(5.13)

где п – число оборотов барабана в минуту;
Dn – диаметр навивки в м, соответствующий no ряду витков.
Подставив в формулу (5.13) значение Dn, из формулы (5.7), получим следующее выражение для скорости движения троса:
V = π п [D+(2no–1)d ]/60.

(5.14)

Таким образом, для любой лебедки при одном и том же числе
оборотов барабана скорость троса будет зависеть от числа рядов
навивки, что видно из данных таблицы 5.8.

159

Таблица 5.8 – Зависимость скорости и тягового усилия троса в зависимости от
числа рядов навивки
Число рядов навивки, no
Наименование показателя
1
2
3
4
5
1
1,09 1,19 1,29 1,38
Скорость движения троса, V
Тяговое усилие, кН
1
0,92 0,84 0,78 0,72

5.8 Меры по охране труда
Во избежание травматизма на трелевке леса к управлению трелевочными машинами допускаются только лица, прошедшие специальную подготовку и стажировку и имеющие удостоверение на
управление ими. Все трелевочные механизмы должны быть оборудованы звуковой сигнализацией.
При трелевочных работах категорически запрещается работать
без рукавиц, особое внимание следует обращать на состояние канатов, чокеров и стопорного кольца. Нормальная и долговечная их работа возможна лишь при правильной эксплуатации и ухода за ними.
Через каждые 20–25 ч работы канат необходимо смазывать и 1–2 раза в месяц пропитывать смазкой.
Во время формирования пачки необходимо находиться на безопасном расстоянии от нее (10 м), так как трелюемые хлысты (деревья) могут в момент ее сбора неожиданно переместиться, развернуться, столкнуться с пнями и т.д.
Нельзя чокеровать хлысты или деревья, сильно защемленные
другими хлыстами. При подтаскивании пачки к трактору не разрешается становиться или садиться на движущую пачку, поправлять
чокеры, переходить через рабочий канат, садиться на трактор или
сходить с него на ходу. Ездить на тракторе вне кабины запрещается.
Во время натаскивания пачки на погрузочный щит нельзя
находиться около нее ближе 5 м. Во время движения трактора запрещается открывать дверь кабины и высовываться из нее.
Запрещается трелевка тракторами поперек склона и движение с
пачкой на спусках более 1000/00 на передачах выше третьей. Освобождение хлыстов (деревьев), зажатых между пнями, следует производить только после полной остановки трактора и ослабления кана-

160

та. При работе на горных склонах нельзя находиться ниже прицепляемых или отцепляемых хлыстов (деревьев).
При использовании на трелевке тракторов с захватами категорически запрещается находиться под манипулятором и в зоне его
работы, поднимать груз весом больше, чем предусмотрено нормативами в соответствии с вылетом стрелы, работать на косогорах и
склонах.
6 Обрезка сучьев с деревьев и очистка лесосек
от порубочных остатков
6.1 Место и способы очистки деревьев от сучьев
Очистка деревьев от сучьев, т.е. обрезка, обрубка или обламывание сучьев, может выполняться на лесосеке (у пня), волоке, погрузочном пункте (верхнем складе) или на нижнем складе.
Очистка деревьев от сучьев может производиться двумя способами: вручную или при помощи механизмов и машин.
Вручную обрезка сучьев выполняется топором (рис. 6.1) или
бензопилой (рис. 6.2).

Рис. 6.1. Обрубка сучьев топором

Рис. 6.2. Обрезка сучьев бензопилой

161

При обрубке сучьев обрубщик должен занять устойчивое положение и находиться с противоположной от обрубаемой стороны
дерева. Обрубать (обрезать) сучья необходимо в направлении от
комля к вершине дерева.
При спиливании сучьев бензопилой необходимо сделать упор
вплотную к суку, а затем легким нажимом вводить в древесину
пильный аппарат. Упор бензопилы при любом положении должен
ограждать ногу рабочего.
Наводить режущую часть на сук необходимо плавно, без рывков и ударов во избежание отскакивания пильного аппарата.
При обрезке сучьев соблюдать правило скольжения и опоры пилы о ствол. Для устойчивого положения ступни ног расположить на
расстоянии 30…40 см друг от друга и 10…12 см от ствола при обрезке верхних и боковых сучьев. Не менять положение ног до окончания
рабочего цикла, если пильная шина не находится на противоположной стороне ствола, а корпус пилы не опирается о ствол дерева.
При зажиме пильного аппарата в резе необходимо выключить
двигатель и после этого освободить пильный аппарат.
Механизация обрезки сучьев является первоочередной задачей
технического прогресса в лесозаготовительной промышленности. В
настоящее время имеется шесть различных направлений в механизации обрезки сучьев, в том числе три для условий нижних складов и
три для лесосеки.
На нижних складах используют полуавтоматические сучкорезные установки, установки для групповой обработки деревьев. Механизация обрезки сучьев в условиях лесосеки осуществляется самоходными сучкорезными машинами, бензомоторными пилами и топором.
Разработаны и выпускаются валочно-сучкорезно-раскряжевочные
и сучкорезно-раскряжевочные машины. За рубежом сучья обрезаются
валочно-сучкорезно-пакетирующими, валочно-сучкорезно-раскряжевочными
(харвестерами) машинами и бензомоторными пилами.

162

6.2 Самоходные сучкорезные машины
Самоходные сучкорезные машины представляют собой серийные трелевочные тракторы, на которые устанавливаются стрела с
опорно-поворотным устройством, захватно-сучкорезная и поддерживающая головка, протаскивающий механизм, органы управления.
В настоящее время серийно выпускаются сучкорезные машины ЛП30Г и ЛП-33Б (таблица 6.1).
Таблица 6.1 – Техническая характеристика самоходных сучкорезных машин

Показатели
Базовый трактор
Диаметр обрабатываемого дерева, см
в комле
в зоне срезания сучьев
Максимальный диаметр сучьев, см
Максимальная кривизна ствола, %
Максимальная скорость протаскивания, м/с
Масса, т

ЛП-30Г
ТДТ-55

ЛП-33Б
ТТ-4

48
6…45
15
15
1,8
12,8

80
6…65
20
15
2,1
18,5

Самоходные сучкорезные машины ЛП-30Г и ЛП-33Б предназначены для обрезки сучьев при выполнении этой операции в составе лесосечных работ, на верхнем складе. Они могут работать также
непосредственно на лесосеке в комплекте с
валочнопакетирующими машинами.
Самоходная сучкорезная машина ЛП-30Г (рис. 6.3.) [28, 35, 42]
состоит из следующих основных узлов: трактора, поворотной стрелы, сучкорезной головки, приемной головки, захвата, поворотного
кронштейна с опорами, лебедки (однобарабанной, установленной за
приемной головкой вместо направляющего блока), гидросистемы.
Управление технологическим оборудованием у этой машины электрогидравлическое, рычажками типа джестик.
Машина должна эксплуатироваться с машинами, выполненными на однотипной базе (Онежского тракторного завода).
Сучкорезные машины ЛП-30Г рекомендуется применять преимущественно в хвойных насаждениях со средним объемом хлыста
от 0,14 до 0,39 м3.

163

Рис. 6.3. Сучкорезная машина ЛП-30Г: 1 – гидролебедка;
2 – приемная головка; 3 – поворотная стрела; 4 – сучкорезная головка

Сучкорезная машина ЛП-30Б-01 (рис. 6.4) [28, 35, 42] состоит
из базового трактора ТТ-4М-01, (Т-147), на котором смонтировано
навесное технологическое оборудование, включающее опору и поворотную в вертикальной и горизонтальной плоскостях стрелу с
сучкорезной и приемной головками, по направляющим которой перемещается захват протаскивающего устройства, приводимый в действие лебедкой с гидроприводом. Дерево очищается от сучьев в несколько приемов за счет перемещения захвата в рабочем и холостом
направлениях.

Рис. 6.4. Сучкорезная машина ЛП-33Б-01: 1 – базовый трактор; 2 – опорноповоротное устройство; 3 – захват; 4 – стрела; 5 – захватно-срезающая головка;
6 – лебёдка; 7 – редуктор; 8 – сдвоеный гидромотор; 9 – поддерживающая головка

164

Машина имеет удобное электрогидравлическое управление
навесным технологическим оборудованием, кабину, отвечающую
требованиям эргономики, охладитель гидрожидкости, унифицированные сучкорезную и приемную головки, автоматически закрывающийся (открывающийся) при включении лебедки захват протаскивающего устройства.
Машина проверена в длительной эксплуатации, мобильна и
маневренна, может работать, как автономно, из запаса деревьев, так
и в комплексе с другими лесосечными машинами в едином технологическом потоке. На лесосеке для ее эксплуатации не требуется проведения специальных подготовительных работ, поставляется в полной заводской готовности. Для запуска двигателя в зимнее время на
базовом тракторе установлен жидкостный подогреватель фирмы
«Webasto».
Сучкорезная машина ЛП-33Б отличается от ЛП-30Г базовым
трактором и конструкцией технологического оборудования. Однобарабанная лебедка этой машины (с приводом от сдвоенного гидродвигателя) расположена на верху стрелы по ее середине. Предназначена машина для обрезки сучьев с деревьев объемом от 0,4 до 1,0 м3.
Сучкорезную машину СМ-33 (рис. 6.5) [28, 35, 42] ОАО «Сыктывкарский машиностроительный завод» выпускается с 2002 года
на базе трактора ТЛТ-100. Сучкорезная машина СМ-33 предназначена для срезания сучьев с предварительно сваленных и сформированных в пачки или штабеля деревьев хвойных и лиственных пород
со средним объемом хлыста от 0,14 до 0,35 м3 в основных лесозаготовительных районах страны. Она может использоваться также
непосредственно на трелевочных волоках.
Рис. 6.5. Сучкорезная
машина СМ-33

165

Компоновочная схема данной машины представляет собой сочетание механизма подачи непрерывного действия с загрузочным
устройством, выполненным в виде телескопической стрелы. Новая
перспективная конструкция позволяет повысить производительность
в 1,3 раза, а так же заменить недостаточно надежную канатноблочную систему и расширить технологические возможности машины.
В перспективе машина может быть оснащена необходимым
набором сменного оборудования, например, устройством для валки
деревьев или харвестерной головкой.
Сучкорезная машина ЛТК-08 (рис. 6.6) [28, 35, 42] создана на базе узлов и агрегатов ВПМ ЛП-19 как альтернативная база для установки различного лесозаготовительного оборудования: сучкорезного,
сучкорезно-раскряжевочного, погрузочного, харвестерного и т.п.

Рис. 6.6. Сучкорезная машина
ЛТК-08

Преимущества:
• более высокая по сравнению с тракторами Онежского и Алтайского заводов несущая способность и прочность основной рамы;
• повышенная устойчивость;
• возможность установки любого двигателя по желанию заказчика;

166

полностью гидравлическая трансмиссия, адаптированная под конкретный тип технологического оборудования;
• короткий список запчастей.
Сучкорезно-раскряжевочная машина ЛО-120 (рис. 6.7) [35] создана на базе сучкорезной машины ЛП-30Г, на которую дополнительно
установлено раскряжевочное оборудование, включающее механизм отмера длин и механизм пиления.
•

Рис. 6.7. Сучкорезно-раскряжевочная машина ЛО-120: 1 – базовый трактор;
2 – лебедка; 3 – стрела; 4 – дисковые упоры отмера длин, выпиливаемых отрезков;
5 – пильный аппарат; 6 – захватно-срезающая головка; 7 – захват; 8 – опорноповротное устройство

Машина ЛО-120 предназначена для обрезки (зачистки) сучьев с
поваленных деревьев хвойных и мягколиственных пород со средним
объемом хлыста до 0,25 м3, пролыски тонкомерной части хлыста и
продольной сортировки сортиментов на две группы с укладкой в отдельные штабели. Подлежащие обработке деревья (хлысты) должны
быть уложены в штабель высотой до 1 м при разбеге комлей до 2 м.
По принципу работы самоходные сучкорезные машины относятся к машинам периодического действия, поэтому их сменную
производительность (м3) определяют по формуле
Ï

ñì

=

(Ò − tïç ) 1 2  qõë
,
Òö

167

где Т – продолжительность рабочей смени, с tпз – подготовительно-заключительное время (tпз=2500 с); 1 – коэффициент использования рабочего времени смены (1 =0,8);  2 – коэффициент загрузки машины (  2 =0,85); q õë – средний объем хлыста обрабатываемых
деревьев, м3; Tö – продолжительность обработки одного дерева, с;
Tö = t1 + t2  n + t3 + t4  n + t5 + t6 , n

где t1 – ввемя на подвод стрелы к дереву, захват и подачу в сучкорезную головку, с; t2 – время на один зажим дерева захватом
протаскивающего механизма, с; n – количество захватов (перехватов)
дерева при его протаскивании через сучкорезную головку; t3 – время
протаскивания дерева, с; t4 – время на одно открывание и закрывание
захвата протаскивающего маханизма, с; t5 – время на возвращение захвата протаскивающего механизма в исходное положение, с; t6 – время на переезд машины с однлй стоянки на другую, с.
Количество захватов (перхвтов) дерева
n=

lõë − lê
Smax ,

где lõë – средняя длина обрабатываемого дерева, м; lê – расстояние от комля дерева до места первого захвата, м; lê = 2 …3,5 м,
Smax – максиальный ход захвата протаскивающего механизма, м.
t3 =

lõë − lê
vn

; t5 =

n  Sç
vâ

, Sç

где vn – средняя скорость протаскивания дерева через сучкорезную головку, м/с; vâ – средняя скорость возвращения захвата в исход-

168

ное положение, м/с; Sç – путь проходимый захватом при протаскивании
дерева, м.
Годовая производительность машины – 25 тыс. м3, сменная выработка – 56 м3/чел.-день.
6.3 Стационарные сучкорезные установки
Стационарные сучкорезные установки для индивидуальной и
групповой очистки деревьев от сучьев применяют в условиях нижних складов лесозаготовительных предприятий.
В настоящее время распространены установки с продольным
перемещением деревьев через механизм резания. Основными узлами
установок с продольной подачей являются: режущий инструмент,
механизм подачи и питающий загрузочный механизм [49, 50].
Для поштучной обработки деревьев диаметром до 80 см в комле и длиной до 30 м применяется сучкорезная установка ПСЛ-2.
Сучкорезная установка ПСЛ-2А (рис. 6.8) состоит из двухцепного
подтаскивателя деревьев 4, однострелового гидравлического манипулятора 6, сучкорезного механизма 1 и 2, двухцепного протаскивающего транспортёра 8 с двумя эксцентриковыми захватывающими
устройствами 7, гидро- и электропривода с пультом управления.

Рис. 6.8. Сучкорезная установка ПСЛ-2А: 1 и 2 – режущее устройство; 3 – пачка
деревьев; 4 – разборщик; 5 – площадка; 6 – одностреловой гидроманипулятор;
7 – эксцентриковый зажим; 8 – двухцепной транспортер; 9 – площадка

169

Сучкорезный механизм состоит из передней 1 и задней 2 режущих головок, на каждой из которых шарнирно крепится по два
ножа. Ножи прикреплены к штангам, которые могут разводиться в
стороны для укладки в них дерева и сводиться, охватывая ствол, перед процессом срезания сучьев.
Работа установки происходит следующим образом. Пачка деревьев 3 разборщиком 4 перемещается по площадке 5 и располагается
под некоторым углом к продольной оси сучкорезной установки.
Каждое дерево одностреловым гидроманипулятором 6 подается
комлевой частью в режущее устройство 1 и 2 и эксцентриковые зажимы 7 двухцепного транспортера 8.
После сведения жестких ножей, «браслетов» и эксцентриков
включают транспортер и дерево протаскивается сквозь режущий
механизм. Срезанные сучья сваливаются на транспортер для отходов, а хлысты сбрасываются на площадку 9. При приходе второй тележки протяжного транспортера в исходное положение он останавливается, и в обработку подается следующее дерево.
Протяжной транспортер приводится в действие электродвигателем постоянного тока мощностью 43 кВт, что дает возможность
плавно менять скорость подачи в пределах от 0,2 до 2,8 м/с в зависимости от количества и толщины сучьев.
Управление манипулятором, режущим устройством и эксцентриковыми зажимами осуществляется гидроприводом, насосы которого
приводятся в действие электродвигателями общей мощностью 35 кВт.
Расчетная производительность установки (при среднем объеме
хлыста 0,4 м3) составляет 30…35 м3/ч при обслуживании одним оператором. Установка дает удовлетворительное качество обрезки сучьев с деревьев диаметром до 0,8 м и длиной до 35 м.
Получила также распространение сучкорезно-раскряжевочная
установка ЛО-30 для крупномерных насаждений с объемом хлыста
свыше 1 м3. Установка статорного типа, состоит из манипулятора,
подающего транспортера, сучкорезного устройства, пильного механизма и выносного транспортера. Пильным механизмом являются

170

две круглые пилы диаметром по 1500 мм, что позволяет перепиливать деревья диаметром до 110 см.
Сучкорезно-раскряжевочная установка ЛО-30 (рис. 6.9) предназначена для работы на лесозаготовительных предприятиях с крупномерными лесонасаждениями со средним объёмом хлыста 0,8 м3 и
выше. Характерной особенностью установки является то, что на ней
одновременно выполняется две операции: обрезка сучьев и раскряжевка хлыстов. В состав установки ЛО-30 входят следующие узлы:
поворотный одностреловой гидроманипулятор 2, шаговый конвейер
3, сучкорезное устройство 1, штанговый двухпильный механизм 4,
многоцепной продольный транспортёр для выноса сортиментов 5,

транспортёр отходов 6, гидроэлектрооборудование, расположенное в
кабине оператора.
Рис. 6.9. Сучкорезно-раскряжевочная установка ЛО-30:
1 – сучкорезная головка; 2 – манипулятор; 3 – шаговый конвейер;
4 – пильный механизм; 5 – выносной транспортер; 6 – транспортер отходов

К установкам для групповой очистки деревьев от сучьев относится стационарная бункерная установка МСГ-3 (рис. 6.10).
Установка служит для групповой очистки деревьев от сучьев пре-

171

имущественно хвойных пород на складах с годовым грузооборотом
300 тыс. м3 и более.

Рис. 6.10. Установка МСГ-3:
1 – пачка деревьев; 2 – бункер; 3 – цепи; 4 – транспортер; 5 – отбойные рычаги; 6
– неподвижные ножи; 7 –
стенка бункера; 8 – цилиндрические фрезы

Установка представляет собой открытый сверху и закрытый с
торцов V-образный бункер 2. Одна наклонная стена бункера состоит
из сварных рам с направляющими, по которым движутся тяговые
цепи 3 со скоростью 0,535 м/с. На цепях закреплены башмаки - захваты, которые перемещают деревья в бункер. В верхней части бункера установлен привод для цепей, состоящий из двух электродвигателей мощностью по 75 кВт каждый, двух редукторов и приводного
вала с ведущими звёздочками для цепей. В верхней части наклонной
стенки установлены рычажные ограничители 5, которые ограничивают подъём деревьев тяговыми цепями и способствуют сброске их
вниз. В нижней части стенки, в зоне вершин деревьев между цепями,
установлены в два ряда фрезы 8 для срезания и зачистки сучьев.
На другой стенке бункера по всей длине нижней её части имеются ножевые блоки. Ножи 6 в блоках установлены под углом к горизонту для срезания и зачистки сучьев.
Для очистки пачка деревьев 1 мостовым, козловым или кабельным краном закладывается в открытый сверху бункер 2. Очистка де-

172

ревьев от сучьев осуществляется путём их обламывания, истирания
и срезания ножами и фрезами.
Под бункером помещен транспортёр 4 для уборки сучьев и подачи их к рубительной машине.
6.4 Расчет основных параметров
и производительности сучкорезных установок
В сучкорезных установках с ножевыми режущими устройствами
процесс срезания сучьев осуществляется без образования стружки.
Максимальное значение усилия резания определяется по формуле:

Р р = 0,35d 2  n  k п  k   k ,
где d – диаметр перерезаемых сучьев, м; n – число одновременно срезаемых сучьев; kп, k , k - коэффициенты, учитывающие
соответственно влияние породы древесины, угол резания и степень затупления ножей.
Среднее усилие резания Рср за период нахождения ножа в резе составляет не более 0,5Рmax, а максимальное усилие (Рmax) действует на нож в течение очень короткого периода. Поэтому при расчете прочности режущих ножей следует учитывать Рmax, а при расчете потребной мощности Рср
Np =

(P

cp

+ T )Vп



,

где Рср – среднее усилие, затрачиваемое на срезание n сучьев,
Н; Vср – скорость протаскивания дерева, м/с;  - КПД передачи от
двигателя к протаскивающему механизму; Т – усилие, затрачиваемое
на преодоление сопротивлений при движении дерева: при срезании
сучьев от сил трения F ножей о поверхность ствола дерева, от движущихся масс дерева Рд и транспортного устройства Рт, Н.
Т = F + Рд + Рт.
В этой формуле F = N  f,

173

где N – усилие прижима ножей к стволу дерева, Н; f – коэффициент трения ножей о ствол дерева (f = 0,15…0,2);
N = р  S,
где р – давление жидкости с гидросистеме прижима ножей, Па,
(р = 3,5…4,5 МПа); S – площадь поршня в цилиндре прижима ножей,
м2;
Рд = m  q  L  1;

Рт = 2m  q  L  2 ,

где m и m - соответственно масса дерева и рабочего органа,
отнесенные к единице длины тягового органа (кг/м); 1 и 2 – соответственно коэффициенты сопротивления движению дерева и
транспортёра; L – длина транспортёра, м.
Производительность стационарных сучкорезных установок передвижного действия с поштучной обработкой деревьев определяется по формуле:
Т
П =  Qхл  
см
,
Т
ц

где Т – продолжительность смены, с; Qхл – средний объем хлыста, м3;
 - коэффициент использования рабочего времени ( = 0,8…0,9);
Тц – время цикла обработки одного дерева, с.
Т ц = tз + tо + tр ,
где tз – время загрузки дерева в установку, с; (tз = 10…20 с);
tо – время обработки одного дерева, с; tр – время разгрузки установки, с;
(tр = 2…3 с).

to =

l
Vп ,

174

где l – рабочий ход механизма продольного перемещения дерева, м;
для протаскивающих механизмов l = lт; lт – длина транспортёра, м.
Сменная производительность установки для групповой очистки
деревьев от сучьев определяется по формуле:

=

П
см

Т

 Qп  
Тц

,

где Т – продолжительность смены, с; Qп – объем пачки деревьев, м3;
 – коэффициент использования рабочего времени ( = 0,8…0,85);
Тц – время цикла обработки пачки деревьев, с.

Т ц = tз + tо + tр ,
где tз – время загрузки установки, мин; (tз = 5…7 мин); tо –
время обработки пачки деревьев, мин; (зимой – tо = 4…7 мин, летом
– tо = 7…15 мин); tр – время разгрузки установки, мин;
tp =

Qп  l

(V  Qхл  C ) ,

где l – расстояние между башмаками–захватами на цепях, м;
V – скорость движения цепей м/с; С – коэффициент заполнения
башмаков–захватов, (С = 0,75…0,8).
6.5 Основные направления утилизации отходов
При правильном ведении хозяйства лесозаготовительные предприятия должны брать на лесосеке не только стволовую древесину,
но и всю фитомассу дерева, утилизировать все отходы лесозаготовок. Это в значительной мере позволит удовлетворить растущие потребности в древесном сырье без увеличения объемов лесозаготовок. Опыт отдельных лесозаготовительных предприятий показывает,

175

что благодаря химической и химико-механической переработке древесного сырья можно использовать хвою, листья, ветви, сучья, пни,
кору и др. Но для этого они должны быть переработаны на технологическое сырье. Так, из листьев, хвои, недревесных побегов изготавливают витаминную муку, из хвои пихты - пихтовое масло для парфюмерной промышленности; технологическая щепа из сучьев, кусков стволовой древесины является полноценным сырьем для плитных и гидролизных производств и т.д.
7 Анализ и разработка технологического процесса лесозаготовок
с углубленной переработкой древесины с учетом
радиоактивного загрязнения местности
7.1 Сведения об объемах и плотности загрязнения
земель лесного фонда
Лес принял основную нагрузку при распространении радионуклидов от взрыва на Чернобыльской АЭС, сконцентрировал их,
предотвратив распространение на другие территории значительное
их количество.
Государственными органами управления лесным хозяйством
России в результате наземного поквартального радиационного обследования, проведенного в 1991-1994 гг. по ранее действовавшей
методике [35], выявлено, что радиоактивному загрязнению при аварии на Чернобыльской АЭС подвергся лесной фонд, находящийся в
ведении Рослесхоза, на площади 982,6 тыс. га. Площади загрязненных цезием-137 земель лесного фонда на части территории пятнадцати субъектов Российской Федерации приведены в таблице 7.1.
Кроме того, по результатам наземного обследования и авиационной аэрогаммасъемки, выполненной организациями Росгидромета
по состоянию на август 1995 г., радиоактивное загрязнение от аварии на ЧАЭС с плотностью загрязнения почвы цезием-137 от 1 до 5
Ки/км2 на территории Европейской части России выявлено в Республике Татарстан, Чувашской Республике, а также Саратовской и
Нижегородской областях [39].

176

Наибольшему радиоактивному загрязнению подвергся лесной
фонд Брянской и Калужской областей, где общая площадь загрязненных радионуклидами лесов составляет соответственно 171 и
177,8 тыс. га.
Таблица 7.1 – Площадь земель лесного фонда, загрязненных цезием-137 при
аварии на Чернобыльской АЭС (по состоянию на 1 января 1997 года), тыс. га

Область
1. Брянская
2. Калужская
3. Орловская
4. Тульская
5. Ленинградская
6. Рязанская
7. Смоленская
8. Белгородская
9. Воронежская
10.Курская
11.Липецкая
12.Тамбовская
13.Пензенская
14.Ульяновская
15. Респ.Мордовия
Всего

Всего загрязнено лесного
фонда
171,0
177,8
97,1
77,5
85,7
70,3
5,0
15,4
25,3
21,3
15,4
1,7
148,4
69,4
1,3
982,6

В т.ч. по плотности загрязнения почвы
цезием-137, Ки/км2
Свыше
1-5
5-15
15-40
40
103,1
39,7
26,0
2,2
132,6
43,8
1,4
95,6
1,5
66,0
11,4
0,1
85,7
70,2
0,1
5,0
15,4
25,3
21,2
0,1
15,4
1,7
148,4
69,4
1,3
856,3
96,6
27,5
2,2

За счет накопления сухостойной древесины в этих лесах резко
ухудшилось санитарное состояние лесов, возросла пожарная опасность. Из-за возникновения на этой территории лесных пожаров существует большая угроза вторичного радиоактивного загрязнения
прилегающих районов России и приграничных государств, что приведет к увеличению дозовых нагрузок на население. Радиоактивно загрязненные леса срочно нуждаются в проведении неотложных дополнительных противопожарных и лесозащитных мероприятий: санитарных рубках, создании противопожарных разрывов, разрубках и
расчистках квартальных просек, устройстве дорог противопожарного
назначения, в ежегодном достаточном авиапатрулировании и назем-

177

ном автомото-патрулировании, приобретении прикладных телевизионных установок ПТУ – 96М для обнаружения пожаров и индивидуальных средств защиты "Нива-2М" для эффективного тушения лесных пожаров. Организация и проведение в полном объеме этих важных мероприятий по реабилитации лесов в зонах радиоактивного загрязнения требуют дополнительных затрат из федерального бюджета.
Анализ таблицы 7.1 показывает, что 87,15% (856,3 тыс. га) всех
площадей лесного фонда, подверженного радиоактивному загрязнению, находится на территории с плотностью загрязнения 1…5 Ки/км2;
9,83% (96,6 тыс. га); с плотностью 5…15 Ки/км2 и только 3,02%
(29,7 тыс. га); с плотностью более 15 Ки/км2. По Брянской области,
соответственно, 60,29% (103,1 тыс. га) с плотностью загрязнения 1-5
Ки/км2; 23,22% (39,7 тыс. га); с плотностью 5…15 Ки/км2; 15,2%
(26,0 тыс. га); с плотностью 15…40 Ки/км2 и 1,29% (2,2 тыс. га); с
плотностью загрязнения более 40 Ки/км2.
Загрязнение лесных территорий радиоцезием чернобыльского
происхождения было неравномерным, что привело к мозаичному
распределению радионуклидов в различных биогеоценозах. К тому
же, при удалении от источника радиационной аварии, загрязнение
радионуклидами отличалось физикохимической формой выпадений. Загрязнение в дальней зоне выпадений радионуклидами было
обусловлено осаждением мелкодисперсионных частиц газоаэрозолей, в составе которых из долгоживущих радионуклидов доминировал l37Cs, а в ближней - крупных «горячих» частиц близких по
составу ядерного топлива [3, 37, 39, 41].
В дальнейшем внешнее загрязнение растительного яруса подверглось интенсивным процессам самоочищения. В результате, основная масса радионуклидов, сосредоточившись в лесной подстилке, по мере разложения последней и вследствие вертикальной миграции и промывания дождевой и талыми водами поступает в нижние слои почвы, где, поглощаясь корневой системой древесных растений, стала причиной их вторичного загрязнения.
Концентрация радионуклидов в компонентах надземной фитомассы насаждений довольно значительно варьирует и у различ-

178

ных лесообразующих пород неодинаковая. Установлено, что
лиственные насаждения, по сравнению с хвойными, более интенсивно накапливают l37Cs. В частности, в однотипных лесорастительных условиях отмечается значительное преобладание в динамике поглощения радионуклидов мягколиственными породами, в
т.ч осиной (Populus tremula L.).
На накопление 137Сs в древесине оказывают влияние региональные, лесотипологические факторы, совместное произрастание
древесных пород, возраст. Древесные породы влияют друг на друга
как непосредственно, так и через процессы почвообразования. Для
сосны, дуба, ольхи черной произрастание в смешанных насаждениях
чаще приводит к снижению накопления 137Сs, для ели, березы и осины
- к увеличению. На накопление 137Сs растениями, растущими под пологом леса, влияние факторов смешения пород еще более значительно. Влияние возраста на накопление 137Сs в древесине также прослеживается. Причем, с увеличением возраста содержание 137Сs может как увеличиваться (сосна, ольха черная), так и уменьшаться (береза). Ель и осина больше накапливают 137Сs в стадии средневозрастных насаждений [37, 41].
Вышеизложенное говорит о том, что значение плотности загрязнения почв 137Cs хотя и остается основным критерием для принятия защитных мер и регламентации ведения лесного хозяйства, все
же не может служить единственным основанием для принятия лесоводственных решений. Тем не менее, в каждом конкретном случае
необходимо определять соответствие лесной продукции гигиеническим нормативам (на основании результатов анализов содержания в
ней радионуклидов) и мощность дозы гамма-излучения в местах проведения работ.
В настоящее время перед государственной лесной службой
России поставлена глобальная задача – увеличить лесной доход от
использования лесных ресурсов, в т.ч. с загрязненных радионуклидами территорий, при соблюдении принципов устойчивого управления лесами, т.е. лесоуправление должно быть: экономически целесообразным; экологически безопасным; социально приемлемым.

179

Проблема реабилитации загрязненных лесов в настоящее время
приобретает особую актуальность по следующим причинам:
- за годы, прошедшие с момента аварии, в результате прекращения лесозаготовительных и лесоводственных работ эти территории из-за избыточного накопления перестойной древесины, захламленности лесов буреломами, валежником, сухостоями превратились
в зоны повышенного экологического риска и представляют огромную опасность по причине высокой вероятности возникновения
крупномасштабных пожаров, последствия от которых могут быть
близки к последствиям самой чернобыльской катастрофы, а распространение радионуклидов цезия возможно далеко за пределы границ
существующего загрязнения;
- динамика накопления радионуклидов цезия в древесине и
прочих лесных ресурсах имеет в последние годы крайне негативные
тенденции, которые существенно ограничивают возможности использования лесной продукции. Требуется постоянный радиологический контроль всех заготавливаемых лесных ресурсов, что ведет к
их удорожанию;
- в условиях рыночной экономики обеспечение лесоперерабатывающей промышленности Брянской области сырьем и лесоматериалами за счет собственных лесосырьевых ресурсов без их истощения становится актуальной проблемой. В решении этой задачи важную роль должно сыграть рациональное использование древесины, заготовленной в районах, загрязненных радионуклидами.
В то же время древесину из юго-западных лесов области по результатам радиометрических исследований пока можно использовать в хозяйственных целях, т.к. она загрязнена ниже допустимых
уровней. Для этого разработаны радиационно безопасные малолюдные технологии на базе мобильных комплексов с использованием
многооперационных машин и механизмов.
Годовая производительность мобильного комплекса 25 тысяч
кубометров. Минимальная расчетная потребность – четыре таких
мобильных комплекса с общей стоимостью около 100 млн. рублей.
Лесхозы за счет собственных средств такую технику приобрести не

180

могут, так как даже решение социально-экономических вопросов в
лесхозах осложнено по причине отвлечения собственных средств на
пожаротушение и воспроизводство лесов.
В соответствии с действующей в лесном хозяйстве нормативной правовой базой на органы управления лесным хозяйством возложено проведение обязательного радиационного контроля на землях лесного фонда, в том числе сертификации древесины, отпускаемой на корню. В лабораториях радиационного контроля почти у всей
аппаратуры прошел срок амортизации, а два спектрометра, используемые с 1990 года, имеют двойной такой срок. Но с таким устаревшим техническим оснащением и силами всего 3-х лабораторий становится проблемным соблюдение требований норм радиационной
безопасности. Получается, что имея свою аппаратуру, лесхозы вынуждены платить сторонним организациям немалые суммы за сертификацию лесопродукции. В сельских лесхозах лабораторий радиационного контроля вообще нет.
В условиях недостаточного объема бюджетного финансирования федеральной целевой программы "Преодоление последствий
радиационных аварий до 2010 года" в части минимизации последствий чернобыльской катастрофы мероприятия по реабилитации лесов Брянской области могут быть обречены на срыв. Поэтому для
решения этих важных для лесного хозяйства Брянщины задач необходимы дополнительные средства для проведения реабилитации радиоактивно загрязненных лесов по следующим направлениям:
- проведение ежегодных текущих радиационно-экологических
мероприятий при ведении лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения, согласно проекту противопожарного устройства
радиоактивно загрязненных лесов, разработанному Орловским филиалом института «Росгипролес»:
- модернизация имеющихся производств на основе ресурсосберегающих технологий по заготовке и переработке древесины и
улучшение потребительских свойств продукции путем поддержки
соответствующих исследований, а также технического перевоору-

181

жения перерабатывающего оборудования (приобретение 4-х мобильных комплексов и утилизация радиоактивных отходов);
- обновление приборной базы радиационного контроля имеющихся лабораторий в государственных лесхозах и приобретение аппаратуры для создания 4-х лабораторий радиационного контроля в
сельских лесхозах, что позволит наиболее полно проводить сертификацию лесопродукции по радиационному признаку с экономией
средств на эти цели.
Решение этих проблем благодаря финансовой помощи позволит не только значительно улучшить экологическую обстановку и
снизить до возможно низкого уровня негативные медицинские, социальные и психологические последствия чернобыльской катастрофы, но и сохранить уникальный лесной фонд, имеющий большое
значение для социально-экономического развития Брянщины.
Для постоянного контроля за содержанием радионуклидов в
лесных ресурсах создана сеть стационарных участков, размещенных
на землях лесного фонда с различной плотностью и составом радиоактивного загрязнения.
Необходимо отметить, что по результатам многочисленных радиоэкологических исследований российских и зарубежных ученых и
сведениям службы радиационного контроля Рослесхоза процессы
миграции и перераспределения аэрально попадающих в лесную экосистему радионуклидов зависят от множества факторов. Среди этих
факторов ведущими являются состав и количество радионуклидов,
формы нахождения их в почве, физико-химические свойства почвы,
видовой состав лесной растительности, физиологическое состояние
растений и пр. Некоторые исследователи ведущими считают климатические факторы (температуру и влажность). Имеющаяся в настоящий момент сеть стационарных участков Рослесхоза выполняет не
только производственные функции, но и позволяет при прошествии
ряда лет давать более точные прогнозы содержания радионуклидов в
компонентах лесных экосистем. Однако в настоящий момент обобщающие выводы еще носят характер в большей степени научных
гипотез, чем установленных количественно закономерностей, и

182

нуждаются в широкой проверке. Поэтому в настоящем разделе даются только установленные факты без их обобщения и построения на
их основе прогностических оценок.
Следует обратить внимание на то, что, как правило, наибольшее количество радионуклидов содержится в лесной подстилке и
минеральном слое почвы. У древесной растительности в большинстве случаев удельная радиоактивность коры, мелких веточек и
листвы (хвои) значительно выше, чем древесины. А окоренная древесина соответственно содержит меньше радионуклидов, чем неокоренная. Окоренная древесина чаще всего содержит большее количество цезия-137 в вершинной части, чем в комлевой.
7.2 Пользование лесным фондом в зоне радиоактивного
загрязнения почвы цезием-137
Нормативные документы, регламентирующие ведение лесного
хозяйства, накладывают запрет на проведение всех видов работ
(кроме охраны лесов от пожаров, вредителей и болезней) в IV зоне
(свыше 40 Ки/км2) и определяют жесткие ограничения на проведение
лесохозяйственных мероприятий и заготовку древесины и некоторых
видов продукции побочного пользования, пищевого и кормового
назначения в зонах с более низким уровнем загрязнения.
Проведённые ранее исследования показали: для использования в
промышленных целях брёвен, заготовленных в лесных массивах первой зоны загрязнения радионуклидами, достаточно очистить их от
коры. Брёвна из лесных массивов второй и последующих зон загрязнения можно использовать при условии их полной очистки от коры и
снятия определённого внешнего слоя древесины этих брёвен.
В первой зоне загрязнения целесообразно проведение окорки
брёвен непосредственно на лесосеке - с использованием передвижных окорочных станков. Погрузка окорённых сортиментов на подвижной состав может осуществляться или манипуляторным погрузчиком, или самозагружающимся автомобилем, который устанавливают на лесовозном усе в удобном для погрузки месте.

183

В районах второй и последующих зон загрязнения, где фактические величины удельной активности не только коры, но и внешнего
слоя древесины бревна как источника элементарных частиц и  квантов превышают максимально допустимую величину названного
показателя, проводить окорку брёвен не имеет смысла, так как всё
равно необходимо снимать и некоторый внешний слой их древесины.
Применение для этих целей специальных линий по оцилиндровке
брёвен экономически нецелесообразно: в этом случае необходимо
строительство энергозатратных цехов в загрязнённых районах. Поэтому более эффективно изготовление шпал и других пиломатериалов непосредственно на верхнем складе (промплощадке).
В обозримой перспективе единственным путём снижения загрязненности лесных экосистем является их самоочищение в результате естественного радиоактивного распада радионуклидов. В
ходе прохождения этого процесса будет уменьшаться плотность
загрязнения почв и накопление радионуклидов в лесной продукции. По фактическим многолетним данным максимум удельной
активности 137Cs в древесине на автоморфных почвах за пределами тридцатикиломитровой зоны достиг уже в 1991-1992 гг., а в её
пределах в 1995-1997 гг. После периода максимального содержания
радионуклидов в древесине, который может продлиться до 10 лет,
начнётся постепенное его снижение. Период снижения удельной
активности 137Cs в древесине в два раза, по некоторым прогнозным
данным, составит 15-20 лет. Если допустить, что пик удельной активности древесины в III зоне (15-40 Ки/км) превысит предельно
допустимый норматив (1850 Бк/кг) в 1,5 раза, что маловероятно,
так как сейчас загрязненность древесины в этой зоне не превышает
1000 Бк/кг, то уже через 40-45 лет древесину можно будет использовать для выработки продукции различного назначения. Кроме
того, за этот период более чем в 2 раза снизится плотность загрязнения почв за счёт радиоактивного распада, а также мощность
экспозиционной дозы, в результате чего леса из зоны 15-40 Ки/км2
перейдут в зону 5-15 Ки/км2, в которой рубки главного пользования
проводятся без всяких ограничений. Уменьшится опасность внешнего облучения лесозаготовителей, затраты на охрану труда и ра-

184

диационную безопасность, на закупку дорогостоящих лесозаготовительных машин и механизмов [35].
Следовательно, увеличение возраста главной рубки насаждений, особенно хвойных и твердолиственных пород, на 40-45 лет в
зоне 15…40 Ки/км снимает многие проблемы, существующие в
настоящее время и ограничивающие заготовку древесины, тем более, что объем площадей в зоне с плотностью 15…40 Ки/км2 составляет 15,2% (26,0 тыс. га) и 1,29% (2,2 тыс. га) с плотностью загрязнения более 40 Ки/км2.
С другой стороны, необходимо отметить, что 40-45 лет - это
тоже не маленький период времени для одного поколения и авторами выполнен только экономический расчет с учетом капитальных и
эксплуатационных затрат и не учтен социальный эффект, а также
возможность повышения объемов выработки комплектов машин за
счет совершенствования технологии и организации выполнения работ. А в условиях радиационного загрязнения социальная составляющая и организация работы машин и оборудования, обеспечивающая повышение объемов выработки, снижение продолжительности
работ, а следовательно, уровня облучения рабочих и удельных приведенных затрат должна занимать главенствующее место. В связи с
эти нами предлагаются возможные варианты технологий получения
«чистой» древесины с учетом указанных требований.
7.3 Пути предотвращения переноса радиоактивной пыли и грязи
Существующие технологические процессы лесозаготовок при
выполнении транспортных операций не исключают контакта древесины с грунтом. Поэтому кроме радиоактивных элементов, находящихся
в коре, возможно налипание радиоактивной грязи на крону и кору дерева. Транспортировка такой древесины потребителям или в пункты
первичной переработки (нижние склады) приведет к концентрации радиоактивных элементов в этих местах. В процессе обработки такого
сырья машины и оборудование будут накапливать радиоактивную
пыль в своих механизмах, в связи с чем, в пунктах обработки будет
увеличиваться общий радиоактивный фон. Это повысит степень риска
радиационного поражения рабочих. Поэтому с целью снижения объе-

185

мов переноса радиоактивной грязи (пыли) вместе с древесиной и концентрации радиоактивных элементов в пунктах переработки необходимо совершенствование технических средств и технологий в направлении уменьшения контакта древесины с грунтом (снегом). А также
разрабатывать технологии и технические средства, позволяющие получить древесную продукцию у пня или на пунктах обработки (верхних складах) с минимальным радиоактивным загрязнением.
В настоящее время на лесозаготовках практически вся древесина трелюется в полупогруженном или полуподвешенном положении
на трактор (ВТМ). Трелевка в полностью погруженном положении
пока не получила распространения, меж тем, как этот способ позволяет не только избежать загрязнения древесины, но и уменьшить сопротивление перемещению пачки.
Трелевка в полностью погруженном положении может осуществляться различными способами: на машине; на машине и прицепном устройстве; на двух прицепах. В первом случае машина будет обладать хорошей маневренностью, однако объем трелюемой
пачки ограничивается грузоподъемностью последней. Этот способ
трелевки можно рекомендовать для многооперационных машин,
предназначенных для несплошных рубок. Второй способ дает возможность передавать на трактор только часть веса пачки. Изменяя
расстояние между кониками трактора и прицепа-роспуска можно регулировать распределение нагрузки между ними.
Для транспортирования пачки на двух прицепах можно использовать тракторы общего назначения типа Т-150К и К-703. При таком
способе трелевки возросшая мощность тракторов будет затрачиваться на транспортировку пачки деревьев увеличенного объема и повышенной скоростью передвижения. Соответственно увеличивается
расстояние перемещения пачки деревьев до лесовозной дороги постоянного действия до 1000…4000 м и сократится объем строительства временных лесовозных дорог (усов и веток).
Технологический процесс лесозаготовок может быть построен
следующим образом: валочно-пакетирующая машина срезает и
укладывает деревья на два прицепа. После набора полногрузной
пачки машина отцепляется от нее, а транспортный тягач подцепляет
прицеп со сформированной пачкой и доставляет ее на перегрузоч-

186

ный пункт или верхний склад.
К настоящему времени созданы и прошли испытания экспериментальные образцы машин на базе ЛП-19А, ЛП-49 (ЛП-58) с прицепами. Интересные результаты получены при испытании валочнотрелевочной машины ЛП-17 с прицепами, позволяющими формировать и транспортировать пачку в полностью погруженном положении (рис. 7.1). Испытания и расчеты показали, что использование
валочно-трелевочной машины с прицепами позволит увеличить их
производительность на 25…30%.

Рис. 7.1. ВТМ при формировании пачки

Экспериментальная оценка различных способов формирования
и транспортирования пачек деревьев валочно-трелевочными машинами манипуляторного типа показала, что по таким основным показателям, как производительность машины и удельная энергоемкость
заготовки 1 м3 леса наиболее эффективным является способ формирования и транспортирования пачки деревьев в полностью погруженном положении. Результаты оценки различных способов и полученные выводы могут быть использованы при эксплуатации серийных валочно-трелевочных и валочно-пакетирующих машин.

187

7.4 Сохранение лесной среды
Задача сохранения лесной среды при разработке радиационнозагрязненных лесосек включает в себя следующие аспекты: сохранение жизнеспособности подроста; минимальное повреждение древостоя при несплошных рубках; уменьшение минерализации почвы;
сбор и переработка лесосечных отходов.
Сохранение жизнеспособного подроста позволяет уменьшить
затраты на последующее лесовозобновление и соответственно время
пребывания рабочих на загрязненном участке. В настоящее время
при разработке лесосек с сохранением подроста чаще всего применяются бензомоторные пилы и трелевочные тракторы с чокерным
оборудованием. Для сохранения высокого подроста используется
метод узких пасек, для низкорослого – валка деревьев производится
на подкладочное дерево. В связи с необходимостью полного перехода на машинную заготовку, при которой рабочие находятся в специально оборудованных кабинах, необходимо оценить возможность
работы машин с сохранением подроста и разработать новые технологические схемы их работы.
Опыт эксплуатации манипуляторных лесозаготовительных машин показывает, что существует возможность разработки приемлемых технологий работы с сохранением подроста. В настоящее время
базовой технологией работы валочно-пакетирующей машины ЛП19А с сохранением подроста является схема, предусматривающая
укладку пачек деревьев за собой. При этом лесная среда сохраняется
на площади 55…65%. Увеличение этой площади может быть достигнуто за счет применения новой технологии, предусматривающей
укладку пачек деревьев не на волоке, а на границе пасек.
На сохранность подроста оказывают влияние и конструктивные параметры технологического оборудования машин, главным из
которых является максимальный вылет манипулятора. Для машин,
предназначенных для работы в зоне радиационного загрязнения, целесообразно разработать дополнительный комплект технологического оборудования с увеличенным вылетом манипулятора.
Наилучшее сохранение лесной среды достигается при несплошных рубках, машинизация которых у нас в стране делает еще

188

только первые шаги. За рубежом накоплен большой опыт использования широкозахватных машин, работающих с технологическими
коридорами, и малогабаритных узкозахватных, работающих под пологом леса. Для ускорения процесса внедрения машин следует оценить возможность использования серийной техники, оснащенной
модернизированным технологическим оборудованием. Так, для машины ЛП-19А необходимо разработать облегченный манипулятор,
оснащенный захватно-срезающим устройством с накопителем. Технологические схемы разработки пасек и делянок необходимо переработать в направлении уменьшения контакта деревьев с грунтом в
процессе их обработки.
В результате минерализации почвы в процессе работы лесозаготовительных машин могут создаться условия, способствующие
распространению радиоактивных веществ на другие площади в результате ветровой эрозии. Снижение таких последствий может быть
достигнуто за счет: применения широкозахватной техники, замены
гусеничных машин на колесные и перехода на трелевку хлыстов
или сортиментов в полностью погруженном положении.
После проведения рубки на лесосеке остается значительное количество отходов, большая часть которых отличается повышенной
радиоактивностью. Приемлемые способы сбора и утилизации лесосечных отходов должны отвечать следующим требованиям:
- сохранение почвы и подроста в процессе сбора отходов;
- исключение возможности воспламенения отходов и последующего распространения радиоактивных материалов с дымом;
- создание условий для перегнивания древесных материалов.
С точки зрения удобства сбора лесосечных отходов наилучшим
местом обрезки сучьев является погрузочный пункт (верхний склад)
или волок, причем в последнем случае сучья должны быть уплотнены и частично измельчены. Наиболее перспективной является сортиментная заготовка с обрезкой сучьев и раскряжевкой деревьев у
пня и последующей трелевкой сортиментов в полностью погруженном положении. Необходимо разработать технологию сбора и переработки отходов именно для этого случая. Перспективным направлением поиска оптимального решения может быть использование
манипуляторных подборщиков отходов. В дальнейшем собранные
отходы можно уплотнять проходами трелевочных тракторов и захо-

189

ранивать их под слоем грунта, используя микрорельеф лесосеки.
7.5 Технологические процессы заготовки древесины
В зону радиационного загрязнения местности попали леса, отнесенные по своему народнохозяйственному значению в основном 1
и 2 группам, заготовку древесины в которых ведут в порядке главного и промежуточного пользования.
При проведении лесозаготовительных работ в радиационнозагрязненной местности выбор способа проведения рубки должен
быть увязан с возможностью эффективного использования машин и
механизмов. Это позволит сократить до минимума время пребывания рабочих в неблагоприятных условиях.
Структура технологического процесса лесосечных работ определяет состав, последовательность и место выполнения отдельных
операций. По виду вывозимой с лесосеки древесины технологические процессы могут быть разделены на 4 группы: заготовка деревьями, заготовка хлыстами, заготовка сортиментами; заготовка щепы.
Анализ четырех известных типов технологических процессов
показывает, что наиболее пригодным для применения в радиационно-загрязненной местности является способ заготовки древесины с
вывозкой сортиментов. Однако в этом случае не удается избежать
транспортировки потребителю радиоактивно загрязненной коры и
верхних слоев ствола древесины.
Для преодоления этого недостатка необходимо рассмотреть возможность внедрения и производство принципиально новых вариантов
технологических процессов лесосечных работ, предусматривающих
возможность более глубокой обработки древесины на лесосеке.
Проведенные исследования показали, что древесина, заготовленная в лесных массивах первой зоны загрязнения радионуклидами, может быть использована в промышленных целях после полной
очистки бревен от коры. Древесина из лесных массивов второй и последующих зон загрязнения (не более 40 Кu/км2) может использоваться в промышленных целях при условии полной очистки бревен
от коры и снятия 2-х сантиметрового внешнего слоя. Эти обстоятельства и определяют выбор технологических схем по заготовке,

190

обработке и переработке радиоактивно загрязненных сортиментов.
Возможно несколько технологий обработки и переработки древесины:
- окорка всех сортиментов и отгрузка их потребителю;
- окорка всех сортиментов с частичной выработкой шпал и попутным получением пилопродукции;
- переработка всего объема древесины на обрезные пиломатериалы.
Для реализации предлагаемых вариантов предпочтительны
технологические процессы лесосечных работ со следующим чередованием операций (рис. 7.2). Рассмотренные варианты могут быть
при необходимости дополнены операцией по измельчению порубочных остатков и остатков лесопиления с целью захоронения щепы.
1.1 ПЛ-В-Т-ОСР-ОК-ПС
ПЛ-В-Т-ОСР-ОК-ПС
∟
ВШ-ПШ
ПЛ-В-Т-ОСР-ОК-ПС
1.3
∟
ВП-ПП
ПЛ-В-Т-ОСР-ВШ-ПШ
1.4
∟
ВП-ПП
1.2

1.5 ПЛ-В-Т-ОСР-ВП-ПП
1.6 ПЛ-ВП-Т-ОСР-ОК-ПС
ПЛ-ВП-Т-ОСР-ОК-ПС
∟
ВШ-ПШ
ПЛ-ВП-Т-ОСР-ОК-ПС
1.8
∟
ВП-ПП
1.7

2.1 ПЛ-В-ОС-Р-ТС-ОК-ПС
ПЛ-В-ОС-Р-ТС-ОК-ПС
2.2
∟
ВШ-ПШ
ПЛ-В-ОС-Р-ТС-ОК-ПС
2.3
∟
ВП-ПП
ПЛ-В-ОС-Р-ТС-ВШ-ПШ
2.4
∟
ВП-ПП
2.5 ПЛ-В-ОС-Р-ТС-ВП-ПП
2.6 ПЛ-В-ОСР-ТС-ОК-ПС
ПЛ-В-ОСР-ТС-ОК-ПС
2.7
∟
ВШ-ПШ
ПЛ-В-ОСР-ТС-ОК-ПС
2.8
∟
ВП-ПП
ПЛ-В-ОСР-ТС-ВШ-ПШ
2.9
∟
ВП-ПП
2.10 ПЛ-В-ОСР-ТС-ВШ-ПШ

1. С трелевкой деревьев
ПЛ-ВП-Т-ОСР-ВШ-ПШ
1.9
∟
ВП-ПП
1.10 ПЛ-ВП-Т-ОСР-ВП-ПП
1.11 ПЛ-ВТ-ОСР-ОК-ПС
ПЛ-ВТ-ОСР-ОК-ПС
∟
ВШ-ПШ
ПЛ-ВТ-ОСР-ОК-ПС
1.13
∟
ВП-ПП
ПЛ-ВТ-ОСР-ВШ-ПШ
1.14
∟
ВП-ПП
1.12

1.15 ПЛ-ВТ-ОСР-ВП-ПП

2. С трелевкой сортиментов
2.11 ПЛ-ВП-ОСР-ТС-ОК-ПС
ПЛ-ВП-ОСР-ТС-ОК-ПС
2.12
∟
ВШ-ПШ
ПЛ-ВП-ОСР-ТС-ОК-ПС
2.13
∟
ВП-ПП
ПЛ-ВП-ОСР-ТС-ВШ-ПШ
2.14
∟
ВП-ПП
2.15 ПЛ-ВП-ОСР-ТС-ВП-ПП
2.16 ПЛ-ВСР-ТС-ОК-ПС
ПЛ-ВСР-ТС-ОК-ПС
2.17
∟
ВШ-ПШ
ПЛ-ВСР-ТС-ОК-ПС
2.18
∟
ВП-ПП
ПЛ-ВСР-ТС-ВШ-ПШ
2.19
∟
ВП-ПП
2.20 ПЛ-ВСР-ТС-ВП-ПП

Рис. 7.2. Варианты технологических процессов лесосечных работ:
ПЛ – подготовка лесосеки; В – валка; ВП – валка и пакетирование деревьев; ВТ – валка и трелевка деревьев; Т – трелевка деревьев; ТС – трелевка
сортиментов; ВСР – валка, обрезка сучьев, раскряжевка; Р – раскряжевка;
ОСР – обрезка сучьев, раскряжевка; ОС – обрезка сучьев; OK – окорка;

191

ВШ – выпиловка шпал; ВП – выпиловка пиломатериалов; ПШ – погрузка
шпал; ПП – погрузка пиломатериалов

Таким образом, при проведении лесозаготовительных работ в
зоне радиоактивного загрязнения местности целесообразно использовать технологический процесс, при котором заготовка древесины
будет вестись окоренными сортиментами или с распиловкой последних на пиломатериалы. Реализация одного из вариантов для
разработки в конкретной лесосеке будет зависеть от наличия в данном леспромхозе или лесхозе лесозаготовительной техники, уровня
радиоактивной загрязненности, времени года и т.д.
Потребность в концентрации отходов при последующем захоронении щепы будет определяться особенностями технологического
процесса захоронения отходов. При выборе варианта технологического процесса необходимо учитывать наличие машин для выполнения отдельных операций.
7.6 Технологии и машины для заготовки окоренных
сортиментов и пиломатериалов на лесосеке
Первой фазой предлагаемого технологического процесса является заготовка сортиментов. Она включает в себя следующие операции: валка, обрезка сучьев, раскряжевка и трелевка. Для их выполнения можно применить бензомоторные пилы, трелевочные тракторы и многооперационные машины. Выбор той или иной марки машины или механизма должен осуществляться на основе анализа соответствия параметров технологического оборудования природнопроизводственным условиям и особым требованиям работы в радиационно-загрязненной местности.
В настоящее время у нас в стране производится или может
производиться по заказу следующее оборудование: бензомоторные
пилы, трелевочные тракторы, валочно-пакетирующие машины
(ВПМ), валочно-сучкорезно-трелевочные машины (ВСТМ), валочносучкорезно-раскряжевочные
машины
(ВСРМ),
сучкорезнораскряжевочные машины (СР).

192

АО «Упак» и НПО «Промлес» предлагают две модели малогабаритных трелевочных тракторов ЛМТ-3 и ЛМТ-6. НПО «Промлес»
предлагает и малогабаритную валочную машину ВМ-55, предназначенную для срезания и направленного повала деревьев при проведении рубок главного и промежуточного пользования леса, разработки просек при строительстве дорог, нефте- и газопроводов, а также
для работы в зонах стихийных бедствий. Ковровским экскаваторным
заводом разработана машина МЛ-135 для работы в лесах со средним
объемом хлыста до 0,4 м3. Особенностью машины является то, что
ее рабочим органом служит захватно-срезающее устройство с пильным диском и накопителем (5 деревьев диаметром до 0,2 м).
Абаканский машзавод предлагает лесозаготовителям валочнопакетирующую машину ЛП-60-01, которая превосходит по своим
показателям аналоги отечественных производителей. Машина, в
частности, оснащена авиационной гидравликой, что в значительной
степени повысило ее эксплуатационную надежность в условиях лесосеки. Для трелевки пачек, сформированных машиной ЛП-60-01,
можно рекомендовать подборщик пачек. Для обрезки сучьев и раскряжевки на волоке или погрузочном пункте может использоваться
машина типа ЛО-120. Применение многооперационных машин позволяет улучшить условия труда за счет уменьшения контакта рабочих с окружающей средой и исключить возможность травмирования. Однако в ряде случаев возможно применение ручного моторного инструмента. Анализ технической характеристики отечественных
бензомоторных пил позволяет сделать следующие выводы:
- в насаждениях со средним объемом хлыста до 0,35 м3 целесообразно валку деревьев, обрезку сучьев и раскряжевку проводить пилой
«Тайга-214 Электрон» или бензомоторными пилами зарубежных фирм;
- в насаждениях со средним объемом хлыста свыше 0,35 м3 для
валки деревьев следует применять специализированные бензомоторные пилы МП-5 «Урал-2 Электрон» или «Хускварна 365Н» в
комплекте с валочными приспособлениями; для обрезки сучьев универсальные пилы «Тайга-245 Электрон» или «Крона-202»; и для рас-

193

кряжевки хлыстов пилу «Тайга-214 Электрон» или пилы фирмы
«Хускварна», «Штиль», «Альпина» и др.
При сортиментной заготовке древесины в радиационнозагрязненной местности целесообразно использовать валочносучкорезно-раскряжевочные машины типа МЛ-45 и МЛ-20 или харвестеры зарубежных фирм производящие раскряжевку непосредственно у пня. Это позволит избежать переноса радиоактивно загрязненного грунта на кору дерева при трелевке.
Для сбора сортиментов и их трелевки на погрузочный пункт
следует применять сортиментовозы ТБ-1-16, ЛТ-189М, МЛ-103,
МЛ-131, МЛПТ–354, МЛ-104 и др. При необходимости эти машины
могут производить подсортировку сортиментов.
Перечисленные выше технические средства должны быть усовершенствованы с целью снижения уровня воздействия окружающей радиоактивной среды на человека до санитарно-допустимых норм. На имеющиеся лесозаготовительные машины необходимо установить дополнительные приборы и приспособления, снижающие степень попадания радиоактивной пыли в кабину оператора и силовую часть машины.
Рассмотрим некоторые возможные технологические схемы для отдельных технологических процессов лесосечных работ. При ручной заготовке древесины в первой зоне радиоактивного загрязнения в глубокоснежный период в целях снижения потерь древесины из-за сильных заносов целесообразно организовать разработку лесосеки с обрезкой сучьев и
раскряжевкой на волоке. Технологическая схема разработки делянки приведена на рисунке 7.3. При работе по этой технологии делянка разбивается на пасеки. Валка деревьев производится бензомоторной пилой лентами, расположенными под углом 600 к границе пасеки. Ширина разрабатываемой ленты должна соответствовать вылету манипулятора трактора,
который подтрелевывает деревья к волоку. Сучкорезно-раскряжевочная
машина производит обработку деревьев и укладывает сортименты вдоль
границы пасеки под углом 40…45°.

194
1

2

4

5

3

6

8

7

Рис. 7.3. Схема разработки делянки бензомоторной пилой с обрезкой сучьев и раскряжевкой на волоке
сучкорезно-раскряжевочной машиной:
1 – вальщик с бензомоторной пилой;
2 – манипуляторный трелевочный
трактор; 3 – сучкорезно-раскряжевочная
машина; 4 – сваленные деревья;
5 – подтрелеванные пачки; 6 – сортименты; 7 – сучья; 8 – штабель сортиментов

В тех случаях, когда в дальнейшем производится переработка
сучьев и вершин, сортиментовозы двигаются по пасеке так, чтобы не
уплотнять вал сучьев. Если переработка лесосечных отходов не
предусмотрена, тракторы перемещаются по валу сучьев, сминая и
измельчая их, что способствует ускорению их перегнивания.
В первом случае после вытрелевки всех сортиментов с ленты
вдоль вала сучьев и вершин двигается рубильная машина и перерабатывает их в щепу. При работе по данной технологии не требуется
дополнительная очистка лесосеки, что позволяет своевременно организовать на ней лесовосстановительные работы. В остальных зонах радиоактивного загрязнения, и особенно в летний период, целесообразно применять машинный способ заготовки сортиментов.
Современные многооперационные лесозаготовительные машины для заготовки сортиментов предназначены для обработки деревьев хвойных и мягколиственных пород с незначительной кривизной
ствола и слаборазветвленной кроной. Поэтому, при машинной заготовке, операции валки-пакетирования и трелевки необходимо проводить с подсортировкой.
Подсортировка проводится с таким расчетом, чтобы на одной
ленте (или в одной пачке) находились все деревья, которые может
обрабатывать имеющаяся на данной лесосеке машина, а на другой
ленте (в другой пачке) деревья, которые нужно обрабатывать ручным моторным инструментом. Как правило, в основном, это деревья
лиственных пород (дуб, осина, береза).
При включении в технологический процесс операции шпалопиления следует проводить подсортировку на хвойные и лиственные

195

породы. Подсортировка деревьев по породам может осуществляться
многооперационными машинами при формировании пачек.
В настоящее время можно предложить четыре основных варианта технологического процесса заготовки сортиментов с применением многооперационных машин.
Первый вариант предусматривает следующую последовательность выполнения операций: валка с пакетированием деревьев, обрезка сучьев с раскряжевкой и трелевка сортиментов. Для этого варианта технологического процесса предлагается схема разработки
делянки, приведенная на рисунке 7.4. Валочно-пакетирующая или
валочно-трелевочная машина, работающая в режиме валкапакетирование, проводит валку и пакетирование деревьев с подсортировкой на хвойные и лиственные породы.
6

1

10

2

7

8

3

4

11

9

5
8

Рис. 7.4. Схема разработки делянки машинами: 1 – валочнопакетирующая машина; 2 – сучкорезно-раскряжевочная машина; 3 – рабочий с бензомоторной пилой; 4, 5 –
подборщик сортиментов; 6 – пачки
хвойных деревьев; 7 – лиственные деревья; 8 – хвойные сортименты; 9 –
лиственные сортименты; 10 – сучья
хвойных деревьев; 11 – сучья лиственных деревьев

9

Хвойные деревья укладываются цепочкой (лентой) в более
плотные пачки, а лиственные – в разреженные. При обработке хвойных деревьев сучкорезно-раскряжевочная машина, двигаясь вдоль
ленты, производит обрезку сучьев и раскряжевку, а подборщик сортиментов трелюет их на верхний склад. Параллельно производится
обрезка сучьев и раскряжевка лиственных деревьев бензомоторными
пилами, трелевка сортиментов.
При использовании валочно-трелевочных машин типа ЛП-17
подсортировку деревьев по породам следует вести иначе (рис. 7.5).
Деревья хвойных пород валятся вершинами на волок, а их комли укладываются в коник машины. Лиственные деревья также вначале валятся вершинами на волок, затем их комли переносятся через

196

машину и укладываются на грунт. Таким образом, вдоль стены леса
образуется полоса, свободная для очередного прохода машины. После заполнения коника хвойными деревьями машина удаляется от
стены леса и разгружает пачку на ровном месте, удобном для последующей работы сучкорезно-раскряжевочной машины. Деревья лиственных пород обрабатываются бензомоторными пилами. Сортименты трелюются на погрузочный пункт для окорки и погрузки.
2

1

1

5

6

3

7

8

4

10

7

9
9

Рис. 7.5. Схема разработки делянки валочно-трелевочными машинами: 1 – валочно-трелевочные машины; 2 – сучкорезно-раскряжевочная машина; 3 – подборщик сортиментов; 4 – рабочий с бензомоторной пилой; 5 – подтрелеванные пачки
хвойных деревьев; 6 – лиственные
деревья; 7 – хвойные сортименты; 8 –
сучья хвойных деревьев; 9 – лиственные сортименты; 10 – сучья лиственных деревьев

В хвойных и мягко-лиственных насаждениях можно применять
технологические процессы, предусматривающие использование в
них валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин, к числу которых
относится лесозаготовительный комбайн типа МЛ-20. При сплошных рубках комбайн двигается вдоль разрабатываемой ленты шириной 14...15 м (рис. 7.6). Дерево, зажатое в обрабатывающей головке,
срезается, переносится к месту обрезки сучьев и поднимается на высоту не менее длины выпиливаемого сортимента.

197
4

2

3

1

15м
15м

Рис. 7.6. Схема разработки делянки
валочно-сучкорезно-раскряжевочной
машиной: 1 – валочно-сучкорезнораскряжевочная машина (харвестер); 2 –
сортименты; 3 – вал сучьев; 4 – подборщик сортиментов (форвардер)

15м

Затем после вертикальной подачи и обрезки сучьев дерево перемещается к месту раскряжевки. Эти две операции, обрезка сучьев
и раскряжевка, повторяются до полной обработки дерева. Сучья могут обрезаться над волоком для его укрепления или обрезаться и
укладываться справа по ходу движения машины. В последнем случае создаются благоприятные условия для их дальнейшего использования. Мелкотоварные деревья и вершинные части могут отбираться отдельно для дробления и получения щепы. При необходимости можно осуществить сортировку сучьев на хвойные и лиственные. Для отмера длин выпиливаемых сортиментов в машине используется следящее устройство позиционного типа, рассчитанное
на выпиливание трех различных длин сортиментов. В процессе раскряжевки сортиментов оператор производит их сортировку по древесным породам, отбирая пиловочник и балансы. После обработки
деревьев, находящихся в зоне действия манипулятора, комбайн перемещается на очередную рабочую позицию.
В результате работы на пасеке остается с одной стороны вал
сучьев и пачки тонкомерных деревьев, а с другой – щеть рассортированных на пиловочник и балансы сортиментов. По аналогичной
схеме работают и харвестеры зарубежных фирм.
Подборщик сортиментов, перемещаясь по волоку на безопасном расстоянии от комбайна, набирает гидроманипулятором, оснащенным грейфером, воз сортиментов, транспортирует и укладывает
его в штабель на границе разрабатываемой делянки у лесовозной дороги. Во время набора воза при необходимости может производиться дополнительная подсортировка.
Предлагаемая технологическая схема работы была апробирована в производственных условиях. При проведении сплошных рубок
была установлена возможность сохранения до 50% подроста.
Анализ четырех известных типов технологических процессов

198

лесозаготовок показывает, что наиболее пригодным для применения
в радиационно-загрязненной местности является способ заготовки
древесины с вывозкой сортиментов. Однако и в этом случае не удается избежать транспортировки потребителю радиоактивнозагрязненной коры и верхних слоев ствола древесины. Для преодоления этого недостатка может быть использовано два варианта технологических процессов лесосечных работ, предусматривающих более глубокую обработку древесины на лесосеке: заготовка окоренных сортиментов и заготовка пиломатериалов.
Для предлагаемых вариантов технологических процессов в
настоящее время разработаны и применяются мобильные установки
как отечественного, так и зарубежного производства. Сортименты
диаметром свыше 22 см могут быть окорены и вывезены для дальнейшего использования или распилены на мобильных лесопильных
рамах, ленточнопильных или круглопильных установках на обрезные пиломатериалы и отгружены потребителю. Для переработки
сортиментов диаметром менее 22 см в технологический процесс лесосечных работ может быть включена передвижная фрезернопильная установка типа УПФП-1М. Использование этой установки дает
возможность практически все сортименты диаметром в верхнем отрубе 6…18 см и в комле до 22 см переработать в пиломатериалы.
Оставшаяся древесина диаметром в верхнем отрубе меньше 6 см
(вершинки и сучья) может быть измельчена в передвижной рубильной машине типа ДОП-1.
Технологический процесс верхних складов в зависимости от
применяемого оборудования на валке, трелевке, обрезке сучьев, раскряжевке и первичной обработке может организовываться по нескольким схемам.
Для лесных массивов первой зоны загрязнения радионуклидами можно рекомендовать следующую организацию работы верхнего
склада. При трелевке трелевочными тракторами или валочнотрелевочными машинами деревья на верхнем складе укладываются
без разворота в штабель перпендикулярно усу на расстоянии не менее 6 м от стены леса до вершин деревьев в штабеле, с таким расчетом, чтобы между стеной леса и штабелем могла пройти любая лесозаготовительная машина. Когда глубина штабеля достигает зоны
безопасной работы, начинает работу сучкорезно-раскряжевочная

199

машина типа ЛО-120. В процессе ее работы образуется вал сучьев и
вершин и два параллельных друг другу штабеля, в один из которых
укладываются тонкомерные, а в другой крупномерные, готовые для
дальнейшей обработки сортименты.
Окорка сортиментов выполняется передвижным окорочным
станком с приводом от вала отбора мощности трактора типа МТЗ-82.
После окорки сортименты сбрасываются в два параллельные друг
другу штабеля окоренных сортиментов (рис. 7.7). По мере разработки лесосеки (делянки) штабель деревьев, а вместе с ним и штабеля
сортиментов будут размещаться (перемещаться) вдоль лесовозного
уса от начала к концу разрабатываемой лесосеки. Погрузка окоренных сортиментов на подвижной состав может осуществляться или
манипуляторным погрузчиком, или самозагружающимся автомобилем, который устанавливается на лесовозном усе в удобном для погрузки месте.
6м
1

4

20 м
2

0,5 м

50 м

Рис. 7.7. Производство окоренных сортиментов при трелевке деревьев: 1 – штабель деревьев; 2 – сучкорезно-раскряжевочная машина типа
ЛО-120; 3 – сортименты; 4 – вал сучьев; 5 – окорочный станок; 6 – окоренные сортименты

3

6
5

Технологический процесс окорки крупномерных сортиментов и
выпиловки пиломатериалов из тонкомерных сортиментов может
быть организован по следующей схеме (рис. 7.8). После создания
машиной типа ЛО-120 штабелей сортиментов, обеспечивающих зону
безопасной работы, начинает работать окорочный станок с приводом
от вала отбора мощности трактора типа МТЗ-82.

200
1
11

2
4

8

3

9
30 м

30 м
7
10

Рис. 7.8. Схема верхнего
склада по производству окоренных сортиментов и шпал: 1 штабель деревьев; 2 – сучкорезно-раскряжевочная машина
типа ЛО-120; 3 и 4 – штабеля
сортиментов
соответственно
крупномерных и тонкомерных;
5 – окорочный станок; 6 – приводной трактор окорочного
станка; 7 – окоренные сортименты; 8 – фрезернопильная
установка типа УПФП-1М; 9 –
приводной трактор; 10 – грузовые платформы; 11 – вал сучьев

По мере окорки всех сортиментов в зоне манипулятора окорочный станок передвигается за штабелем неокоренных сортиментов. За станком остается штабель окоренных сортиментов.
После того, как будут отгружены и вывезены окоренные сортименты на расстояние, обеспечивающее зону безопасной работы,
начинает работать фрезернопильная установка типа УПФП-1М. Манипулятором трактора, осуществляющего привод установки, сырье
подается на обработку. Полученные пиломатериалы (брусья и доски)
укладываются рабочими на грузовые платформы для вывозки пиломатериалов с лесосеки. После обработки всех сортиментов передвижная рубильная установка типа ДОП-1 измельчает сучья и вершины.
В районах с плотностью загрязнения около 40 Кu/км2 удельная
активность цезия–137 превышает доступные нормы не только в коре, но и в верхнем 2-х сантиметровом слое древесины. Проводить
окорку в таких случаях не имеет смысла, т.к. все равно необходимо
снимать и верхний слой древесины. Применение для этих целей специальных линий по оцилиндровке бревен экономически нецелесообразно, т.к. это потребует строительства стационарных цехов в загрязненных районах и больших затрат электроэнергии, чем мобильное передвижное оборудование, размещаемое непосредственно на
лесосеке. Такое оборудование предусматривает получение шпал и

201

других пиломатериалов непосредственно на верхнем складе. Технологический процесс с его применением может быть организован по
следующей схеме.
Деревья трелюются на верхний склад трелевочными тракторами или валочно-трелевочными машинами с подсортировкой с таким
расчетом, чтобы хвойные деревья, из которых будет выпиливаться
шпальная тюлька, трелевались в один штабель, а деревья лиственных пород и хвойные, не отвечающие требованиям, предъявляемым
к шпальному сырью - в другой. Из штабелей хвойных деревьев машина ЛО-120 выпиливает шпальную тюльку и формирует из нее за
правой гусеницей машины штабель. Остальные тонкомерные сортименты, не пригодные для выпиловки шпал, укладывают в другой параллельный им штабель, расположенный за машиной. Из другого
штабеля хлысты раскряжевываются на сортименты необходимой
длины с подсортировкой по диаметру. Тонкомерные сортименты
укладываются в один штабель, а крупномерные – в другой, расположенный параллельно первому.
При малых объемах лесозаготовок полученные сортименты могут перерабатываться на шпалы и пиломатериалы, например, ленточно-пильным станком, а тонкомерные сортименты – на фрезернопильной установке. В этом случае ленточнопильная установка поочередно из каждого штабеля обрабатывает крупномерные сортименты и выпиливает из них шпалы и обрезную доску или обрезную
доску и брус из сортиментов, не отвечающих требованиям шпального сырья. Оставшиеся тонкомерные сортименты из одного и другого
штабеля перерабатываются фрезернопильной установкой на обрезные пиломатериалы и брусья.
При больших объемах лесозаготовок на верхнем складе может
работать сразу две ленточнопильные установки, одна из которых
выпиливает шпалы и параллельно обрезную доску из штабеля
шпальной тюльки; другая, из крупномерного сырья другого штабеля,
не отвечающего требованиям шпального сырья, выпиливает обрезные
пиломатериалы и брусья. Организация работы верхнего склада с применением такого оборудования может быть следующая (рис. 7.9). Передвижные ленточнопильные установки с приводом от двигателя
внутреннего сгорания устанавливаются так, чтобы было удобно

202

накатывать крупномерные сортименты на рамы этих установок. Выпиливаемые материалы укладывают на автоприцепы, а горбыль и
обрезки – в отдельный штабель.
После работы ленточнопильных установок на верхнем складе
остаются: вал сучьев и вершинок, штабеля тонкомерных сортиментов, штабеля горбылей и кусковых отходов. Тонкомерные сортименты фрезернопильной установкой с приводом от вала отбора мощности трактора типа МТЗ-82 перерабатываются на брусья и пиломатериалы. Брусья и пиломатериалы укладываются на грузовые платформы. Горбыль и кусковые отходы, сучья и вершины измельчаются
передвижной (прицепной) рубильной установкой, равномерно распределяя щепу по верхнему складу для перегнивания, или формируя
в кучи с целью дальнейшего захоронения.
19

13

20

2

8

6

15
17

1

14

3
9

7

16

5
18

4

10

11
12

Рис. 7.9. Схема верхнего склада при трелевке деревьев с подсортировкой и
выпиловке шпал и пиломатериалов: 1 - штабель лиственных и хвойных деревьев; 2 – штабель хвойных деревьев; 3 и 4 – сучкорезно-раскряжевочные машины; 5 – штабель крупномерных сортиментов смешанных пород; 6 – штабель тонкомерных сортиментов смешанных пород; 7 и 8 – соответственно
штабель шпальной тюльки и тонкомерных сортиментов хвойных пород; 9 и 10
– ленточнопильные станки; 11 и 12 - грузовые платформы; 13 и 14 – операторы
ленточнопильных станков; 15 и 16 – помощники операторов; 17 и 18 – обрезки и горбыль; 19 и 20 – вал сучьев

Предлагаемые нами схемы и оборудование верхних складов
дают возможность с минимальными потерями стволовой древесины
заготовить и отгрузить потребителю «чистую» древесину в виде
окоренного сырья или готовых пиломатериалов.
Пиломатериалы вырабатываются в соответствии с требованиями
ГОСТ, в которых определены: назначение, размеры, допустимые пороки и качество обработки в зависимости от сортов; порядок марки-

203

ровки, приёмки и хранения. Однако по стандарту для пиломатериалов
каждой определённой толщины допускается лишь более или менее
ограниченное количество размеров по ширине. В противном случае
появилась бы продукция с нерациональными поперечными сечениями.
Количество головных станков и состав технологического оборудования участков производства определяется заданной производственной мощностью.
При оценке эффективности организации производства в целом
следует руководствоваться следующими критериями: 1 - наиболее
полное использования возможностей технологического оборудования
на основе соблюдения нормальных режимных условий его эксплуатации; 2 - наиболее продуктивная реализация его производительности
при
получении
сбалансированного
выхода
продукции;
3 - достижение наибольшей эффективности при наименьших сроках
окупаемости.
Наиболее целесообразен по всей совокупности указанных признаков масштаб производства при организации предприятия на базе
одного ленточнопильного и фрезернопильного станка. Мощность
производства по распилу сырья и выработке пиломатериалов по такому варианту сопоставимы с базовым вариантом на основе потока из
двух одноэтажных лесопильных рам Р63-4Б.
Условия эффективного функционирования системы задаются
также схемой раскроя пиловочника (рис. 7.10).
При работе ленточнопильного станка предлагается реализация
технологии, основанной на круговом брусово-развальном способе
раскроя. В этом случае торцовке может быть подвергнуто до восьми
досок из каждого бревна. Часть необрезных досок будет иметь одну
пропиленную кромку.

а)

б)

Рис. 7.10. Способы раскроя бревен: а) круговой с выработкой двухкантного бруса и последующим его раскрое на доски одной или нескольких толщин
(тонкие и толстые); б) то же с выработкой при первом проходе обзольного четырехкантного бруса

204

При этом использование круговой схемы позволяет получить необрезные доски (в данном случае по две с каждой стороны) одинаковых размеров, что потребует обрезки всех восьми на две ширины. Это
позволит применить бессортплощадочный способ сортирования пиломатериалов. Нормальный режим работы обеспечивается также на
участках обрезки и торцовки ввиду исключения из этих операций толстых досок. По мере переработки бревен накопленной группы определенного диаметра сортиментов производится распиловка следующей.
Это уменьшает переналадки оборудования, что при более эффективном использовании смены повышает производительность участка.
Для оценки того или иного способа раскроя сырья, загрязненного радионуклидами, наряду с традиционным показателем (полезный
выход) необходимо ввести качественный показатель, характеризующий загрязнение пилопродукции радионуклидами. На оценку того
или иного способа раскроя влияют два разнонаправленных процесса.
С одной стороны, чем больше объем древесины удаляется с периферийной части доски, тем меньше объемный выход пиломатериала, с
другой стороны, уменьшается удельная активность вырабатываемого пиломатериала. Для оценки эффективности постава при раскрое
древесины, загрязненной радионуклидами, введен коэффициент K,
который характеризует использование сечения бревна с допустимым
содержанием радионуклидов
m

K =

j  q
j =1

j

2
 m
 Q ,
Б    q j 
 j =1


(7.1)

где K - коэффициент эффективности постава, Бк/кгм3; qj –
объем j-ой доски, м3; Q – объем бревна, м3; j – номер доски; λj –
удельная активность радионуклидов в j-ой доске, Бк/кг; λБ – удельная
активность радионуклидов в бревне, Бк/кг; m – количество досок в
поставе.
Очевидно, что чем меньше данный показатель, тем лучше используется сечение бревна с допустимым содержанием радионуклидов. В
этой связи предлагается способ раскроя круглых лесоматериалов, пораженных радионуклидами, включающий деление лесоматериалов в

205

продольном направлении на пиломатериалы параллельно их продольной оси. При этом лесоматериал фиксируют за здоровую периферийную зону, определяют форму и параметры пораженного слоя и выполняют деление в продольном направлении по взаимно перпендикулярным плоскостям, параллельно образующей, по касательной к внутренней границе пораженного слоя (рис. 7.11).

а)
б)
Рис. 7.11. Схема раскроя древесины, загрязненной радионуклидами:
а – первый проход; б – второй проход

Полученный брус, имеющий зоны, загрязненные радионуклидами, далее делят в продольном направлении по взаимно перпендикулярным плоскостям через линии контакта здоровой древесины с
оставшимся пораженным слоем. В результате получается пилопродукция, не содержащая радионуклидов.
Для составления оптимального плана раскроя сырья необходимо проанализировать множество различных вариантов поставов.
При этом задача оптимального планирования раскроя бревен различного диаметра заключается в том, что из этих поставов в оптимальный план раскроя, составляемый для всего заданного сырья,
необходимо включать только те поставы, которые обеспечат выпиловку пиломатериалов нужных размеров с допустимым содержанием радионуклидов при наименьших затратах сырья. Решение такой
задачи с применением ЭВМ проводится в четыре этапа: разрабатывается оптимизационная математическая модель раскроя бревен на
пиломатериалы; генерируются возможные поставы для раскроя бревен каждого заданного диаметра; для каждого постава рассчитывается объемный выход пиломатериалов с допустимой удельной активностью; формируется матрица исходных данных для решения задачи оптимизации раскроя бревен на пиломатериалы и решение задачи симплекс-методом.

206

Критерием оптимизации, учитывающим два разнонаправленных процесса, является наименьшее содержание радионуклидов в
пиломатериалах, тогда целевая функция примет вид:
r

m

n

W = 
i=1 k =1

z

 

ikjl

 qikjl

→ min

Q  X

j=1 l=1



r



j=1 l=1

z

ik    qikjl 

2

ik

ik

(7.2)



при ограничениях:
- на ресурсы пиловочного сырья
n

 X ik

k =1

 Zi

, i=1, 2, … , m;

(7.3)

- на объем получаемых пиломатериалов стандартных типоразмеров
m

n

z

 q

ijkl

 X ik V j

, j=1,2,…,1;

(7.4)

i=1 k =1 l =1

- на удельную активность радионуклидов в доске
ikjl  доп , i=1,2,…,m; k=1,2,…,n; j=1,2,…,r, l=1,2,…,z;

при граничных условиях:
Хik  0, i=1,2,…,m; k=1,2,…n,

(7.5)

где индексы: m - число групп пиловочного сырья, подлежащего раскрою на пиломатериалы; i – номер группы пиловочного сырья
(i=1,2,…,m); n – число поставов для раскроя пиловочного сырья; k –
номер постава (k=1,2,…,n); r – число типоразмеров пиломатериалов,
получаемых при раскрое; j – номер типоразмера пиломатериала
(j=1,2,…,r). l – количество досок одного сечения (l=1,2,…,z); параметры: Zi – объем i-ой группы пиловочного сырья; Vj – объем пиломатериалов j-го типоразмера; Hi – нормативный выход пиломатериалов; Qik – объем бревна i-ой группы распиливаемого k-ым поставом;
qikjl – объем пиломатериала j-го стандартного типоразмера, полученный из сырья i-ой группы по k-му поставу; ikjl – удельная активность
радионуклидов в пилопродукции; il – удельная активность радио-

207

нуклидов в бревне, Бк/кг; доп – допускаемая удельная активность радионуклидов в пилопродукции; переменная величина: Хik – количество бревен i-ой размерной группы, раскроенных по k- му поставу.
Проведенные нами исследования показали, что для обеспечения
максимальной загрузки оборудования необходимо между станками
смежных операций создавать определенные объемы запасов объектов
труда (ОТ). Для организации эффективного производства в
конкретных производственных условиях чрезвычайно важной
проблемой является определение оптимальных режимов работы
комплектов станков. То есть их работа должна быть организована
исходя из условий оптимального управления объемами запасов и
режимами их потребления и пополнения. Управление процессом
потребления и пополнения запасов предлагается выполнять за счет
увеличения сменности работа станков на отстающих операциях на
рассчитанное для конкретных условий время. Такая организация
работ позволит сократить простои станков на смежных операциях и
обеспечить объем выработки комплекта станков равные объему
выработки ведущего станка.
Организация производственного процесса с учетом поддержания оперативных запасов на определенном для конкретных условий
уровне, за счет маневрирования сменностью работы станков на отстающих операциях, позволяет увеличить объем выработки комплекта станков и, как следствие, сократить сроки выполнения работ,
эксплуатационные затраты и время пребывания рабочих на территориях радиоактивно загрязненных лесосек.
Использование в производственном процессе дорогостоящей
лесозаготовительной техники требует внимательного подхода к решению задачи, определения рациональных режимов работы машин.
Недооценка этого вопроса и отсутствие до настоящего времени в
полной мере отвечающей условиям работы методики определения
рациональных режимов работы лесосечных машин, приводит к снижению эффективности их работы, а иногда и к порче древесины в
запасе. Поэтому, с целью более полного использования технических
возможностей лесосечных машин и повышения объемов лесозаготовок, определение рациональных режимов работы машин является

208

одной из важных задач.
Вопросам определения размеров запасов, методов и средств их
создания и управления посвящен ряд работ отечественных и зарубежных ученых.
8 Погрузка заготовленного леса.
Системы машин для лесосечных работ
8.1

Способы погрузки леса и применяемое оборудование

Погрузка леса на подвижной состав лесовозного транспорта
производится на погрузочных пунктах и верхних складах.
Погрузка леса представляет собой процесс захвата, перемещения
и укладки на подвижной состав деревьев, хлыстов или сортиментов.
Различают три способа погрузки леса:
- поштучный (при использовании многооперационных и валочно-трелёвочных машин, манипуляторных погрузчиков и самопогружающихся автопоездов);
- пачками (подвижной состав загружается в несколько приемов);
- крупными пакетами (в один приём).
В настоящее время наибольшее распространение получила погрузка хлыстов (деревьев) пачками челюстными погрузчиками, погрузка сортиментов – манипуляторными погрузчиками и самопогружающимися автопоездами.
8.2

Крупнопакетная погрузка леса

Крупнопакетные установки применяют для погрузки, как пачек, так и крупных пакетов леса. Стреловые и мачтовые установки,
применяемые для погрузки леса, являются составной частью трелёвочных канатных установок. Погрузка крупных пакетов может выполняться трелёвочными тракторам и лебёдками несколькими способами.
В зависимости от способа и метода крупнопакетная погрузка
подразделяется на погрузку методом:
- накатывания;

209

- натаскивания;
- подвешивания;
- со щита трактора.
Установка для погрузки хлыстов (деревьев) методом накатывания (рис. 8.1) (натаскивания (рис. 8.2)) [33, 34] состоит из
наклонной эстакады, двух низких мачт с отбойным бревном и канатно-блочной системы. Один конец тяговых канатов прикреплён к основанию мачты, другой к лебёдке или трактору. Для удобства прицепки и отцепки тяговые канаты делаются составными, при этом пакет охватывается двойной затяжной петлёй и при погрузке перетаскивается по эстакаде. Такие же установки применяют и при погрузке
крупных пакетов натаскиваем, когда пакет охватывается открытой
петлёй и скользит по опоре.

210

Рис. 8.1. Погрузка методом накатывания: 1 – наклонные поката; 2 –
упорное бревно; 3 – пни; 4 – стойки; 5 – тяговые тросы

Рис. 8.2. Погрузка методом натаскивания: 1 – наклонная эстакада; 2 –
отбойное бревно; 3 – пни; 4 – покота; 5 – тяговые тросы; 6 – вспомогательные тросы

Пакетная погрузка способом накатывания или натаскивания
может выполняться, когда автомобиль или сцеп УЖД находится в
выемке или траншее – траншейный способ (рис. 8.3).

211

Рис. 8.3. Пакетная погрузка натаскиванием в выемках и траншеях – траншейный метод: 1– эстакада; 2 – столбы; 3 – растяжки; 4 – опорное бревно; 5 –
вспомогательные тросы; 6 – тяговые тросы

Следующий способ крупнопакетной погрузки – устройство
двух наклонных стрел – метод подвешивения (рис. 8.4). Стрелы
устанавливаются друг от друга на расстоянии 10 м параллельно лесовозному усу. На верхнем конце и у основания мачт подвешиваются блоки.

Рис. 8.4. Пакетная погрузка методом подвешивения

212

Верхние блоки должны находиться над осью лесовозной дороги на высоте не менее 6 м от верхнего строения дороги.
Наклонные стрелы устанавливаются на растяжках. Нижние
концы растяжек крепятся к здоровым пням. Длина мачт должна быть
не менее 10 м. Через верхние и нижние блоки пропускаются грузовые канаты, которые внизу соединяются в один. На его конце крепится блок, а на других верхних концах – петли. Через блок на конце
каната пропускается другой канат, который одним концом крепится
к здоровому пню, а другим к канату лебёдки трактора, образуя полиспаст. Канат с блоком должен быть в створе с мачтами.
Пачка, равная по весу грузоподъемности автомашины, поднимается канатом от лебёдки трактора над центром лесовозного уса.
Автомашина с прицепом подаётся задним ходом под пачку, которая
опускается на коники машины и прицепа. Время погрузки 5-10 минут.
Безэстакадная крупнопакетная погрузка хлыстов и деревьев
с кронами при небольших объемах заготовки может проводиться со
щита трактора ТДТ-55 или ТТ-4 (рис. 8.5).

Рис 8.5. Схема погрузки со
щита трактора: а – подъём
трактором пакета и установка
автомобиля под погрузку;
б – подход автомобиля задним
ходом под поднятую комлевую
часть пакета; в – погрузка на
коник прицепа вершинной части пакета.

213

Подтрелёванные и уложенные на лаги стволы деревьев при помощи опущенного щита трактора формируют в пакет. Комли стволов выравнивают, затем тяговым тросом лебедки, пропущенным под
стволами на расстоянии примерно 5 м от комлей, сформированный
пакет обхватывают и зацепляют петлей. После этого комлевая часть
поднимается на щит лебедкой трактора и подается им задним ходом
к погрузочному пути. Под поднятую часть пакета подводят задним
ходом лесовозный автомобиль, и пакет плавно опускается на его коник, который предварительно разворачивается под углом 30-350.
Та же операция затем производится с вершинной частью пачки.
Крупнопакетная погрузка на автомобили трелёвочным тракторам
позволяет обходиться без эстакад и специального оборудования. Погрузка может осуществляться в любом месте лесовозного уса на
предварительно расчищенной погрузочной площадке.
Основным недостатком способа погрузки со щита трактора,
ограничивающим его применение, является чрезмерная перегрузка
деталей ходовой части, приводящая их к выходу из строя.
8.3 Самопогружающиеся автопоезда
Для погрузки леса самопогружающиеся машины снабжены небольшими двух- или трех-барабанными лебедками с тяговым усилием 50 кН (5 т), специальными кониками и металлическими стойками,
выполняющими в процессе погрузки роль покатов и погрузочных
мачт (машины типа ЛК-7 (ЗИЛ-157), ЛК-8 (МАЗ-503) и др.).
Погрузка на машину производится боковым натаскиваем пачки
(рис 8.6) канатами погрузочных барабанов, пропущенными через
блоки на кониках машины и прицепа.
Управление лебёдками дистанционное.

214

Рис. 8.6. Схема работы агрегатных
автопоездов: а – погрузка за один прием;
б – погрузка за два приема; в – саморазгрузка: 1 – коник; 2 – трос грузовой; 3 –
стойка вспомогательная; 5 – хлысты; 6
– мертвяк

К самопогружающимся лесовозным поездам относятся также
автопоезда, оборудованные гидроманипуляторами (рис. 8.7, 8.8).
Например, автопоезд ТМ-22 с гидроманипулятором СФ-65С, который изготавливается по технологической документации финского
акционерного общества «Логлифт». Манипулятор устанавливается
на автомобиле МАЗ с прицепом-роспуском ГКБ-9383-012.

Рис. 8.7. Автопоезд ЛТГ-95 с гидроманипулятором: 1 – гидроманипулятор;
2 – платформа полуприцепа; 3 – подвижная площадка; 4 – коники

215

Рис. 8.8. Гидроманипулятор ЛВ-185 на сортиментовозе типа КамАЗ

Применение самопогружающихся автопоездов позволяет освободить от погрузки древесины трелёвочные тракторы, отказаться от
организации погрузочных пунктов (верхних складов), что даёт возможность сократить расстояние трелёвки.
Недостатком агрегатных машин является увеличение их массы,
а, следовательно, снижение рейсовой нагрузки.
8.4 Челюстные погрузчики
Применение челюстных погрузчиков на погрузке леса позволило:
1) отделить погрузку от трелёвки;
2) полностью отказаться от ручных работ по застроповке пачки;
3) исключить расход канатов;
4) отказаться от монтажных и демонтажных работ всех погрузочных установок;
5) сократить время простоя машин под погрузкой;
6) внедрить схему разработки лесосеки широким фронтом;
7) обеспечить погрузку леса в любую погоду и смену;
8) решить вопрос штабелёвки хлыстов (деревьев) в запас.
Челюстные погрузчики представляют собой самоходную гусеничную или колёсную машину, оснащенную технологическим оборудованием (рис. 8.9).

216

Рис. 8.9. Схема навесного оборудования челюстного погрузчика:
1 – гидроцилиндр коромысла; 2 – коромысло; 3 – стрела; 4 – верхняя неподвижная челюсть; 5 – нижняя подвижная челюсть; 6 – гидроцилиндр подъёма стрелы; 7 – гидроцилиндр подъема и опускания нижней челюсти

Челюстные погрузки подразделяются на три типа (рис. 8.10):
неповоротные (фронтальные), поворотные и перекидные.

Рис. 8.10. Схемы челюстных погрузчиков: а – схемы погрузчиков: I –
фронтального; II – поворотного; III – перекидного; б – схема погрузчика перекидного типа: 1 – подвижная челюсть захвата; 2 – неподвижная челюсть
захвата; 3 – стрела; 4 – рама; 5 – коромысло

217

Наибольшее распространение получили погрузчики перекидного
типа ПЛ-1В или ПЛ-1Г (ТДТ-55) и ЛТ-65Б или ЛТ-188 (ТТ-4) (рис. 8.11)
[28, 35, 42].

Рис. 8.11. Погрузчики перекидного типа

В процессе работы челюстные погрузчики, как правило, находятся между штабелем деревьев (хлыстов) и лесовозной дорогой
(транспортным средством) (рис. 8.12) [49].

Рис. 8.12. Схемы лесопогрузочных пунктов: а – при трелевке и вывозке
деревьев; б – при вывозке хлыстов: 1 – волок; 2 – штабель деревьев (хлыстов);
3 – челюстной лесопогрузчик; 4 – автолесовоз (узкоколейный сцеп); 5 – ус лесовозной дороги

218

Сменную производительность (м3) челюстного погрузчика
определяют по формуле
Ï

ñì

=

(Ò − tïç )    Q
t1  n + t 2 + t3 ,

где Q – рейсовая нагрузка на автомобиль или узкоколейный
сцеп, м3;  – коэффициент использования лесопогрузчика в течение
смены с учетом непроизводительных переездов, ожидания порожних
автомобиля или сцепа к погрузке, технических неисправностей ( 
= 0,45...0,5); t1 – продолжительность цикла погрузки одной пачки,
мин; (t1 = 1,5... 3 мин): п – количество циклов, необходимое для погрузки одного автомобиля или сцепа;
n=

Q
q

  C

,

где q – грузоподъемность челюстного лесопогрузчика;
 – объемная масса (плотность) древесины, т/м3; С – коэффициент
использования грузоподъемности лесопогрузчика (С – 0,8...1,0);
t2 – время подготовки автомобиля или сцепа к погрузке, равное 2...4
мин; t3 – время оправки и крепления пачки после погрузки, равное
3...5 мин.
8.5 Манипуляторные погрузчики
К погрузчикам манипуляторного типа (рис. 8.13, таблица 8.1)
[28, 35, 42] относятся погрузчики на базе ЛП-19. Вместо захватносрезающего устройства на который устанавливается специальное
погрузочное оборудование (грейферный захват на удлинителе). Грузоподъёмность 3 т.
Погрузчик-штабелёр ЛТ-72 изготавливается на базе трактора
ТТ-4 и предназначен для штабелёвочно-погрузочных работ, а также
для разбора заторов на сплавных реках глубиной до 15 м. Может

219

иметь сменное оборудование: ковш для работы прямой и обратной
лопатой и грейфер для погрузки осмола.

Рис. 8.13. Манипуляторные погрузчики
Таблица 8.1 – Техническая характеричстика манипуляторных погрузчиков
Параметры
Скорость передвижения, км/ч
Грузоподъемность на наибольшем вылете, т
Наибольший радиус рабочей зоны, м
Наибольшая высота выгрузки, м

Значение параметра погрузчка
ПЛ-87 ЭО-4225А-061 ЛТ-72Б
до 20
1,7(3,6)
5,76
4,3
3,0
2,0
10,0
11,0
11,0
7
11,0
7,2

Для погрузки и штабелёвки сортиментов выпускается манипуляторный погрузчик ПШ-80 на базе трактора ТДТ-55.
При погрузке хлыстов или сортиментов в автопоезда на погрузочной площадке могут быть реализованы различные схемы обра-

220

ботки лесоматериалов на верхнем складе: рассортировка хлыстов по
породам, раскряжевка с использованием манипулятора, сортировка
круглых лесоматериалов в процессе штабелевки, а затем и погрузки
на автопоезд и др.
На погрузке сортиментов целесообразен мобильный колесный
лесопогрузчик с манипулятором, перемещающийся между лесосеками и погрузочными пунктами самостоятельно, без использования тягача и трейлера.
8.6 Системы машин для комплексной механизации
лесосечных работ
Отечественный и зарубежный опыт показывает, что наибольший эффект от использования машин достигается в том случае, когда машины и оборудование объединяются в технологически взаимосвязанные системы, предназначенные для выполнения полного
цикла работ или определенной его части.
Под системой машин для лесосечных работ в конкретных природно-производственных условиях подразумевается совокупность
комплектов или отдельный комплект, включающих в себя машины и
оборудование, необходимые для выполнения основных технологических операций и обеспечивающие заготовку леса в установленные
сроки и с высокими экономическими показателями.
Комплекты машин в системах характеризуются числом машин
каждого типа, структурой и характером их взаимодействия при выполнении смежных операций.
Создание и внедрение на лесосечных работах систем машин,
обеспечивающих заготовку древесины без применения ручного труда, является новым этапом технического развития отрасли. Главной
целью формирования систем является дальнейшее повышение эффективности лесосечных работ на основе [4]:
1) комплексной машинизации всех операций этой фазы лесозаготовительного производства;

221

2) получения высоких технико-экономических показателей
(максимальной производительности труда и снижения себестоимости работ);
3) полного и рационального использования отводимого в рубку
лесного фонда;
4) соблюдение технической и технологической согласованности работы машин (кратная производительность машин, унификация
узлов и деталей, однотипность базового шасси и др.).
Системы машин для лесосечных работ имеют индекс Л и соответствующий номер. Могут иметь обозначение К (для крупномерных насаждений) или М (для маломерных насаждений).
На настоящее время для выполнения лесосечных работ утверждено семь систем машин, т.е. оптимальный набор машин и механизмов, позволяющий в определенных природно-производственных
условиях получить наибольшую производительность труда по комплексу выполненных работ.
Система машин Л1 является наиболее распространенной: на
её долю приходится около 60% выполняемого объёма лесозаготовок.
Она комплектуется на базе тракторов ТДТ-55 и ТТ-4 в зависимости
от объёма хлыста; на валке бензомоторная пила; обрезка сучьев
вручную.
Система машин Л2 включает на трелёвке машины ТБ-1 или
ЛП-18; на валке и обрезке сучьев бензомоторная пила.
Система машин Л3 – на валке валочно-пакетирующие машины; на трелёвке тракторы с манипуляторами или подборщики пачек
(с клещевым захватом); на обрезке сучьев – сучкорезные машины.
Эта система позволяет полностью машинизировать труд на всех основных операциях лесосечных работ.
Система машин Л4 предусматривает на валке валочные или
валочно-трелёвочные машины; трелёвочные тракторы с манипулятором или клещевым захватом (подборщики пачек), на обрезке сучьев самоходные сучкорезные машины.
Системы машин Л3 и Л4 внедряются с начала семидесятых годов XX столетия. Ими осваивается около 35% объёма заготовок.

222

Для системы машин Л5 созданы и в настоящее время выпускаются
валочно-сучкорезно-раскряжевочные, сучкорезно-раскряжевочные
машины и трелёвочная машина ТБ-1-16. Машины ЛП-17 и ЛП-49 или
ВМ-4А – валочно-трелёвочные выпускаются серийно.
Система машин Л6 подготовлена к производству и отрабатывается технология её работ. Она включает машины ЛП-17 и ТБ-1 и
передвижную рубильную машину.
Для горных лесозаготовок выпускаются серийно системы
машин Л7 и Л7а, включающие стационарные или передвижные канатные установки.
Перечисленные системы машин позволяют при небольших изменениях осуществить любой технологический процесс лесозаготовительного производства: IТП – вывозка деревьев; IIТП – вывозка
хлыстов; IIIТП – вывозка сортиментов; IVТП – вывозка технологической щепы.
В настоящее время выпускаются машины и оборудование,
обеспечивающее четвертый технологический процесс IVТП – вывозка пиломатериалов. Для этой системы выпускаются передвижные
ленточнопильные станки, лесорамы и фрезерно-пильные станки.
Часть третья. Работы на нижних лесных складах
9 Технологические процессы и оборудование
лесопромышленных складов. Выгрузка заготовленного леса
9.1 Классификация и характеристика нижних складов
В основу классификации лесных складов лесозаготовительных предприятий положены следующие признаки: назначение
склада; место его расположения; тип внешнего транспорта; годовой
грузооборот [17, 18, 49, 50].
По назначению лесные склады делятся на четыре группы:
лесные склады лесозаготовительпых предприятий; лесные склады
промышленных предприятий (лесные, фанерные, деревообрабаты-

223

вающие, лесохимические заводы, целлюлозно-бумажные комбинаты и др.); лесные портовые склады; лесоперевалочные базы.
По месту расположения лесные склады лесозаготовительных
предприятий делятся на верхние (лесопогрузочные пункты), находящиеся непосредственно на лесосеке и нижние в пунктах перегрузки лесоматериалов с лесовозных путей на пути общегосударственного транспорта (дороги МПС, водные пути).
По типу внешнего транспорта, на который отгружаются лесоматериалы со склада лесозаготовительного предприятия, склады
делятся на прирельсовые и береговые (приречные).
По годовому грузообороту (годовому объему выполняемых
работ) склады делятся: на мелкие – с грузооборотом примерно до
150 тыс. м3; средние – от 151 до 350 тыс. м3; крупные – от 351 до
700 тыс. м3.
В данном издании рассматриваются только лесные склады лесозаготовительных предприятий и предприятий лесного хозяйства.
Нижние лесные склады лесозаготовительных предприятий являются конечным пунктом в его производственной деятельности.
Основные измерители нижних складов. Для характеристики
лесного склада необходимо знать следующие основные его измерители: грузооборот, площадь и вместимость. Указанные измерители необходимы для правильной планировки склада, выбора площади, размещения цехов, оборудования. Генеральный план склада составляют с учетом принятой технологии, соблюдения правил
техники безопасности, противопожарных и санитарных правил,
при обязательном условии сохранения качества лесоматериалов и
удобства проведения всех складских операций. По генеральному
плану определяют действительно необходимую площадь склада и
действительный коэффициент использования площади склада.
Лесные склады, имеющие при прочих равных условиях более высокие коэффициенты использования площади, менее капиталоемки и более экономичны в эксплуатации.
Вместимостью склада называется количество лесоматериалов (в
плотных кубометрах), которое может быть одновременно размещено

224

на площади склада с соблюдением всех противопожарных правил,
правил техники безопасности, при обязательном условии сохранения
качества древесины и удобства проведения лесоскладских операций.
Удельной вместимостью склада называется вместимость 1 м2 складской территории, т. е. количество лесоматериалов (в плотных кубометрах), приходящихся на 1 м2.
Зная вместимость склада Е и удельную вместимость склада,
можно найти необходимую площадь склада F = Е/е. Различают
общую площадь склада Fбр (брутто) и занятую только штабелями
Fн (нетто). Зная размеры штабелей (среднюю длину Lср, среднюю
ширину 1ср и среднюю высоту Hср), можно определить вместимость
склада:
Е=  LсрlсрHсрKшт,

(9.1)

где Kшт – коэффициент плотности укладки штабелей (табл. 9.1).
Таблица 9.1 – Значение коэффициента плотности укладки штабеля
Тип
штабеля
Рядовай
Пачковый
Плотный
Пакетный

Коэффициент плотности укладки штабелей
в зависимости от диаметра бревна, см
10…15
16…21
22…25
26 и более
0,45
0,47
0,54
0,60
0,50
0,60
0,63
0,65
0,55
0,65
0,68
0,72
0,52
0,62
0,65
0,68

Коэффициентомиспользованияплощади
склада, Кпл называется отношение площади склада, занятой штабелями, Fн к общей площади склада, Fбр
=

К
пл

Fн
Fбр , т.е.

откуда
F =
бр

К

пл

l

=

l

ср

Lср

Fбр

ср

,

(9.2)

Lср

К пл

,

(9.2)

225

тогда
е=

Е

=

l

F

ср

Lср H ср K ШТ

l

ср

=Н К
ср

Lср

ШТ

К

пл

.

(9.3)

Kпл

Следовательно, удельная вместимость склада зависит от высоты, плотности укладки штабелей и коэффициента использования площади Кпл склада. В таблице 9.2 приведены пределы значений этих величин.
Нижний склад представляет собой производственное подразделение лесозаготовительного предприятия, расположенное в
пункте примыкания лесовозной дороги к путям общего пользования и производящее приемку, первичную обработку, заготовленного леса и отгрузку продукции потребителям.
Таблица 9.2 – Значение коэффициентов Кшт,Кпл,Нср,е
Склад

Кшт

Кпл

Нср,м

Длинномерных
лесоматериалов
Короткомерных
лесоматериалов
Короткомерных
пиломатериалов

0,47…0,75

0,40…0,60

2,00…14,00

0,38…6,30

0,62…0,79

0,30…0,40

2,00…4,00

0,37…1,26

0,30…0,35

0,25…0,30

4,00…7,50

0,30…0,78

е, м3/м2

Перечень операций, выполняемых на складе, в их неразрывной последовательности и связи составляет структурную схему
технологического процесса. Для различных складов эта схема зависит от грузооборота склада, сортиментного состава, вида поступающего на склад леса, степени переработки и видов готовой продукции. Например, на один склад поступают деревья, на другой
хлысты; на одном складе осуществляются лесо- и шпалопиление,
производство тарной дощечки, на другом — производство балансов и рудстойки, технологической щепы и т. д.

226

Однако основные операции — выгрузка леса с транспортных
средств, раскряжевка хлыстов, сортировка, штабелевка, погрузка
лесоматериалов в вагоны МПС или суда — производятся на всех
нижних складах лесозаготовительных предприятий. В качестве
примера на рисунке 9.1 [49] приведена структурная схема технологического процесса нижнего склада.

Рис. 9.1. Структурная схема технологического процесса прирельсового
нижнего склада

9.2 Способы разгрузки
Технологический процесс на нижнем складе начинается с выгрузки деревьев, хлыстов или сортиментов, доставленных по лесовозной дороге транспортными средствами с лесопогрузочных пунктов (складов) лесосек.
К оборудованию, применяемому на выгрузке заготовленного
леса с лесотранспортных средств, предъявляемой ряд требований,
обусловленных формой, размерами и массой выгружаемых пачек ле-

227

са. Оборудование, как правило, должно обеспечивать перемещение
груза в вертикальной и горизонтальной плоскости, механизацию захвата и отцепку, а также создавать условия для эффективного выполнения последующих лесоскладских операций.
Выгрузку леса с подвижного состава выполняют различными
способами: с подъёмом пачки, сталкиванием (стаскиванием) или
под действием силы тяжести пачки.
При выгрузке с подъёмом пачку леса захватывают, поднимают
вертикально и перемещают к месту укладки. Этот способ позволяет
подавать древесину непосредственно на обработку, перегрузку, другой вид транспорта, приёмные площадки разделочных установок и в
запас, или только на приёмную площадку.
При сталкивании и стаскивании пачка перемещается к месту
укладки без подъёма, а при выгрузке под действием силы тяжести
скользит или перекатывается по наклонной опоре.
9.3 Краны и установки для разгрузки подвижного состава
9.3.1 Назначение и классификация кранов
Краны это машины периодического действия, с помощью которых поднимается, опускается, перемещается горизонтально на
разных высотах груз. Краны применяются для механизации погрузочно-разгрузочных работ [49, 50].
По способу горизонтального перемещения груза краны делятся
на два типа:
1) краны, перемещающие груз горизонтально за счет поступательных движений;
2) стреловые поворотные краны.
Краны также бывают стационарные и передвижные, рельсовые
и безрельсовые (с перемещением по грунтам).
По грузоподъёмности краны делятся на:
а) легкие с грузоподъёмностью до 10 т;
б) средние с грузоподъёмностью до 25 т;
в) тяжёлые с грузоподъёмностью свыше 25 т.

228

9.3.2 Мостовые, козловые, консольно-козловые краны
На выгрузке подвижного состава лесовозного транспорта с
укладкой деревьев или хлыстов на приёмную площадку, в запас и
при подаче непосредственно на обработку широко применяют мостовые и козловые краны, кабельные краны. Для выгрузки деревьев
или хлыстов на приёмную площадку применяют разгрузочнорастаскивающие устройства или различного типа бревносвалы, а
также тракторные толкатели и самоходные разгрузчики.
Отличительной особенностью мостовых кранов (рис. 9.2) является горизонтальная несущая ферма (мост), передвигающаяся по
рельсовым путям в направлении перпендикулярном её продольной
оси. Вдоль несущей фермы перемещается грузовая тележка. У мостовых кранов несущая ферма (мост) опирается на приводные ходовые
опоры и перемещается по рельсам, расположенным на высокой эстакаде. На несущей ферме мостового крана имеется одна, а для сменных грузов (хлыстов, деревьев) две грузовые тележки. На каждой
грузовой тележке размещены механизмы подъёма груза и передвижения тележки. Для захвата груза тележки оснащены грейферами.

Рис. 9.2. Схема мостового крана: 1 – мостовая ферма; 2 – грузовая тележка; 3 – кабина; 4 – ходовые тележки; 5 – эстакада

Грузоподъёмность мостового крана 30 т, скорость подъёма груза 0,13 м/с, скорость передвижения несущей фермы (моста) 1,33 м/с,
пролёт крана 31,5 м. Мостовые краны целесообразно использовать
на складах грузооборотом 350 тыс. м3 и более.

229

Несущую ферму (мост) козловых кранов (рис. 9.3) крепят на высоких опорах-ногах, именуемых козлами. Козловые краны при помощи
четырех ходовых тележек передвигаются по двум рельсам. Под каждой
опорой находится по две тележки, одна из которых является ведущей.

Рис. 9.3. Схема козлового крана: 1 – мостовая ферма; 2 – грузовая тележка; 3 – кабина; 4 и 5 – жесткая и шарнирная опоры; 6 – ходовые тележки

У консольно-козловых кранов (рис. 9.4) длина несущей фермы
больше, чем расстояние между опорами, в результате чего по обе
стороны от опор образуются консоли.

Рис. 9.4. Схема косольно-козлового крана: 1 – мостовая ферма; 2 – грузовая тележка; 3 – кабина; 4 и 5 – жесткая и шарнирная опоры; 6 – ходовые
тележки

Козловые и консольно-козловые краны рассчитаны на укладку
лесоматериалов в штабеля высотой не более 14 м.

230

Техническая характеристика козловых и консольно-козловых
кранов приведена в таблице 9.3.
Таблица 9.3. Техническая характеристика козловых и консольно-козловых кранов
Наименование показателя
Тип
Грузоподъемность, кН
Пролёт крана, м
Максимальная высота, м
Длина консолей, м
База ходовой части, м
Рабочие скорости, м/с:
подъема груза
передвижения тележки
передвижения крана
Мощность электродвигателей, кВт
Масса крана, т

Значение показателя крана марки
ЛТ-62
ККЛ-32 ККС-10 ККЛ-12,5
козловой
консольно-козловой
320
320
100
125
32,4
32
32
32
12
14
10
10
12
7,5; 9
10
8
14
14
12,6
0,2
0,55
0,85
113,6
81,7 и 89,6

0,22
1,0
1,0
171,5
125,5

0,23
0,67
0,6
42
39,2

0,24
0,95
1,4
101,8
70

Эти краны применяются также для штабелёвки и погрузки сортиментов в вагоны. Под одной консолью такого крана располагается железнодорожный тупик МПС, а под второй консолью располагаются карманы накопители. Штабеля сортиментов располагаются между опорами.
9.3.3 Башенные краны стрелового типа
Башенные краны стрелового типа в основном применяются
для штабелёвки и отгрузки леса на лесных складах.
В стреловых кранах груз подвешивается к концу стрелы, при
вращении которой он получает движение в горизонтальной или вертикальной плоскости.
Разновидностью стреловых кранов являются башенные краны с
мостовой балкой. Горизонтальное движение груза у такого крана
можно получить как при вращательном движении мостовой балки,
так и при поступательном движении тележки, к которой подвешен
груз. Ходовыми опорами кранов могут быть автомобильные шасси,
пневматические, гусеничные и рельсовые тележки.

231

Для штабелёвки и погрузки леса на лесных складах применяют башенные краны КБ-572, БКСМ-14П, БКСМ-14П М-2, БКСМ-5-5А и др.
Кран БКСМ-5-5А не имеет портала.
Техническая характеристика башенных кранов приведена в
таблице 9.4.
Таблица 9.4. Техническая характеристика башенных кранов
Наименование показателя
Грузоподъемность, кН

Значение показателя крана марки
БКСМ-5-5А БКСМ-14ПМ2
КБ-572
50

60

100

4,53…22

3,85…30

3…30

Максимальная высота подъема крюка, м

21,5

13,2

13,5

Скорость, м/мин:
подъема и опускания крюка
передвижения грузовой тележки
передвижения крана
Частота поворота стрелы, об/мин
Колея крана, м
Мощность двигателей, кВт
Масса крана (конструктивная), т:

30
32
32
0,6
4,5
53,5
72

30
32
30
0,5
6,0
44,7
78,5

20 - 40
30
25
0,6
6,0
94,0
122

Вылет крюка

9.3.4 Автокраны и гусеничные краны
Автокраны и гусеничные краны применяются для разгрузки и
погрузки грузов. Техническая характеристика автокранов приведена
в таблице 9.5.
Таблица 9.5. Техническая характеристика автокранов
Наименование показателя
База автокрана
Грузоподъёмность, кН
Длина стрелы, м
Вылет стрелы, м
Максимальная высота подъёма крюка, м
Скорость подъёма крюка,
м/мин
Скорость крана, км/ч
Масса крана, т

Значение показателя автокрана
КС-2561
КС-67
КС-1563
К-162
КС-1562
ЗИЛ-130 МАЗ-500Д ЗИЛ-130 КрАЗ-257 ГАЗ-53А
63…19
63…20
40…30
160
40
8,0
8,4
6,2
18,0
6,0
3,3…7,0 3,5…7,5 2,5…7,5 5,0…14,0 3,5…5,0
8,0…5,0
до 15

8,0…4,75
до 7

6,6…5,0
до 13

13,0…18,5
до 13

6,0
до 13

до 75
8,9

до 75
12,4

до 45
6,9

до 30
21,8

до 75
7,5

232

9.3.5 Грузозахватные устройства, назначение,
классификация, особенности конструкции, область применения
Грузозахватные устройства служат для захвата пачки, удержания её на весу и укладки.
К захватным устройствам относятся канатные и полужесткие захватные устройства, грейферные, челюстные и клещевые захваты.
Из гусеничных кранов в настоящее время наиболее широко
применяется кран Э-505А. Длина стрелы 10 м (за счёт вставки – 18
м), грузоподъёмность 100 кН, привод от дизеля КДМ-500.
В зависимости от типа и конструкции захватные устройства используются в канатных установках, кранах, манипуляторах, погрузчиках-штабелёрах, машинах лесосечного и складского транспорта.
Канатные захватные устройства находят применение при
продольном и поперечном перемещении лесоматериалов. К ним относятся стропы, стропные и канатные петли. Строп (рис. 9.5, а)
представляет собой отрезок стального каната, на одном конце которого имеется прицепной крюк или концевая петля, а на другом – захватный крюк. Прицепным крюком (концевой петлей) строп соединяется с тяговым тросом.

Рис. 9.5. Захватные устройства: а – строп: 1 – захватный крюк; 2 – концевая петля; б – открытая петля

На лесных складах при всех перегрузочных операциях применяется поперечное перемещение бревен и хлыстов с захватом их с
двух концов двумя стропами. В поперечном направлении бревна и
хлысты перемещаются одним тросом или двумя параллельными.

233

Первый способ широко применяется при работе с торцовыми крюками и с затяжной петлей (рис. 9.6) как для горизонтального перемещения, так и для подъема, второй – при работе с открытой петлей
(рис. 9.5, б), в основном при вертикальном подъеме груза и перемещении его в подвешенном состоянии.

Рис. 9.6. Затяжная петля: а – глухая петля; б – простая разъемная петля;
в – петля со скользящим крюком; г – составная петля; д – схема захвата пачки

Способ захвата затяжной петлей является наиболее надежным
из всех существующих. Он широко используется на складских работах, так как дает возможность перемещать груз поштучно и в пачке
по опоре на большие расстояния, а также в подвешенном состоянии.
Применение полужестких захватных устройств в отличие от
канатных позволяет сохранить первоначальную форму пучков и пакетов в процессе штабелёвки, погрузки, транспортировки и выгрузки лесоматериалов. Такие устройства состоят из металлических стяжек, соединенных между собой отрезками сварных цепей и петлевого замка. Поперечное сечение пакетов, сформированных с помощью

234

полужестких захватных устройств, может иметь форму квадрата,
прямоугольника и трапеции.
Грейферы применяются для механизированного захвата лесных грузов при выполнении погрузочно-разгрузочных и штабелёвочных работ. Грейферы можно классифицировать в зависимости от
вида захватываемого груза, способа его захвата, числа челюстей и
типа приводного механизма. От вида груза, его формы, размеров и
способа захвата грейферы подразделяются на радиальные, ковшовые, торцовые, а по числу челюстей - двух и много челюстные.
Радиальные грейферы (рис. 9.7, а) применяются для захвата
круглых лесоматериалов (брёвен, хлыстов, деревьев). В отличие от
радиального торцовый грейфер (рис. 9.7, б) в процессе захвата брёвен и кряжей выравнивает их по торцам [38, 49].

Рис. 9.7. Схемы грузозахватных устройств кранов: а – радиальный
грейфер с гидроприводом: 1 – серьга; 2 – несущая рама; 3 – гидроцилиндры;
4 – челюсти; б – торцевой грейфер: 1 и 7 – челюсти захвата; 2 – балка;
3 и 4 – канат; 5 – направляющие; 6 – плита; 8 – двигатель; 9 – барабан;
10 – катки; 11 – подпружиненные захваты

235

При погрузке сыпучих лесоматериалов (щепа, опилки, мелкие
кусковые отходы) используют ковшовые и много челюстные грейферы.
По типу привода грейферы делятся на канатные и приводные:
моторные, гидравлические и пневматические.
9.3.6 Канатные установки для подвижного состава
Для разгрузки подвижного состава применяются кабельные
краны. Кабельный кран КК-20 (рис. 9.8) Краны имеют пролёты 70
и 100 м, высоту мачт 14-18 м грузоподъёмность 20 т, высоту подъёма груза соответственно 5 и 7,5 м. По несущему канату, состоящему из двух ветвей диаметром по 36 мм, передвигается грузовая тележка с 6-кратным полиспастом для подъема груза. Подъем груза и
передвижение тележек осуществляются двумя однобарабанными
лебедками, установленными на общей раме. Мощность двигателя
каждой лебедки 22 кВт, тяговое усилие 46 кН. Скорости подъема
груза и передвижения тележки соответственно равны 0,08 и 0,5 м/с.
Расчетная производительность крана составляет 70 м3/ч при длине
штабеля 50…70 м.

Рис. 9.8. Кабельный кран КК-20

Выбор канатов зависит от выполняемой работы. Несущий канат
должен иметь большое сопротивление растяжению и поперечному сжатию, возможность меньше изнашиваться от воздействия на него катков

236

тележки. От несущего каната не требуется гибкости. Для кабельных
кранов небольшой грузоподъемности и со сравнительно малым сроком
эксплуатации в качестве несущего используют спиральные открытые
канаты из круглых проволок без органического сердечника. Недостатком этих канатов является негладкая поверхность, в связи с чем увеличивается износ наружных проволок и катков тележки. Для кабельных
кранов с длительным сроком эксплуатации применяют спиральные канаты закрытой конструкции с наружными проволоками, имеющими поперечное сечение Z-образной формы. Такие канаты имеют гладкую поверхность, не боятся влаги, хорошо сопротивляются поперечному сжатию и меньше изнашиваются. Грузоподъемный и тяговый канаты наряду с необходимой прочностью на растяжение должны обладать большой
гибкостью. Этому требованию удовлетворяют прядевые канаты с органическим сердечником.
Несущему канату сообщается монтажное натяжение, обеспечивающее требуемую величину стрелы провеса. У стационарных
кабельных кранов, работающих на разгрузке, стрела провеса составляет 0,05…0,06 длины пролета. Для натяжения несущего каната таких кранов служит полиспаст, при этом один конец несущего каната
крепят к крюковой обойме полиспаста, второй — к неподвижной
опоре, врытой в землю. У большепролетных кабельных кранов с передвижными опорами отношение стрелы провеса к длине пролета
делают 0,034…0,04.
Для подбора сечения канатов кабельного крана необходимо
определить действующие в них усилия. Порядок расчета при определении усилий, действующих в канатах кабельных кранов общего
назначения, с учетом температуры окружающего воздуха, способа
натяжения несущего каната и др., подробно излагается в специальных курсах.
Стационарные кабельные краны, применяемые на разгрузке пачек
хлыстов или деревьев, имеют некоторые конструктивные особенности:
сдвоенную конструкцию, отсутствие жесткой связи несущего каната с
мачтами, значительную кратность полиспаста и др. В связи с этим в

237

общую методику расчета основных элементов стационарных кабельных кранов, в данном учебнике введены уточнения.
Натяжение несущего каната (рис. 9.9, а) [18] определяют с учетом его нагрузки: равномерно распределенной от собственного веса
и сосредоточенной от веса тележки с грузом. Тележка с грузом
находится в точке С на расстоянии х от опоры А. Натяжение каната в
точке А равное Z разложим на вертикальную V и горизонтальную Н
составляющие. При определении влияния собственного веса несущего каната длину линии АСВ принимаем приблизительно равной
прямой АВ, соединяющей вершины мачт, т. е. полагаем, что
ACB  L, где L – расстояние по горизонтали между точками крепления несущего каната к опорам.

Рис. 9.9. Расчетные схемы: а – к определению натяжения несущего каната; б – к определению натяжения тягового каната

Для определения вертикальной составляющей V составим
уравнение моментов всех сил относительно точки В:

M

B

= VL −(q H L2 : 2) − Q(L − x) = 0

откуда
V = [( q н L: 2 ) + Q(L-x) : L],

(9.1)

238

где q н – вес равномерно распределенной нагрузки от собственного веса приходящийся на 1 пог. м. несущего каната, Н/м; Q –
сосредоточенная нагрузка, приходящаяся на один несущий канат, Н;
для кабельного крана с двумя несущими канатами, учитывая, что
вес поднимаемой пачки Qrp неравномерно распределяется между ними, Q = 0,6 Qгр + Qт + Qп; здесь Qт – вес грузовой тележки, Н; Qп – вес
подвижной части полиспаста с захватным устройством, Н.
Для определения горизонтальной составляющей Н рассекаем
канат в точке С, отбрасываем правую часть, заменив ее условным
натяжением Zc и рассматриваем условие равновесия левой части несущего каната:

M

C

= VX − Hfx −(qH x2 : 2 = 0 , где fx – провес не-

сущего каната на расстоянии х от левой опоры, м.
Подставляя в полученное выражение значение V из формулы
(9.1) после преобразований будем иметь
H=x(L-x) (2Q + qнL) :2fx.
Горизонтальная составляющая Н будет иметь максимальное
значение, когда тележка с грузом находится в середине пролета, при
этом x = L:2 и fx = fmax, где fmax – максимальная стрела провеса.
Принимая fmax =k1L, где k1 — отношение максимального провеса несущего каната к пролету, получим
Нmax = (2 Q +qнL) :8k1.

(9.2)

Вертикальная составляющая V при нахождении тележки
посредине пролета определится из выражения V=(qнL+Q):2. Полное
натяжение несущего каната
2
Z = (H max
+V 2) .

(9.3)

Учитывая, что горизонтальная составляющая Нmax во много раз
превышает вертикальную, для практических расчетов можно при-

239

нимать Z  Нmax. Возникающая при этом ошибка не превышает 1%.
Коэффициент запаса при выборе несущего каната принимается равным 3,5.
Натяжение грузоподъемного каната Zrp равно

ZÃÐ = (Q − QT ) : (nÏ áëm1 ) ,

(9.4)

где пп – кратность полиспаста; áë – КПД блока; т1 – число
блоков, огибаемых грузоподъемным канатом и вращающихся при
подъеме груза.
По Zrp подбирается сечение грузоподъемного каната. Коэффициент запаса прочности при этом принимается 5.
Натяжение тягового каната Zтяг складывается из усилий Z1 Z2 и
Z3. Усилие Z1 необходимое для преодоления сопротивления трения
тележки при ее движении с грузом на подъеме под углом  , равно

Z1 = Qsin  + (d + 2 f ) cos : D,

(9.5)

где  – коэффициент трения скольжения в опорах катков тележки (равный примерно 0,1 при бронзовых втулках и 0,01…0,015
при шариковых подшипниках); D и d – диаметры ходового колеса
тележки и его оси, м; f – коэффициент трения качения катка тележки
по несущему канату (для канатов открытой конструкции
f = 0,0005…0,0006 м; для канатов закрытой конструкции
f = 0,0003…0,0004 м);  – угол между касательной к несущему канату в месте нахождения тележки и линией, соединяющей вершины
мачт. При жестком креплении обоих концов несущего каната и расстоянии от тележки до мачты примерно равном 0,1L можно принять,
что tg  (1,64..1,8) k1.
Усилие Z2 – монтажное натяжение, придаваемое тяговому канату, чтобы он провисал под влиянием собственного веса не больше, чем несущий. Усилие Z2 может быть определено по формуле
(9.2) при Q = 0:

240

Z2 = qT L : 8k1 ,

(9.6)

где qт – вес 1 пог. м тягового каната, Н/м.
Усилие Z3 возникает в тяговом канате вследствие сопротивления трения в блоках движущейся тележки, которые перекатываются по грузоподъемному канату. Расчетная схема для четырехкратного полиспаста изображена на рисунке 9.6, б.
Если тележка движется вправо, усилие Z3 определяется как
разность между натяжением T6 сбегающей и натяжением T1, набегающей ветви грузоподъемного каната:

Z3 = T6 −T1 .

(9.7)

Груз подвешен на четырех ветвях грузоподъемного каната, поэтому

Q − QT = T2 + T3 + T4 + T5 .

(9.8)

3
2
Так как T = T  ; T = T  и T = T  , то, подставляя их
2

5 áë

3

5 áë

5 áë

4

значения в выражение (9.8) и решая его относительно Т5 получим

T5 = (Q − QT ) : (1+áë + áë2 + áë3 ) .
Учитывая, что T = T  4 , а T = T :
5 áë

1

6

5

áë

и решая совместно вы-

ражения (9.7) и (9.8), будем иметь

Z = (Q − Q )(1−5 ) : ( +  2 +  3 +  4 ) .
3

T

áë

áë

áë

áë

,k

Это уравнение для любых кратностей полиспаста имеет вид
nÏ +1
Z3 = (Q − QT )(1+áë )(1− áë
) : (áë − áënÏ +1 ) .

(9.9)

241

По натяжению Zтяг тяговый канат рассчитывается на прочность.
Коэффициент запаса принимается равным 4.
Мощность для подъема груза кабельным краном опpeделяют

N

ÃÐ

= (Q + n Q )v : ( m1
ÃÐ

1

Ï

ÃÐ

áë

),

(9.10)

ëåá1

где п1 – число несущих канатов на кабельном кране; vгр – скорость подъема груза; ëåá1 – КПД передач от двигателя к грузоподъемному барабану лебедки крана.
Мощность для передвижения тележек кабельного крана
m2
ZÒßà = (Z1 + Z2 + Z3 )vÒßà : (áë
 ëåá2 ) ,

(9.11)

где vТЯГ – скорость движения тележек; ëåá 2 – КПД передач от
двигателя к тяговому барабану лебедки кабельного крана; m2 – число блоков, огибаемых тяговым канатом на участке между тележкой
и лебедкой.
В формуле (9.11) при определении Z1, Z2 и Z3 необходимо учитывать, что вес груза Qrp входит полностью, а QT, Qn и Z2 умножаются
на число несущих канатов.
Если подъем и передвижение груза могут производиться одновременно, общая потребная мощность

N = NÃÐ + NÒßà .

(9.12)

Достоинство кабельных кранов в том, что они без деления пачки могут подать её на разделочную площадку или в запас. Недостатком является невозможность разобщения хлыстов и поштучная выдача их на раскряжевку. Для этих целей применяются разгрузочнорастаскивающие установки.
Разгрузочно-растаскивающая установка РРУ-10 (рис. 9.10)
[17, 34, 49, 50] состоит из двух однобарабанных реверсивных лебёдок 2, расположенных под приёмной площадкой на раме 11. Концы
тяговых канатов 3 и 4, огибающие направляющие блоки 6 и 7, при-

242

соединены к захвату 8. Расстояние между челночными захватами и
тяговыми канатами 8-10 м.

Рис. 9.3.

Рис. 9.10. Разгрузочно-растаскивающая установка РРУ-10: а) схема разгрузки;
б) общий вид установки; в) привод установки; 1 – эстакада; 2 – лебедка; 3 и 4 концы ветвей каната; 5 – барабан лебедки; 6 и 7 – направляющие блоки; 8 –
челночный захват; 9 – разгружаемая пачка; 10 – стропы; 11 – рама привода; 12
– электродвигатель; 13 – тормоз; 14 – редуктор; 15 – дистанционный пульт

Верхние горизонтальные участки канатов обеих лебедок и захваты расположены на поверхности эстакады на расстоянии 8—10 м
друг от друга. Направляющий блок 7 соединен с натяжным устройством, обеспечивающим монтажное натяжение каната. Разгружае-

243

мая единица подвижного состава останавливается против эстакады,
рабочие откидывают стойки коников со стороны разгрузки. Включением двигателей обеих лебедок захваты подают к краю эстакады.
Пачку 9 охватывают стропами 10, концы которых присоединяют к
крюкам захватов, включают двигатели 12 лебедок на рабочий ход, и
захваты, двигаясь в направлении, указанном стрелкой, стаскивают
пачку с коников на эстакаду 1. По окончании разгрузки стропы отсоединяют от захватов. Челночные захваты используют для разделения пачки и подачи деревьев (хлыстов) к раскряжевочной или
сучкорезной установке. Возможность перемещения пачек по всей
ширине эстакады позволяет укладывать на ней запас хлыстов или
деревьев объемом до 150 м3.
Мощность двигателей лебедок по 14 кВт и тяговое усилие 50 кН.
Скорость движения канатов составляет 0,28 м/с. На разгрузку одной
пачки в среднем затрачивается 8-10 мин. Установка РРУ-10М экономична и может быть рекомендована для использования на складах, где
не требуется создавать большие запасы хлыстов или деревьев.
На некоторых лесных складах для разгрузки подвижного состава лесовозных дорог применяют бревносвалы (рис. 9.11), состоящие из двух деревянных мачт 2 высотой 12-14 м, установленных на
расстоянии около 10 м друг от друга против разгрузочной эстакады 6.
Мачты расчалены боковыми и задними оттяжками. Между мачтами и
площадкой прокладывают разгрузочный путь 8. Грузоподъемный канат, идущий от лебедки, огибает направляющий блок 1, поднимается
вверх по мачте и через блок 3 входит в 6-кратный полиспаст с крюковой обоймой 4. Под эстакадой против мачт врыты якорные бревна
7, к которым крепятся разгрузочные канаты 5. Эти канаты пропускают сквозь прорези в настиле эстакады и подают на ее поверхность. Нагруженная единица подвижного состава подходит к
разгрузочной эстакаде. Канаты 5 подводят под пачку, а имеющиеся
на их концах петли накидывают на крюки обойм 4. При включении
рабочего барабана лебедки крюковые обоймы поднимаются, выбирая
при этом слабину разгрузочных канатов. По мере выпрямления разгрузочных канатов лежащая на них пачка под действием собственно-

244

го веса сползает на разгрузочную эстакаду. На разгрузку единицы
подвижного состава затрачивается 8-10 мин. Бревносвалы не пригодны для создания запасов леса, их можно использовать только на разгрузке. Поэтому их вновь не строят, а по мере выхода из строя заменяют более совершенным разгрузочным оборудованием.

Рис. 9.11. Бревносвал: 1 – направляющий блок; 2 – мачта; 3 – блок; 4 –
крюковая обойма; 5 – канаты; 6 – эстакада; 7 – якорные бревна; 8 –
разгрузочный путь

Тракторные толкатели представляют собой трактор с навесным оборудованием в виде консольной фермы длиной 3-4 м с вогнутым упором на переднем конце. Ферма установлена впереди трактора и шарнирно крепится к его раме. Высота подъёма упора регулируется гидросистемой или лебёдкой трактора.
Тракторные толкатели представляют собой трактор с навесным
оборудованием в виде консольной фермы с вогнутым упором на переднем конце. Ферма длиной 3-4 м, устанавливаемая впереди трактора, шарнирно крепится к раме. Высоту подъема упора можно изменять тракторной лебедкой или гидроприводом. При разгрузке
тракторный толкатель становится перпендикулярно к оси разгружаемой единицы подвижного состава, упор поднимается и прижимается к пачке. После открытия стоек трактор, двигаясь вперед, сталкивает пачку с коников. На производстве получили применение толкатели, установленные на тракторе ТТ-4. Разгрузка одной пачки объ-

245

емом до 30 м3 занимает 10-15 мин. Тракторные толкатели используют в основном на приречных нижних складах со значительной протяженностью и большим числом временных разгрузочных эстакад. В этих условиях передвижные разгрузочные средства более эффективны, чем стационарные разгрузочные установки.
В навигационный период тракторные толкатели используют также
для сброски бревен на воду.
Самоходные разгрузчики выгружают пачку, поднимая её или
сталкивая. Лесопогрузчик или лесоштабелер ПФ-1 (рис. 9.12) [28, 35, 42]
на базе трактора К-700 «Кировец», предназначен для штабелевки
круглых лесоматериалов длиной не более 8 м с формированием штабеля высотой до 3-х м., сброски их на воду и погрузки на лесовозные
автотранспортные средства. Машина может производить набор пачки круглых лесоматериалов из лесонакопителя или плотного штабеля.

Рис. 9.12. Лесоштабелер ПФ-1

На некоторых складах применяют колесные погрузчики зарубежных производителей, оборудованные стрелой с челюстным захватом, обладающие хорошей устойчивостью (рис. 9.13).

246

Рис. 9.13. Лесоштабелер VOLVO

Лесопогрузчики большой грузоподъёмности успешно могут
применяться на выгрузке пачек хлыстов и деревьев с подвижного
состава лесовозного транспорта и подачи их к местам дальнейшей
обработки. Для успешной их работы требуется твёрдое и ровное покрытие территории склада.
9.4 Расчет производительности машин и
оборудования на выгрузке леса
Производительности машин и оборудования на выгрузке леса с
подвижного состава может определяться по следующим формулам:
Ï

ñì

=

Òñì   k  Q
Òö

,

где Тсм – продолжительность смены, сек.;  – коэффициент использования рабочего времени; k – коэффициент совмещения опера-

247

ций; Q – средний объём пачки, м3; Тц – продолжительность цикла, с,
определяемая по формуле:

Т ц = 2 V2h + Vl1 + Vl2
тел
кр
 гр


 +t1+t2 ,



где h, l1, l2 – соответственно средняя высота подъёма груза,
путь перемещения грузовой тележки и крана, м; Vгр, Vтел, Vкр – соответственно скорости подъёма груза, перемещения грузовой тележки
и крана, м/с; t1 – время на зацепку груза, с; t2 – время на отцепку груза, с. Для стационарных кабельных кранов t2  Vкр = 0.
Сменная производительность РРУ-10М (м3)

Псм =

Т см    Q
lср
Vср

,

+ t1 + t2 + t3

где lср – среднее расстояние перемещения одной пачки, м;
t1, t2 – соответственно время на зацепку и отцепку пачки, с; t3 – время на подачу под разгрузку очередной единицы подвижного состава,
с (время холостого хода не учитывается, т.к. эта операция выполняется за время t3); Vср – средняя скорость движения захвата, м/с.
Сменная производительность лесопогрузчика (м3):
Псм = 2,1h
Vгр

Т см    Q
l
l
,
ср
+ ср + 4tг + t1 + t2
+
Vp V
x

где lср – среднее расстояние перемещения лесопогрузчика, м;
Vр , Vх – соответственно скорости движения погрузчика в
грузовом и порожнем направлениях, м/с; tг – время на наклоны грузоподъёмного механизма при захвате груза, перехода в транспортное
положение и при разгрузке (tг примерно равно 15 с.).

248

10 Раскряжевка хлыстов
10.1 Общие требования при раскряжевке хлыстов
Раскряжевка хлыстов на сортименты является одной из основных технологических операций, выполняемых на нижних складах. Она определяет количественные и качественные показатели работы предприятия. Выпиливаемые сортименты по размерам и качеству должны строго соответствовать действующим ГОСТам.
При раскряжевке хлыстов ставится задача:
- более полно использовать деловую часть хлыста;
- получить наиболее ценные сортименты, а в пределах сортиментов более ценные сорта с тем расчетом, чтобы обеспечить максимальную сумму реализации продукции;
- выполнить заданный предприятию сортиментный и объёмный
план.
При раскряжевке хлыстов любой породы следует руководствоваться качественным рядом сортиментов, т.е. последовательным расположением сортиментов той или иной породы в зависимости от их производственного значения, качества и ценности. Качественный ряд, например, для сортиментов из сосны: авиакряж, брёвна пиловочные для палубных и шлюпочных пиломатериалов, брёвна
для вышечных брусьев, брёвна длинномерные для судов (барж),
брёвна пиловочные I сорта, высоковольтные и телеграфные столбы,
брёвна пиловочные II и III сортов, шпальный кряж, рудничная стойка, строительные брёвна, тарный кряж, дрова.
При раскряжевке хлыстов хвойных пород из безсучковой зоны
выпиливают длинные высококачественные брёвна, а из наиболее сучковатой части хлыста (толщиной не менее 24 см) шпальные кряжи.
10.2 Механизированная и машинная раскряжевка
Раскряжевка хлыстов и разделка сортиментного долготья на
коротьё на лесных складах может осуществляться переносными механизированными инструментами и стационарными установками.

249

Из моторных инструментов раскряжевку хлыстов на сортименты чаще ведут электромоторными пилами (ЭПЧ-3). Они более просты по конструкции, чем бензомоторные пилы, удобны в эксплуатации
(рис. 10.1), у них отсутствует вибрация, загазованность, шум [17, 50].

Рис. 10.1 Раскряжевка хлыстов электромоторной пилой (ЭПЧ-3):
а – пиление сверху; б – пиление снизу; в – пиление тараном

В 1998 году ИП "Тарасов Виктор Сергеевич" восстановило
производство уникальной электропилы ЭПЧ-3.0-1 (рис. 10.2) [49], не
имеющей аналогов в России и странах ближнего зарубежья. За счет
высокой рабочей частоты 400 Гц достигается повышенная мощность
3,0 кВт при минимальных габаритах и массе двигателя. При этом
скорость вращения ротора достигает 12000 об/мин.
Сферы применения:
- пила ЭПЧ-3.0-2 используется для раскряжевки хлыстов и поперечного пиления брёвен;
- при изготовлении деталей из дерева, в т.ч. деревянных моделей в литейном производстве, а также на других предприятиях в закрытых помещениях с повышенной пожаро- и взрывоопасностью;
- для пиления рулонов бумаги;
- для пиления дров в промышленных объемах.
Отличие от пилы ЭПЧ-3,0-1:
- другое передаточное число редуктора;
- съемная ведущая шестерня.

250

Возможно использование пилы в районах с холодным климатом при температуре окружающего воздуха не ниже минус 40oС.

а

б

Рис. 10.2. Электормоторная пила ЭПЧ-3,0-1: а – общий вид,

1 –электродвигатель; 2 – редуктор; 3 – пильный аппарат с системой
смазки; 4 – стойка с правой рукояткой; 5 – выклчатель; 6 – муфта
разъема кабеля; 7 – левая рукоятка; 8 – средняя рукоятка; 9 – тумблер, б – электрическая схема управления
Основными узлами электропилы являются: электродвигатель 1;
редуктор 2; пильный аппарат 3 с системой смазки; ситойка 4 с правой рукояткой; муфта разъема кабеля 6; левая 7 и средняя 8 рукоятки. Электродвигатель пилы рассчитан на трехфазный ток частотой
400 Гц и напряжение 220 В. Электродвигатель асинхронный с короткозамкнутым ротором и двумя парами полюсов. Мощность 3
кВт, номинальная сила тока 13 А, соединение фаз обмотки статора –
звездой. Частота вращения ротора (синхронная) 12000 мин-1.
Редуктор пилы состоит из пары цилиндрических шестерен, одна
из которых нарезана на валу ротора двигателя. Передаточное число
редуктора 3,33. На выходном валу редуктора насажена ведущая звездочка привода пильной цепи. Скорость движения цепи 11,5 м/с. На
выходном валике редуктора расположен эксцентрик привода маслонасоса для смазки пильного аппарата.

251

Электродвигателем пилы (рис. 10.2 б) управляют с помощью
выключателя, состоящего из трехфазного магнитного контактора,
установленного на преобразователе, выключателя (микровыключателя), расположенного на правой рукоятке пилы. При включении
микровыключателя У и включенном выключателе B2 от источника
тока напряжением 36 В пойдет ток по цепи управления: предохранителю Пр2 нормально замкнутым контактам, тепловому реле РТ, контакторной катушке КП, проводу управления кабеля К, контакту
управления штепсельного разъема Ш, микровыключателю У, тумблеру МТ, контакту заземления штепсельного разъема, второму (заземленному) проводу кабеля. Сердечник контакторной катушки
намагнитится и притянет подвижной сердечник, на котором установлены подвижные линейные контакторы Кт. Подвижные контакты
замыкаются с неподвижными, и при включенном выключателе (рубильнике) В2 к электродвигателю пилы по трем проводам кабеля
пойдет трехфазный ток, электродвигатель М начнет работать. Пускатель остаемся включенным все время, пока по контакторной катушке проходит ток. Достаточно разомкнуть цепь управления, и ток
по контакторной катушке прекращается. Сердечник размагничивается и подвижные контакты Кт расходятся под действием массы
контактов, подвижного сердечника или специальной пружины. Двигатель обесточивается и останавливается.
Выключение электродвигателя при работе пилы происходит
автоматически при снятии руки моториста с рычага выключателя.
Тумблер МТ предназначен для дополнительного фиксированного
иыключения цепи управления в перерывах, когда пила не работает.
Установка на пиле трех рукояток позволяет уменьшить утомляемость рабочего при различных положениях. Левая рукоятка 7 изогнута так, что дает возможность мотористу перемещать кисть левой
руки в зависимости от наклона пилы. Средняя рукоятка 8 используется как упор для ноги при пилении снизу и в «таран», а, также при
вытягивании пилы при зажимах. Правая рукоятка предназначена для
управления пилой и электродвигателем.
Пильный аппарат 3 консольного типа и по конструкции аналогичен пильному аппарату бензиномоторных пил.
Общая масса пилы составляет 9,7 кг; производительность чистого пиленя 90 см2/с.

252

При раскряжевке ручными моторными инструментами хлысты
разделяют растаскивателями хлыстов РХ-2, РД-2 или РРУ-10М таким образом, чтобы был свободный проход около хлыстов и обеспечена безопасная работа моториста и разметчика.
Работа с электропилами весьма трудоёмка, поэтому на лесных
складах все чаще начинают применяться стационарные раскряжевочные установки.
Стационарные раскряжевочные и разделочные установки могут
быть механизированные (с непосредственным или дистанционным
управлением) и автоматизированные (полуавтоматические и автоматические). Наибольшее распространение получили полуавтоматические установки.
При раскряжевке хлыстов на сортименты и разделки долготья на
коротьё могут применяться поштучный и групповой способы раскроя (рис. 10.3). Под термином «раскрой» в данном случае понимают выбор мест пропилов.
При поштучном способе каждый хлыст раскряжевывают отдельно, при этом возможны индивидуальный, программный и обезличенный методы раскроя.
При и н д и в и д уа л ь н о м методе р а с к р о я оператор раскряжевочной установки, визуально оценивая геометрические размеры
и качество хлыста, подлежащего раскряжевке, дает последовательно заказы на длину каждого отпиливаемого отрезка. При этом он
одновременно учитывает требования ГОСТа, сортиментный план
или спецификацию готовой продукции, а также те скрытые пороки,
которые обнаруживаются в результате каждого пропила. Раскряжевочные установки, производящие индивидуальный раскрой, могут
иметь дистанционное или полуавтоматическое управление.
При п р о г р а м м н о м м е т о д е оператор, визуально оценивая
геометрические размеры и качество хлыста, сразу выбирает полную
программу раскроя, при этом чаще все пропилы производятся одновременно. Скрытые пороки сырья при данном методе раскроя учитываться не могут. Установки, производящие раскрой таким методом, как правило, полуавтоматические. Если схема раскроя зависит
только от геометрических размеров хлыста, то программа может

253

быть выбрана автоматически и раскряжевочная установка является
автоматом с программным управлением [17, 18].

Рис. 10.3. Классификация раскряжевочных установок: 1 – подача пилы
на хлыст или хлыста на пилу в рабочем направлении; 2 – возвращение
пилы после пропила в исходное положение; 3 – установочное
продольное перемещение хлыста или пилы – непрерывное; 4 – то же прерывистое; 5 – «плавание» пилы вдоль своей оси с пилением; 6 – то
же без пиления; 7 – установочное перемещение пилы вдоль своей оси;
8 – введение пил в рабочее и нерабочее положения

При о б е з л и ч е н н о м методе ра с к р о я хлысты раскряжевывают на отрезки постоянной длины вне зависимости от
размеров и качества сырья. Установки, работающие по этому мето-

254

ду, в ряде случаев могут быть автоматическими; при этом роль оператора сводится только к наблюдению за работой установки.
Г р у п п о в о й с п о с о б раскряжевки заключается в том, что
раскряжевывается одновременно несколько хлыстов и в результате
каждого пропила получается несколько отрезков одинаковой длины.
При этом способе размеры и качество отдельных хлыстов при выборе длин отпиливаемых отрезков учтены быть не могут, т. е. используется обезличенный метод раскроя.
На некоторых раскряжевочных установках можно раскраивать
хлысты различными методами. Например, установки, работающие, в
основном, по индивидуальному методу раскроя, могут переключаться на обезличенный раскрой (в частности, при разделке дров). Установки, предназначенные для обезличенного раскроя, на другие методы работы перенастраиваться не могут.
По выходу деловых сортиментов наилучшим является индивидуальный метод раскроя. Программный раскрой дает хорошие результаты при раскряжевке отсортированного по качеству сырья и
несколько худшие при раскряжевке неподсортированных хлыстов.
При дефектоскопии древесины (обнаружении скрытых пороков)
программный метод и при раскряжевке хлыстов будет давать почти
такой же выход деловых сортиментов, как и индивидуальный раскрой. Обезличенный метод раскроя дает значительное снижение
сортности готовой продукции, особенно при раскряжевке лиственных и фаутных хлыстов. Однако установки, работающие по этому
методу, значительно производительнее и проще по устройству, чем
установки, производящие индивидуальный или программный раскрой; работа оператора при обезличенном раскрое легче, чем при
использовании других методов.
Обезличенный метод раскроя может применяться, когда снижение сортности готовой продукции компенсируется уменьшением
затрат на раскряжевку. Этот метод используется при разделке отсортированного сортиментного долготья на коротье постоянной длины
(балансового и дровяного долготья на коротье). Для раскряжевки
хлыстов этот метод может применяться при разработке преимуще-

255

ственно средневозрастных здоровых хвойных древостоев и предварительной подсортировке хлыстов (при этом снижение сортности готовой продукции незначительно), а также при наличии на складе развитого лесопиления (при этом сортименты вне зависимости от качества
поступают в лесопильный цех, а пиломатериалы рассортировываются
после торцовки, в результате чего достигается высокий процент выхода пилопродукции при некотором снижении длины досок).
Наиболее перспективными являются установки, работающие по
программному методу раскроя. Они производительны, дают достаточно высокое качество продукции и в некоторых случаях могут работать
как автоматы, но более сложны, чем раскряжевочные установки других
типов. Наиболее распространены на лесных складах установки, предназначенные для индивидуального раскроя, дающие возможность раскряжевывать неподсортированное сырье любых пород и качества.
10.3 Типы раскряжевочных установок
В настоящее время на раскряжевке хлыстов применяются установки в основном пяти типов:
- с продольным перемещением хлыстов под пильный аппарат;
- с поперечным перемещением хлыстов слешерного и триммерного типов;
- с комбинированным перемещением хлыстов;
- сучкорезно-раскряжевочные установки;
- установки пачковой раскряжевки.
Полуавтоматические и сучкорезно-раскряжевочные установки с продольным перемещением характеризуется цикличным
режимом работы. Перед каждым резом хлыст или дерево перемещается под режущий аппарат на величину отпиливаемого сортимента.
Эти установки позволяют вести индивидуальную рациональную его
разделку при относительно высокой сменной производительности.
Раскряжевка хлыстов при поперечном перемещении производится сразу несколькими пилами.

256

В установках слешерного типа пилы расположены на определенных расстояниях друг от друга и все участвуют в раскряжевке каждого
хлыста. Слешерные установки имеют постоянную программу раскряжевки, что снижает качественный выход деловых сортиментов. Сменная производительность этих установок довольно высокая.
При поперечном перемещении хлыстов в триммерных установках применяют управляемые пилы, что позволяет иметь переменную программу раскряжевки хлыстов. Ограниченное число программ практически исключает индивидуальную раскряжевку, а поэтому делает невозможным их применение при смешанных лесонасаждениях.
В раскряжевочных установках с комбинированным перемещением хлыстов здоровые хлысты хвойных пород раскряжевывают
на многопильной установке, а лиственные и фаутные хлысты передают на раскряжевочную установку с продольным перемещением
хлыстов. Эти установки позволяют вести индивидуальную раскряжевку хлыстов.
Сучкорезно-раскряжевочная установка выполняет две операции: обрезку сучьев и раскряжевку хлыстов при продольном их перемещении. Установка имеет две пилы, что дает возможность применять ее на предприятиях с крупномерными насаждениями и средним объёмом хлыста 0,8 м3 и выше. На такой установке ведется индивидуальная раскряжевка каждого хлыста.
Установки пачковой раскряжевки позволяют обрабатывать целый пакет хлыстов. Для обеспечения наибольшего выхода деловых
сортиментов необходима подсортировка хлыстов по породам, размерам и качественным признакам.
10.4 Установки с продольным перемещением хлыста
В состав раскряжевочной установки с прерывистым продольным перемещением хлыста входят следующие основные элементы:
пильный механизм, устройство для продольного перемещения хлыста и удаления отпиленных отрезков, системы отмера длин отпиливаемых отрезков, система управления.

257

Пильный механизм в свою очередь состоит из собственно пилы (смонтированной на раме и снабженной приводом) и механизма
подачи пилы и прижима хлыста.
В качестве режущих инструментов пильных механизмов стационарных раскряжевочных установок применяют круглые и цепные
пилы (рис. 10.4) [17, 18].

Рис. 10.4. Пильны механизмы: а – балансирная пила с подачей сверху
вниз; б – маятниковая пила с подачей сверху вниз; в – то же с подачей снизу
вверх; г – то же с верхней подвеской; д – двухдисковая штанговая пила; е –
комбинированная штангово-маятниковая пила; ж – цепная пила; з – комбинированный пильный механизм с осевым установочным перемещением

258

Зубчатый венец пил для поперечной распиловки имеет симметричные и несимметричные зубья (рис. 10.5) [17, 37, 48] .

Рис. 10.5. Зубчатый венец пил для поперечной распиловки

Пильный диск, несущий зубчатый венец, закреплен на валу
(рис. 10.6) при помощи шайб. Вал установлен в подшипниках и приводится во вращение клиновыми ремнями, огибающими шкив.

Рис. 10.6. Схема крепления пильного диска на валу

Диаметр пильного диска Dп зависит в основном от толщины
распиливаемых хлыстов и определяется по формуле:

DП = d1 + 2(d + a + b + e ) ,
где d1 – диаметр шкива; d – диаметр наибольшего хлыста;
a – запас на неровности и кривизну хлыста (a = 10…20 мм); b – запас
на затачивание пилы (b  50 мм); e – запас на размещение ограждения ремня (e = 20…30 мм).

259

Если диаметр шайбы d2 больше величины d1 + 2е или шкив
расположен за пределами распиливаемого хлыста в формулу вместо
d1 следует подставить d2 и принять е = 0. Для достаточной надежности крепления пильного диска диаметр шайбы принимают

d2 =

D
5...7 .

Мощность, потребную для пиления Np (Вт) определяют по формуле
N = kbHu :  p ,

где k – удельная работа резания, Дж/м3; b – ширина пропила, м;
Н – высота пропила, м; Н = 0,8 d; u – скорость подачи, м/с; р – КПД
передач от двигателя к пиле.
Ширина пропила b зависит от толщины пилы S и величины
развода зубьев с и определяется по выражению
b = S + 2c.
Удельная работа резания k зависит от породы, влажности, остроты
зубьев пилы, температуры, сучковатости. Определяется k по формуле
k = k0  kп  kw  k  kт  kс.
В раскряжевочных установках пильные диски размещены на
раме, совершающей качательное или прямолинейное поступательное движение. У балансирных пил двигатель установлен на качающейся раме и служит противовесом. При раскряжевке хлыстов
наибольшее распространение получили маятниковые пилы с осью
качения, находящейся снизу. У этих пил двигатель неподвижен.
Для поперечной распиловки лесоматериалов диаметром больше
0,6 м могут быть использованы двухдисковые пильные механизмы, так
называемые штанговые пилы. Пильные диски в этих механизмах расположены на суппортах, перемещаемых по вертикальным штангам.
Направление и скорость перемещения обоих суппортов строго одинаково. Пильные диски должны перекрывать друг друга на величину
а = 3…5 мм, поэтому один из них расположен выше другого.

260

Комбинированные штангово-маятниковые пильные механизмы, сохраняя преимущества штанговой пилы (возможность распиливать лесоматериалов большого диаметра), при диаметре пропила
до 0,5…0,6 м работают как обыкновенные маятниковые пилы.
Для раскряжевки хлыстов большого диаметра могут использоваться цепные пильные аппараты.
Подача пилы во время пиления, а также возвращение её в исходное положение осуществляется подающим механизмом. Усилием
подачи Pu называют силу, которая действует в направлении скорости подачи u, приложена к пильному диску (или пильной шине) в
точке его соприкосновения с серединой дна пропила и достаточна
для того, чтобы пила надвигалась на распиливаемый хлыст. Величина силы Pu зависит от сопротивления резанию Pр , сопротивления
отжиму Pо, кинематического угла встречи  и внешних сил Q (веса
подвижной части пильного механизма, действия демпфера и др.).
Исходя из мощности двигателя сопротивление резанию Pр (Н)
может быть определено по формуле

Pp = N p p : V ,
где Np – мощность двигателя, Вт;
V – скорость резания, м/с.
В общем виде:

Pu = Po sin   Pp cos  Q .
Подача может осуществляться по одному из следующих вариантов:
1. Подача с постоянной скоростью, u = const. Мощность, потребная для пиления, при этом возрастает с увеличением высоты
пропила, затуплением пилы и увеличением твёрдости древесины.
2. Подача с постоянным усилием, Pu = const. Мощность остаётся примерно одинаковой.
3. Подача, обеспечивающая при любых изменениях условий работы постоянную и полную загрузку двигателя пилы, т.е. Np = const.

261

Скорость подачи переменна и зависит от высоты пропила и
других факторов.
4. Подача со скоростью, зависящей от диаметра пропила, т.е.
u = f (d) – скорость подачи уменьшается с увеличением диаметра
пропила.
Механизмы подачи пилы на хлыст. Подача может осуществляться собственным весом пилы или противовеса, механическим приводом, гидро- или пневмоприводом (рис. 10.7) [17, 18].
При подаче пилы под действием с о б с т в е н н о г о веса или веса
противовеса рама пилы должна быть сбалансирована так, чтобы
усилие подачи Ри соответствовало установленной мощности двигателя. В этом случае скорость подачи автоматически изменяется в
зависимости от высоты пропила и твердости древесины, а мощность, потребная на пиление, при любых условиях остается примерно постоянной.

Рис. 10.7. Механизмы подачи: а – подача под действием собственного веса пилы, 1 – эксцентрик, 2 – рама; б – механический привод, 1 – пила, 2 – канат,
3 – барабан, 4 – противовес; в – гидропривод подачи круглой пилы, 1 – выключатель; 2 – ролик; 3, 7 и 9 – трубопровод; 4 – дроссель; 5 – гидроцилиндр;
6 – обратный клапан; 8 и 16 – электромагнит; 10 – бак; 11 – фильтр; 12 – напорная магистраль; 13 – гидронасос; 14 – предохранительный клапан; 15 – распределитель; г – гидропривод подачи цепной пилы, 1 – цилиндр; 2 – сдвоенная лопасть; 3 – неподвижные стенки

262

При подаче пилы сверху расстояние, проходимое пилой до
начала пиления, тем больше, чем тоньше распиливаемый хлыст.
При свободном опускании пилы под действием собственного веса в
момент соприкосновения зубьев с поверхностью хлыста могут произойти сильные удары, что недопустимо. Избежать этих ударов
можно либо подведением пилы к поверхности хлыста на принудительно замедленной скорости, либо обеспечением постоянного минимального расстояния зубьев пилы, находящейся в исходном положении, до поверхности хлыста любого диаметра. Первое осуществляется специальным механизмом, второе — введением
устройств, изменяющих исходное положение пилы в зависимости
от диаметра распиливаемого хлыста.
Механизмы прижима хлыста. Во время поперечной распиловки равнодействующая сил резания Рр и отжима Р0 стремится вытолкнуть или выкатить в сторону распиливаемый хлыст. Возможно
также вращение хлыста вокруг его продольной оси. Для удержания
хлыста во время пиления в неподвижном состоянии служит прижимной механизм (рис. 10.8).

Рис. 10.8. Прижимные механизмы: а – рычаг, прижимающий хлыст сверху; б –
парные рычаги, зажимающие хлыст с боков; в – прижимной ролик

При подаче пилы сверху в некоторых случаях можно обойтись
без прижимов. Для этого транспортеры оборудуют бортами, о которые
опирается распиливаемый хлыст. Чаще всего раскряжевочные установки имеют прижимные механизмы в виде рычага, прижимающего

263

хлыст сверху (рис. 10.8, а); парных рычагов, зажимающих хлыст с боков (рис. 10.8, б), или прижимного ролика (рис. 10.8, в). Парные рычаги, кроме зажима хлыста, осуществляют также его центрирование.
Расположение прижимных рычагов по отношению к распиливаемому хлысту должно быть таким, чтобы хлыст оставался неподвижным не только во время пиления, но и до начала подачи пилы, а усилие на прижимном рычаге Т должно обеспечивать неподвижность хлыста во время пиления.
10.5 Особенности конструкции и компоновки установок
с продольным перемещением хлыста
Наибольшее распространение в промышленности получили полуавтоматические раскряжевочные установки с продольным перемещением хлыста: ЛО-15С [17, 18, 49, 50] с однодисковым пильным
станком для мелких и средних лесонасаждений; ЛО-68 с двухдисковым пильным станком для крупномерных лесонасаждений и сучкорезно-раскряжевочная установка ЛО-30.
В состав установки ЛО-15С (рис. 10.9) входят: двухстреловой
гидроманипулятор ЛО-13С, продольный двухцепной транспортёр
для перемещения хлыстов под пильный механизм, станок АЦ-3С с
маятниковой пилой, стол приёмный, транспортёр для уборки отходов, гидро- и электрооборудование, кабины операторов по управлению гидроманипулятором и пульта управления заказа длин, отпиливаемых пилой сортиментов.
Расчетная производительность раскряжевочной установки ЛО-15С
при VХЛ = 0,2…0,5 м3 составляет 20…30 м3/ч.
Раскряжевочная установка ЛО-68 предназначена для раскряжевки
крупномерных хлыстов (объемом более 0,5 м3). Ее принципиальная
схема аналогична установке ЛО-15С, но маятниковый пильный механизм заменен комбинированной штангово-маятниковой пилой (рис.
10.3, е), имеющей два пильных диска диаметром по 1,5 м, каждый из
которых приводится в действие электродвигателем мощностью 23 кВт
и позволяют распиливать хлысты диаметром до 1,1 м. Подающий

264

транспортер этой установки – двухскоростной; основная скорость
равна 1,8 м/с и замедленная 0,9 м/с. Расчетная производительность
установки при VХЛ = 0,5…1 м3 составляет 30…40 м3/ч.

Рис. 10.9. Схема раскряжевочной установки ЛО-15С: 1 – разгрузочная
площадка; 2 – двухстреловой манипулятор; 3 – двухцепной подающий транспортер; 4 – роликовый прижимной механизм; 5 – скребковый транспортер; 6 – пульт
управления; 7 – выдвижные упоры; 8 – приемный лоток; 9 и 10 – двухсторонние
сбрасыватели; 11 и 12 – выносные транспортеры; 13 – маятниковая пила; 14 –
дополнительный пильный блок

Установка ЛО-68 состоит из станка, имеющего два пильных диска
диаметром 1,5 м каждый. Пильные диски установлены в одной плоскости.
В состав сучкорезно-раскряжевочной установки ЛО-30 (рис. 10.10)
входят: поворотный одностреловой гидроманипулятор, шаговый конвейер, сучкорезное устройство, штанговый двухпильный механизм,
многоцепной продольный транспортёр для выноса сортиментов, транспортер отходов, гидрооборудование, кабина оператора.

265

Рис. 10.10. Схема сучкорезно-раскряжевочной установки ЛО-30: 1 – разгрузочная площадка; 2 – сучкорезная головка; 3 – одностреловой манипулятор;
4 – каретка протаскивающего устройства; 5 – круглые пилы; 6 – приемный
транспортер; 7 – сортировочный транспортер

Расчетная производительность установки ЛО-30 при VХЛ =
0,45…1 м3 составляет 20…30 м3/ч.
10.6 Расчет производительности установок
с продольным перемещением хлыста
Производительность (в м3/смену) раскряжевочных установок с
продольным перемещением хлыста рассчитывают по формуле

П

см

=

Тсм  k   qср
Тц

,

где Тсм – время смены, с; k – коэффициент технической готовности линии, k = 0,85;  - коэффициент загрузки линии,  = 0,86;
qср – средний объём хлыста, м3; Тц – средняя продолжительность
цикла раскряжевки одного хлыста, с;
Тц =

lср
Vср

+ np (t n + tсб + t3 ) ,

266

где lср – средняя длина хлыста, м; Vср – средняя скорость продольного перемещения хлыста под пилу, м/с; np – число пропилов
приходящихся на один хлыст; tп – продолжительность одного пропила, с; tсб – время сброски отпиленного сортимента, с; t3 – время
выбора программы раскроя, с.
Продолжительность цикла раскряжевки одного хлыста при
среднем объёме 0,24 м3 составляет 44 с; с объёмом 0,35м3 – 53 с; с
объёмом 0,46 м3 – 58 с.
10.7 Установки с поперечным перемещением хлыста
К раскряжевочным установкам с поперечным перемещением
хлыстов относятся слешеры (рис. 10.11) и триммеры [17, 18, 50].
Если в многопильном станке пилы установлены на станине по
определенной одной программе и в определенных местах и все они
одновременно участвуют в пилении, такой станок называется слешером. Триммеры также имеют пилы, установленные в определенных местах, но в работу включаются только те, которые выполняют
программу раскроя данного хлыста. Триммеры бывают с непрерывным движением хлыста при его раскряжевке и с пилением неподвижного хлыста.

Рис. 10.11. Схема слешера

Слешеры применяют для раскряжевки хлыстов, разделки долготья на коротье (на постоянной длины отрезки). Многопильные установки (слешеры) рекомендуется применять при годовом грузообороте
нижних складов не менее 300 тыс. м3 и хвойном лесонасаждении.

267

М н о г о п и л ь н а я р а с к р я ж е в о ч н а я у с т а н о в к а ЛО-105
(рис. 10.12, а) состоит из раскряжевочного устройства (слешера) и
околостаночного оборудования. Это оборудование включает:
устройство приема и предварительного разобщения пачек хлыстов 1,
разобщитель хлыстов ЛТХ-80 3, устройство ориентирования и поштучной выдачи хлыстов 5, манипулятор 2 для поправки отдельных
хлыстов и отбора обломков, слешер 6, транспортеры отходов 8, лесонакопители для приема сортиментов 7, гидроэлектрооборудование, размещенное в кабине оператора 4.
Технологический процесс раскряжевки хлыстов на установке
осуществляется следующим образом. Пачки хлыстов с лесовозного
транспорта или из запаса козловым краном подают на приемную эстакаду. Затем, периодическими кратковременными включениями поперечного транспортера хлысты небольшими пачками сбрасываются в
бункер разобщителя хлыстов ЛТХ-80, откуда они поштучно выдаются
на шнеки ориентирующего устройства. При необходимости хлысты на
ориентирующем шнековом устройстве поправляют манипулятором,
установленным в потоке со стороны их комлевой части. Со шнеков
хлысты, сориентированные относительно первой комлевой пилы, передаются в отсекатели. Отсекатели автоматически выдают поштучно
хлысты на тяговые цепи поперечного транспортера слешера, упорами
цепей надвигаются на его пилы и распиливаются на сортименты в соответствии с установленной (постоянной) программой.
Многопильная раскряжевочная установка ЛО-117 (рис. 10.12, б)
работает следующим образом. Пачки хлыстов с лесовозного транспорта или из запаса козловым краном подаются в разобщитель хлыстов ЛТ-80 1, откуда они поштучно выдаются на роликовый реверсивный транспортер 2. Этим транспортером хлыст ориентируется относительно пил слешера 3 согласно выбранной оператором программы раскроя. Отрезки, полученные из комлевой и срединной части
хлыста, поступают на сортировочный транспортер 4 и распределяются по лесонакопителям. Отрезки, полученные из вершинной части
хлыста, поступают на сортировочный транспортер 6. При этом откидные балки 5 перекрывают сортировочный транспортер 4.

268

Рис. 10.12. Многопильные раскряжевочные установки: а – ЛО-105; б – ЛО-117

Триммерные установки АПЛ-1 и МР-8 (рис. 10.13) относятся к
установкам с пилением неподвижного хлыста. В установке АПЛ-1
(рис. 10.13, а) хлысты поступают по приемному роликовому транспортеру 1 комлем вперед и выравниваются по вершинам, которые должны быть на одинаковом расстоянии от крайней пилы, что значительно
облегчает уборку отпиленных вершин. Установленные восемь пил
поднимаются и опускаются пневмоцилиндрами и позволяют выбирать программу раскроя каждого хлыста в отдельности. Прижимные
рычаги и сбрасыватели приводятся в работу также транспортерами.
С роликового транспортера 1 хлысты снимаются поперечным
транспортером 2 и поступают в лоток, где зажимаются рычагами 5.
Пилы 4, в соответствии с выбранной программой, поднимаются и
распиливают хлыст. После возвращения пил в исходное положение
сбрасыватели 3 подают отпиленные отрезки на транспортер 6. Затем
цикл повторяется. Сбрасыватели срабатывают не все одновременно,
а формируются в группы, в соответствии с номерами пил, участвующих в раскряжевке хлыста, и сбрасывают отпиленные сортименты

269

на выносной транспортер последовательно, начиная с комлевого,
благодаря чему создаются межторцовые разрывы между соседними
сортиментами, необходимые для последующей сортировки. Программа раскроя задается оператором во время нахождения хлыста
на поперечном транспортере.

Рис. 10.13. Схемы раскряжевочных установок с поперечным перемещением хлыста: а – триммер с пилением
неподвижного хлыста; б – то
же с пилением движущегося
хлыста; в – схема триммера
«Раума-Репола»

У с т а н о в к а МР-8, в основном, выполнена по той же схеме,
что и АПЛ1, но имеет: цепной ориентирующий транспортер, выравнивающий хлыст не по вершине, а по комлю; зажимы, расположенные в раскряжевочном лотке под распиливаемым хлыстом; сбрасыватели, срабатывающие все одновременно; гидропривод подачи
пил, сбрасывателей и зажимов. Установка имеет девять пил диамет-

270

ром по 1,5 и 1,25 м, каждая из которых приводится во вращение отдельным двигателем мощностью 13 или 10 кВт.
Т р и м м е р н ы е у с т а н о в к и , распиливающие движущийся
хлыст (рис. 10.13, б). Хлысты с площадки 1 (или из буферного магазина) поштучно подаются на роликовый транспортер 2, на котором
выравниваются торцы. Крюки поперечного транспортера 3 снимают
хлысты с этого роликового транспортера и перемещают их к пилам
4, которые в исходном положении находятся ниже подающих цепей.
Каждая пила вводится в работу индивидуальным приводом 6. Оператор, сделав качественную оценку хлыста, задает программу его
раскроя путем нажатия тех кнопок на пульте управления, которые
соответствуют этой программе и включают в работу пилы. Отпиленные отрезки (сортименты) подают на транспортер 5.
К такого типа триммерным установкам относится установка
финской фирмы «Раума-Репола» (рис. 10.13, в). Она имеет 11 пил
диаметром 1,8 и 1,4 м, расположенных по диагоналям. Хлысты из
буферного магазина 1 через ориентирующий транспортер 3 поступают на подающие цепи триммера 4, которые перемещаются в поперечном направлении со скоростью 0,3 м/с. Гарантированная поштучная подача хлыстов обеспечивается манипулятором 2, расположенным на ферме, перекрывающей стол триммера. Программа
раскроя выбирается автоматически в зависимости от диаметра и
длины хлыста. Пилы, которые должны участвовать в выполнении
данной программы, поднимаются только тогда, когда через зону их
действия пройдет предыдущий хлыст.
Как у слешеров, так и у триммеров пильные валы могут быть
расположены на одной геометрической оси (линии) или на различных, параллельных друг другу. В зависимости от места применения
и назначения эти станки могут иметь различное исполнение. Наилучшим считается вариант, когда пильные валы размещены на нескольких геометрических осях. В этом случае можно избежать одновременного пиления всеми пилами при максимальной высоте пропила, особенно в слешерах.
10.8 Групповая раскряжевка хлыстов
Установки для пачковой раскряжевки. Установки для пачковой раскряжевки хлыстов ЛО-62 (ЛО-62-1) и для пачковой раскряжевки рудстоечного долготья ЛО-67 обладают высокой производи-

271

тельностью, но работают по обезличенному методу раскроя. Установки для раскряжевки хлыстов целесообразно применять на складах с
большим грузооборотом с развитой переработкой круглых лесоматериалов и обязательной подсортировкой по породам и качеству.
По конструктивному исполнению пильного механизма эти установки аналогичны. Пачки хлыстов или долготья формируют в приемных устройствах 2 (рис. 10.14, а), имеющих коники со стойками.

Рис. 4.14. Схемы установок для групповой распиловки: а – пильный механизм; б – установка для раскряжевки хлыстов Л0-62; в – установка
для разделки рудстоечного долготья Л0-67

Пильный аппарат 1 состоит из рамы, по контуру которой, через
направляющие ролики, движется пильная цепь ПЦУ-30, а в месте
пиления она движется в пильной шине со скоростью 15 м/с. Мощность электродвигателя 45 кВт. Рама перемещается по стойке вверх
и вниз при помощи гидроцилиндров.
Установка ЛО-62 (ЛО-62-1) работает по следующей схеме.
Пильный механизм установки смонтирован на тележке, которая передвигается по рельсовому пути (рис. 10.14, б), вдоль которого размещаются приемные устройства 1, заполненные пачками хлыстов.
Переход от одного пропила к следующему осуществляется передвижением тележки с пилой 2. Установка имеет четыре приемных
устройства, в каждом из которых вмещается по 25 м3 хлыстов. Размеры поперечного сечения пачки 2,8 х 2,8 м. Расчетная производительность установки 700... 800 м3 в смену.

272

Установка ЛО-67 (рис. 10.14, в) распиливает пачки долготья
объемом 8...10 м3, расположенные на вагонетках 1, перемещающихся по рельсовому пути, а пила 2 установлена стационарно. Сечение
пачки 1,6 х 1,6 м. Скорость продольного перемещения вагонеток 0,7 м/с.
Расчетная производительность установки около 300 м3 в смену.
10.9 Техника безопасности при раскряжевке хлыстов
Запрещается работать электропилой, не проверив подключения
заземляющей жилы кабеля на обоих концах. Перед началом пиления
следует подвести упорный сектор, а затем вводить пильную цепь в
работу. При переходах двигатель должен быть отключен. Воспрещается прикасаться к пильному аппарату, не отключив соединительную муфту электропил. Запрещается переступать через движущуюся
пильную цепь и стоять напротив ее. При обрыве пильной цепи, ее
замене, регулировке, натяжении двигатель пилы необходимо отсоединить. Запрещается оставлять пилу на перерыв с включенной
муфтой. Одежда рабочего должна быть такой, чтобы исключался захват, ее движущейся пильной цепью.
При работе на полуавтоматических линиях все ограждающие
устройства должны действовать автоматически и иметь обтекаемую
форму без выступающих частей, мешающих работе. Пусковые, тормозные и выключающие устройства должны быть отрегулированы, и
действовать безотказно, рукоятки их в конечных точках перемещения должны иметь фиксаторы, исключающие возможность самопроизвольного перемещения.
Электропусковые устройства и токоподводящие линии нужно
располагать и защищать так, чтобы была полностью исключена возможность короткого замыкания электролинии и касания ее посторонними лицами. Все узлы электролинии должны быть надежно заземлены. Электропусковые устройства должны быть расположены
так, чтобы пользоваться ими было возможно с рабочего места оператора. Надписи-указатели на пульте управления должны быть четкие,
хорошо читаемые.
Перед пуском линии в работу оператор должен убедиться в отсутствии лиц, находящихся поблизости от хлыста, пилы, конвейеров
и т. п. Перед началом работы оператор должен дать звуковой сигнал.
Категорически запрещается находиться в ограждающей зоне, в
плоскости вращения пильных дисков, переходить движущиеся кон-

273

вейеры, хлысты. При возникновении поломок оградительных
устройств, срыве зубьев пилы и других неисправностях нужно немедленно прекратить работу на линии. Воспрещается во время работы установки проводить какой-либо уход за ними, наладку и исправления, уборку отходов и т. д.
Кабина оператора должна быть хорошо освещена, иметь хороший обзор и отопление. Под ногами оператора, у пульта управления,
обязательно должен быть резиновый коврик. Оператор обязан строго
выполнять утвержденную инструкцию по обслуживанию и эксплуатации полуавтоматических линий.
11 Сортировка, штабелёвка и погрузка
круглых лесоматериалов
11.1 Сортировка и применяемое оборудование
Круглые лесоматериалы сортируют на складе по размерным и
качественным группам в соответствии с требованиями Государственных стандартов, правилами хранения, погрузки и поставки их
потребителям.
Лесоматериалы, отгружаемые в круглом виде с прирельсовых
складов, сортируют по сортам, породам, размерам. При этом получается большое число сортировочных категорий, достигающих иногда
нескольких десятков. При таком большом количестве категорий длина фронта сортировки достигает нескольких сот метров. Для уменьшения этого фронта стремятся к уменьшению числа заготавливаемых
сортиментов (до 5-6), что приводит к уменьшению сортировочных
категорий до 8…16, а, следовательно, и фронта сортировки.
На береговых складах при отправке в судах и в плотах число сортировочных категорий достигает 16…25, при молевом сплаве 3…6.
Выбор сортировочных устройств обусловлен многими факторами: сортиментным составом круглых лесоматериалов; дробностью
сортировки; сроком хранения на складе; годовым грузооборотом
склада и условиями отгрузки потребителям.
По направлению перемещения лесотранспортеры подразделяются на продольные, в которых лесоматериалы располагаются

274

вдоль оси транспортера, и поперечные, в которых лесоматериалы
располагаются перпендикулярно оси транспортера. В продольных
лесотранспортерах может быть один тяговый орган, в поперечных
– не менее двух.
Основной объём сортировки круглых лесоматериалов производится при помощи продольных лесотранспортёров.
Продольные лесотранспортёры выпускаются с цепным и канатным тяговым органом. Все продольные лесотранспортёры, применяемые в лесной промышленности, несмотря на различия в тяговом органе, имеют одинаковую конструктивную схему (рис. 11.1),
основными элементами, которой являются: эстакада, приводная
станция, тяговый орган (цепь, канат), несущий на себе траверсы для
перемещения брёвен, натяжное устройство, которым оборудуется
ведомая станция.

Рис. 11.1. Общий вид лесотранспортера ЛТ-86А: 1 – неприводной ролик;
2 – винтовое натяжное устройство; 3 – поручни; 4 – эстакада; 5 – железобетонные
рамы; 6 – дистанционный выключатель; 7 – скоба; 8 – канат для управления выключателем; 9 – направляющие борта; 10 – кабина оператора; 11 – направляющие
транспортера; 12 – гравитационные бревносбрасыватели; 13 – тяговая цепь;
14 – механизм открывания траверс; 15 – гравитационные траверсы; 16 – лесонакопители; 17 – ударные механизмы со штангами; 18 – пешеходный настил;
19 – флажковый датчик; 20 – приводная станция.

275

Э с т а к а д а – основная несущая конструкция, на которой
монтируют тяговый орган с рабочими элементами (траверсами). В
одном конце эстакады на отдельном основании монтируют приводное, на другом – натяжное устройство. Эстакаду изготавливают
из дерева, железобетона или металла. В настоящее время появились железобетонные эстакады, смонтированные из блочных фундаментных секций заводского изготовления. Заводское изготовление секций и возможность полной механизации строительства
приводит к снижению капитальных затрат на строительство и сокращает его сроки.
Т я г о в ы м и у с т р о й с т в а м и в сортировочных лесотранспортерах служат цепи и стальные канаты с закрепленными
на них траверсами.
Ц е п и получили наибольшее распространение, так как к ним
удобнее крепить рабочие органы. В цепных транспортерах применяют различные виды тяговых цепей и траверс (рис.11.2) [50]:
сварные из круглой или полосовой стали, специальные разборные,
разборные крючковые из ковкого чугуна или стали, штыревые роликовые и безроликовые, штыревые пластинчатые, втулочнороликовые и др.
Преимуществом сварных круглозвенных цепей являются простота конструкции и малая масса, благодаря чему они получили
широкое распространение. К недостаткам следует отнести интенсивный износ звеньев в местах их сочленения, что ведет к изменению шага, уменьшению прочности и удлинению цепи, которое
нарушает нормальное ее зацепление с приводной звездочкой. Разборные крюковые цепи из ковкого чугуна или стали свободно
разбираются, просты в изготовлении (литьем или штамповкой), в
них легко заменить изношенные звенья. Шарнирные пластинчатые
втулочно-роликовые цепи обладают большими преимуществами по
сравнению с другими, так как их внутренние пластины неподвижно закреплены на втулке, а наружные — на валике, благодаря чему контакт происходит по большой поверхности, уменьшая удельные давления и износ шарниров.

276

Рис. 11.2. Тяговые устройства лесотранспортеров: длиннозвенные цепи: а
– из круглой стали; б – из круглой и полосовой стали; в – из круглой и полосовой стали с деревянными траверсами; г – разборная; д – пластинчатая штыревая; е – втулочно-роликовая; ж – крючковая разборная; з – сечение втулочнороликовой цепи; траверсы: и – скользящие с шипами, к – скользящие с седловиной; л – захват пластинчатой цепи; м – звено цепи из круглой стали для
крепления траверс; н – крепление траверсы к канату

277

К а н а т ы имеют достаточно высокую прочность, хорошо воспринимают толчки и удары, но обладают свойством вытягиваться
(особенно новые), поэтому канат до монтажа целесообразно предварителъно вытянуть. Рабочие органы (траверсы) закрепляют на
канатах зажимами. При движении груза (бревен), расположенного
на траверсах, силы на канат действуют не всегда по его оси, а эксцентрично. Это вызывает перекос траверс и поперечный изгиб каната, перегиб и истирание его проволок, поэтому канат должен
быть достаточно жестким, с толстыми проволоками.
Для бесперебойной работы каната и увеличения его долговечности соотношение между диаметром канатоведущего шкива и диаметром каната должно быть не менее 30.
Несущими органами лесотранспортеров являются траверсы различных конструкций длиной 0,35…0,4 м, закрепленные на тяговом органа (рис. 11.2, в,и,к,н,л). Форма несущих органов и расстояние между
ними зависят от геометрических размеров и формы перемещаемого
груза. При продольной сортировке круглых лесоматериалов применяют седловидные или гладкие траверсы на скользящих опорах; для
наклонно работающих лесотранспортеров (например, при выгрузке из
воды) применяют траверсы с шипами. Траверсы на роликах используют очень редко из-за их большой массы и стоимости, а также трудностей в эксплуатации. Расстояние между ними должно быть несколько меньше половины длины самого короткого сортимента (принимается обычно 0,8…1,6 м); у цепных транспортеров оно должно быть
кратным двойному шагу звеньев.
П р и в о д н ы е у с т р о й с т в а служат для перемещения
тягового органа и груза. В состав привода входят электродвигатель, редуктор и приводящая звездочка или шкив (для канатов). В зависимости от конструкции применяемой цепи выбирают
приводную звездочку. Для длиннозвенных цепей из круглой стали
приводная звездочка 2 имеет зубья 1, отлитые с нею заодно, или
вставные зубья (рис. 11.3, а). Вставные зубья при поломке можно

278

быстро заменить и увеличить шаг зубьев в результате износа цепи
установкой подкладок 3 соответствующей толщины. Число зубьев
определяется от скорости цепи тягового усилия и принимается тем
больше, чем больше скорость и усилие.
Для пластинчатых цепей применяют приводные многогранные
звездочки без зубьев (рис. 11.3, б) [18, 50], а для комбинированных цепей
(из круглой и полосовой стали) звездочки с зубьями (рис. 11.3, д).

Рис. 11.3. Приводные и натяжные устройства: а – звездочка для цепи из
круглой стали; б – звездочка для пластинчатых цепей; в – канатоведущие шкивы с зажимными устройствами; г – канатоведущие шкивы с резиновой обкладкой; д – приводная звездочка для комбинированных цепей; натяжные устройства: е – винтовое; ж – грузовое; з – с приводом от ручной лебедки

279

Диаметр начальной окружности приводной звездочки зависит
от размеров цепи, числа зубьев на ее поверхности и может быть
определен по формуле:
2

2

 


 A   d 

 +
DН .О = 
90
90
 sin
  cos


z  
z  ,
где А – шаг цепи, мм;
d – диаметр звена цепи, мм;
z – число зубьев (или граней) звездочки.
Диаметр начальной окружности оборотной звездочки определяется в зависимости от диаметра звена цепи по соотношению:

DН .О = 20d .
Оборотные звездочки изготовляют цельными литыми или
сборными – из двух сболченных дисков. В практике одинаково часто применяются как те, так и другие конструкции звездочек.
Оборотная звездочка устанавливается на вал жестко с креплением шпонкой или свободно. Первый тип крепления обычно применяется в тех случаях, когда оборотная станция снабжается натяжным
приспособлением и вал вращается вместе с звездочкой. Второй тип,
когда оборотная станция не имеет натяжного приспособления.
Канатоведущие шкивы в канатных конвейерах имеют зажимные устройства (рис. 11.3, в) и резиновую обкладку (рис. 11.3, г).
Зажимное устройство (рис.11.3, в) состоит из попарно расположенных в пазах обода по всей окружности шкива кулачков 3, посаженных на оси 1. Своими хвостовиками кулачки опираются на
борта пазов. Под действием радиального давления каната 2 кулачки поворачиваются и зажимают канат. Раскрытие и удержание кулачков при сходе каната со шкива производится пружинами 5. Во
избежание выпадания кулачков из шкива в его нижнем положении

280

устанавливают накладки 4. Зажимы позволяют передавать значительные тяговые усилия, в то же время за счет поперечного сжатия канат быстро деформируется и выходит из строя.
Число кулачков по окружности звездочки, в зависимости от
шага скребков на тросе, может быть от четырех до пяти. Кулачки
могут быть сделаны заодно с корпусом или съемными, сменяемыми
по мере износа.
Диаметр начальной окружности звездочки определяется по формуле:
DН .О =

nt

 ,

где n – число кулачков на окружности звездочки;
t – шаг траверс на канате в мм.
Наилучшие условия эксплуатации каната создаются при установке на шкиве вместо зажимных кулачков резиновых обкладок (рис.
11.3, г). Резиновая обкладка 2 охватывает всю рабочую поверхность
обода шкива 4 и прикрепляется к нему при помощи накладки 1. Коэффициент сцепления тягового органа с резиновой обкладкой составляет,
по данным ЛТА им. С. М. Кирова, 0,8.. .0,85, при условии, если на ободе колеса будет одновременно находиться не менее одной траверсы 3,
которая вдавливается в прокладку и значительно увеличивает этот коэффициент.
Для сохранности канатов необходимо, чтобы диаметры начальных
окружностей ведущих и натяжных шкивов удовлетворяли условию:
DН .О  12 S P , мм,
где SР – расчетное усилие, растягивающее канат в кг.
Натяжные устройства обеспечивают нормальную работу тягового органа путем его натяжения до монтажной величины, необходимой для плавного хода и нормального зацепления с
ведущими звездочками и шкивами.

281

Для цепных лесотранспортеров применяют винтовые натяжные устройства (рис. 11.3, е). В этом случае концы оси направляющей звездочки 3 закрепляют в ползунах 1, которые при помощи
винтов 4 перемещаются в направляющих 2. Устройство простое и
компактное, но имеет малый ход и требует систематического
наблюдения, так как по мере износа звеньев цепи монтажное
натяжение снижается. Для канатных лесотранспортеров вместо
винтового натяжного устройства (рис. 11.3, е) применяют грузовые натяжные устройства (рис. 11.3, ж). При помощи груза 5 поддерживается постоянное монтажное натяжение в тяговом канате.
Такие устройства более громоздки, чем винтовые. Натяжное
устройство с приводом от ручной лебедки показано на рисунке 11.3,
з (привод может быть от электродвигателя).
На лесных складах применяют сортировочные транспортеры
различных типов в зависимости от условий и назначения: Б-22У, Б22-1А; ЦТ1, ТТС, а также автоматизированные Б-22-3; ЛT-151, ЛТ182, ЛТ-86, ЛТ86А. Длина одной секции лесотранспортера
120...150 м. Скорость движения тягового органа 0,5...1,4 м/с. Длина секции канатного транспортера типа ТТС 250...300 м, скорость
движения каната 0,6...0,7 м/с.
Лесонакопители
устанавливают
вдоль
сортировочного
транспортера как с одной стороны, так и с двух сторон. Они служат
для накопления рассортированных бревен в объеме, соответствующем грузоподъемности механизмов, применяемых на
штабелевке и погрузке в вагоны МПС или береговой сплотке.
Лесонакопители с неподвижными стойками (рис. 11.3, а) просты по конструкции, но допускают перекосы бревен, особенно в
нижней части (в начале наполнения), что вызывает дополнительные (чаще ручные) работы на их устранение.
Для выравнивания торцов бревен нередко устраивают две наклонные стенки, расположенные по бокам лесонакопителей в
верхней его части. Бревна при скатывании скользят своими забежавшими концами по наклонной стенке, происходит продольное
их смещение и выравнивание торцов.
Накопительно-формировочное устройство (рис. 11.4, б) [17, 49]
конструкции ЦНИИ Лесосплава представляет собой механизм,

282

выполненный в виде поперечного двухцепного транспортера. Каждая из тяговых цепей смонтирована на собственной ферме сварной
конструкции. Тяговые цепи приводятся от электродвигателей клиноременной передачей, червячным редуктором, цепной передачей
и приводным валом с жестко насаженными на нем ведущими звездочками.

Рис. 11.4. Лесонакопители: а – с неподвижными стойками:
1 – стойка лесонакопительная; 2 – покат; 3 – поперечина; 4 – березовая доска; 5 – продольный направляющий брус верхний; 6 – продольный направляющий брус нижний; 7 – пролеты между опорами; 8 – настил; 9 – железобетонные опоры; 10 – железобетонные фундаментные подушки; б – накопительно-формировочное устройство с передвижными стойками: 1 – винтовой рольганг; 2 – наклонные покаты; 3 – складывающиеся стойки; 4– двухцепной поперечный транспортер

283

Подвижные складывающиеся стойки сварной конструкции состоят из двух шарнирносоединенных между собой по высоте частей: основания и ходовой части. Расстояние между стойками равно 2,4 м, высота стоек 1,5 м. Конструкция стоек позволяет им свободно проходить под транспортером.
Бревна, сброшенные с лесотранспортера, попадают на два
винтовых ролика (винтовой рольганг), где выравниваются передними торцами по ограничительному щиту (установленному за роликами) и, одновременно смещаясь в поперечном направлении,
скатываются в емкость, образованную покатами и стойками. По
мере заполнения емкости стойки отодвигаются от покатов, емкость
увеличивается, бревна оседают, а длина поката сохраняет свою
небольшую величину, что устраняет перекосы бревен. После заполненная емкость отодвигается на величину 2,4 м, т.е. подается
вторая емкость, а из наполненной емкости пачка забирается краном
или транспортно-сплоточным агрегатом.
Лесотранспортеры. Лесотранспортеры ЛТ-86 (ЛТ-86А) с односторонней сброской бревен и ЛТ-182 с двухсторонней сброской
оснащены траверсами с гравитационно-сбрасывающими устройствами.
Автоматизированный сортировочный транспортер ЛТ-86 (ЛТ86А) с гравитационным сбрасывающим устройством имеет два
исполнения: первое (основное) со скоростью тягового органа 0,85 и
второе со скоростью 1,29 м/с.
Гравитационно-сбрасывающее устройство лесотранспортера ЛТ-86 (ЛТ-86А) (рис. 11.5) представляет собой седлообразную опору i, состоящую из подвижной 2 и неподвижной 6 частей.
Подвижная часть удерживается в транспортном положении защелкой 4, сидящей на оси 5. К эстакаде транспортера с противоположной стороны лесонакопителя крепятся ударные механизмы.
Как только бревно, лежащее на траверсе, подойдет к месту сброски, включается электромагнит 10 ударного механизма, который поворачивает коромысло 9. При этом штанга 8 ударяет по хвосто-

284

викам защелок опор, пока на них находится бревно. Подвижные
части опор выводятся из зацепления с защелками, в результате чего
подвижная часть 2 траверсы опрокидывается под действием силы
тяжести бревна относительно опоры 3. Бревно скатывается с лесотранспортера в лесонакопитель. Возврат защелок в исходное
положение происходит за счет пружины 7. Опрокинутые подвижные части опоры устанавливаются в исходное транспортное положение и входят в зацепление с защелками при помощи направляющих уголков. Гравитационные бревносбрасыватели подобного типа
могут обеспечивать двустороннюю сброску. Для этой цели обе части седлообразной опоры делают опрокидывающимися и оборудуют своими защелками, а ударные механизмы располагают по обеим
сторонам лесотранспортера. Управление сбрасывателями осуществляется управляющим устройством УУС-67А.

Рис. 11.5. Схема гравитационно-сбрасывающего устройства
лесотранспортера ЛТ-86

Размеры тягового органа сортировочного лесотранспортёра определяют
по величине его натяжения. Статические натяжения определяют методом обхода по замкнутому контуру тягового органа, который разбивается на участки, характеризующие однородность их нагружения. Границы участков нумеруют, начиная от точки сбегания тягового органа с ведущего звена привода (звёздочки или барабана) и
кончая точкой набегания на приводное звено. Усилие натяжения в
каждой точки ветви контура равно натяжению в предыдущей точке
плюс (или минус) величины сопротивления на участке от предыдущей точки до рассматриваемой.

285

11.2 Расчет усилий в тяговом органе
Для горизонтального лесотранспортёра с приводом в конце
груженой ветки натяжение в точке I является наименьшим и равным
монтажному Zм (рис. 11.6) [18, 50].

Рис. 11.6. Схема к расчету продольного лесотранспортёра: а – с приводом в конце груженой ветви; б – то же в начале груженой ветви

У транспортёров с зубчатыми или многогранными ведущими
звёздочками Zм должно обеспечивать спокойное прохождение цепи
по ведущей звёздочке и равный сход звеньев цепи с зубьев этой
звёздочки. Из опыта эксплуатации транспортёров Zм равно, примерно, 200 кг (2000 Н).
У цепных транспортёров с приводом в конце груженой ветви
(рисунок 11.6 а), будем иметь:
в точке II

Z2 = Z1 + mgL ,

где  - коэффициент трения скольжения траверс цепи лесотранспортёра по направляющим,  = 0,2…0,25; m – масса 1 м длины тягового органа, включая массу траверс, кг; g – ускорение свободного падения; L – длина участка лесотранспортёра между точками I и II, м.
Затем определяем число брёвен, находящихся на отдельных участках транспортёра с учётом коэффициента их заполнения ( = 0,6…0,8)

286

n=

ln 
lбр ,

где ln – длина соответствующего участка транспортёра, м;
lбр – средняя длина бревна.
Натяжение в точке III равно z2 плюс сопротивление на участке
II-III, равное сопротивлению от жесткости цепи Wж плюс сопротивление в подшипниках (цапфах) ведомой звёздочки Wц (Wж + Wц =
=0,08Zn-1) или
Z3 = Z2 + 0,08Z2 = 1,08 Z2 = 1,08 Zм +1,08 mgL .
m = mц +

mтр
l тр ,

где m – масса 1 погонного метра тягового органа; mц – масса 1
погонного метра цепи (каната), кг; mтр – масса траверсы, кг;
lтр – шаг между траверсами, м.
Натяжение в точке IV составит:
Z4 = Z3 + mgn + mgL .
Подставив вместо z2 его значение, получим:
Z 4 = Zнаб = 1,08 Zм + mgn + 2,08mgL .

(11.1)

где m - масса груза,
 - плотность древесины, равная 800…850 кГ/м3.
У горизонтального транспортёра с приводом, расположенным в
начале груженой ветви (рис. 11.6 б), натяжение Zм приложено в
точке 0 сбегающей ветви тягового устройства.
При этом будем иметь натяжение точке II
Z 2 = Zм + mgn + mgL .
в точке III
Z3 = Z2 + Wж + Wц = Z2 +0,08 Z2 = 1,08 Z2.
Натяжение в точке IV

287

Z4 = Zнаб = Z3 + mgL = 1,08 Z2 +mgL .
Z4 = 1,08 Zм + 1,08 mgn +2,08 mgL .
По сравнению с предыдущим случаем Z4 увеличилось на
0,08mgn; поэтому расположение привода в начале груженой ветви
тягового устройства менее выгодно, чем предыдущее, и реже встречается.
Рассмотрим схему продольного цепного лесотранспортера,
имеющего горизонтальный и наклонный участки (рис. 11.7).

Рис. 11.7. Схема к расчету продольного лесотранспортёра имеющего
горизонтальный и наклонный участки: а – схема лесотранспортёра имеющего горизонтальный и наклонный участки; б, в – к определению
добавочного динамического натяжения от приводной звездочки

288

Привод лесотранспортера расположен в конце груженой ветви, обозначения прежние. Наименьшее натяжение в цепи в точке
сбегания с ведущей звездочки (точка I), которое равно монтажному натяжению ZM: Z1 = ZM;
в точке II
Z2 = Z М + mgL2  ,
в точке III

Z3= Z2 + mgL(  cos  - sin  );

в точке IV
Z 4 =1,08 Z 3 ;
в точке V
Z5 = Z4 + mgL(  cos  + sin  )+ n1mg(  cos  + sin  ),
где n1 – число бревен, расположенных на участке IV- V.
Натяжение в точке VI
Z6 = Zнаб=Z5 + mgL2  + n2 mg  ,
где п2 — число бревен, расположенных на участке V-VI.
Подставив в данное уравнение значения Z5, преобразовав его,
пренебрегая малой величиной 0,08mgL sin  , получим
Zнаб = 2,08  mg (Lcos  +L2)+ mg[n1 (  cos  + sin  )+  n2]+1,08 ZM, (11.2)

Для лесотранспортеров с канатным тяговым органом соотношение между Zнаб и Zсб на ведущем (приводном) шкиве при условии
отсутствия проскальзывания каната по нему определяют по формуле Эйлера:
Zнаб = Zсбe  ,

(11.3)

где е - основание натуральных логарифмов;  - коэффициент
трения скольжения между тяговым органом и шкивом; для шкивов

289

с резиновой поверхностью  = 0,8...0,85; а' - угол обхвата шкива
канатом, рад.
Из формулы Эйлера (11.3) выразим Zсб:

Z наб
Zсб= е  .

(11.4)

Для горизонтального лесотранспортера Zнаб определяют по формуле (11.1). Подставив значение Zнаб в формулу (11.4), получим
Zсб =

2,08mg + m| gn
e   −1,08
| |

.

(11.5)

Введем коэффициент Кн надежности сцепления тягового
устройства со шкивом и получим
2,08mg + m| gn
Zсб = K1

e   −1,08
| |

.

(11.6)

Соответственно получим
(2,08mg + m| gn)e  

| |

Zнаб = K1

e   −1,08
| |

.

(11.7)

Величина К1= 1,25.
По величине Zнаб рассчитываем канат на прочность:

Z разр = KZнаб ,

(11.8)

где Zраз - разрывное усилие каната Н; К - запас прочности,
принимаемый для транспортеров равным 4...5.
По величине Zcб определяем величину монтажного натяжения ZM:
ZM = (2,1...2,2)Zc6.

(11.9)

В канатных сортировочных лесотранспортерах у шкивов с зажимными устройствами (рис. 11.3, в) соотношение между Zнаб и Zсб

290

следует определять также по формуле Эйлера, в которую вводят
соответствующий коэффициент  , учитывающий увеличение давления щек канатозахватом на канат по сравнению с радиальным
 
давлением последнего на канатозахваты, Z наб = Z сб  e
. Коэффи/

/

циент  зависит от соотношения плеч а и b кулачков, угла раствора

кулачков и угла трения  кулачков по опорной поверхности.
Коэффициент  определяют по формуле



=

a
(sin  − tg  cos) .
d

(11.10)

Подбором плеч a и b и угла раствора  можно достигнуть
больших значений  . Однако это повлечет за собой большое поперечное сжатие каната и его деформацию. Практически величина
 должна составлять 2,5...4.
Помимо рассмотренных статических нагрузок, на тяговый орган лесотранспортера действуют и динамические нагрузки, возникающие в период пуска, а в цепных лесотранспортерах еще и от
неравномерности движения цепи при огибании зубчатых или многогранных ведущих звездочек, при загрузке и разгрузке лесотранспортера. В период пуска лесотранспортера

Z дин1 = m// a ,
где

(11.11)

а - ускорение тягового органа в период разгона, м/с2;

m // - масса тягового органа (устройства) и лежащих на нем лесо//
материалов, кг; m = m/ n + 2mL .
Если допустить, что в период tc разгона движение тягового
органа лесотранспортера равномерно ускоренное, то к концу периода скорости установившегося движения v (м/с), можем написать, а= v/t.
//

Подставляя в выражение (11.11) значения m и а получим

291

v
Zдин1 = (m/ n + 2mL) .
t

(11.12)

Zдин2 можно определить по формуле:
Zдин 2 = 1,5m//l2 .

(11.13)

Формула (11.13) справедлива и для расчетов Zдин2 цепей,
имеющих шаг, равный длине грани звездочки. Для круглозвенных цепей, у которых зуб звездочки входит в соединение с цепью
через одно звено,
2
Z
= 6m //  ñð   l + d
äèí 2
(11.14)
2 ,
 z  4l
где l - шаг цепи, м; d - диаметр цепной круглой стали звена, м;
z - число зубьев звездочки.
При определении Zдин2 видим, что оно прямо пропорционально
величине движущихся масс, квадрату скорости движения и обратно пропорционально числу зубьев звездочки. Исследования показали, что величина Zдин2 уменьшается по мере удаления от ведущей
звездочки, так как увеличивается расход кинетической энергии на
упругое растяжение и сжатие цепи при движении с неравномерной
скоростью, на работу трения, преодоление инерционных усилий.
Поэтому в расчет нужно вводить не всю движущуюся массу, а
только часть ее, которая подвержена действию ускорения, называемую приведенной массой m1 и определяемую по формуле

m1 = (m2/ + cm)L ,

(11.15)

где m 2/ — масса лесоматериала на цепях, кг/м; L — длина лесотранспортера, измеряемая по осям концевых звездочек, м; с —
коэффициент приведения; для горизонтальных лесотранспортеров
при L < 25 м с = 2; при L = 25...60 м с = 1,5, при L > 60 м с = 1.

292

Величина приведенной массы для цепных лесотранспортеров равна:



1
m1 = m// 1 − 4
max

g
 e



,



(11.16)

где  - коэффициент трения скольжения траверс о направляющие.
При сброске бревен величина добавочного динамического
усилия Zдин.сбр , возникающего вследствие притормаживания бревна,
определяется из схемы действующих сил при сброске. При различных конструкциях сбрасывателей схема сил различна, поэтому для
каждого сбрасывателя необходимо находить свое значение Zдин.сбр .
Следует учитывать возможность одновременной сброски двух-трех
бревен (чаще происходит одновременная сброска двух бревен).
Так как Zдин1 действует в период пуска лесотранспортера, а

Zдин2 и Zдин.сбр при установившемся его движении (скорости) и совпадение во времени их действий вполне вероятно, то их следует
учитывать совместно. Поэтому наибольшее натяжение цепного лесотранспортера будет:
Zmax = Zнаб + Zдин1 или Zmax = Zнаб + Zдин 2 + Zдин.сбр .

(11.17)

По Zmax цепь рассчитывают на прочность с коэффициентом запаса (в зависимости от типа цепи).
Определение мощности привода лесотранспортера. Мощность привода лесотранспортера следует определять при установившемся движении с проверкой его на перегрузку в период пуска.
При установившемся движении тяговое усилие расходуется на преодоление суммы сопротивлений движению тягового органа. Монтажное натяжение Zм не оказывает непосредственного влияния на
величину тягового усилия; оно лишь увеличивает потери при оги-

293

бании тяговым органом ведущих и натяжных звездочек шкивов,
поэтому величина тягового усилия

ZТяг = Zнаб − Zсб +W ж/ +Wц/ ,
/
где W ж - сопротивление жесткости тягового органа при огиба-

нии ведущей звездочки; Wц/ - сопротивление в подшипниках вала
ведущей звездочки.
Wж/ +Wц/  0,05(Z наб + Zсб ) ,

(11.18)

Следовательно

ZТяг = 1,05Zнаб − 0,95Zсб .

(11.19)

Потребная мощность (кВт) двигателя лесотранспортера при
установившемся движении равна

N=

ZТягv
1000 ,

(11.20)

где  — КПД передачи. В период пуска
N=1,5N.
Сменную производительность (м3) продольных сортировочных лесотранспортеров определяют по формуле:
T1Q

Псм=

l

,

где Т – продолжительность смены, с;  – коэффициент использования рабочего времени (  =0,85...0,9); 1 – коэффициент
загрузки лесотранспортера (при гравитационных сбрасывателях

294

1 =0,85...0,9; при других видах сбрасывателей 1 = 0,8...0,85);
v – скорость движения тягового органа лесотранспортера, м/с;
Q – средний объем одного бревна, м3; l – средняя длина одного
бревна, м.
11.3 Значение и необходимость штабелёвки лесоматериалов
Штабелёвка готовой продукции на лесных складах необходима для создания запасов в связи с неравномерностью отгрузки, а
также для равномерной работы участков, поточных линий и отдельных цехов.
Штабелёвка является промежуточной операцией между сортировкой и отгрузкой неразделанных сортиментов; сортировкой и разделкой лесоматериалов в цехах; разделкой и отгрузкой разделанных
сортиментов (готовой продукции); выгрузкой и отгрузкой или разделкой при вывозке сортиментов.
В практике лесозаготовительных предприятий для круглых лесоматериалов длиной более 2 м применяют различные конструкции
штабелей: рядовой, плотно-рядовой, пачковый, плотный, пакетный из контейнеров, пакетный из пучков (рис. 11.8) [18].

Рис. 11.8. Конструкции штабелей: а – рядовой; б – пачковый; в – плотный; г – пакетный из контейнеров; д – пакетный из пучков: 1 – подкладка;
2, 3 – горизонтальные и вертикальные прокладки

295

11.4 Оборудование, применяемое для штабелёвки
и погрузки лесоматериалов
Для штабелёвки лесоматериалов и погрузки их в вагоны или
автомашины, или сброску на воду применяются различные средства
механизации (краны различных типов, стреловые установки, автопогрузчики, транспортёры).
Наиболее широко применяются консольно-козловые краны
ККС-10 и ККУ-10 грузоподъёмностью по 98,1 кН, башенные краны
БКСМ-14ПМ2 и КБ-572 грузоподъёмностью соответственно 49 кН
при вылете стрелы до 30 м, 98,1 кН при вылете стрелы до 25 м и 61,8
кН при вылете стрелы до 35 м.
Башенные краны БКСМ-14ПМ2 и КБ-572 состоят из полноповоротной стрелы с грузовой тележкой, поворотной части, противовеса, башни и портала, установленного на четырех двухкатковых
тележках, перемещающихся по подкрановым путям. На противовесной части расположена лебёдка привода крана и балласт, который
укладывают на портале крана. Стрела и противовесная консоль крана оттяжками крепится к поворотной головке. Подкрановые пути
обычно прокладываются на одной оси с отгрузочными путями. Грузовой подвижной состав МПС проходит внутри портала крана. Такое совмещение путей и погрузочного пути даёт возможность лучше
использовать территорию склада с обеих сторон путей.
Положительно зарекомендовал себя полноповоротный кран на пневматическом ходу марки К-161, а также автопогрузчики различного типа.
11.5 Расчет устойчивости крана
Если краном, установленным на аутригеры (рис. 11.9), груз
только поднимается (без подтаскивания), опрокидывающий момент,
создаваемый грузом Q, равен:
M опр = Q  B ,

где В – полный вылет стрелы, м.

(11.21)

296

Рис. 11.9. Расчетная схема устойчивости крана

Если краном производится не только подъём, но и подтаскивание груза, и натяжение в тросе Zрасч = Q, опрокидывающий момент будет равен:
M опр = Q  b ,

(11.22)

где b – расстояние от горизонтального каната до ребра, вокруг
которого стремится опрокинуться кран (по перпендикуляру к
грузоподъёмному канату).
Из рисунка видно, что
b = B  sin  + H  cos ,

где Н – высота стрелы, м;  – угол наклона грузоподъёмного троса.
Подставляя значения b в форму (2) получим:
Мопр = Q  (B  sin  + H  cos ) .

Чтобы установить, при каком значении  опрокидывающий
момент приобретает наибольшую величину, возьмем производную
по d:

297

dMопр
d

= Q  (B  cos + H  sin  ) = 0 .

Из этого выражения следует, что наибольшего значения Мопр
достигает при B  cos + H sin  = 0 , т.е. при условии, когда
 = arctg

В
H

, что имеет место при расположении грузоподъёмного

каната перпендикулярно линии, соединяющей вершину стрелы (точку А) с точкой опрокидывания крана (точка О1). Линия О1А в данном
случае является плечом b опрокидывающего момента и равна

b = H 2 + В2 .
Следовательно, наибольший опрокидывающий момент при
подтаскивании груза
M опр.макс = Q  H 2 + В 2 .

Удерживающий момент
M удерж = G1  d + G2  a + G3  c − Gc  e .
Коэффициент грузовой устойчивости крана составит:
k=

G1  d + G2  a + G3  c − Gc  e
Q H + В
2

2

 1,4 ,

где G1 – вес поворотной части крана, Н; G2 – вес неповоротной
части крана, Н; G3 – вес противовеса, Н; GС – вес стрелы, Н;
d, a, c, e – расстояния от ребра опрокидывания до центров тяжести
соответственно поворотной, неповоротной частей, противовеса и стрелы.

298

12. Круглопильные станки для продольной
распиловки древесины
12.1 Назначение и классификация станков
Круглопильные станки для продольной распиловки лесоматериалов широко применяют на нижних складах лесозаготовительных
предприятий. В результате продольной распиловки получают: пластины (сегменты), четвертины, двух-, трех- (лафеты) и четырехкантные (чистообрезные) брусья, обрезные бруски и необрезные
доски и шпалы, рейки, горбыли (рис. 12.1) [50].

Рис. 12.1. Основные виды продукции, получаемой при продольной
распиловке: а – пластина (сегмент); б – четвертина; в – двухкантный брус;
г – необрезная доска; д – трехкантный брус; е – четырехкантный чистообрезной брус; ж – брусок; з – обрезная доска; и – обрезная шпала; к – необрезная
шпала; л – рейка; м – горбыль

299

В зависимости от назначения распиловки, формы и размеров
обрабатываемых лесоматериалов и режима работы станки делятся на
две группы: периодического и непрерывного действия, а в зависимости от характера движения распиливаемого лесоматериала эти станки делятся на три основные группы (рис. 12.2).

Подача пилы на кряж или кряжа на пилу: → в рабочем направлении,  – в
обратном направлении. Поперечное перемещение пилы или кряжа: → в рабочем направлении,  – в обратном направлении.
Рис. 12.2. Классификация станков для продольной распиловки

Круглые пилы надежны в работе, допускают большие скорости подачи, обладают высокой производительностью, могут производить продольную распиловку верхней (рис. 12.3, а, б) и нижней
(рис. 12.3, в, г) частью пильного диска. При распиловке кряжей
диаметром более 60 см, кроме основной пилы, устанавливают дополнительную (рис. 12.3, д), лежащую в плоскости основной пилы с
ее перекрытием.

300

Рис. 12.3. Схемы пильных механизмов и варианты пиления на круглопильных
станках для продольной распиловки: а – с встречным пилением верхней половиной пилы; б – с попутным пилением верхней половиной пилы; в – с
встречным
пилением
нижней
половиной пилы;
г – сделятся
попутным
По способу
подачи
круглопильные
станки
на пилением
четыре
нижней
половиной
пилы;
д
–
с
двумя
пильными
дисками
группы:

По способу подачи круглопильные станки делятся на четыре группы:
1) станки с ручной подачей;
2) станки с механической подачей на тележке;
3) станки с цепной подачей;
4) станки с вальцевой подачей.
12.2 Элементы и узлы круглопильных станков
В круглопильных станках для продольной распиловки основными узлами являются пильный и подающий механизмы. Кроме того, станки периодического действия имеют зажимной механизм, механизм поперечного перемещения кряжа или пилы, поворотный и
центрирующий механизм. Автоматические станки с программным
управлением дополнительно к этому снабжены устройствами для
замера диаметров распиливаемого кряжа и для выбора программы
раскроя.
Пильный механизм состоит из пильного вала с установленными и
закрепленными на нем при помощи шайб одной, двумя и более круглыми пилами, диаметр которых может быть от 350 до 1500 мм, и элек-

301

тродвигателя. Для уменьшения диаметра применяемых пил, а, следовательно, и ширины пропила в настоящее время находят применение
двухвальные пильные механизмы (валы установлены друг над другом).
Такие пильные механизмы надежны в работе, производительны, так
как допускают высокие скорости резания (40…60 м/с). Для увеличения
срока службы между заточками зубья пил снабжают пластинками из
твердых сплавов или упрочняют режущие кромки зубьев.
В настоящее время применяются круглые пилы, имеющие зубчатый венец с прямой, ломаной и выпуклой спинкой зуба (рис. 12.4).

k = 30-35;
k = 35-40;
k = 65-75;

t=(12-18)s;
h=(0,45…0,5)t;
r=0,15t;

k =15-20 о;
k=45-60 о;
k=60-80 о;

k =15-20 ;
k = 45-60;
k = 60-80;
Рис. 12.4. Зубчатый венец круглых пил

У зубьев с ломаной и выпуклой спинкой при сохранении тех же
значений угла заострения  (а значит и прочности зубьев) величина
угла  сокращается, что приводит к уменьшению угла резания  в
результате чего потребляемая на пиление мощность уменьшается.
Толщина пилы выбирается аналогично пил станков для поперечной распиловки.

302

Подающий механизм. В станках периодического действия подача кряжа на пилу или пилы на распиливаемый кряж осуществляется при помощи тележки, получающей возвратно-поступательное
движение, при помощи механического или гидравлического привода
(рис. 12.5) [49].

Рис. 12.5. Подающий механизм – тележка с реверсивным движением,
которое выполняется ременной передачей: 1 – пильный вал; 2 – пила; 3 – канат; 4 – барабан; 5 и 6 – ремни; 7 – леникс (натяжной ролик); 8 – редуктор;
9 – распиливаемый кряж; 10 – тележка; 11 – рельсовый путь; 12 – рукоятка

Зажимной механизм служит для закрепления распиливаемого
кряжа на станках (рис. 12.6) [49, 50]. Кряжи могут зажиматься с боковой поверхности и с торцов. Зажим с боковой поверхности выполняется обычно при помощи двух крючьев, которые поднимаются и

303

опускаются вручную или цепями с приводом от электродвигателя
или с использованием гидро- или пневмоцилиндров.

Рис. 12.6. Схемы зажимных механизмов: а – боковой зажим крючьями с
механическим приводом; б – то же с гидроприводом; в – торцовый зажим с
гидроприводом; г – то же с механическим приводом

Недостатком таких зажимных механизмов является то, что при
каждом повороте распиливаемого кряжа зажимные крюки должны
подниматься, а затем вновь опускаться.
Механизмы, зажимающие распиливаемый кряж с торцов, лишены этих недостатков. Кряж зажимается в этом случае между двумя башмаками. Продольное перемещение одного из зажимных башмаков может осуществляться посредством гидроцилиндра или зубчатой рейки.
Поворотные механизмы [49, 50]. В процессе распиловки кряж
должен несколько раз поворачиваться на 90 вокруг своей оси.
При зажиме кряжа крючьями поворот его производится либо
вручную (что весьма трудоёмко), либо при помощи цепных или реечных кантователей, поворачивающих кряж при поднятых зажимных крючьях.

304

При зажиме кряжа с торцов один зажимной башмак свободно
насаживается на своей оси, второй посредством специального механизма принудительно поворачивается, поворачивая одновременно и
зажатый кряж. Поворотный механизм за один приём поворачивает
кряж на 90 (рис. 12.7).

Рис. 12.7. Схемы поворотных механизмов: а – цепной; б – сегментный;
в – с мальтийским крестом; г – с пространственным кулачком и гидроприводом

В этом случае механизм поворота оборудуется или четырехконечным мальтийским крестом или пространственным кулачком.
Механизм поперечного перемещения кряжа или пилы (рис. 12.8)
[50]. Поперечное перемещение кряжа или пилы служит для того, чтобы
совместить плоскость пилы с плоскостью очередного пропила; его производят перед каждым пропилом. Наиболее часто это перемещение по-

305

лучает распиливаемый кряж посредством зубчатой рейки с приводом от
электродвигателя за счет пневмо- и гидроцилиндров.

Рис. 12.8. Схемы механизмов поперечного перемещения: а – при помощи шестерни и рейки; б – при помощи гидроцилиндра; в – при помощи винта
и гайки; г – то же при помощи сельсинов; д – дистанционное управление при
помощи контактных пластин

Величина поперечного перемещения определяется оператором
по специальной линейке или циферблату, или устанавливается автоматически.

306

Механизм центрирования. На станках, снабженных торцовыми зажимами, кряж до зажатия обязательно центрируется, т.е. ось
кряжа любого диаметра выводится в определенное положение по
отношению к оси зажимов, только в этом случае зажимы устанавливаются в непропиливаемой зоне. Наиболее типичными центрирующими механизмами являются канатные и рычажные (рис. 12.9) [50].

Рис.12.9.
центрирования

Рычажный механизм

В автоматических установках, работающих с программным
управлением, центрирующее устройство используется одновременно
для замера диаметра кряжа.
Циркулярная технология была популярна в СССР еще в годы
Великой отечественной войны. В частности на шпалорезных станках, где применялись пилы диаметром до 1,5 метров. Производство
шпалы высокой точности не требовало, укладывались в 2-3 см, и это
считалось нормальным.

307

В настоящее время из Финляндии пришли циркулярные бревнопильные станки, типа Кара, Лаймет, Слайдтек, позволяющие выпускать пиломатериалы экспортного качества с точностью до 1-2
мм. В России начали производить прототипы: Магистраль СПР-1100
(рис. 12.10, а; табл. 12.1), ЦДС-1100 (рис. 12.10, б), и т.п. [21]

а

б

Рис. 12.10. Станок круглопильный: а - магистраль СПР-1100; б – ЦДС 11000
Таблица 12.1 - Техническая характеристика станка СПР-1100
Наименование параметра
Значение параметра
Размеры обрабатываемого бревна, мм:
- диаметр
100÷700
- длина
2000÷9000
Толщина получаемого пиломатериала, мм
16÷300
Диаметр пильного диска, мм
900÷1200
Скорость подачи бесступенчатая, м/мин
0÷96
3
Производительность по круглому лесу м /час
2÷3
Выход готового пиломатериала, %
до 70
Мощность главного электродвигателя, кВт
45
Габарит, мм
21 000х1960х1620
Масса, кг
2 500

Станок круглопильный Магистраль СПР-1100 (аналог
«Лаймет-120» Финляндия) предназначен для продольной распиловки
бревен и получения качественного пиломатериала с высокой точностью
размеров. Станок не требует сортировки бревен, не требует фундамента.
В базовый комплект поставки входит станок с электродвигателем
и эксгаустер опилок. Станок дополнительно может комплектоваться:

308

пильным диском, гидроподъемником бревна, гидравлическим манипулятором бревна для его кантования и базирования, окорочной фрезой, дополнительной верхней пилой, заточным устройством, позволяющим затачивать пильный диск не снимая его со станка. Все эти станки, как правило, используют пилы диаметром 900…1100 мм.
Ширина реза пилы толщиной 4…5,5 мм. При наличии хорошего
пилоправа используются и более тонкие пилы толщиной 3,6 и даже
3,2 мм. Рез индивидуальный, подсортировки диаметров не требует. Коэффициент выхода годного по обрезным пиломатериалам реально
52…56%. Если будете перепиливать горбыль на штакетник – 56…58%.
Циркулярная технология имеет самую высокую скорость резания: шестиметровое бревно режется за 8…14 секунд, доска отрезается за 4 секунды. Производительность достаточно высокая (до 15 кубометров за восьмичасовую смену). Позволяет работать при температуре до минус 30-ти градусов Цельсия.
Рекомендуется применять для создания производств малой и средней мощности в качестве базового элементы первого ряда. Используется
как для изготовления готового обрезного пиломатериала, так и для развала бревна на крупные куски с целью дальнейшей переработки на высокоэкономичных, ленточнопильных многопильных станках.
Наряду с традиционными круглопильными станками получают
распространение круглопильные станки с суппортами, расположенными в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, в которых
заложен принцип углового пиления.
Может быть сразу две (рис. 12.11, а) или три (рис. 12.11, б) пилы
установленных под углом 90 градусов друг к другу. Например, станки:
Гризли, Бобр-2000, ДП-1200. А так же станки с единственным поворотным пильным диском, например словацкие UH500 и UP700. Станок "Барс" имеет две независимые пилы установленные под углом 90
градусов. Станок "Барс" в отличие от импортных прототипов выполняет функции транспортировки пиломатериалов по цеху.
Станки данного класса имеют ряд неоспоримых преимуществ:
• могут пилить бревна диаметром более метра, имея К выхода
годного до 70%;

309

используют пилы с твердосплавными наконечниками
D=500…800 мм сравнительно невысокой стоимости;
• хорошо справляются с грязными бревнами, т.к. имеет твердосплавные наконечники. Требует заточки 1раз в сутки и реже;
• пилят доску радиального распила с хорошим К выхода годного по радиальным п/м – 0,5;
• имеют непревзойденную точность распиловки в 1 мм.
•

а

б

Рис. 12.11. Расположение пил в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: а – двух; б – трех пил
Рекомендуется применять для переработки толстомера и в
первую очередь для производства пиломатериалов радиального распила. В частности словацкие станки и российские "Барсы" очень хороши для радиальной распиловки лиственницы на заготовку для ламели.
Недавно появилась еще одна разновидность - горизонтальнопильных круглопильных станков (рис. 12.12), подтверждающих то,
что возможности циркулярной технологии далеко не исчерпаны.
Это станки с горизонтальным расположением двух пил в одной
плоскости. Представителями здесь являются словацкий станок KP58
и российский – Барс ДГ.
Преимущества:
• Станки достаточно мощные и могут обрабатывать бревна
диаметром до 60 см. При диаметре пил 500…800 мм, что очень неплохо. Работа на станке напоминает работу на горизонтальном лен-

310

точнопильном станке, бревно нужно кантовать для получения обрезного пиломатериала. Но разница в том, что нет необходимости
часто менять пилы, они работают не менее 24 часов без заточки.
• Производительность станка при использовании загрузчика и
кантователя бревен может достигать 15 и более кубометров за 8-ми
часовую смену.
• Обеспечивается хорошее качество поверхности и геометрия
пиломатериала.

Рис. 12.12. Схема с горизонтальным расположением двух пил в одной плоскости

Следует учесть, что это станок тупикового типа (не выполняет
функцию транспортировки пиломатериалов по цеху). Всю продукцию
необходимо снимать вручную, в том же месте где уложили бревно.
Рекомендуется применять для переработки пиловочника средней толщины на пиломатериалы смешанной распиловки экспортного
качества. Великолепно заменяет в первом ряду ленточные станки. Безусловный лидер среди циркулярных станков по выработке
необрезных пиломатериалов. Используя кантователь, с успехом может вырабатывать готовые обрезные пиломатериалы.
Это позволяет одновременно формировать толщину и ширину
выпиливаемых пиломатериалов, а также применять очень большое
количество вариантов раскроя бревен. При этом можно получать пиломатериалы как тангенциальной, так и радиальной распиловки.
Круглопильный станок ДП-1200 (рис. 12.13) предназначен
для продольной распиловки дисковыми пилами пиловочника
хвойных и лиственных пород без ограничения влажности на обрезные доски и брус.

311

Рис. 12.13. Круглопильный станок ДП-1200

Техническая характеристика круглопильного станка ДП-1200
приведена в таблице 12.2.
Таблица 12.2 – Техническая характеристика круглопильного станка ДП-1200
Наименование параметра
Производительность, м3/смену
- доска обрезная,
- брус сечением 170х220 мм
Наибольший диаметр распиливаемого бревна, см
Наименьший диаметр распиливаемого бревна, см
Наибольшая длина распиливаемого бревна (по заказу), м
Наименьшая длина распиливаемого бревна, м
Глубина пропила, не более:
- горизонтального, мм
- вертикального, мм
Скорость подачи, м/мин
Установленная мощность, кВт
Габаритные размеры (для бревна длиной 6 м), м
Масса, кг
Подключение к электросети, В

Значение
параметра
7…10
22
120
10
4,5/6,0/8,0
1,5
160…190
200…260
6…12
37
9,5х2,2х2,5
480
380

Широкое
распространение
получили
продольнораспиловочные станки GRIZZLY и Барс-1А (рис. 12.14).

312

Рис. 12.14. Станок Барс – 1А

Краткая техническая характеристика таких станков приведена в
таблице 12.3.
Таблица 12.3 – Краткая техническая характеристика станка
Параметры
Максимальная длина бревна, м
Максимальный диаметр бревна, см
Диаметр пильных дисков, мм:
- вертикального
- горизонтального
Установленная мощность, кВт
Максимальные размеры пиломатериалов, мм:
- толщина
- ширина
Масса, кг

GRIZZLY
6,3
100

«Барс-1А»
7,0
100

765
292
28

450…600
450…600
36

100
250
2700

-

Станок KARA F2000 Mobil (рис. 12.15) [29, 30] управляется одним человеком и сочетает в себе такие качества, как мобильность и
возможность производить пиломатериал экспортного качества.

313

Рис. 12.15. Станок KARA F2000 Mobil

Станок отличают:
- простая установка и разборка;
- удобная транспортировка;
- запатентованная кассетная конструкция торцевой секции на
стороне подачи;
- откидная приемная торцевая секция;
- регулируемые телескопические ножки;
- транспортные колеса, которые поднимаются в процессе подготовки оборудования к работе и тем самым обеспечивают быструю
и удобную установку станка.
По желанию заказчика станок может оснащаться гидравлическими поднимающимися колесами и гидравлическими опорными
ножками, устанавливаемыми в средней части станка и упрощающими монтажные работы.
Техническая характеристика станка KARA F2000 Mobil представлена в таблице 12.3.
Транспортные колеса можно не снимать при работе на станке. С
помощью регулируемых сверху телескопических ножек станок
устанавливается быстро в горизонтальное положение. Средняя часть
станка может быть оснащена также гидравлическими опорными
ножками (дополнительное оснащение) для облегчения монтажа
станка. Благодаря короткому каркасу станок проходит легко и в уз-

314

ких местах. Перевозная тяга, расположенная в конце подачи стола,
облегчает перевозку станка на новое место.
Таблица 12.3 – Техническая характеристика станка KARA F2000 Mobil
Параметры
Диаметр пильного диска, мм
Высота реза пильного диска, мм
Скорость подачи, м/мин (бесступенчатая)
Мощность электродвигателя, кВт
Частота оборотов
электродвигателя, мин-1
Размеры, м
Масса, кг

Значения
700 … 1100
385
0…125
37
1500
9,4 х 2,25 х 1,85
3300

Откидные торцы устанавливаются легко и быстро на свои места. Альтернативой торца подачи станка является запатентованная
кассетная торцевая секция, которая движется легко на роликах,
установленных в подшипники.
12.3 Конструктивные особенности круглопильных
шпалорезных станков. Расчёт производительности
Первые шпалорезные станки отечественного производства были изготовлены мастерскими Ленинградского технологического института им. Ленсовета в 1923 году. Они были громоздки, имели малую скорость резания и скорость подачи.
По мере развития отрасли совершенствовалась и конструкция
шпалорезных станков. В дальнейшем наибольшее распространение
получили шпалорезные станки ЦДТ-6-3 и ЦДТ-7.
Шпалорезный станок ЦДТ-6-3 предназначен для распиловки
кряжей длиной от 1,5 до 6,5 м и диаметром до 0,5 м на шпалы и
брусья с попутным получением горбылей и досок.
Механизм пиления станка состоит из пильного вала с пилой
диаметром 1,25 м и электродвигателя мощностью 55 кВт. Конструкцией станка предусматривается возможность установки навесной

315

пилы диаметром 0,63 м, что позволяет увеличить наибольшую высоту пропила до 0,74 м.
Тележка с механизмом зажима и поперечного перемещения
бревна передвигается по рельсовому пути при помощи индивидуального привода, включающего электродвигатель, редуктор и канат,
наматываемый на барабан. Скорость движения тележки в рабочем
направлении до 1,3 м/с, в обратном до 2 м/с. Производительность
около 10 м3/ч или около 50 штук шпал в час.
Автоматизированный круглопильный станок ЦДТ-7 предназначен для продольной распиловки брёвен длиной от 2 до 6,5 м и
диаметром до 0,8 м.
Пильный механизм станка состоит из нижней пилы диаметром
1,25 м и верхней 1 м. Пилы приводятся во вращение от электродвигателя, соответственно мощностью 55 и 30 кВт.
Брёвна подаются на тележке с приводом от гидродвигателя через
барабан и канат. Скорость рабочая от 0,2 до 1,3 м/с, холостая – 2 м/с.
Производительность 12 м3/ч.
Часовая производительность шпалорезного станка может быть
определена по формуле:
Пч =

3600  Q
Тц

,

где Q – объём распиливаемого бревна, м3;  - коэффициент использования рабочего времени смены (=0,7); Тц – время затрачиваемое на
распиловку одного кряжа, с.
Тц = Т1 + Тс + Т п + Тз + Тв + Тр + То + Тк ,
где Т1 – время на подачу очередного кряжа на тележку, с;
Тс– время на центрирование, с; Тп – время на поперечное перемещение суппорта, с;
Тп = nп  tп,
nп – число перемещение; tп – время одного перемещения
суппорта; Тз – время зажима и освобождения кряжа, с; Тв – время поворота кряжа;

316

Т в = n в  tв ;
nв – число поворотов; tв – время одного поворота на 90, с;
Тр – время на перемещение тележки с кряжем, с;
T = n  Lk + L0
p
p
Up ;
np – количество пропилов; Lk – длина кряжа, м; L0 – превышение хода тележки, м; Uр – средняя скорость подачи, м/сек;
То – время на перемещение тележки в обратном направлении, с;
Ò = n L k + L0
î
p
U0 ;
Тк – время на подачу команд и срабатывания механизмов, с.
12.4 Обрезные и ребровые станки
Обрезные станки предназначены для обрезки кромок у необрезанных досок, в результате чего получается обрезная доска и рейки.
Чаще всего применяются двухпильные обрезные станки (рис. 12.16, б)
[18, 49, 50], у которых одна пила, коренная, установлена неподвижно, а вторая имеет осевое перемещение. Подача доски осуществляется вальцами: тремя нижними и двумя верхними прижимными.
Станок ЦДТ-5А выпиливает доски шириной от 60 до 300 мм, с
пилами диаметром по 0,4 м, скорость подачи 1,3 и 2 м/с, мощность
двигателя 40 кВт.
Горбыльно ребровые станки (рис. 12.16, а) применяются для
глубокой переработки сырья и обеспечивают максимальный выход
деловой древесины при:
• переработки горбылей;
• переработки обрезков, остающихся после раскроя необрезной доски;
• в качестве делительного станка;
• в качестве станка 2-го ряда для распиловки 3-х кантного бруса
в обрезную доску.

317

Рис. 12.16. Схемы круглопильных станков для продольной распиловки:
а,б, – с вальцовой подачей; в – с подачей на тележке; г,д – с цепной подачей

Эти станки имеют одну дисковую пилу (рис. 12.17, таблица 12.4)
[21] и обеспечивает максимальный выход деловой древесины.

318

Подача горбыля на пилу осуществляется при помощи вертикальных вальцов. Толщина выпиливаемой доски регулируется штурвалом за счет перемещения вальцов, укрепленных на суппорте.

а

б

Рис. 12. 17. Горбыльно-ребровый станок
ГР-500: а – общий вид; б – схема раскроя

Таблица 12.4 – Основные параметры горбыльно-ребровых станоков
Наименование параметра
Марка станка
ГР-500
ГР-630
Диаметр дисковой пилы
500 мм.
630 мм.
MAX высота материала
150 мм.
240 мм.
Установленная мощность
12,1 кВт.
19,3 кВт.

12.5 Станки для выпиловки тарных дощечек
К этому типу станков относятся:
- брусующие станки (одновальные: СБ-800(4)М, СБР-800, CБР2П-1000, СБР-4П-710, СБР-4П-1000, БПК-1000, СБ4-70, СБ-25 и др.,
двухвальные: ЦБ320(К), TD-500 фирмы WALTER);
- многопильные делительные станки (одновальные: СМ1В-150
и др., двухвальные: СМ2В, ЦМР-4М, ЦМР-5 и др.).
Станок «СБ-25» (рис. 12.18, табл. 12.5) [21] предназначен для
получения бруса или лафета из тонкомера. На станке установлены

319

две дисковые пилы диаметром 560 мм. Установка ширины пропила
выполняется при помощи винтового механизма.

а

б

Рис. 12.18. Станок СБ-25: а – общий вид; б – схемы установки пил

Таблица 12.4 – Технические характеристики cтанка СБ-25
Наименование параметра
Значение параметора
Длина обрабатываемого бревна, мм
2000-6000
Диаметр обрабатываемого бревна, мм
100-265
Min и Max ширина получаемого бруса, мм
75 - 180
Диаметр пильных дисков, мм
500
Мощность привода электродвигателей, кВт
2x11
Напряжение, В
380
Ширина пропила, мм
6
Габариты (дл,ш,в), мм:
9000х1200х1400
Вес, кг:
850

Бревно устанавливается на уголке и неподвижно закрепляется торцевыми зажимами. После первого прохода бревно поворачивается на угол
90 градусов и снова фиксируется. Затем выполняется второй проход.
В базовой комплектации перемещение станка выполняется
вручную, но возможна и установка электропривода подачи.
Главные преимущества:
- простая и надежная конструкция увеличивает срок службы станка,
минимизируя расходы на ремонт и покупку нового оборудования;
- станок адаптирован к российскому климату и работает в
неотапливаемых помещениях при температуре до -30˚С;

320

- оптимальная стоимость, не требует привлечения большого количества денежных средств для закупки оборудования, и вкупе с высокой эффективностью позволяет обеспечить быстрый срок окупаемости.
Брусующий станок СБ4-70 (рис. 12.19) предназначен для переработки тонкомера и различных немерных остатков деревопереработки на деловой пиломатериал с целью повышения эфективности
производства. Брусующий станок может применятся на средних и
малых деревообрабатывающих предприятиях для получения пиломатериалов, в том числе бруска, бруса, обрезной и необрезной доски
из тонкомерного пиловочника и других крупных отходах деревообрабатывающего производства. В отличии от станков СБ-70 и СБ70М, брусующий станок СБ4-70 имеет 4 пильных диска, увеличенный запас мощности, что позволяет ускорить скорость распиловки, и
соответственно объем готовой продукции.

Рис. 12.19. Брусующий станок СБ4-70

Другим направлением уменьшения ширины пропила является
так называемая двухвальная технология.
Станок круглопильный брусующий модели ЦБ320(К) (рис. 12.20)
предназначен для продольной распиловки бревен диаметром до 320
мм на двухкантный брус, две необрезные доски и два минимальных
горбыля за один проход. Область применения: в лесопильных цехах

321

средней производительности как станок первого ряда в поточных
линиях и других деревообрабатывающих производствах.

а
б

в

Рис. 12.20. Станок круглопильный брусующий модели ЦБ320(К): а – общий вид; б – схемы установки пил; в – схема пропила

В круглопильных станках для распиловки бревен на первом
проходе применяются пилы толщиной 3,2 мм. Это позволяет распиливать бревна с вершинным диаметром примерно до 24 см.
Естественно, при распиловке бревен больших диаметров увеличивается диаметр, а, следовательно, и толщина круглых пил. При
этом ширина пропила достигает 6...7 мм и более. Для ее уменьшения
применяют двухвальную технологию, при которой пильный механизм состоит из двух валов: нижнего и верхнего с расположенными
на них в одной вертикальной плоскости нижних и верхних пил.
Таким образом, каждый рез производится двумя круглыми пилами меньших диаметров по сравнению с диаметром одной пилы, необходимой для обеспечения определенной высоты пропила (рис. 12.20, б).
Станок круглопильный многопильный СМ1В-150 предназначен
для распиловки двух - четырехкантных брусьев и досок толщиной до
150 мм, шириной до 1000 мм на обрезные доски, паркетные, столярные, тарные, строительные и другие заготовки. Расстояние между
крайними пилами 250 мм.

322

б

а

Рис. 12.21 Станок круглопильный мнгопильный СМ1В-150: а – общий вид;
б – схемы установки пил

Станок многопильный двухвальный СМ2В предназначены для
распиловки брусьев и досок толщиной до 240 мм, шириной до 750 мм
на обрезные доски, паркетные, столярные, тарные, строительные и другие заготовки. Расстояние между крайними пилами 580 мм. Могут работать в паре со станками СБ-36, Ц32, как технологическая линия.

а

б

Рис. 12.21 Станок круглопильный мнгопильный СМ2В: а – общий вид;
б – схемы установки пил

Прирезной многопильный станок ЦМР-5 предназначен для продольного раскроя брусьев на обрезные и не обрезные пиломатериалы.
В результате анализа устройства и эксплуатации отечественных
и зарубежных многопильных деревообрабатывающих станков была
принята конструкция станка с двумя пильными валами: нижним и
верхним. Пильные валы расположены консольно, что позволяет
быстро производить замены дисковых пил. Высокая точность пиль-

323

ного вала достигается применением радиально-упорных шарикоподшипников шестого класса точности. Конструкция пильного вала
позволяет устанавливать на нем до 10 дисковых пил диаметром 360
мм и расстоянием между крайними пилами 400 мм.

а

б

Рис. 12.22. Прирезной многопильный станок ЦМР-5: а – общий вид;

б – пильный механизм
Применение в станке 2-х пильных валов дает возможность распиливать брус толщиной до 200 мм пилами малого диаметра с высокой скоростью резания, что повышает качество получаемого на
станке пиломатериала. Конструкция станка предусматривает возможность распиловки заготовки толщиной до 100 мм одним верхним пильным валом. Это значительно снижает энергозатраты, экономит режущий инструмент. При пилении заготовок толщиной от
100 до 200 мм предусмотрено программное позицирование пильных
валов для равномерной загрузки двигателя привода.
На рис. 12.23 представлен круглопильный многопильный станок проходного типа с двухвальным механизмом DWK 700 немецкой фирмы «Эстерер ВД».
Бревнопильные круглопильные станки этого типа имеют верхний и нижний телескопические валы. На каждом из двух суппортов
быстро и бесступенчато производится позиционирование постава.
При этом используются горизонтальное перемещение суппортов и
вертикальное перемещение всех четырех пильных валов.

324

а

б

в
Рис. 12.23. Круглопильный многопильный станок DWK 700: а – общий
вид; б – схема постава пил; в – схема пиления и фрезерования

Процесс распиловки бревен возможен как в двухвальном исполнении, так и с применением только верхних или только нижних
пильных валов. С использованием этих конструктивных принципов
может производиться распиловка и двухкантных брусьев.
Это позволяет применять круглопильные станки подобного типа в процессе с рециркуляцией брусьев и гибкими поставами.

325

Максимальная высота прохода станка DWK 700 мм; ширина
прохода 70...660 мм; диаметр круглых пил 520/640 мм; высота пропила 48...250/370 мм; скорость подачи до 200 м/мин; перемещение
инструмента сервогидроприводом; масса около 24 т.
13

Лесопильные рамы и околорамное оборудование.
Ленточнопильные станки
13.1 Назначение и классификация

Лесопильные рамы являются многопильными станками. Они
предназначены для продольной распиловки бревен на доски и брусья,
а также брусьев на доски.
Лесопильные рамы делятся на вертикальные, применяемые для
массового распиливания хвойных и мягколиственных пород; горизонтальные для распиливания толстомерного сырья и твёрдолиственных ценных пород древесины.
Вертикальные лесопильные рамы выпускаются двух типов:
двухэтажные (рис. 13,1 б) [49, 50], высокопроизводительные (РД50-3, РД-75-7, РД-110-2М и др.); одноэтажные (рис. 13,1 а) (облегченные), менее производительные (Р65-4М, Р63-2, РТ-40, РК, РМ-50 и
др.).
По конструктивным признакам лесопильные рамы подразделяются:
- по числу шатунов – на одношатунные (РД-50-3, РД-75-7, РД110-2М и др.) и двухшатунные (Р65-4М, Р63-2, РТ-40, РК и др.);
- по ширине просвета (расстоянию между стойками пильной
рамки, определяющему наибольший диаметр бревна в комле, которые пройдёт через лесопильную раму) – на узкопросветную (с просветом до 500 мм), среднепросветные (с просветом от 500 до750 мм)
и широкопросветные (с просветом от 800 до 1100 мм);
- по типу подающего механизма – на лесорамы с толчковой и с
непрерывной подачей;
- по числу оборотов коренного вала – быстроходные и тихоходные;
- по расположению привода – на рамы с верхним приводом и с
нижним приводом;
- по стационарности – на стационарные и передвижные;
- по назначению – общего (РД-50-3, РД-75-7, РД-110-2М, Р654М, Р63-2 и др.) и специального назначения (тарные (РТ-40) и коротышовые (РК)); многопильные станки рамного типа РМ-50.

326

Рис. 13.1. Схемы вертикальных лесопильных рам: а – одноэтажная (двухшатунная); б – двухэтажная (одношатунная); 1 и 2 – впередирамные (подающие) тележки, 3 – нижние подающие вальцы, 4 – пилы, 5 – верхние подающие вальцы,
6 и 7 – позадирамные (приемные) тележки (рис. а) или 6 – направляющие ножи,
7 – роликовый стол (рис. б), 8 – шатун, 9 – пильная рамка

При определении максимальной толщины бревна, которое
можно распилить на раме, учитывается запасное расстояние между
комлем бревна и стойками с каждой стороны пильной рамы, которое
должно быть не менее 5 см.
При работе лесопильной рамы вразвал брёвна сразу распиливаются на необрезные доски требуемой толщины.
При работе с брусовкой бревна сначала распиливаются на
двухкантные брусья (с одновременным получением двух-четырех
подгорбыльных досок), а затем в следующую смену или на второй
лесопильной раме брусья разваливаются на доски.

327

14.2 Элементы и узлы лесопильных рам
Основными узлами лесопильных рам являются: механизм пиления (состоящий из пильной рамки с укрепленными в ней пилами
(рис. 13.2) [49, 50], приводящейся в действие от кривошипношатунного механизма) и механизма подачи (состоящего из нижних и
верхних подающих вальцов). Кроме того, лесопильные рамы снабжаются: для подачи брёвен – тележками, а для приёмки пиломатериалов тележками или рольгангом и направляющими ножами.

Рис. 13.2. Пильная рамка и ее элементы: 1 – палец; 2 и 8 – поперечины;
3 и 7 – ползуны; 4 и 6 – струбцины; 5 и 10 – стойки; 9 и 11 – прокладки (разлучки); 12 и 17 – нижние и верхние карабины; 13 и 16 – щеки; 14 и 15 – планки; 18 – эксцентрик; 19 – клинья

328

Механизм резания. Режущим инструментом в лесопильных рамах являются прямые пилы, совершающие возвратно-поступательные
движения. Длина рамных пил
Lп = Sп + dк + e,
где Sп – ход пильной рамки; dк – диаметр наибольшего бревна в
комле; e – запас равный 0,1…0,15 м.
Наиболее часто применяют рамные пилы длиной 1,25 и 1,6 м.
Ширина пил составляет Вп = (0,1…0,15) Lп, а толщина S = 2…2,5
мм. Зубья рамных пил имеют такую же форму, как и круглых пил
для продольной распиловки. У зубьев угол наклона к = 28, угол заострения к = 47 и угол резания к = 75, шаг зубьев t = (10…16)S, а
высота h = (0,7…0,9) t.
Зубья разводят или расплющивают. Величина развода с на сторону составляет: при пилении твёрдой древесины с = 0,4…0,5 мм, мягкой
с = 0,5…0,75 мм. Уширение расплющенного зуба равно 0,8…1,3 мм.
В пильной рамке устанавливается группа пил (до 16), расположенных одна от другой на определенном расстоянии. Такую группу
называют поставом. Пилы друг от друга отделены прокладками
(разлучками), весь постав стянут струбцинами. Толщина межпильных прокладок
b1 = m + у + 2с,
где m – номинальная толщина доски; у – припуск на усушку;
с – величина развода на сторону.
Крайние прокладки подбираются такой толщины, чтобы постав
пил был расположен симметрично относительно просвета пильной
рамки. Пиление в лесопильной раме происходит только при движении пильной рамки сверху вниз. Ход пильной рамки снизу вверх является холостым.

329

Мощность, необходимую для пиления лесопильной рамой
определяется по формуле
Np =

kbНUcp
,
p

(14.1)

где k – удельная работа резания, Дж/м3; b – ширина пропила
(одной пилой), м; Н – сумма высот пропила, м; Uср – средняя скорость подачи, м/с; р – КПД передач от двигателя к пилам.
В связи с тем, что в некоторых лесопильных рамах бревно подаётся не непрерывно, а толчками, принято учитывать не среднюю
скорость подачи Uср, а величину пути, проходимого бревном за два
хода пильной рамки (один оборот главного вала). Эту величину
называют посылкой, обозначают через  и замеряют в метрах на
один оборот.
Выражая среднюю скорость подачи (м/с) через посылку (м/об),
получим
Ucp =  : (2 ) .
Соответственно формула (13.1) принимает вид

Np =

kbН
2p .

(14.2)

Сумму высот пропилов определяют из выражения

Н = Н ср zп = a1dcp zп ,

(14.3)

где Нср = а1 dср – средняя высота пропила; а1 – коэффициент,
принимаемый при распиловке вразвал 0,74, с брусовкой – 0,6, при раз-

330

вале бруса 0,95…1,0; dср – средний диаметр бревна или высота бруса; zп – число пил в поставе.
Механизм подачи. Лесопильные рамы имеют непрерывную
или толчкову подачу. При непрерывной подаче бревно движется
непрерывно с постоянной скоростью подачи U. В рамах с толчковой
подачей бревно движется только во время рабочего либо только во
время холостого хода рамы. Чтобы при холостом ходе зубья не
надавливали на дно пропила, рамным пилам дается уклон i. Величину уклона, замеренную на длине хода пильной рамки, определяют
в зависимости от типа подачи и величины посылки; для лесопильных рам с толчковой подачей за рабочий ход i = a (уклон пил постоянный при любой посылке); для лесопильных рам с толчковой
подачей за холостой ход i =  + a; для лесопильных рам с непрерывной подачей i = 0,5 + a (а – постоянная величина, равная 2-4
мм).
Толчковая подача за рабочий ход имеет ряд существенных преимуществ: постоянную толщину стружки, независимость уклона пил
от величины посылки (благодаря чему можно менять , не останавливая раму), небольшой уклон и, следовательно, равномерное натяжение полотен пил, отсутствие трения спинок зубьев по дну пропила
при холостом ходе. При толчковой подаче за холостой ход уклон
пил является переменным, в связи с чем, перечисленные выше преимущества теряются. Основными недостатками толчковой подачи
являются большие инерционные усилия, действующие на бревно.
Поэтому на тихоходных лесопильных рамах (n  250 об/мин)
применяют обычно толчковую подачу за рабочий ход, а на быстроходных рамах (n  250 об/мин) – непрерывную подачу.
Наибольшее распространение на лесных складах получили
двухэтажные лесопильные рамы 2Р75. При небольшом объёме лесопиления – одноэтажные рамы Р65. Лёгкие лесопильные рамы РК
и РТ находят применение в тарных цехах лесных складов.

331

Основные технические данные лесопильных рам приведены в
таблице 13.1.
Таблица 13.1. Техническая характеристика лесопильных рам
Показатели
Просвет пильной
рамки, мм
Ход пильной рамки,
Длина распиливаемых брёвен, м
Величина подачи,
мм/об
Частота вращения
коленчатого вала,
Установленная мощность, кВт
Масса рамы, т

Марки лесопильных рам
одноэтажные
многоэтажные
Р65-4М Р63-4А РТ-40 РК-63- 2Р50-2 2Р75-2 РД110-2М
630
630
400
630
500
750
1100
400
3...7,5

400
3...7,5

250
400
0,8... 1...4
4
2...21 5...35

700
600
3...7,5 3...7,5

600
3...7,5

0...22

5...35

10...75 9...65

4...22

250

270

480

270

360

325

235

28

63,8

42

48,4

132.8

120,1

139,5

5,5

6,0

3,4

6,0

15,6

16,8

19,6

Станок многопильный рамный «Авангард-РМ-50-М3» (рис. 13.3, 13.4)
[44] это базовая модель новой серии многопильных станков рамного типа
РМ-50. Она создана как дальнейшее развитие хорошо известных станков
РМ-50-М2, в которые внесены следующие конструктивные изменения:
• изменена пильная рамка станка, в которую пилы вставляются
с помощью специального механизма кассетой, а не поштучно;
• скорость подачи сырья увеличена и плавно регулируется;
• нижние и верхние рябухи приводные, увеличено количество
верхних прижимных рябух и усилие прижима, подъем и опускание
верхних рябух осуществляется автоматически;
• введено устройство, предотвращающее возникновение «махры»
на нижней части лафета.

332

Рис. 13.3. Станок многопильный рамный «Авангард-РМ-50-М3»

Рис. 13.4. Сборка пильной кассеты и устройство, предотвращающее возникновение «махры» на нижней части лафета станока «Авангард-РМ-50-М3»

Техническая характеристика станка многопильного рамного
«Авангард-РМ-50-М3» приведена в таблице 13.2.
Таблица 13. 2 - Техническая характеристика станока «Авангард-РМ-50-М3»
Параметр

Значение

1 Тип распиливаемого материала и его максимальные размеры сечения, мм

Брус, ширина 450, высота 240

2 Длина исходного сырья, м

1,8 без дополнительного прижима

Максимальная количество пил в
пилосоставе, шт.
4 Тип привода подачи распиливаемого
материала
5 Количество приводных ребух, шт.
6 Количество прижимных пневмоцилиндров, шт.
7 Количество двойных ходов пильной рамки в
минуту
8 Монтаж пил в пильной рамке
9 Электродвигатель главного привода, кВт
10 Габариты станка без рольгангов, ДхШхВ, м
11 Длина рольгангов, м
12 Масса станка без рольгангов, т
2

19
электромеханический привод с
плавной регулировкой скорости
7
4
405
Кассетой
15 х 1000 об./мин
2,42/1,2/2,02
4+4
2,2

333

Производительность лесопильной рамы зависит от схемы
постава (числа пил в поставе), объема распиливаемых бревен и
определяется по формуле:

Ï

÷

=

601 2  n Váð
láð

,

где 1 – коэффициент использования рабочего времени;  2 – коэффициент загрузки лесопильной рамф (зависит от расстояния между торцами подаваемых в распиловку бревен): 2 ~ 0,9…0,95;
 – посылка на один оборот главного вала, м/об.; п – число оборотов главного вала в мин; Vбр – средний объем распиливаемых бревен, м3; láð – средняя длина распиливаемых бревен, м.
Величина посылки зависит от мощности двигателя пильного
механизма, числа пил в поставе, диаметра распиливаемых бревен,
прочности зубьев пилы, требований к качеству пропила и не должна
превышать для мягких пород 1,2 мм, для твердых 0,8 мм. Величину
посылки, исходя из мощности двигателя, числа пил в поставе и диаметра бревна можно определить по формуле:
=

где

60 1000 N ð ð
Kw  b   h  n ,

N p – мощность двигателя механизма резания, Вт;

 p – КПД механизма резания; K w – удельная работа резания, Дж/м3;
b – ширина пропила одной пилой, м;  h – сумма высот пропила, м;
n – число оборотов главного вала в минутах.
Сумма высот пропила опеределяется по формуле (14.3).
13.3 Околорамное оборудование
К околорамным механизмам перед лесорамой первого ряда
(брусующей) относятся: бревнотаски (БА-3, БА-4), сбрасыватели

334

(СБР-4-2, СБР-5), тележки для зажима и поддержания распиливаемых брёвен. Перед лесорамой второго ряда (развал бруса) устанавливаются рольганги с манипуляторами для центрирования бруса и
подачи его в лесопильную раму.
Для зажима, разворота, подачи бревна к лесопильной раме и
направления его в процессе распила применяется зажимная тележка,
на которой бревно устанавливается в необходимом положении, зажимается и направляется в раму, и поддерживающая тележка, которая служит опорой для второго торца бревна.
В одноэтажных лесопильных рамах имеются также позадирамные тележки, принимающие распиленное бревно и удерживающие
доски от разваливания. В двухэтажных рамах позадирамные тележки
не применяются. Бревно из рамы выходит на приёмный рольганг с
двумя направляющими ножами, которые при помощи винтов и рукояток устанавливаются в плоскостях крайних пил постава и удерживают выходящие из рамы пиломатериалы.
13.4 Ленточнопильные станки
Ленточнопильные станки применяются на лесных складах для
деления горбылей и толстых досок на тонкие дощечки, для распиловки брёвен на пиломатериалы, а также для выпиловки шпал. В соответствии с этим станки делятся на делительные и брёвнопильные.
В зависимости от назначения станки подразделяются на три группы:
1) для распиловки брёвен;
2) для ребрового распиливания брусьев, толстых досок, горбылей на тонкие дощечки или заготовки;
3) столярные, преимущественно для криволинейного распиливания по наружному контуру (рис. 13.5, г) [24, 25, 49, 50].
В зависимости от расположения приводных шкивов и ленточной пилы, они могут быть вертикальными и горизонтальными.
Режущим инструментом ленточнопильных станков является
бесконечно тонкое пильное полотно, надетое на вращающиеся шкивы.

335

Ленточнопильные станки бывают с вертикальным (рис. 13.5, а и б) и
горизонтальным (рис. 13.5, в) расположением шкивов и лент.
К преимуществам этих станков относятся непрерывность поступательного движения пильной ленты с высокой скоростью резания
(30…50 м/с) и незначительная ширина пропила (1,2…2,6 мм), что при
высокой производительности обеспечивает малые потери древесины.

Рис. 13.5. Ленточнопильные станки: а и б – вертикальные, одно- и двухпильные: 1 – натяжной шкив, 2 – пильная лента, 3 – распиливаемое бревно,
5 – приводной шкив, 6 – груз натяжного устройства, в – горизонтальные;
г – столярные

Ведущий и холостой шкивы ленточнопильных станков имеют одинаковый диаметр: для делительных станков 1,25…1,5 м, для брёвнопильных – 1,5…2,4 м. Нижний (ведущий) шкив делают тяжелым и он выпол-

336

няет роль маховика, а верхний (холостой) – лёгким. Верхний шкив используют для монтажного натяжения пильной ленты, автоматическое
натяжение которой осуществляется при помощи груза или пружины.
Для устойчивости пильного полотна во время работы служат
верхние и нижние боковые ограничители (изготавливаемые из антифрикционного материала) и задний ограничительный ролик. Нижний шкив от грязи и опилок очищается щёткой.
Подачу распиливаемого материала на пилу осуществляют при помощи непрерывно вращающихся вертикальных вальцов (так же как у
круглопильных ребровых станков) или посредством тележки, совершающей возвратно-поступательное движение (как у шпалорезных станков).
Ленточнопильные станки производят обычную продольную распиловку, при которой скорость подачи направлена вдоль волокон древесины, а скорость резания перпендикулярна им; при этом наиболее
активной является короткая кромка зубьев, производящая резание в
торец и формирующая дно пропила. Стружка, получающаяся при пилении, разваливается на мелкие частицы, превращаясь в опилки.
Пиление ленточными пилами вдоль волокон древесины, разработанное в ЦНИИМЭ, один из прогрессивных способов продольной
распиловки. Полотно ленточной пилы непрерывно движется в горизонтальном направлении со скоростью резания V, а распиливаемый
кряж, закрепленный торцовыми зажимами, надвигается на пилу снизу вверх со скоростью подачи U. При этом подача направлена перпендикулярно волокнам древесины, а скорость резания параллельна
волокнам. Короткие и боковые кромки зубьев осуществляют продольное резание и ни одна из кромок резания в торец не производит.
Это вид по сравнению с обычными методами продольной распиловки приводит к существенному снижению энергозатрат на резание,
так как продольное резание (при прочих равных условиях) требует
приблизительно в 3 раза меньших усилий, чем резание в торец.
При пилении вдоль волокон вместо опилок получается гибкая
стружка, являющаяся хорошим сырьём для выработки целлюлозы, а

337

также может быть использована для упаковки стеклотары или длz
изготовления цементно-стружечных плит.
В настоящее время отечественными и зарубежными фирмами
выпускаются высокопроизводительные стационарные и передвижные ленточнопильные станки.
Так завод «Красный металлист» (г. Ставрополь) предлагает работникам лесной отрасли станки ЛГ-47 и ЛГ-99 с высотой пропила
соответственно 450 и 600 мм.
Станок ЛГ-99 (рис. 13.6) предназначен для индивидуальной
продольной распиловки бревен с целью получения пилопродукции в
виде брусьев, досок (обрезных и необрезных), брусков. Ширина
пильной ленты на станке равна 100 мм при скорости 30 м/с. Диаметр
распиливаемого бревна при брусово-развальном раскрое в пределах
0,1…1,0 м, а при распиловки круглых лесоматериалов 1,2 м, при
длине распиливаемых бревен 1,5…6,5 м. Частота вращения шкивов
механизма резания 640 об/мин, установочная мощность 25,7 кВт,
масса станка 4000 кг.

Рис. 13.6. Ленточнопильные станки ЛГ-99

Завод «Сыктывкармаш» выпускает ленточнопильные станки
СЛ-300 для продольной распиловки 3-хкантного бруса на доски. Ста-

338

нок оснащен пильным полотном длиной 3,5 м, шириной 30…32 мм,
толщиной 0,8…1,0 мм и скоростью резания до 15 м/мин. Приводной
двигатель мощностью 18 кВт обеспечивает производительность при
обслуживании станка двумя рабочими при распиловке в развал бруса
150х100 мм и длиной 6 м на доски 25 мм не менее 3 м3/ч.
ЭАО «Экодревпром» (Санкт-Петербург) в настоящее время
выпускает ленточнопильный станок ЛГУ-1000, предназначенный
для продольной распиловки бревен и брусьев на пиломатериалы.
Станок ЛГУ-100 имеет ленточную пилу длиной 6,65...6,85 м, шириной 80…125 мм, толщиной 0,9…1,1 мм и скорость резания 40 м/с
при общей установочной мощности 30,6 кВт. Станок распиливает
бревна диаметром 0,1…0,8 м при их длине 2,0…6,5 м. Скорость подачи составляет 2…40 м/мин, масса станка 6020 кг.
ЗАО «Можайское экспериментально-механическое предприятие» совместно с одной из канадских фирм выпускает новейшую
модификацию ленточнопильного станка для распиловки бревен на
пиломатериалы ПЛР-1. Диаметр шкивов 1200 мм, ширина ленточной пилы 100…125 мм.
Станок поставляется в комплекте с гидравлическими механизмами центрирования, зажима, поворота, подъема и установки бревен
на роликовом конвейере стола, который состоит из двух секций длиной 5800 и 3000 мм. Возможно удлинение стола путем добавления
третьей секции. Производительность станка при пилении досок
толщиной 25 мм из пиловочника диаметром 0,3 м и выше – до 6 м3/ч.
Станок распиливает бревна диаметром 0,1…0,9 м и длиной
2…9,5 м, установочная мощность 53 кВт, в т. ч. главного привода
ленточной пилы 45 кВт. Скорость подачи каретки (пиления) находится в пределах 0…45 м/мин. Станок имеет длину 9,8 м, ширину
3,5 м, высоту 2,9 м и массу 4580 кг.
Ленточнопильный комплекс «Гравитон КЛГ-0,5» предназначен для распиловки бревен из любых пород на брусья, доски,
рейки, шпон. Распиловка производится в горизонтальной плоскости
перемещением по направляющим ленточной пилы при неподвижном

339

расположении обрабатываемого бревна. Комплекс не требует специального фундамента и устанавливается в течение 1,5…2 часов.
Комплекс снабжен ленточной пилой длиной 4,02 м, шириной
32…35 мм, толщиной 0,8…1,1 мм и скоростью резания 27 м/с, при
скорости подачи 0…20 м/мин. Диаметр обрабатываемых бревен на
станке не превышает 0,82 м при диаметре пильных шкивов 0,512 м.
Мощность двигателя станка 7,5 кВт, масса 650 кг. Производительность 5…8 м3/см.
Станок MG-6200 (Беларусь) предназначен для распиловки
бревен и бруса длиной до 6,5 м и диаметром до 0,63 м. Выход готовой продукции на станке на 30% выше, чем у обычной лесорамы и
на 60% уменьшается объем опилок.
Распиловка на станке «MG-6200» (рис. 13.7) производится путем перемещения пильного устройства вручную (тележка с пильной
рамкой) по рельсам вдоль жестко закрепленного специальными захватами бревна, бруса. Режущим органом станка является лента
длиной 4,25 м, шириной 20…35 мм и толщиной 0,8…1,1 мм, привод
которой осуществляется от электродвигателя мощностью 7,5 кВт.

Рис. 13.7. Ленточнопильные
станки MG-6200

340

Установка размера пропила на станке производится спецмеханизмом с приводом от электродвигателя мощностью 1,1 кВт.
Производительность станка при скорости подачи (ручная) –
6…12 м/мин составляет 4…8 м3 в смену. Масса станка 650 кг,
точность обработки 0,2…0,8 мм на 6 погонных метров.
Оригинальная конструкция ленточнопильного станка предложена фирмой «Хускварна» (Швеция), приводом которой является
двигатель мощностью 5,2 кВт от бензомоторной пилы этой же фирмы. Ленточная пила имеет длину 3,75 м, ширину 35 мм и толщину
0,8 мм. Масса штатива станка без пильного аппарата 72 кг и трёхметровый секции 45 кг.
Аналогичная конструкция передвижного ленточнопильного
станка с приводом от двигателя бензомоторной пилы предлагает и
фирма «Штиль» (Германия), которая может транспортироваться одним лицом и устанавливается непосредственно на лесосеке.
Обслуживается станок одним или двумя рабочими в зависимости от исполнения.
14 Станки и оборудование для переработки
низкокачественной древесины
14.1 Ресурсы низкокачественной древесины и отходов
в лесозаготовительной отрасли
Объёмы низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок во многом зависят от состояния лесов, интенсивности и методов
эксплуатации. На долю стволовой древесины, являющейся главным
объектом лесоэксплуатации, приходится 70% общей массы дерева;
кора составляет около 9%, сучья – 8%, пни и корни – 13%.
Общий годовой объём лесозаготовок в стране составлял около
400 млн. м3. Если учитывать всю биологическую массу дерева, эта
цифра возрастает до 600 млн. м3. Таким образом, биологические отходы составляют около 200 млн. м3 (стволовая часть 20 млн. м3, крона и пни – 78, кора – 54, сучья – 48 млн. м3).

341

Полное использование всех биологических отходов (корней,
пней, сучьев) нецелесообразно, так как часть их идёт на образование
зольных веществ для удобрения почвы. Но большая часть этих отходов может и должна стать в ближайшее время экологически доступной для применения в народном хозяйстве.
Одним из важнейших путей получения дополнительного количества древесного сырья без ввода новых производственных мощностей по лесозаготовкам является использование отходов, получающихся в процессе заготовки древесины и её обработки на нижних
складах предприятий.
Лесосечные отходы составляют значительную часть от объёма
заготавливаемой древесины (14…15%). При вывозке деревьев на
нижний склад поступает примерно 7...10% вершин и сучьев, так как
остальная часть теряется при валке, трелёвке, погрузке и вывозке.
Лесосечные отходы могут быть использованы для получения технологической щепы.
К отходам, получающимся при раскряжевке хлыстов, относятся
откомлёвка, тонкомерные вершины, козырьки и опилки, составляющие 2,5…3% от общего объёма перерабатываемой древесины. Кусковые отходы 1,5…2% от общего объёма могут быть использованы
для получения технологической щепы, а остальные – как топливо.
Значительное количество отходов получается при последующей обработке и переработки древесины (табл. 14.1).
Таблица 14.1. Отходы при переработке древесины
Вид производства

Всего,
%

Шпалопиление
Лесопиление
Производств
тарной
дощечки

22,5
23,0
50,2

Значение по видам отходов, %
горбыль
прочие
опилки
кусковые
отходы
13,0
0,5
9,0
10,3
0,7
12,0
25,2

10,0

15,0

Безвозвратные
потери
4,0
6,0
6,0

342

В фанерном производстве отходы составляют 55%, а при производстве катушек и карандашей почти 95% от объёма перерабатываемого сырья.
Под низкокачественной древесиной следует понимать различные круглые и колотые материалы, которые по своим качественным
показателям или размерам не соответствуют стандартам и техническим условиям на деловую древесины. Такие лесоматериалы обычно
относят к низшей товарной категории – дровам.
Количество дров (низкокачественной древесины), поступивших
на нижние склады предприятий лесной отрасли, зависит от породного и возрастного состава лесосечного фонда и колеблется в среднем
от 20 до 40%. Выход дров в хвойных насаждениях находится в пределах 12…20%, в лиственных – 45…70%.
Технологические дрова могут быть использованы как сырьё
для производства колотых балансов, технологической щепы, тарной
дощечки и упаковочной стружки. Топливные дрова используются
как топливо, часть из них оставляется по месту их заготовки на удовлетворение собственных нужд.
14.2 Назначение и типы дровокольных станков
Россия – страна с обширными лесными массивами, поэтому и
сейчас дрова, как вид топлива, не утратили свою актуальность. В
частном секторе их используют для печного отопления домов и
бань. Во многих частных домах и коттеджах есть камины, в которых
в качестве топлива используют все те же дрова.
Не удивительно, что в век всеобщей индустриализации появился способ механизировать процесс колки дров. Для этого существуют практичные и удобные дровокольные станки. Дровокольные
станки позволят решить проблему с дровами, как в частном хозяйстве, так и на предприятии.
Дровокольный станок делятся:
- по типу механизма надвигания на: механические и гдравлические;

343

- по виду выполняемых операций на: дровокольные и дровокольнораспиловочные;
- по стационарности на: стационарные и передвижные;
- по типу привода на: станки с электроприводом, с приводом от
двигателей внутреннего сгорания и с приводом от вала отбора мощности трактора.
Механические колуны предназначены для раскалывания чураков
низкокачественной древесины длиной до 1,25 м, из которых получают колотые дрова, балансы и технологическое сырьё [17, 18, 49, 50].
Дрова раскалывают на две части (при диаметре от 15 до 25 см),
на четыре части (при диаметре от 26 до 40 см) или на большее число
частей (при диаметре свыше 40 см). Коротьё, предназначенное для
выработки колотых балансов, раскалывают сначала на четыре или
шесть частей, а затем из каждого полена выкалывают сердцевидную
гниль и производят окорку.
Для раскалывания используют механические колуны. Внедрение клина в древесину производится перемещением клина или раскалываемого полена. Клин внедряется в полено с торца, перемещаясь вдоль его волокон. В колунах с подвижным клином последний
может совершать возвратно-поступательное движение от кривошипно-шатунного механизма (рис.14.1).

Рис. 14.1. Схема механического колуна с подачей
от кривошипно-шатунного механизма

В механических колунах с неподвижным клином полено
надвигается на клин упором, совершающим возвратнопоступательное движение при помощи гидроцилиндра (рис. 14.2 а),
такие колуны называются гидравлическими. Полено может надвигаться на клин также при помощи непрерывно движущиейся цепи
(рис. 14.2 б) [49] . Колуны этого типа называются цепными.

344

а

б

Рис. 14.2. Схема дровокольного станка; а – нидравлческого; б – цепного

Клин может быть с постоянным углом заострения (рис. 14.3 а)
 = 0,5…1,0 рад и переменным (рисунок 15.3 б) 1 = 0,1…0,25 рад,
2 = 0,5…1,0 рад.

а

б

Рис. 14.3. Углы заострения клина: а – постоянный; б – переменный

Клин с переменным углом раскалывает чурак с меньшей силой,
чем клин с постоянным углом.
Для раскалывания чурака на четыре и шесть частей применяют
крестообразный (рис. 14.4 а) и звёздчатый клин (рис. 14.4 б).
Крестообразные клинья могут быть симметричные (рис. 14.4 б)
и несимметричные (рис. 14.4 а) в этом случае один из клиньев делают односторонним.
Конструкция механических колунов. Для раскалывания круглых поленьев на лесных складах в основном применяют цепные и
гидравлические колуны; для выработки колотых балансов - комбинированные станки, совмещающие фрезерный механизм для окорки
и нож для выколки гнили с колотых поленьев.
Цепной колун КЦ-7 имеет электродвигатель мощностью 10 кВт,
который приводит в действие бесконечную пластинчатую цепь с
упорами, движущуюся со скоростью 0,5…0,6 м/с; расстояние между
упорами 2,5 м. Колун снабжен маховиком. Клин укреплен неподвижно и имеет переменный угол заострения - начальный 20°, переходящий затем в 30°. Поленья упорами цепи надвигаются на клин и

345

раскалываются на две части. Чтобы полено не могло смещаться
вверх, лезвие клина имеет наклон 75…80° к горизонту. Цепные колуны такого типа предназначены для раскалывания поленьев длиной
до 1,25 м и диаметром до 0,6 м. Средняя расчетная производительность колуна 12…18 м3/ч.

б
в
а
Рис. 14.4. Форма клиньев: а, б – крестообразный клин для раскалывания на четыре
части, в – звездчатый клин для раскалывания на шесть частей

Гидравлический колун ЛО-46 (рис. 14.5) может раскалывать поленья длиной 1,25 м и диаметром до 1 м за один ход толкателя на две,
четыре или шесть частей в зависимости от диаметра полена.

Рис. 14.5. Гидравлический колун ЛО-46

Колун включает в себя раму 1, лоток 2, толкатель 3, направляющую толкателя 4, блок клиньев 5, силовой гидроцилиндр 6, усилитель
7, маслонасос 8, электродвигатель привода маслонасоса 9, маслобак 10,
гидроцилиндр подъема клиньев 11, верхний корпус клиньев 12, нижний

346

корпус клиньев 13. Гидроусилитель 7 применен на станке для создания
больших усилий, необходимых при раскалывании крупномерных чураков. Нижний корпус клиньев 13, в виде ножевой крестовины, служит
для раскалывания чураков на две или четыре части. Верхний корпус 12,
имеющий звездообразную форму, позволяет раскалывать крупномерные чураки за один прием на шесть частей.
Оба корпуса клиньев перемещаются в вертикальной плоскости
по специальной направляющей гидроцилиндром 11. Установку клиньев
относительно центра раскалываемых чураков производит станочник.
Максимальное усилие на толкателе (при включении усилителя)
достигает 300 кН. Мощность электродвигателя, приводящего в действие гидросистему колуна, равна 17 кВт. Средняя продолжительность
цикла раскалывания одного полена составляет около 10 с. Средняя расчетная часовая производительность колуна около 13 м3/ч.
Находят применение станки марки СДДП (рис. 14.6) [10, 11],
простые в эксплуатации и техническом обслуживании. Эти станки
используется не только для колки дров, но и для совместно с распиловкой бревна на кряжи и последующей расколкой этого бревна различных пород древесины.

347

Рис. 14.6. Дровокольный станок (СДДП-08, 09): 1 – рама; 2 – электродвигатель; 3 – гдронасос; 4 – гдроцилиндр; 5 – клин; 6 – лоток

Технические характеристики гидравлического колуна СДДП
приведена в таблице 14.2.
Таблица 14.2 – Технические характеристики гидравлического колуна СДДП
Марка станка

Параметры

СДДП-08.5 СДДП-08.7 СДДП-08.10

Диаметр кряжей (maх), мм
Длина кряжей (maх), мм
Усилие, кН
Потребляемая мощность, кВт
Масса, кг

600
500
12,5
7,5…11

600
600
700
1000
12,5
12,5
7,5…11
11…15
От 300 до 500

Дровокольно распиловочная линия (рис. 14.7) предназначена для
распилки и раскалывания древесины разных размеров и диаметра.
Линия имеет дисковую пилу 800 мм, суммарная мощность эл.
двигателя 18,5 кВт, давление на полено при раскалывании 10 кН, в
комплекте поставляется рольганг длинной 6 метров.

Рис. 12.7. Дровокольно распиловочная линия Дрл-300/650

348

Дровоколы производятся как с приводом от электродвигателя
380В, так и с приводом от трактора или бензинового мотора, как
стационарные, так и мобильные, с установкой на шасси.
Гидравлический колун JAPA 110 (рис. 14.8) [12] предназначен
для расколки поленьев на дрова. Имеет регулировку высоты ножа.
Мощность гидроцилиндра 5,6 кН.
Гидравлический колун выполняет только одну операцию – раскалывает деревянные паленья на дрова. В стандартной комплектации станок раскалывает палено на 2/4 части, в качестве опции можно
установить делительный нож на 5 или 6 частей. Максимальный диаметр раскола полена до 50 см, максимальная длина полена до 110 см.
Управление колкой производится механическим рычагом, который
приводит гидроцилиндр в действие.

Рис. 14.8. Гидравлический колун JAPA 110

Колун для дров предназначен для быстрого раскалывания чурака на 4 или две части. Чурак помещается в гидравлический цилиндр и раскалывается крестовидным лезвием. Максимальная длина
полена – 60 см, диаметр – 40 см. Дровокол имеет две рабочие скорости. Производительность колуна 40 чураков за минуту, чего не возможно достичь ручной работой. Чтобы цилиндр толкнул чурак на
лезвие, нужно нажать два рычага одновременно. Длина рабочего хода цилиндра регулируется, обратный ход автоматический.

349

Рис. 14.9. Колун для дров

Гидравлические дровоколы предназначены для заготовки дров
как для личного пользования, так и для коммерческой деятельности.
Заготовка дров, это всесезонный бизнес. Дровоколы отличаются высокой мощностью, надежностью в работе и производительностью. За восьмичасовую смену один станок может произвести до 30
кубометров готовых дров.
14.3 Станки для выработки колотых балансов
и производства древесной стружки
Станок для выработки колотых балансов Н-10 (рис. 14.10)
[49]. Выколка гнили из поленьев с секторной формой поперечного
сечения производится кольцевым ножом, который при помощи
штурвала может перемещаться в вертикальном направлении в зависимости от расположения гнили в полене. Окорка поленьев осуществляется фрезой, имеющей шесть ножей вогнутого профиля, и
приводимой во вращение электродвигателем мощностью 17 кВт.
Поленья подаются на нож и фрезу двухцепным транспортером, скорость подачи 0,4 м/с, мощность двигателя 7,5 кВт. Производительность станка составляет 4…6 м3/ч (по сырью).

350

Рис. 14.10. Кинематическая схема балансо-вырабатывающего станка Н-10

Древесностружечные станки используются для изготовления
древесной стружки из отходов (обрезков, чураков, крупных горбылей).
Основным станком для этих целей служит станок СД-3. Он имеет
горизонтальное расположение ножевой плиты, движущейся возвратно-поступательно.
В ножевой плите имеются два строгальных ножа и две коробки
с набором делительных ножей, благодаря которым древесина
сострагивается в виде отдельных ленточек стружек.
Рифленые вальцы подающего механизма, между которыми закладываются чураки, приводят во вращение специальным устройством. Этим же механизмом регулируется подача и необходимая
толщина стружки. Мощность электродвигателя 20 кВт. Толщина
стружки 0,05…0,5 мм; длина чураков (поленьев) 0,43…0,51 м. Производительность станка зависит от толщины стружки и составляет
300…3000 кг стружки в смену.
14.4 Производство щепы в условиях нижнего
склада и на лесосеке
Щепа является основой комплексного использования древесины. Процесс производства щепы может осуществляться на любой
стадии заготовки и обработки древесины от измельчения в лесу целых деревьев до переработки отходов.

351

Технологическая щепа – это измельченная низкокачественная
древесина и древесные отходы различных размеров и пород. Основной качественный показатель щепы – её размеры. Различают щепу
технологическую, зелёную и топливную.
Технологическая щепа – древесные частицы определенных
размеров, она пригодна для получения целлюлозы, древесных плит,
продукции лесохимических и гидролизных производств.
Зелёная щепа – древесные частицы, содержащие примеси коры, хвои и листьев, предназначена для использования в виде добавок
в производство древесных плит, гидролизных продуктов.
Топливная щепа – измельченное древесное сырье, которое по
своему качеству может быть использовано только как топливо.
Опыт работы отдельных предприятий в нашей стране и за рубежом, показывает, что экономически целесообразнее отходы лесозаготовок перерабатывать на технологическую щепу непосредственно в местах их образования. Установлено, что отходы лесозаготовок
и маломерную древесину выгоднее перерабатывать на технологическую щепу для плитных и гидролизных производств непосредственно на лесосеке с применением мобильных машин и подачей полученной щепы непосредственно в кузов щеповоза.
Возможно несколько технологических схем заготовки отходов
и переработки их на технологическую щепу с применением мобильных машин.
При разработке лесосек с сохранением жизнеспособного подроста и трелевки хлыстов отходы лесозаготовок разделываются при
необходимости на отрезки длиной до 3 м бензопилами и собираются
в пачки объемом до 0,5 м3 у трелевочного волока. Затем эти пачки
погрузчиками транспортировщиками ПЛО-1А или другими доставляются на погрузочный пункт и перерабатываются на технологическую щепу самоходными (типа ЛО-63) или передвижными (типа
ПРМ-1) рубильными машинами с подачей щепы в щеповоз.
При разработке лесосеки без сохранения подроста и трелевки
хлыстов отходы лесозаготовок собираются в валы подборщиками
(типа ЛТ-161). Затем самоходной рубильной машиной, движущейся

352

вдоль этих валов, они перерабатываются на щепу, которая подается
в прицеп – щеповоз, подцепленный к рубильной машине или опрокидывающийся бункер, установленный на ней. После заполнения
прицеп – щеповоз (бункер) доставляется в лесовозной дороге рубильной машиной, где заменяется на порожний, а из бункера щепа
перегружается в автощеповоз.
Возможны и другие технологические схемы переработки отходов лесозаготовок на щепу на лесосеке. Независимо от схемы переработку отходов на щепу целесообразно вести после того, как они пролежали не лесосеке в летнее время не менее 15…20 дней, что позволяет значительно уменьшить содержание хвои и листьев в щепе.
На лесных складах технологический процесс производства щепы может быть следующим: на узле подготовки древесного сырья
долготье разделяется автоматической пилой (АЦ-3С), а толстомерные чураки раскалываются на дровокольном станке (ЛО-46). Расколотые поленья и тонкомерные без раскалывания цепным транспортером подаются в окорочный барабан. После разгрузки сырье подается в накопитель. Оттуда ленточным транспортером в рубильную
машину типа МРНП-10. Затем в сортировочную установку СЩМ-60,
а затем по пневмотранспортеру в бункер.
Рубительные машины для измельчения древесных отходов.
По принципиальной конструктивной схеме все существующие типы
рубительных машин можно подразделить на два класса — дисковые
и барабанные.
На лесных складах в щепу перерабатывают сучья, вершины,
откомлевки, низкокачественную древесину, рейки и горбыли. Технологическая щепа является сырьём для целлюлозно-бумажного и
гидролизного производства, а также для выработки древесных плит.
Топливная щепа поступает в топки котельных.
Рабочим органом дисковых рубительных машин является массивный ножевой диск с радиально расположенными ножами. Вертикальный диск (рис. 15.11, а) [49, 50] закреплен на горизонтальном
валу и закрыт кожухом 4. На диске 2 по радиусу или с малым смещением закреплено от 3 до 16 ножей 1 с углом заточки 30...45°. Ча-

353

стота вращения диска 150...500 мин-1. Для прохода щепы в диске
имеются подножевые щели 6. Материал в рубительную машину подается через патрон 5, на дне которого имеются упорные ножи 7.
Патрон устанавливают наклонно к горизонту под углом а1 = 45...50°,
а по отношению к оси вала под углом а2 = 15...50°, что дает возможность производить продольно-торцово-поперечное резание. Полено
(чурак) 3, скользя по патрону, упирается в диск, и ножи срезают
слой древесины равный выпуску ножей, который в процессе резания
проходит через подножевую щель и распадается на щепу. Пройдя
подножевую щель, щепа попадает на другую сторону диска и по
трубопроводу уносится в циклон.
При малом числе ножей (до 5...6) в резе участвует фактически
один нож, что вызывает смещение полена в патроне в процессе резания, нарушая его стабильность. При большем числе ножей в резе
участвуют одновременно два ножа и более, что стабилизирует процесс резания. При плоском диске (рис. 14.11, б) контактная поверхность между древесиной и диском мала, что вызывает ее смятие.

Рис. 14.11. Схемы дисковых рубительных машин: 1 – ножи; 2 – диск;
3 – полено (чурак); 4 – кожух; 5 – патрон; 6 – подножевая щель

354

При геликоидальном диске, у которого поверхность совпадает
с направлением задней грани ножа (рис. 14.11, в) и большем количестве ножей поверхность контакта достаточно велика, поэтому смятия древесины не происходит; процесс резания идет при стабильном
положении измельчаемого материала. Винтовые поверхности между
ножами в геликоидальном диске обеспечивают большую площадь
контакта диска с материалом. Подача материала в патроне к диску
осуществляется благодаря затягиванию его ножами.
На лесных складах применяются дисковые станки типа МРНП10, МРНП-30Н, МРГ-20П. Эти станки по одной схеме и имеют производительность 10, 30, 20 м3/ч.
Для измельчения сучьев, вершин, реек и горбылей применяют
барабанные станки ДР-3, ДР-5; для измельчения сучьев, реек и горбылей станки ДУ-2 или ЛО-56 и другие.
Барабанная рубительная машина (рис. 14.12, а) имеет барабан 1
диаметром от 0,3 до 1 м, с частотой вращения 600...900 мин-1 от электродвигателя посредством клиноременной передачи. Вдоль образующей барабана размещены ножи 2 (в количестве от 2 до 12 шт.) с выпуском на величину hc. Для углубления впадин перед ножами поверхность
внутри барабана между ножами выполнена с переменным радиусом.
Патрон 3 по отношению к барабану расположен под углом а1, к горизонту а2 (рис. 14.12, а) в плане к плоскости, перпендикулярной оси барабана. Полученная щепа поступает во впадины б и за счет центробежных сил выбрасывается в патрубок 6. На дне патрона закреплен упор 4.

355

Рис. 14.12. Схемы барабанных рубительных машин: а – с поступлением щепы
в подножевые впадины; б – то же внутрь барабана: 1 – барабан; 2 – ножи; 3 –
патрон; 4 – упор; 5 – впадина; 6 – патрубок

В другой конструкции барабана (рис. 15.7, б, позиции 1...4 те
же, что и на рис. 15.7, а) щепа поступает в подножевые щели внутрь
барабана и при помощи специальной поверхности и вентилятора выбрасывается через торец барабана в трубопровод.
14.5 Производство арболита и других строительных материалов
Арболит - это строительные блоки и панели, изготовленные из
смеси измельчённой древесины или стружки, портландцемента и
водного раствора хлористого кальция. Материал лёгок, не горит, относительно био- и морозостоек, нетоксичен, легко поддаётся механической обработке. Эти изделия применяются для малоэтажного
строительства жилых, общественных и промышленных зданий.
Сырьём для производства арболита являются отходы лесозаготовок, которые предварительно измельчаются в щепу. Окорка сырья не
требуется. Длина частиц должна быть не более 40 мм при наибольшей
толщине 5 мм и ширине 10 мм. Щепа не должна содержать более 20%
коры, 5% хвои и листьев, 2% гнили и 4% минеральных примесей. Сырьё
рекомендуется выдерживать на открытом воздухе не менее 2 месяцев.
Щепу из отходов древесины получают на рубительных машинах. Размеры щепы, получаемой при первичном измельчении, не отвечают требованиям производства арболита, поэтому в технологическом процессе предусмотрено вторичное измельчение древесных частиц. Щепа, получаемая на рубительных машинах, также как
и мелкокусковые отходы, измельчается по ширине и толщине на
специальных установках, к которым относятся молотковые дробилки и дробилки с вращающейся крестовиной.
Эти установки в свое время за рубежом имели довольно широкое распространение при производстве стенных плит из древесины.
В основу их устройства был положен одинаковый принцип действия. Отдельные же типы отличались друг от друга устройством ко-

356

жуха, применяемыми молотками, конструкцией решетки, способом
подачи и отвода материалов и другими элементам.
Одни фирмы устанавливали на них молотки с размельчающими
сменными наконечниками, другие - приспособления для подогрева
измельчаемой массы и ее пневматического удаления.
Эти установки имели массу 952…4082 кг с частотой вращения
рабочего органа 1000…1600 об/мин и потребной мощностью двигателя 20…90 л.с; производительность находилась в пределах 1…10 т.
Наиболее широкое применение в производстве арболита находит молотковая дробилка ДМ-1.
На форму и размер получаемой дроблёнки большое значение
оказывает влажность исходного сырья. Наилучшее превращение щепы
в дроблёнку в молотковых дробилках происходит при влажности щепы не выше 30…40%. Приготовление дроблёнки из щепы влажностью
более 40% приводит к значительному увеличению водоцементного
отношения при дальнейшем замачивании древесного заполнителя, а,
следовательно, снижает прочность изготовленных изделий.
Арболитовую смесь приготовляют в смесителях циклического
действия с принудительным перемещением компонентов. При этом
используется оборудование заводов сборного железобетона.
Древесностружечные плиты (ДСП) представляют собой листовой материал, получаемый путем прессования древесины, измельчённой в специальную стружку и смешанный со связующим веществом (мочевиноформальдегидные и мочевиномеламиновые смолы).
По конструкции плиты бывают одно-, трёх-, пяти и многослойными. Они отличаются размерами частиц и количеством связующего. Однослойные плиты изготавливают из однородных по размерам
стружек и с одинаковым количеством связующего. Для многослойных плит характерно постепенное возрастание крупности стружек от
верхних слоев к внутренним.
Различают плиты плоского и экструзионного прессования. В
плитах плоского прессования частицы расположены параллельно
пласту, а усилие прессования направлено перпендикулярно плоскости плиты. Преимущество таких плит - одинаковая прочность по

357

всем направлениям плоскости; основной недостаток - разнотолщинность, что важно при декоративной отделке.
Плиты экструзионного прессования отличаются постоянством
толщин; усилие прессования в них направлено параллельно плоскости плиты, древесные частицы расположены перпендикулярно пласту. Такие плиты обладают очень низкой прочностью на изгиб, плохо выдерживают транспортировку и подлежат обязательной облицовке бумагой или шпоном.
Для изготовления 1 м3 плиты в среднем расходуется сырья: при
плоском прессовании 1,5…1,8 м3, при экструзионном способе 1,4…1,5
м3. Расход смолы соответственно составляет 90…100 и 65…70 кг. Однако в производстве отдают предпочтение плоскому прессованию.
Стружку длиной 25 мм и толщиной 0,15…0,60 мм получают на
барабанных и дисковых стружечных станках. Доизмельчают её по
ширине на молотковых и лопастных дробилках. Затем следует сушка
измельчённой древесины в трубах-сушилках. Влажность измельчённой древесины перед смешением ее со связующими компонентами должна быть 3…8%.
Стружка, смешанная со связующими, поступает в формирующую
машину, состоящую из системы транспортёров и разравнивающих валиков, обеспечивающих при перемещении равномерный выход массы из
машины на проходящие под ней поддоны. Поддоны с ковром доставляются конвейером к холодному прессу для подпрессовки (10…15 с).
Горячее прессование осуществляется двумя способами: периодическим и непрерывным. При непрерывном способе смесь, из которой
формируются плиты, непрерывно поступает в пресс и продвигается через него в виде бесконечной ленты. При периодическом способе прессования пакеты на поддонах загружаются и выгружаются из пресса.
Для прессования применяются одноэтажные и многоэтажные прессы периодического действия, ленточные или гусеничные прессы непрерывного действия. Температура прессования составляет 160…220° С, а
продолжительность зависит от температуры плит пресса, влажности массы, вида связующих и толщины прессуемых плит (30…720 с).

358

После прессования плиты подвергаются форматной обрезке и
для охлаждения и окончательного отвердения связующего их выдерживают в течение 4…5 суток в плотных стопах в цеху.
Древесноволокнистая плита (ДВП) - листовой материал, изготовленный из древесных волокон. Для этих плит пригодна дровяная древесина хвойных пород (допускается 20% лиственных), отходы лесозаготовок и лесопиления, которые предварительно измельчают в щепу. Плиты должны быть изготовлены из однородной
мелкоразмолотой массы и иметь однородную структуру.
Они делятся на сверхтвёрдые (более 950 кг/м3), твёрдые (не менее 850 кг/м3), полутвёрдые (не менее 400 кг/м3), изоляционноотделочные (250…350 кг/м3) и изоляционные (до 250 кг/м3). Плиты
изготавливают непрерывным автоматизированным способом. Каждый вид в отдельном потоке.
Широкое распространение получили мокрый и сухой способ
производства плит. Мокрый способ основан на формировании ковра
из древесноволокнистой массы в водной среде. Влажность волокнистых полотен, подвергаемых горячему прессованию, составляет около 70%. При сухом способе ковёр формируется в воздушной среде
из волокна влажностью 5…8%. Наметилась тенденция сближения
производства ДВП и ДСП сухим способом.
Сухой способ производства ДВП состоит из следующих операций: приготовления щепы, пропарки, размола щепы на волокна,
смешивания щепы со связующим и гидрофобными добавками, сушки волокна, формирования ковра и его подпрессовки, прессования,
кондиционирования плит, форматной обрезки.
Для размола щепы используют дефибраторы и рафинеры, оборудованные размольными дисками. Формирование древесноволокнистого ковра осуществляется в специальной отливочной машине,
где происходит равномерное распределение волокон по ширине ковра. Для прессования ДВП при сухом способе используют 22этажный гидравлический пресс, оборудованный механизмом для одновременного смыкания нагревательных плит. Для получения плит
заданных размеров их распиливают на фрезерно-обрезных станках.

359

Мокрый способ производства ДВП состоит из следующих операций: подготовка древесного сырья, получение и проклейка волокнистой массы, отлив ковра, прессование, термовлагообработка и
форматная обрезка плит.
К преимуществам сухого способа производства ДВП следует
отнести: лучшее свойлачивание волокон, уменьшение загрязнения
водоёмов промышленными стоками, использование древесины твёрдолиственных пород, которую труднее перерабатывать мокрым способом, сближение с технологией производства ДСП.
За последнее время создано много новых материалов, основанных на использовании лиственной и низкокачественной древесины
для покрытия полов, одним из которых является лигнамон. Технология его производства основана на одновременной или последовательной обработке древесины аммиаком, прессовании и сушке.
Разработано несколько способов изготовления лигнамона. Наиболее перспективными являются: способ, позволяющий упрочнить
обрабатываемую аммиаком древесину во время сушки; способ, основанный на сушке древесины, обработанной аммиаком под механическим давлением; способ получения листового лигнамона.
Для использования лигнамона мягких лиственных пород в паркетном производстве плотность древесины необходимо доводить до
650-900 кг/м3. Такую плотность можно получить только обработкой
древесины аммиаком и последующей сушкой. После обработки древесины аммиаком происходит так называемое химическое уплотнение. После соответствующего режима обработки плотность берёзы увеличивается до 700…800 кг/м3, а осины до 600…750 кг/м3.
Для обработки древесины можно использовать стандартные автоклавы и типовые сушильные камеры.
В результате обработки аммиаком древесина меняет свой
внешний вид. Текстура становится контрастной и окрашивается в
разные тона: от светло-коричневого (осина) до темно-коричневого
(чёрная ольха).
14.6 Энергохимическое использование древесных отходов

360

К древесному топливу относят все виды топлива, которые можно
получить из лесных материалов, содержащих древесину или отдельные
части дерева без химических преобразований. Древесное топливо является одним из видов биологического топлива. По происхождению
древесное топливо разделяют на первичное и вторичное (рис. 14.13).
К первичному древесному топливу относят такое древесное сырье, которое не подходит для другого использования. Первичное древесное топливо - это дровяная древесина, порубочные остатки, пни и
корни деревьев, хвоя, древесина кустарников, древесина от рубок
ухода, неликвидная древесина, отходы деревообработки, древесина,
поврежденная при транспортировке и хранении.

Рис. 14.13. Классификация биологического топлива

Ко вторичному древесному топливу относят древесное сырье,
которое первоначально используется в других целях, не связанных с
энергетикой (упаковка, модельная древесина, рейки и др.). Отдельным
видом биологического топлива, связанного с глубокой химической
переработкой древесины, являются продукты ЦБК.
Древесина как топливо может использоваться в различных видах.
Дрова - расколотая, распиленная или круглая древесина с корой
из стволов, веток, пеньков. Влажность 55...60%, после сушки в летний
период влажность может снизиться максимум на 15%. Зольность
дров менее 2% сухого вещества.
Дробленое древесное топливо — дробленое первичное и вторичное древесное топливо, т.е. топливо в границах от лесорубочных
остатков до использованных деревянных конструкций и изделий.

361

Дробленое древесное топливо может быть различной влажности и
представляет собой куски разной величины. Именно дробленое топливо из вторичной древесины используется в газификаторах, поскольку
приготовление из него однородной щепы затруднено и оно может
иметь примеси в виде песка, красок, лаков, связующих защитных покрытий. Зольность достигает десяти и более процентов.
Топливная щепа - топливо, полученное путем разрушения древесины с помощью рубящего ножеобразного инструмента. Топливная
щепа имеет кускообразную форму с относительно чистой поверхностью среза и относительно одинаковым размером кусков. Влажность
щепы зависит от влажности древесины. Зольность может быть: 0,6% –
древесина ствола, 3% – ветки и кора, 5% – хвоя.
Опилки и стружка – побочный продукт при деревообработке.
Размер частиц от 1 до 5 мм. Влажность зависит от перерабатываемого
материала, т.е. от 4...5% до естественной влажности. Зольность составляет менее 0,5%.
Кора может быть в чистом виде использована как топливо. Особенностью коры является, как правило, высокая влажность, что требует для
ее сжигания котлоагрегатов специальной конструкции. Характеризуется
повышенной по сравнению с древесиной зольностью из-за примесей, попадающих в нее за период роста дерева, транспортировки и хранения.
Топливные брикеты (цилиндры) – облагороженное древесное
топливо, полученное путем прессования хорошо размельченного первичного древесного сырья. Размеры брикетов – длина 10...30 сантиметров и ширина или диаметр – 6...12 сантиметров. Брикетирование
производится как с целью повышения плотности сырья для повышения рентабельности его перевозки, так и для удобства использования
при сжигании. Влажность брикетов 8...10%, насыпная плотность - от
350 до 650 кг/м3, зольность не превышает 1%.
Древесный порошок – производится путем размола древесины.
Производство часто комбинируется с сушкой сырья при отсутствии
достаточного количества сухих древесных отходов.
Топливные гранулы – облагороженное древесное топливо. Производится путем прессования сухой размолотой древесины или коры.
Размер гранул от 6 до 12 миллиметров. Размеры частиц от 0,5 мм до
3,0 мм. Зольность древесных гранул до 1,5%, корьевых – до 3,5%.

362

Гранулы могут использоваться как в котлоагрегатах с топками
прямого сжигания, так и в бытовых котлоагрегатах.
Возможен размол гранул и сжигание древесной пыли с помощью
пылевой горелки. В этом случае гранулирование только форма упаковки. Топливные гранулы для бытового потребления должны быть
более жесткими, чем для теплостанций и не давать древесной пыли
после трех перегрузок.
При энергохимическом использовании древесину вначале подвергают термическому разложению посредством нагревания без
присутствия кислорода. Образующиеся при разложении древесины
уголь и горючие газы используют для получения тепловой и электрической энергии.
Энергохимические установки могут иметь различное аппаратурное оформление. Однако по принципу действия основного аппарата все они подразделяются на два типа: установки на базе топки
– генератора В.В. Померанцева и на базе газогенераторов прямого
процесса газификации.
15 Окорочные станки
15.1 Назначение и классификация станков
Необходимость окорки лесоматериалов диктуется назначением
выпускаемой продукции, с одной стороны, и получением вторичного сырья – с другой, т.е. отходы при переработке окоренной древесины могут быть использованы в качестве сырья для получения
ценной продукции.
На лесных складах окорке подвергаются следующие лесоматериалы: круглые (балансы, рудничная стойка, телефонные столбы,
иногда пиловочник), колотые (балансы), пиленые (шпалы), сучья.
В зависимости от назначения лесоматериалов окорка может
быть чистой и грубой. При чистой окорке лесоматериалы полностью
очищаются от коры, луба и камбиального слоя; при грубой окорке
удаляется пробковый слой коры и частично лубяной. Балансы, пиловочник и шпальник обычно подвергают чистой окорке, а рудничную
стойку - грубой.
На береговых нижних складах при подготовке лесоматериалов
к сплаву в ряде случаев производится пролыска, т.е. снятие пробко-

363

вого слоя коры тремя, четырьмя полосами, расположенными вдоль
оси окариваемых сортиментов. За счет пролыски древесина без растрескивания подсушивается на берегу, снижая объемный вес, что
позволяет полностью исключить утоп при сплаве.
Известны механический, гидравлический и пневматический
способы окорки лесоматериалов. При гидравлическом способе окорки кору удаляют водяной струей, а при пневматическом - воздушной
струей с наполнителем в виде опилок или других сыпучих материалов. Наибольшее распространение получил механический способ
окорки (рис. 15.1) [18, 49, 50] строганием, фрезерованием, скоблением, обеспечивающий чистую окорку лесоматериалов.

364

Рис. 15.1. Классификация способов окорки лесоматериалов

365

При окорке трением кора снимается цепями или тупыми рабочими инструментами при трении их о поверхность окариваемых лесоматериалов или при взаимном трении кряжей. При механическом
способе окорки применяется поштучная (строганием, фрезерованием, скоблением) и групповая обработка лесоматериалов (трением)
(рис.15.2, а и б).

Рис. 15.2. Способы окорки лесоматериалов:
а и б – групповая; в – струей газа

Способы окорки струей газа (рис. 15.2, в), нагревом камбиального слоя и электрогидравлическим ударом находятся в стадии лабораторных исследований и не получили конкретного конструктивного и технологического воплощения. Окорка гидравлическими
струями наиболее разработанный из нетрадиционных способов
окорки. Однако энергозатраты при этом способе очень велики.
Наиболее распространенными и отработанными являются способы окорки путем воздействия на поверхности лесоматериалов
специальным окорочным инструментом. В качестве окорочного инструмента можно использовать скребки, ножи, ножевые фрезы.
15.2 Станки для поштучной окорки лесоматериалов
Машины (станки) поштучной обработки по способу отделения
коры разделяются на ножевые окорочные станки и станки с тупыми
короснимателями. К машинам поштучной окорки относятся также
гидравлические и пневматические окорочные установки.

366

Способы окорки зависят от характера взаимодействия перемещения ножей (или короснимателей другого типа) и лесоматериалов.
Ножевая окорка может производиться строганием, фрезерованием или бесцентровым точением. Для окорки тупыми короснимателями используется только метод бесцентрового точения.
В окорочных станках, работающих по принципу продольного
строгания, окорка выполняется несколькими перекрывающими друг
друга, расположенными по окружности кряжа, ножами.
В окорочных станках, работающих по принципу фрезерования,
ножи укрепляются на вращающемся барабане (шпинделе) или диске.
Различают четыре вида фрезерования при окорке: продольное, продольно-винтовое, поперечно-винтовое, поперечное.
В станках, работающих по принципу бесцентрового точения,
окариваемый кряж получает поступательное движение, проходя
сквозь вращающийся ротор, несущий на себе ножи и другие короснимающие устройства.
Для окорки круглых лесоматериалов наибольшее распространение получили станки, работающие по принципу бесцентрового
точения (называемые роторными), при этом, чаще всего, они снабжены тупыми короснимателями, а иногда, одновременно, и ножами
для зачистки сучьев. Для этих же целей широко применяют станки,
работающие по принципу продольно-винтового фрезерования (так
называемые дисковые) и станки строгающего типа. Для окорки шпал
и колотых поленьев используют станки, работающие по принципу
продольного фрезерования.
15.3 Элементы и узлы станков для поштучной окорки
Основными узлами станков для поштучной окорки лесоматериалов являются механизм окорки и механизм перемещения лесоматериалов.
Механизмом окорки станков для поштучной обработки служат
неподвижные и вращающиеся ножевые головки с режущим инструментом в виде ножей и короснимателей (рис. 15.3) [10].

367

Рис. 15.3. Окорочные инструменты: 1 – крепежная часть; 2 – державка;
3 – режущая часть инструмента; с-1, с-2 – жесткие, с-3, с-4 – гибкие, с-5 –
кольцевой, с-6 – цепной (тросовый) скребок; н-1, н-2 – плоский вогнутый, н-3,
н-4 – коронадрезатели, н-5, н-6 – зачистные; торцовые фрезы: ф-1 – плоская,
ф-2 – коническая, ф-3 – двухконическая, ф-4 – щеточная, ф-5 – многорезцовая
спиралевидная; цилиндрические фрезы: ф-6 – прямозубая, ф-7 – косозубая,
ф-8 – вогнутая (корсетная), ф-9 – многорезцовая винтовая, ф-10 – косозубая
коническая, ф-11– щеточная

В неподвижной ножевой головке (рис. 15.4, а) [18, 49, 50]для
удаления коры устанавливают несколько плоских ножей (окорка
строганием) с прямо- или криволинейным лезвием, которые прижимаются к поверхности окариваемого кряжа пружинами. Перед каждым ножом имеется копир, ограничивающий толщину снимаемой
стружки. Ножи разводятся рычагами, образующими конусную воронку.
В станках с барабанной (фрезерной) головкой по образующей
барабана устанавливают 4-6 плоских ножа с прямо- или криволинейным лезвием (рис. 15.4, б, 15.4, в). У ножевых головок в виде

368

плоского диска ножи расположены радиально в его плоскости (рис.
15.4, г), а у конического - по образующей конуса. Величина выпуска
ножей h = 5…6 мм, скорость резания 12…25 м/с.

г

Рис. 15.4 . Окорочные головки и ножи: а – неподвижная ножевая головка: 1 – нож, 2 – пружина, 3 - копир, 4 – рычаг, 5 – окариваемый лесоматериал;
б, в - ножи барабанных головок; г - крепление ножа в дисковой головке

В станках c вращающейся кольцевой головкой кора удаляется с
поверхности кряжа с помощью 4-6 короснимателей (рис. 15.5).

Рис. 15.5. Короснимающий механизм
роторного окорочного станка: а и б – схемы
короснимающего механизма с прижимом
короснимателей резиновыми кольцами, г –
пружинами; в – схема взаимодействия
короснимателя с бревном при разводе:
1 – коросниматели; 2 – оси; 3 – ротор;
4 – бревно; 5 –резиновые кольца; 6 – разводная кромка

369

Коросниматели шарнирно прикреплены к головке и прижимаются к поверхности кряжа в процессе окорки резиновыми кольцами,
стальными пружинами или с помощью пневмо-гидропривода. Кроме
того, под действием центробежных сил, возникающих в противовесах, прикрепленных к короснимателям.
До начала окорки кряжа, коросниматели сомкнуты и вращаются вместе с ротором окорочной головки. При нажатии торца кряжа
на коросниматели боковые кромки короснимателей, имеющие косую
заточку, внедряются в торец и коросниматели, поворачиваясь вокруг
осей крепления к ротору, выходят рабочими кромками на поверхность кряжа.
Роторные фрезерные станки оснащают цилиндрическими или
коническими фрезами. Чаще всего на роторных станках фрезы имеют вид плоско-конических дисков, несущих на себе ножи с прямолинейной режущей кромкой. Ножи выступают над поверхностью
диска, который является копиром - ограничителем. Максимальная
толщина стружки соответствует выпуску ножей (hн) над поверхностью диска (рис. 15.6) [18,48] .

Рис. 15.6. Механизмы окорки: а – снятие коры фрезой: 1 – фреза; 2 – копирующая плоскость; 3 – стружка; 4 – нож; 5 – окариваемое бревно; 6 – кора;
б – прижим фрез к окариваемому бревну: 1 – статор; 2 – ротор; 3 – рычаги;
4 – фрезы; 5 – рессора; 6 – косынка

Плоскоконические фрезы производят резание коры и древесины вдоль волокон при высоких скоростях резания, поэтому обеспе-

370

чивается гладкая окоренная поверхность и хороший товарный вид.
Это обстоятельство определило область применения роторных фрезерных станков для чистой окорки балансов, столбов и шпальных
бревен.
При окорке лесоматериалов неподвижными многоножевыми
головками необходимо продольное перемещение кряжа, которое
может выполняться цепными транспортёрами с упорами (рис.15.7, в)
или толкателем, имеющим зубчатую рейку и штангу для досылки
бревна (рис. 15.8).

Рис. 15.7. Продольные ножевые окорочные станки: а – режущий механизм с плоскими ножами; б – режущий механизм со звездчатыми ножами:
1 – пружина; 2 – нож; 3 – окариваемое бревно; 4 – четрехзвенный механизм;
5 – копир; в – схема механизма подачи: 1 – упор; 2 – режущий механизм;
3 –подающий транспортер;

Рис. 15.8. Механизмы подачи окорочных станков толкающего типа:
1 – толкатель, 2 – зубчатая штанга, 3 – шестерня, 4 – шатун, 5 – бревно,
6 – цепь, 7 – зубчатая рейка, 8 – ограничитель, 9 – режущая головка

371

При окорке кольцевой вращающейся головкой для подачи
бревна используют питающие вальцы, которые размещают попарно
сверху и снизу, или по три в одной плоскости (рис. 15.9) [50], причем ось кольцевых вращающихся головок должна совпадать с осью
кряжа. Для этого вальцы ставят на рычагах, поворачивающихся в
плоскости параллельно оси кряжа или перпендикулярно ей. Рычаги с
вальцами соединяют между собой таким образом, чтобы они обеспечивали центрирование кряжа независимо от его диаметра.

Рис. 15.9. Трехвальцовый механизм подачи окорочных станков: а – общий вид: 1 – вальцы; 2 – коленообразные рычаги; 3 – прижимное устройство;
4 – соединительные тяги; б – кинематическая схема привода вальцов: 1 – вальцы; 2 – электродвигатель; 3 – редуктор; 4 – цепная передача; 5 – валы; 6 – зубчатая передача; 7 – валы вальцов

В станках с барабанными и дисковыми ножевыми головками с
непрерывной продольной подачей кряжу сообщается одновременно
продольное и вращательное движение. Для этого питающие вальцы
располагаются под углом к оси кряжа на конце качающейся рейки,
что позволяет поднимать и опускать их при движении кряжей равных диаметров.

372

Винтовые окорочные станки (рис. 15.10) оснащают окорочным
инструментом в виде ножевых фрез. Применение винтовых станков
оправдано в тех случаях, когда снижение производительности окорочного оборудования компенсируется упрощением и удешевлением
его конструкции. Кроме того, применение винтовых фрезерных
станков целесообразно при окорке крупных лесоматериалов с толстой и прочной корой.

Рис. 15.10. Винтовые фрезерные окорочные станки: 1 – транспортер; 2 – упор;
3 – вальцы; 4 – бревно; 5 – плоскоконические диски; 6 – пружины

В винтовых фрезерных станках механизм окорки состоит из
одного или двух плоско-конических дисков 5, оснащенных ножами с
прямолинейной режущей кромкой. Диски расположены вертикально
и прижаты к поверхности окариваемого бревна 4 пружинами 6. Поступательное движение бревна осуществляется транспортером с
упорами 2. Вращение бревна обеспечивают приводные вальцы 3.
15.4 Окорочные, окорочно-зачистные станки
В настоящее время для окорки круглых лесоматериалов применяют окорочные станки с кольцевой роторной головкой ОК-35, ОК36, ОК-40, ОК-63, ОК-66, дисковые станки ОД-1 и другие.
Окорочно-зачистные станки ЛО-23, ЛО-24 предназначены, в
основном, дня грубой окорки рудничной стойки с одновременной

373

зачисткой оставшихся на поверхности сучьев высотой до 3 см и
диаметром до 5 см.
Окорочные станки ОК-35М, ОК-35К, ОК-40М, ОК-66М [18, 49, 50]
выполнены по одной структурной схеме. Трехосная система подающих вальцов расположена в одной плоскости (рис. 15.9, 15.11). Вальцовый механизм подачи представляет собой три коленообразных рычага 2, соединенных тягами 4. На конце рычагов насажены приводные вальцы 1. Благодаря тягам при повороте одного рычага поворачиваются и остальные рычаги. Наличие такой блокировки вальцов
обеспечивает центрирование лесоматериалов по проходному отверстию ротора независимо от их толщины. Шипы на вальцах 1 обеспечивают не только сцепление с бревном при его перемещении (подаче), но и предотвращают его от поворачивания при окорке. Такой же
вальцовый механизм установлен с другой стороны ротора. Усилие
прижима вальцов к поверхности бревна обеспечивается специальным
прижимным устройством 3, в котором устанавливаются пружины.
Привод вращение вальцов выполняется по схеме рис. 7.9, б.
Станок ОК-35К окаривает бревна от 0,8 м и больше, поэтому для
лучшей стабилизации их в процессе окорки механизм подачи состоит
из трех пар вальцов с каждой стороны ротора. Скорость подачи бревна
у станка ОК-35К 0,13...0,7 м/с, у станка ОК-35КМ 0,4... 0,6 м/с; угловая
скорость ротора соответственно равна 21 и 45 рад/с. Мощность привода станка 18 кВт.
Станок ОК-36 предназначен для окорки тонкомерных сортиментов. На его роторе имеются четыре короснимателя и четыре ножа
для зачистки сучьев. Коросниматели и ножи прижимаются к поверхности окоряемых бревен с помощью специальных гидроцилиндров,
вмонтированных вместе с гидроприводом во вращающийся ротор.
Механизм продольного перемещения лесоматериалов – гусеничный.
Станок ОК-66 имеет такое же устройство, как и станок ОК-35.
Он применяется для окорки круглых лесоматериалов длиной свыше
3 м и диаметром от 10 до 66 см, угловая скорость ротора 20 рад/с.
Новый станок ОК-40М (рис. 15.11) в отличие от станков ОК36 и ОК-66 имеет две окорочные головки, одна из них с пятью коро-

374

снимателями предназначена для снятия коры, а другая с четырьмя
зачистными ножами - для зачистки сучьев. Вместо зачистных ножей
можно также устанавливать коросниматели, в этом случае окоренная
поверхность получается более чистой. На станке можно окаривать
балансы и рудстойку длиной 1,5...7,5 м, диаметром от 6 до 35 см.
Станок приспособлен для окорки древесины в зимнее время. Эксплуатация других станков типа ОК в зимних условиях в значительной мере затруднительна. Для обеспечения необходимого качества
окорки древесины на роторных станках с тупыми короснимателями
рекомендуется изменять режимы работы станков, а также геометрические параметры короснимателей.

Рис. 15.11. Общий вид роторного станка ОК-40М

Станок ОК-63 (рис. 15.12) по принципу работы аналогичен
станкам ОК-35К и ОК-35М, по конструкции в значительной степени
отличается от них.
Станок состоит из подающего 1 и приемного 4 рольгангов, механизма подачи 2, окорочной головки 3, станины 5, привода ротора
6, привода механизма подачи 7 и приводов рольганга.

375

Рис. 15.12. Общий вид окорочного станка ОК-63: 1 – подающий рольганг; 2 – механизм подачи; 3 – окорочная головка; 4 – приемный рольганг; 5 –
станина; 6 – привод ротора; 7 – привод механизма подачи и привод рольганга

Для обеспечения автоматической подачи и центрирования бревен станок комплектуется специальным конвейером и роликом, которые имеют общий со станком привод.
3-хскоростные электродвигатели на окорочной головке, а также
на приводе механизма подачи позволяют в широком диапазоне
настроить станок на необходимый режим работы.
Станок комплектуется следующим набором режущего инструмента: шестью окорочными ножами для ротора, надрезающими ножами, зачистными ножами, ножами для снятия поверхностного слоя
древесины.
Давление на режущий инструмент и на прижим вальцов регулируемое. При установке соответствующего режущего инструмента
в ротор можно производить: окорку на форсированных режимах в
зимнее время; окорку с зачисткой остатков сучьев или окорку со
снятием поверхностного слоя древесины. Конструкция станка обеспечивает разделение коры от остатков сучьев и щепы, что позволяет
комплексно использовать древесину.
Техническая характеристика окорочных станков приведена в
таблице 15.1.

376

Таблица 15.1– Технические характеристики окорочных станков
Показатель
ОК40-1
Диаметр окариваемых бревен, мм:
- минимальный
- максимальный
Минимальная
длина бревна, мм
Число короснимателей, шт.
Частота вращения
ножевого ротора,
1/мин
Скорость подачи,
м/мин
Суммарная
мощ
ность, кВт
Габариты станка,
м
Масса, кг

Модель станка
ОК66М
ОК63М ОК63-11Ф ОК80-11

60
350
1500

100
660
3000

100
530
3000

100
530
1300

140
700
2700

8

5

6

5

6

270; 340

180

150; 200

150;200;
300

150; 200

6-60
41

10/14/230
30/40
76,12

12,8х 2,8
х2,35
14 700

16,1х 3,2
х2,39
20 665

8/10/12/15/ 11/15/22/ 8,4/11,4/17/
16/20/57
31/44
21,5/29/ 43
31,8
41,5
32
13,2х 2,2 х
1,825
10 500

12,9х 2,9
х 2,24
5 650

13,2х2,2 х
2,06
10 850

Дисковый окорочный станок ОД-1 предназначен для чистой и
грубой окорки балансов и рудничных стоек. Станок состоит из подающих и приемных рольгангов и рамы, на которой смонтирован
вертикальный вал с горизонтальным конусным диском, приводимым
от электродвигателя посредством ременной передачи. Диаметр диска 1000 мм, угловая скорость 47 рад/с. На диске в радиальном
направлении закреплено 12 плоских ножей (рис. 7.33, г; рис. 7.35, з).
15.5 Шпалооправочные станки
Шпалооправочные станки представляют собой станки с барабанными ножевыми головками, к ним относятся ЛО-44, ЛО-48,
ШОСД-7, a для окорки колотых балансов Н-10, Н-8, АБС-2.

377

Станки ЛО-44 и ЛО-44А (рис. 15.13) [18, 49, 50] периодического действия, предназначены для окори и оправки боковых и обзольных поверхностей шпал. Каретка станка имеет барабанную ножевую головку с приводом и перемещается по направляющим с помощью канатно-блочной системы. Зажим и поворот кряжа от специального гидропривода. Скорость каретки 0-0,95 м/с, ход 4,5 м.

Рис. 15.13. Кинематические схемы шпалооправочных станков:
а) ЛО-44А: 1 – шпала; 2 –двухцепной питатель; 3 – поворотный суппорт; 4 –
рама; 5 – каретка; 6 – фреза; 7 – торцевые зажимы; б) ЛО-48: 1 – шпиндель
шестиножевой; 2 – шпала; 3 – нижние вальцы; 4 – верхние вальцы

Станок ЛО-48 (рис. 15.12, б) относится к станкам непрерывного
действия. Он имеет две восьминожевые фрезерные головки 1, которые охватывают шпалу 2 с боков, прижимаясь к окариваемым поверхностям.

378

15.6 Установки для групповой окорки
В основу положен принцип использования абразивных свойств
коры и различной прочности коры и древесины.
Барабанные установки сухого трения предназначены для окорки
круглых и колотых поленьев и толстых сучьев длиной L = 1,5…2 м.
Барабанные установки периодического действия - полый стальной цилиндр диаметром 2…3 м и длиной 3…5 м на поддерживающих
роликах, вращающийся со скоростью 1…2 рад/сек от электродвигателя через редуктор, цилиндрическую шестерню и зубчатый венец.
К барабанным установкам периодического действия относятся
БОМП-3 (ЛО-0) и КБ-3 (рис. 15.14) [18, 49, 50].
Барабанные установки непрерывного действия КБ-6, КБ-12.
Барабан диаметром 3 м, длина – 7…15 м.

Рис. 15.14. Установки для групповой окорки: а) барабан периодического
действия: 1 – шестерня; 2 – загрузочный лоток; 3 – зубчатый венец; 4 – полый
цилиндр; 5 – прорезь; 6 – шибер; 7 – транспортер; 8 – поддерживающие ролики; 9 – неподвижная стенка; б) барабан непрерывного действия: 1 – загрузочный лоток; 2 – воронка; 3 – шибер; 4 – транспортер

379

Бункерные установки – один или несколько бункеров с поперечным сечением V образной формы. Они работают подобно сучкорезной машине для групповой обрезки сучьев.
15.7 Определение основных параметров станков
с кольцевой ножевой головкой
Внутренний диаметр кольца ножевой головки принимают из
условия свободного прохождения наибольшего по диаметру кряжа
Dk  dmax, а ее наружный диаметр определяется по размерам и способу размещения короснимателей и механизма их прижима.
Длина рабочей поверхности короснимателя В = 20…50 мм.
Вследствие перекрытия ширина стружки
b = В (1-п),
где п – коэффициент перекрытия, п = 0,2…0,4.
Скорость продольного перемещения кряжа принимается от 0,3
до 0,8 м/с. Величину ее находят по формуле

П о  lср  nп
Vп =
Р Vср  С
,
1  С3
где lср и
Vср – средняя длина и средний объем кряжа;
С1 – коэффициент заполнения по длине транспортера продольной
подачи, С1 = 0,8…0,9; С3 – коэффициент использования рабочего времени, С3 = 0,8…0,9; nп – коэффициент повторности окаривания, nп =
1,5…3,5; Р – усилие надвигания; По – производительность станка.
Угловая скорость кольцевой головки
=

2 Vп
,
bz

где z – число короснимателей; b – ширина стружки.
Скорость рабочей кромки короснимателя находят по формуле

380

V0 =

d
2 ,

где d – диаметр окариваемого кряжа без коры.
Усилие прижима короснимателей к обрабатываемой поверхности кряжа
Рп = р  В,
где В – длина рабочей кромки; р – удельное давление прижима,
р = 25…35 Н/мм.
Усилие на короснимателе определяется по формуле
Pk = B(1− п ) p0 + p + p ,

при п = 0,2…0,5.
Значения р0 и р в зависимости от состояния окариваемой древесины приведены в таблице 15.2.
Таблица 15. 2. Значения р0 и р в зависимости от состояния окариваемой древесины
Состояние древесины

Полусухая
Свежесрубленная
Сплавная
Мёрзлая

Значение показателя для породы
Ель
Сосна
р0, Н/мм
р0, Н/мм
р , Н
р , Н
4,7
50
4,2
60
2,8
30
2,5
20
2,0
62
3,3
10
13,2
226
10,9
140

Усилие, необходимое для продольного перемещения кряжа
находят по формуле
T = p  B  z   + nB  m  q  k3 WB ,
где p, B и z – имеют прежние значения;  - коэффициент трения
короснимателя по поверхности кряжа,  = 0,2-0,25; nB – число ведущих вальцов, обычно nB = 6; k3 – коэффициент запаса, k3 = 1,5…2;
WB – коэффициент сопротивления движению вальца

381

WB =

1  d1 + 2 f
DB

,

где  - коэффициент трения в цапфах вальца,  = 0,04…0,1;
d1 – диаметр цапф; f – коэффициент трения качения, f = 0,8…1 см;
DB – диаметр вальца.
Мощность двигателя для привода кольцевой головки

Pk

 z V
p
1000 ,
где V – скорость короснимателя,
N =

V =

d
2 ;

 - КПД привода кольцевой головки.
Сменная производительность

Псм =

T  1   2 U  Q
,
l

где Т – время смены; 1 – коэффициент использования рабочего времени; 2 – коэффициент загрузки; U – скорость подачи бревна,
м/с; Q – длина среднего бревна.
16 Транспортеры для лесных грузов
16.1

Поперечные транспортеры и элеваторы

Цепные поперечные транспортеры и элеваторы применяют
для перемещения бревен из бункеров к станкам, поперечной сортировки лесоматериалов, для выгрузки из воды, в качестве подающих органов в станках и т. д.

382

Различают два типа поперечных транспортеров: с несущим
тяговым органом (рис.16.1, а), у которых перемещаемые лесоматериалы находятся на тяговом органе, и скребковые (с верхней или
нижней рабочей ветвью), перемещающие лесоматериалы по неподвижной плоскости (рис. 16.1, б) [18, 50] .

Рис. 16.1. Схема к расчетам поперечных лесотранспортеров и элеваторов:
а – с несущим тяговым органом; б и в – скребковые с верхней и нижней рабочей ветвью; г – схема элеватора

Натяжение цепей поперечных лесотрапспортеров, так же как
и продольных, определяется методом обхода по контуру 1 4. Для
несущего лесотранспортера статическое натяжение цепи определяется по формуле (16.1), имеющей вид
Z 4 = Zнаб = 1,08 Zм + mсgn4 + 2,08mgL ,

(16.1)

где  – коэффициент трения скольжения цепей о направляющие; т – масса 1 м длины тягового органа, кг; L – длина лесотранспортера, м; 4 – коэффициент трения скольжения бревен по
направляющим;  4 =0,35...0,4 для схем лесотранспортеров (рис.
16.1, б, в); 4=  для несущих лесотранспортеров (рис. 16.1, а);

383

п – число бревен, перемещаемых лесотранспортером; Zм – монтажное натяжение цепей; т'с – часть массы среднего бревна, приходящаяся на одну цепь, кг; т'с = т'/п'ц, где т' – масса одного бревна,
кг; п'ц – число цепей, которыми перемещается бревно.
Число бревен п равно:
n=

LK
lЗ

,

(16.2)

где  – коэффициент загрузки лесотранспортера (  =
0,85...0,95); К – коэффициент, учитывающий часть уже сброшенных сортиментов (К – 0,6...0,7); lЗ – расстояние между захватами
(для цепей без захватных устройств lЗ нужно заменять расстоянием между соседними бревнами).
Максимальное натяжение цепи Zmax определяют по наибольшему значению из формулы (11.17). Входящие в эту формулу
Zдин1, Zдин21 и Zнаб определяют по формулам (11.12), (11.13), (11.1), а
величина Zдин.сбр. исключается из формулы, так как поперечные сортировочные лесотранспортеры не имеют сбрасывателей. Величину
приведенной массы в Zдин2 определяют по формуле (11.15). При
определении Zдин1 и Zдин2 расчет ведут для наиболее нагруженной
цепи, полагая при этом, что на нее приходится 0,6m'n, так как хлысты (бревна) располагаются обычно комлем в одну сторону и
вследствие своей кривизны и неровностей могут опираться только
на две цепи. Тяговое усилие Zтяг определяют по формуле (11.19).
Потребную мощность двигателя поперечного лесотранспортера определяют по формуле:
Nдв =

Zтяг nцv
1000 ,

где nц – число цепей лесотранспортера; v – скорость движения
цепей лесотранспортера, м/с.
Производительность (м3/ч) поперечных лесотранспортеров
определяют по формуле:

384

ПЧ =

36001vQ
lЗ

,

(16.3)

где  – коэффициент использования рабочего времени; Q –
средний объем одного сортимента, м3; 13 – расстояние между захватами, м.
Элеваторы перемещают грузы по вертикали под большим углом наклона к горизонту (70...90°). При транспортировании груз
находится на рабочих органах двух цепей (рис. 16.1, г).
Натяжение цепей элеваторов также определяется методом обхода по контуру. Конструкция цепных элеваторов отличается от
конструкции поперечных цепных лесотранспортеров тем, что их
порожняя ветвь свободно провисает, поэтому ее масса является составляющей движущей силы.
16.2 Ленточные транспортеры
Ленточные лесотранспортеры применяют для перемещения
коротких сортиментов, щепы, опилок и других мелких кусковых
отходов [48]. Они могут быть стационарными и передвижными, горизонтальными и наклонными с углом наклона не более 16...20°.
Тяговым и рабочим органом ленточных транспортеров служат прорезиненные (или другие виды) ленты, шириной от 0,3 до 1,2 м, в
зависимости от назначения лесотранспортера. Число хлопчатобумажных тканевых прокладок i определяют в зависимости от ширины ленты В из условия прочности:

Z max =
или

BiK p
K

(16.4)

385

i=

Z max K
BK p

,

где Zmax – наибольшее натяжение ленты, Н; В – ширина ленты,
см (при В = 300...650 мм i = 3...4; при В = 700...1200 м i = 4...6); К –
запас прочности ленты; Кр – предел прочности на разрыв одной
прокладки на 1 см ее ширины, Н/см.
Верхняя и нижние ветви ленты опираются на поддерживающие роликовые опоры, которые по конструкции могут быть прямыми и желобчатыми. Прямые роликовые опоры (рис. 16.2, а)
применяют для перемещения штучных грузов и холостой ветви
лесотранспортера, желобчатые (рис. 16.2, б) для сыпучих грузов.
Расстояния между роликовыми опорами составляют для рабочей ветви
1,2...1,5 м, для холостой 2,5...3 м. Диаметр приводного гладкого барабана
Dв – (125...150) мм, натяжного Dн = (100...125) мм, ширина барабана равна В+(0,05...0,1) м. Коэффициент трения прорезиненной ленты по металлическому (чугунному) барабану равен 0,25...0,35, по дереву 0,3...0,4.

Рис. 16.2. Схемы к расчетам ленточных транспортеров: а – прямая роликовая опора; б – желобчатая опора; в – форма сыпучего материала; г – схема
ленточного транспортера

Для увеличения передачи окружного усилия ведущий барабан
облицовывают резиновыми или деревянными накладками или увеличивают угол обхвата отклоняющими роликами. При влажных

386

трущихся поверхностях ленты и барабана значение коэффициентов
трения снижается в 1,5 раза.
Для натяжения ленты при длине лесотранспортера 40...50 м
применяют винтовые натяжные устройства, свыше 50 м – грузовые натяжные станции.
Скорость движения ленты транспортера при перемещении сыпучих грузов равна 0,75...1,5 м/с, штучных грузов 0,6...1 м/с. Ширину ленты выбирают в зависимости от производительности лесотраиспортера.
Для сыпучих грузов ширина слоя транспортируемых материалов принимается равной b  0,8В (где В – ширина ленты). Если допустить, что площадь поперечного сечения F материала на ленте
поверху очерчивается параболой (рис. 6.15, е), а понизу плоско2
стью ленты, то можно написать F   b  h , где h – высота слоя,
3
b
приблизительно равная h  .
12
Из приведенных рассуждений производительность лесотранспортера (м3/ч) составит
Ï

÷

3600    v  c 128   B2  v  c
=
=
,
K
K

(16.5)

где  — коэффициент использования рабочего времени; К –
коэффициент разрыхления материала (для опилок К=3, для щепы К=2 . . . 2,5, для стружки К=5...6); v – скорость ленты лесотранспортера, м/с; с – поправочный коэффициент, учитывающий угол
подъема лесотранспортера  ; при  = 0; 10; 15; 18 и 20° с = 1;
0,95; 0,9; 0,85 и 0,75.
Из формулы (16.5) определим ширину ленты В:
Â=

Ï ÷ Ê
.
128  v  c

387

Натяжение ZНАТ тягового органа ленточного транспортера
(рис. 16.2, г) определяют для различных точек методом обхода по
контуру. Натяжение в точке 1 равно Z1 = Zc6. При движении на
участке 1-2 возникают сопротивления трения качения ленты о роликовые опоры и трения на осях роликов, т. е.
Z2 = mgL( 1 cos - sin ) + mpgn2 + Zc6 ,

(16.6)

где m — масса 1 м длины ленты, кг; тр — масса одного ролика, кг; п — число роликов на участке 1-2; 1 — коэффициент сопротивления движению вследствие трения качения ленты о роликовые
опоры:
2 + fd
1 =
(16.7)
D ,

здесь  – коэффициент трения качения ленты о ролики,  =
0,0015...0,02; f – коэффициент трения в цапфах роликов, f =
0,15... 0,2 при подшипниках качения; d и D – диаметры соответственно осей подшипников и роликов.
Коэффициент сопротивления движению 2 вследствие трения
в цапфах роликов определяют по формуле:

2 =

fd
D .

(16.8)

Натяжение в точке 3:
Z3= l,08Z2,
натяжения в точке 4:
Z4= Zнаб= Z3 + mgL( 1 cos + sin )+m'gL( 1 cos + sin  )+mpgn1 1 ,
где n1 – число роликов, поддерживающих рабочую ветвь ленты на участке 3…4; т' – масса груза на 1 м длины ленты, кг.
Подставляя в полученное выражение значение Z3, и пренебрегая малой величиной (0,08mgL sin ), получим
Zнаб = 2,08mgL1 cosа+ m'gL( 2 cos  +in  )+2,08mpg2 n1+1,08Zcб. (16.9)

388

Для ленточных лесотранспортеров, так же как и для канатных, соотношение между Zнаб и Zcб на ведущем шкиве определяют
по формуле Эйлера (11.3). Выражая в формуле (16.6) Zcб через Zнаб и
вводя коэффициент надежности К, получим
Ke  

| |

Z=
e

 | |

−1,08

[2,08mgL1 cos + m| gL( 1 cos + sin  ) + 2,08mp g2 n1 ] , (16.10)

где  | – коэффициент трения скольжения ленты по барабану;
 | – угол обхвата лентой ведущего барабана, рад.
По Zнаб, равному Zmax, ленту рассчитывают на прочность по
формуле (16.4). Окружное усилие, передаваемое ленте ведущим барабаном, и мощность двигателя привода определяют по формулам
(11.19) и (11.20).
16.3 Скребковые транспортеры
Скребковые лесотранспортеры применяют для перемещения
сыпучих материалов, преимущественно легких (опилок, щепы,
мелких кусковых отходов и т. д.) по специальному желобу. Тяговым органом служит цепь (рис. 11.1, в) со звеньями из круглой и
полосовой стали, снабженная поперечными скребками и имеющая
достаточную боковую жесткость, что предохраняет скребок от
перекосов во время перемещения материалов. Ведущие звездочки
(рис. 11.2, д), для таких цепей изготавливают со вставными
зубьями. Звенья из полосовой стали располагают на свободных
гранях, звенья из круглой стали входят в зацепление с зубьями.
Натяжные устройства - винтовые.
Верхняя и нижняя ветви цепи располагаются в желобах, по
которым скребки перемещают сыпучие материалы. Целесообразней загружать нижнюю ветвь, так как при этом верхний желоб не
засоряется, а перевернутые скребки нижней ветви более плотно
прилегают ко дну желоба и потому лучше транспортируют опилки. Лесотранспортер можно разгружать в конце его или в другом
месте через отверстие в дне желоба. Желоб изготавливают из де-

389

рева или листовой стали толщиной 4...6 мм. Длина скребковых
лесотранспортеров 40 м и более.
Длину l и высоту h скребков выбирают в зависимости от производительности лесотранспортера, а толщину (скребок из дерева) из
конструктивных соображений. Для одноцепных транспортеров длина l = 200...400 мм, h = 60...100 мм, расстояние между скребками
tc = 0,4...1 м. Ширина желоба В обычно равна (1,12...1,15) l, а высоту
его бортов принимают на 100 мм больше высоты скребка.
Т я г о в ы й р а с ч е т скребкового лесотранснортера производят методом обхода по контуру. Статическое натяжение Zнаб
цепи горизонтальной секции скребкого лесотранспортера длиной
L следует определять по формуле (11.1), в которой коэффициенты
трения скребков о желоб с и груза о желоб и его стенки имеют
 г различные значения:

Zнаб = 2,08 c mgL +  Г nm| g + 1,08Z М ,

(16.11)

где т – масса 1 м цепи со скребками, кг; m| – масса груза, перемещаемого одним скребком, кг; п – число скребков на рабочей
ветви.
При расчетах коэффициенты трения c  0,4;  г = 0,5...0,6.
Из условия устойчивости скребков против их выворачивания монтажное натяжение принимается равным ZM = 3...10 кН.
При транспортировке сыпучих материалов, особенно щепы и
стружки, появляются дополнительные сопротивления движению
вследствие их заклинивания между торцами скребков и стенками желоба, поэтому величину Zнаб следует увеличивать на 15...20%. Добавочные динамические натяжения цепи определяют по формулам
(11.12) и (11.14), тяговое усилие и мощность двигателя по формулам
(11.19) и (11.20). Для перемещения сыпучих лесоматериалов применяют скребковые лесотранспортеры ТОЦ16-4 с комбинированной цепью и деревянными скребками. Длина лесотранспортера 40 м, расстояние между скребками 810 мм, мощность двигателя 5 кВт.
П р о и з в о д и т е л ь н о с т ь (м3) скребкового лесотранспортера определяется по формуле

390

Пч =

36001сvV
tc K

,

где  – коэффициент использования рабочего времени; 1 –
коэффициент заполнения желоба транспортера; для легкосыпучих
лесоматериалов 1 =0,5...6; для плохо сыпучих 1 =0,7...0,8; с – поправочный коэффициент, учитывающий угол подъема транспортера  ; при  = 10, 20, 30 и 40° значения с соответственно равны
0,85; 0,65...0,8; 0,5...0,75; 0,3...0,5; v – скорость движения лесотранспортера, м/с; V – средний объем сыпучего лесоматериала (в
рыхлой массе), перемещаемых одним скребком, м3; tc – расстояние между скребками, м; К – коэффициент разрыхления сыпучих
лесоматериалов.
Величина V, приближенно, может быть определена по формуле V=K1hb, где K1 – опытный коэффициент, показывающий распределение сыпучих материалов по длине перед скребком и равный 0,4...0,5 м.
16.4 Роликовые транспортеры
Роликовые лесотранспортеры служат в основном для перемещения штучных грузов в горизонтальной или слегка наклонной
плоскости. Мелкие грузы транспортируют в ящиках или на поддонах.
Расстояние между роликами должно быть таким, чтобы груз
всегда находился не менее чем на двух роликах. Груз может перемещаться толканием, за счет небольшого наклона транспортера
или принудительного вращения роликов от привода. Конструкцию
роликов выбирают в зависимости от формы перемещаемых грузов.
Гладкие цилиндрические ролики (рис. 16.3, г) [48] применяют для
перемещения плоских грузов (шпал, досок, брусьев). Диаметр роликов принимается в пределах 100…160 мм. При перемещении
круглых лесоматериалов применяют конические ролики (рис. 16.3, д) с
ребристой поверхностью.

391

Угол конусности  = 10...12°; наименьший диаметр D1= 80...
100 мм; длина усеченного конуса 200...250 мм, расстояние между конусами b= 60...80 мм.
Скорость перемещения круглых лесоматериалов по коническим
роликам зависит от их диаметра, так как окружность касания (бревна о
ролик) будет различной:
D = D1 + (dsin – b) tg ,

(16.12)

где d – диаметр перемещаемого бревна.
Скорость перемещения (м/с) бревна будет равна v =

Dn
60

.

Рис. 16.3. Схемы роликовых лесотранспортеров: а и б – неприводные
горизонтальный и наклонный; е – приводной; г – гладкий цилиндрический ролик; д – конический

Для перемещения груза по роликам на горизонтальных лесотранспортерах (рис. 16.3, а) силу толкания S определяют по формуле:

S = mg(1 + 2 ) + m p gnp2 ,

(16.13)

392

где т – масса груза, лежащего на роликах, кг; mр – масса ролика,
кг; пp – число роликов под грузом; 1 – коэффициент сопротивления
движению вследствие трения качения материала о роликовые опоры
(16.7); 2 – коэффициент сопротивления движению вследствие трения в
цапфах роликов (16.8).
В формулах (16.7) и (16.8) значения  , принимаются (см): для
шпал, брусьев, досок 0,25...0,30, для бревен 0,3...0,4, значения f те же,
что в формулах (16.7), (16.8).
В наклонных неприводных роликовых лесотранспортерах
(рис. 6.16, б) движение груза происходит за счет составляющей силы
массы груза (т), т.е. S = mg sin  . Поэтому S должна быть больше
суммы сил F и F1, где F есть сила сопротивления передвижению
2
F
=
вследствие качения груза по роликам
, a F – сила сопроDp
1
F
=
тивления вследствие трения в опорах роликов

fd
Dp

. Не-

обходимый угол наклона роликовых лесотранспортеров к горизонту а
определяют по формуле:
tg =

2
Dp

+

fd
Dp

(1 +

mp

n ) + K m pv2n
p
m
mgL ,

(16.14)

где v – скорость движения груза, м/с; п – общее число роликов; L –
длина роликового лесотранспортера; К – коэффициент, учитывающий
распределение массы ролика по его радиусу (К = 0,8...0,9).
Третье слагаемое формулы (16.14) учитывает затрату энергии на
разгон роликов из состояния покоя до окружной скорости v при наезде
на них груза. В случае непрерывного движения грузов, следующих
друг за другом, третье слагаемое этой формулы можно не учитывать.
На практике углы  наклона лесотранспортера к горизонту принимают равными: для досок, брусьев, шпал, ящиков 2,5...4°; для око-

393

ренных бревен, балансов 3...5°. На участках закругления угол  увеличивают на 0,5...1°.
В приводных лесотранспортерах ролики приводятся в движение
от электродвигателя при помощи цепной передачи (рис 16.3,б) или зубчатыми коническими передачами от общего вала. Мощность (кВт) привода определяют по формуле:
 m1 gL


 fd L
v
mp g 
,
N = 
+
+ m1 gfT 
общ
D

a cos  l
a
1000
L

(16.15)

где m1 – масса единичного груза, кг;  – угол трения скольжения
груза по роликам; l – расстояние между роликами, м; а – расстояние
между грузами, м; fт – коэффициент сцепления груза и роликов; общ –
КПД передачи.
Формула (16.15) не учитывает расхода мощности на преодоление
сопротивлений, возникающих при перемещении цепей по направляющим и приводным звездочкам.
Тема 17 Буферные магазины
17.1 Назначение буферных магазинов
В поточных линиях нижних складов и цехов применяют различные станки и механизмы. Надежность работы всей линия зависит от
надежности работы всех составляющих ее элементов.
Поточные линии могут быть с жесткой связью, если обрабатываемый материал от предыдущего станка (механизма) сразу же поступает к последующему, и с гибкой, когда между механизмами
устанавливают промежуточную емкость, накапливающую и выдающую для дальнейшей обработки материал. Эти емкости называют
буферными магазинами. От объема продукции, имеющейся в буферном магазине, зависит длительность работы последующего механизма при остановке предыдущего. Буферные магазины необходимы
и в том случае, когда в поточную линию включаются механизмы с
различной производительностью.

394

К буферным магазинам предъявляются необходимые требования:
во-первых, он должен иметь такую емкость, при которой исключается возможность его переполнения или опорожнения в период
кратковременных колебаний штучного времени обработки единицы
продукции механизмов, между которыми он установлен;
во-вторых, единица продукции должна иметь гарантированное
перемещение от приемной части до выдающей и с необходимой скоростью единицы продукции;
в-третьих, буферный магазин должен иметь возможность поштучной подачи единицы продукции на приемное устройство последующего
магазина или станка.
17.2 Классификация буферных магазинов
В зависимости от характера расположения лесоматериала буферные магазины подразделяются на однорядные, в которых единицы
продукции располагаются в один ряд, и пачковые, содержащие пачку
лесоматериалов (рис. 17.1) [18, 50].
Однорядные и пачковые буферные магазины в свою очередь
подразделяются на ряд конструктивных подвариантов в зависимости
от характера перемещения в них заготовок, способов разделения пачек, поштучной выдачи заготовок и т.д.
Однорядные буферные магазины бывают сплошные и ячеистые. В сплошных буферных магазинах заготовки непосредственно
соприкасаются друг с другом, поэтому в конце буферного магазина
устанавливается отсекатель, обеспечивающий поштучное отделение
заготовок от сплошного их ряда. Буферные магазины этого типа
подразделяются на гравитационные, где лесоматериалы перемещаются по площадке магазина в основном под действием собственного
веса (рис. 17.1АI1/, а), и фрикционные (рис. 17.1АI1/, б), в которых
заготовки движутся, опираясь на цепи поперечного транспортёра, не
имеющего захватных устройств.

395

Рис. 17.1. Классификация буферных магазинов: А) однорядные: I –
сплошные: а – гравитационные; б – фрикционные; 2/ – ячейковые с разделителями; Б) пачковые: а – гребенчатые; б – с отсекателями; 1/ – с поперечным перемещением заготовок; 2/ – с круговым движением заготовок, (тарельчатые
питатели); II – открытые: 1/ – с захватными устройствами: а – манипуляторные; б – с челночным захватом; 2/ - для разделения пачки с нарушением ее
равновесия: а – кулачковые; б – вибрационные; в – фрикционные

Наклонные (гравитационные) буферные магазины следует
применять для брёвен, имеющих небольшую длину и сравнительно
правильную форму.
Фрикционные сплошные магазины используются для более
длинных брёвен с менее правильной формой, а также для хлыстов.
В ячейковых буферных магазинах заготовки размещаются по
одной в ячейках, образованных разделителями.
В качестве разделителей используются самоустанавливающиеся крючья 1 шарнирно укрепленные на подающих цепях 2 (рис.
17.1АI2/, а) или крестовины 1, жестко посаженные на приводные валы 2 (17.1АI2/, б).
Распределение заготовок по одной в каждой ячейке гарантирует их поштучную выдачу без помощи отсекателей.

396

Пачковые буферные магазины подразделяют на бункерные,
имеющие емкость для размещения заготовок, и открытые, в которых пачка располагается на площадке. В бункерных магазинах заготовки имеют поперечное (рис. 17.1БI1/, а и б) или круговое (рис.
17.1БI2/, в) движение.
Открытые буферные магазины подразделяют на две основные
группы, характеризующиеся следующими принципиально разными
способами разделения пачек: последовательное отделение от пачки
одной или нескольких заготовок при помощи захватного устройства:
манипуляторные (рис. 17.1БII1/, а) и с челночным захватом (рис.
17.1БII1/, б), разделения пачки путем нарушения ее равновесия: кулачковые (рис. 17.1БII2/, а), вибрационные (рис. 17.1БII2/, б) и фрикционные (рис. 17.1БII2/, в).
Сплошные буферные магазины состоят из горизонтальной или
наклонной площадки для размещения хлыстов или брёвен и отсекателя. Магазины без отсекателей называются буферными.
Отсекатели служат для отделения одного хлыста или бревна и
перекладки его на приёмное устройство последующего механизма.
Конструкция отсекателей зависит от размеров и соотношения максимальных и минимальных диаметров заготовки.
Число и взаимное расположение отсекателей, устанавливаемых
в конце буферного магазина должно быть таким, чтобы заготовки
любой длины отделялись на менее чем двумя отсекателями, а центр
тяжести заготовок не выходил за пределы крайних отсекателей.
Приводы отсекателей бывают пневматическими, гидравлическими и электромеханическими. Для более надежного отделения искривленных или плохо ориентированных хлыстов желательно, чтобы отсекатели имели независимые приводы.
Кроме сплошных буферных магазинов (рис. 17.1) на лесных
складах иногда применяются буферные магазины ячеечного типа БГ1 конструкции ЦНИИМЭ. В него вмещается девять брёвен диаметром 7…35 см и длиной 4…9 м. Мощность двигателя 2,8 кВт,
производительность до 70 м3/ч.
Пачковые буферные магазины подразделяют на бункерные и
открытые.
Буферные магазины бункерного исполнения состоят из (бункера) емкости, где располагается межоперационный запас, и устройства, служащего для разделения пачек, ориентирования заготовок,
их продвижения к выдающей части магазина и поштучной выдачи.

397

Наибольшее применение получили бункерные буферные магазины гребенчатого типа. Заготовки поштучно или пачкой загружаются в бункер, образованный задней стенкой и рабочей площадкой,
вдоль которой закреплено несколько гребенок. Около каждой гребенки расположена цепь с толкателями треугольной формы. Высота
толкателей превышает зубцы гребенок на величину, обеспечивающую разделение заготовок.
Буферные магазины бункерного исполнения с отсекателями
предназначены для разделения пачек брёвен и поштучной их выдачи. Он состоит из приёмного бункера, образованного наклонной и
вертикальной плоскостями, и поперечного двухцепного транспортёра с захватными органами (отсекателями). Цепи, огибающие звёздочки, движутся в направлении, указанном стрелкой (рис. 18.3, б).
Часовая производительность Пч буферных магазинов бункерного исполнения определяется по формуле, имеющей вид
Пч =

3600 1   2 U V
,
l

где 1 – коэффициент использования рабочего времени;
V – средний объём одной заготовки, м3;
2, U и l – имеют различное значение в зависимости от конструкции буферного магазина. Для буферных магазинов гребенчатого типа U – скорость цепей транспортёра с толкателем, м/с; l – шаг
толкателей, м; 2 – коэффициент загрузки, учитывающий поштучную выдачу заготовок (2 = 0,8…0,85). Для буферных магазинов типа (рис. 18.3, б): U – скорость цепей на которых подвешены отсекатели, м/с; l – шаг отсекателей, м; 2 – коэффициент загрузки для пиловочных брёвен равен 0,95; для рудстоечного и балансового долготья, а также для строительных брёвен 0,86.
Для тарельчатого питателя: U – окружная скорость диска, м/с,
равная U =   (Dï − d3 ) n: 60 , где n - частота вращения диска,
об/мин; d3 – средний диаметр заготовки, см; 2 – коэффициент выдачи, зависящий от угловых параметров питателя и от отношения
d3:l3(2 = 0,75…0,85).
На производстве получили широкое применение буферные магазины гребенчатого типа конструкции СевНИИЛП. Для разделения
и поштучной выдачи хлыстов служит буферный магазин ЛТх-80, состоящий из двух расположенных рядом блоков аналогичной кон-

398

струкции: комлевого, имеющего три цепи с толкателями, и вершинного разобщителя с двумя цепями. Вместимость ЛТх-80 составляет 25
м3 хлыстов диаметром в комле 6…80 см и длиной 8…30 м. Мощность
двигателя привода цепей 20 кВт, производительность 80 м3/ч. Для выполнения тех же операций с брёвнами применяются буферные магазины бревенчатого типа ЛТ-80-1 и ЛТ-80 с увеличенным бункером,
имеющим вместимость, равную соответственно 10 и 25 м3 брёвен
диаметром 6…60 см и длиной 4…6,5 м, мощность двигателя привода
цепей 7,5 кВт, производительность до 60 м3/ч.
Буферные магазины открытого исполнения отличаются тем,
что пачки заготовок располагаются не в бункере, а на открытой
площадке. Согласно классификации к ним относятся буферные магазины, разделяющие пачку заготовок поштучно при помощи захватных устройств, а также путём нарушения её равновесия.
У буферных магазинов первого типа в качестве захватных
устройств используются разделители с челночными захватами и манипуляторы. Разделители с челночными захватами применяют для
разделения пачек хлыстов и деревьев, и поэтому их монтируют
обычно на разгрузочных эстакадах. Они состоят из двух замкнутых
систем с канатным или цепным тяговым органом и индивидуальным
приводом (типа РРУ-10).
По этому же принципу работают разделители РХ-2 и РД-2,
предназначенные соответственно для разделения пачек хлыстов и
деревьев.
Буферные магазины с челночными захватами просты по конструкции, имеют малые металлоёмкость и энергоёмкость, но не гарантируют поштучного отделения заготовок.
Для разделения пачек заготовок и их поштучной подачи широко применяют манипуляторы различных типов: одно- и двухстреловые, фронтальные и поворотные с поперечным и осевым перемещением стволов.
На лесных складах применяют двухстреловые стационарные
манипуляторы ЛО-13С, выполняющие поштучную подачу хлыстов
на подающий транспортёр раскряжевочной установки ЛО-15С.

399

Для подачи деревьев на сучкорезную установку ПСЛ-2 используют одностреловой поворотный манипулятор МП-5.
Среднее время на подачу одной заготовки для манипуляторов
ЛО-13С и МП-5 соответственно равно 20 и 30 с. Оба эти манипулятора разработаны в ЦНИИМЭ.
Манипулятор с осевым перемещением хлыстов конструкции
СНПЛО устанавливается на многооперационной машине НСК (сучкорезно-раскряжевочной с сортировкой и пакетированием (штабелёвкой) на нижнем складе).
Буферные магазины с разделением пачек заготовок путем
нарушения их равновесия не получили практического применения и
были изготовлены в виде отдельных экземпляров, к которым относится вибрационные разделитель СевНИИП.
Тема 18 Внутрискладской транспорт
18.1 Классификация и область применения
Технологический процесс склада включает значительный объем транспортных операций, взаимосвязывающих между собой отдельные производственные объекты, цехи и участки.
Основными видами операций являются следующие:
- подача лесоматериалов в цехи переработки;
- транспортировка готовой продукции из цехов к месту ее
укладки (склад готовой продукции) или к фронту отгрузки;
- транспортировка продукции внутри цеха от станка к станку
или от станка к другому транспортному механизму;
- уборки отходов из цехов.
В зависимости от вида сырья, объемов транспортных операций,
места их выполнения и др. выбирается различный транспорт, который классифицируется следующим образом:
1) рельсовый транспорт – приводные и неприводные тележки;
2) безрельсовый самоходный транспорт – автопогрузчики, автолесовозы, штабелёры;
3) пневматический транспорт;
4) машины непрерывного действия – транспортеры и элеваторы
(цепные, канатные, ленточные).

400

18.2 Назначение, классификация и конструктивные
особенности автопогрузчиков
Автопогрузчики относятся к безрельсовому виду транспорта.
Безрельсовая внутрискладская транспортировка лесоматериалов
благодаря положительным особенностям, которыми обладают
транспортирующие машины, получает все более широкое распространение [6, 50].
Автопогрузчики представляют собой самоходные машины на
колесном ходу, выполняющие захват, транспортировку, вертикальные перемещения и укладку груза.
На лесных складах автопогрузчики применяются для транспортировки, штабелевки и погрузки круглых, пиленых лесоматериалов
и щепы. Они обладают рядом преимуществ, основными из которых
являются:
- возможность маневрирования при перевозке грузов;
- механизация захвата и укладки груза;
- приведение всех подъемно-транспортных операций не с отдельными сортиментами, а с пакетами или пачками.
Автопогрузчиков бывает несколько видов, и типов, которые
отличаются друг от друга способами погрузки и разгрузки грузов,
типом установленного на них двигателя и многими другими параметрами.
Современные автопогрузчики, это высокотехнологические
устройства, которые в значительной мере облегчают труд многих
людей. И не только на крупных складах, везде, где требуется проводить хоть какие-то погрузочно-разгрузочные работы, особенно не габаритных грузов.
А сколько экономится времени при использовании автокаров, то
это и представить трудно.
Понятно, что автопогрузчик вилочный предназначен для выполнения различных погрузочно-разгрузочных работ, перемещения
грузов и так же других специальных работ.
Производители данной техники постоянно улучшают и модернизируют конструкцию вилочных автопогрузчиков. Существует
огромное количество их классификаций, среди них нельзя выделить
общепринятую.

401

Погрузчики можно разделять по ряду конструктивных особенностей, например:
По типу подъёмного устройства:
• вилочные погрузчики;
• ковшовые погрузчики.
По типу двигателя:
• дизельные;
• с бензиновым двигателем;
• с газовым двигателем;
• с электродвигателем.
По расположению подъёмного устройства:
• фронтальные;
• боковые.
По числу опорных колёс:
• трёхопорные;
• четырёхопорные.
По требованиям к покрытию:
• для работы на складах;
• для работы на открытых площадках.
По типу механизма подъёма:
• с вертикальной мачтой (одно, 2-х или 3-хсекционной);
• с телескопическим механизмом подъёма.
Наиболее широкое распространение получила классификация ITA,
согласно которой погрузчики делятся на следующие классы:
• Класс I – электрические погрузчики;
• Класс II – погрузчики для работы в узких проходах;
• Класс III – штабелёры и тележки;
• Класс IV – погрузчики с двигателем внутреннего сгорания с
цельнолитыми шинами;
• Класс V – погрузчики с двигателями внутреннего сгорания с
пневматическими шинами;
• Класс VI – транспортёры;
• Класс VII – «внедорожные» погрузчики для работы на открытых площадках.
Каждый тип автопогрузчика находит свое применение в зависимости от места применения, вида выполняемых работ и их объема.

402

Автопогрузчики имеют общую конструктивную схему (рис.
18.1), включающую шасси 9 на пневмоколесном ходу, двигатель
внутреннего сгорания 7, трансмиссии, гидроприводы, грузоподъемник 3,
управляемый мост 8, ведущий мост 11, каретку 2, вилы 1, пульт
управления 10, сиденье водителя 6, руль 5 и ограждение 4.
Рис. 18.1 Автопогрузчик

Боковые погрузчики (рис. 18.2) применяются для транспортировки длинномерных грузов или для работы в узких межстеллажных
проходах.

а

б

Рис. 18.2. Вилочный погрузчик с боковой загрузкой: а – XGMA; б - Combilift

Большое значение имеет число опорных колёс. Четыре опоры
обеспечивают погрузчику сравнительно высокую устойчивость – такую схему шасси используют для погрузчиков, способных работать

403

не только в помещениях, также высокая устойчивость повышает
остаточную грузоподъёмность. Погрузчики с тремя опорами могут
разворачиваться буквально на месте, что особенно важно для работы
в узких межстеллажных пространствах.
Как правило, на открытых площадках применяют погрузчики с
бензиновым ДВС или с дизелем (рис. 18.3), но также возможно их
использование в хорошо проветриваемых помещениях с высокими
потолками. Погрузчики можно оснащать каталитическими нейтрализаторами выхлопных газов, повышающих экологичность приводов, но эти катализаторы стоят недёшево и выходят из строя при использовании некачественного топлива.

Рис. 18.3 . Погрузчик с бензиновым (дизельным ) ДВС Komatsu серии GX грузопоподъёмностью 20000 – 25000 кг

Газово-бензиновые погрузчики (рис. 18.4) могут работать
практически в любых условиях, как на бензине, так и на сжиженном
газе. Преимущество газово-бензинового погрузчика заключается в
том, что время работы погрузчика на газу в воздух практически не
выделяется дым, а выхлопные газы не имеют запаха. Поэтому газово-бензиновые погрузчики можно эксплуатировать в хорошо вентилируемых помещениях. Двигатель газово-бензинового погрузчика
запускается на бензине, а затем при помощи тумблера осуществляется переключение на газовое топливо. В результате среднее месячное потребление дорого бензина составляет всего несколько литров.
Во время работы двигателя на газовом топливе, нагрузки на шатунно-поршневую группу значительно
Недостатки таких автопогрузчиков в том, что расход газа
больше, да и заводится он только на бензине.

404

Рис. 18.4. Газово-бензиновый
погрузчик Caterpillar GP 25 NT

Есть ещё один вариант привода погрузчика – ДВС, работающий
на газе (рис. 18.5). Обычно такой тип привода применяется на погрузчиках с малой грузоподъёмностью – до 5 т. Для питания привода используются бытовые газовые баллоны на 30 или 50 литров. Достаточно иметь 4…8 баллонов на каждый погрузчик, чтобы возить их на заправку не чаще раза в неделю. Погрузчики с газовым типом привода
получили широкое распространение в странах Европы, опять же по
причине ужесточения экологических норм.

Рис. 18. 5. Газовый погрузчик Nissan

Автопогрузчики с газовыми двигателями, являются наиболее
экономичными среди вилочных, ведь двигатель в данном типе автопогрузчиков работает на пропан-бутане.

405

Однако можно встретить автопогрузчик вилочный, который
может работать на природном газе и метане. Но такие автопогрузчики встречаются редко.
Электрический автопогрузчик (рис. 18.6) работает на аккумуляторах, которые приводят в движение мощные электродвигатели,
электродвигатели, в свою очередь приводят колеса. Сейчас на смену
электродвигателей постоянного тока пришли новые асинхронные
двигатели, работающие на переменном токе. Данные автопогрузчики наиболее подходят для работы в закрытых помещениях. Не шумные в работе, и очень маневренные.

а

б

Рис. 18.6. Электропогрузчик: а - STILL R20-20; б - Komatsu серии PE

С ростом цен на углеродное топливо на рынке стали появляться
погрузчики, которые комбинируют традиционные двигатели внутреннего сгорания с электромоторами, так называемые гибридные
погрузчики. Использование гибридных технологий позволяет наполовину снизить расход топлива и выбросы СО2 в атмосферу, при сохранении высоких эксплуатационных и технических характеристик.
Экономия топлива достигается за счет применения системы регенерации энергии при отпускании педали акселератора и при изменении
направления движения, а так же при опускании груза за счет превращения его потенциальной энергии в кинетическую. Первым в

406

мире гибридным погрузчиком является вилочный погрузчик Toyota

Geneo-Hybrid (рис. 18.7).
Рис. 18.7 Автопогрузчик вилочный Toyota Geneo-Hybrid с гибридным

двигателем
На автопогрузчик вилочный может устанавливаться много дополнительного оборудования. Основное из него это захваты для рулонов и бочек (рис. 18.8), вилочный захват вращающийся, захват для автомобильных шин, снегоуборщик и много другого оборудования.

Рис. 18.8 . Захват для рулонов и бочек

407

Отдельного упоминания заслуживают погрузчики для работы
на открытых площадках. У «внедорожных» вилочных погрузчиков
существует два типа механизмов подъёма: телескопический и с вертикальной мачтой. Телескопический погрузчик работает медленней,
более требователен к квалификации оператора, несколько неуклюж
и громоздок по сравнению с традиционным погрузчиком с вертикальной мачтой, но он обеспечивает существенно больший радиус
действия и незаменим в ряде работ.
В последнее время нашли себе применение вилочные погрузчики со всеми четырьмя управляемыми колёсами. Такие погрузчики
более манёвренны, а благодаря режиму «крабового хода», позволяющего машине передвигаться боком, открывают множество новых
возможностей при перемещении грузов в стеснённых пространствах.
Точность позиционирования груза на определенное место хранения возрастает, если мачта или вилы погрузчика могут перемещаться влево или вправо. Смещение мачты на несколько сантиметров от центра – весьма распространенная функция среди вилочных
погрузчиков, но, как правило, это дополнительная опция.
Существует два основных типа грузоподъёмных мачт: двухступенчатые и трёхступенчатые. Трёхступенчатые мачты более компактны в сложенном виде, но двухступенчатые мачты в сложенном
виде меньше затрудняют обзор оператору.
Каретки, перемещающие вилы вверх-вниз, бывают двух типов
– обычного или осевого крепления (shaft-mounted carriage). Стандартные каретки (ITA Class IV Hook) имеют обычное крепление грузовых вил с фиксированной позицией, а каретки осевого крепления
могут "плавать". Каретки иногда комплектуют особым механизмом,
позволяющим оператору быстро сменить вилы на, скажем, корзину,
ковш или щетку.
Ричтраки – вид электроприводной складской техники, представляющий из себя штабелер с выдвигающейся мачтой. Основное место использования – склады, оснащенные высотными стеллажными системами (от 5 до 12 метров).

408

Главными преимуществами ричтаков являются:
– большая высота подъема груза – до 12 метров ( у штабелера до 5 метров);
– компактные размеры, высокая маневренность;
– механизм выдвижения мачты и высокая жесткость ее конструкции,
что обеспечивает плавность и четкость при обработке грузов;
– большая емкость батареи. Заряда хватает на всю рабочую смену
при 100% загрузке;
– высокая скорость подъема груза – почти в 2 раза больше, чем у
штабелера;
– высокая скорость передвижения – до 40% выше, чем у штабелера;
– большая остаточная грузоподьемность (грузоподъемность на максимальных высотах);
– эргономичное рабочее место оператора.
Все это позволяет назвать ричтрак самым эффективным типом
складской грузоподъемной техники.

Рис. 18. 9. Ричтрак Jungheinrich
ETV 320

18.3 Портальные автолесовозы

409

Автолесовозы используются для транспортировки пакетов, досок и брусьев, уложенных на подставки. Автолесовозы не имеют кузова и платформы, и перевозят груз в подвешенном состоянии под
рамой, и представляют собой самоходную машину с высоким (до 1,75 м)
порталом. Рама в поперечном сечении представляет П-образную
форму, в которой размещается груз. Стойки рамы опираются на ведущие задние и управляемые передние колеса, между колесами в
плоскости стоек размещается грузоподъемный механизм с захватами
в виде уголков. Подготовленный к транспортировке пакет пиломатериалов укладывают на специальную подставку. Водитель автолесовоза опускает захваты и, наезжая на пакет, подводит их под боковые
выступы подставок. Машину останавливает над пакетом и поднимает
его вместе с подставкой. В транспортном положении пакет находится
внутри портала и прижимается к несущей раме. В пункте разгрузки
подставку с пакетом опускают на землю. Автолесовоз проходит над
грузом и возвращается за следующей его порцией.
На лесных складах применяются автолесовозы модели 2Т-80А
и Т-140М2 (рис. 18.10) грузоподъемностью соответственно 5 т (49 кН)
и 7 т (69 кН). Скорость передвижения этих лесовозов с грузом до 38 км/час.

Рис. 18.10. Портальный автолесовоз модели Т-140М2

18.4 Погрузчики-штабелёры

410

Погрузчики-штабелёры манипуляторного типа применяются
для погрузки и штабелевки круглых лесоматериалов на нижних береговых складах. Они имеют сменные навесные рабочие органы, а
поэтому могут выполнять различные виды работ:
- погрузку;
- штабелёвку;
- различные строительные и вспомогательные работы.
Погрузчики-штабелёры представляют собой полноповоротную
платформу, на которой размещается силовая часть, стрела с рукоятью и рабочим органом.
В настоящее время выпускаются погрузчики-штабелёры типа
ЛТ-72 на базе трактора ТТ-4; КЛ-4 на базе ТДТ-55А; ЛТ-32, ЛТ-33,
ЛТ-34 и ЛТ-35 на базе трактора ТДТ-55А и ТТ-4. Грузоподъемность
этих машин до 55 кН, объем пачек 3…6 м3.
18.5 Пневматическай транспорт
Пневматическим называется такой вид транспорта, при котором частицы материала во взвешенном состоянии перемещаются
воздушным потоком по закрытым каналам (трубам).
Он используется для транспортировки и погрузки щепы, а также
для транспортировки отходов из цехов в бункеры.
Существенными преимуществами пневматического транспорта
является:
- высокая производительность и непрерывность подачи материала;
- возможность перегибов транспортной магистрали практически
под любым углом в плане и в профиле;
- возможность собирать и транспортировать материал одновременно от большого числа территориального удаленных друг от друга мест;
- автоматизация выполнения всех работ по сбору, транспортировке и разгрузке перемещаемых материалов.
К недостаткам следует отнести большой расход электроэнергии
на 1 м3 перемещаемого груза и значительный износ трубопроводов в
местах поворотов.

411

Пневмотранспортные системы в зависимости от принятого для
работы давления Р делятся на три категории:
- низконапорные (Р  500 кг/м2),
- средненапорные (Р = 500…2000 кг/м2),
- высоконапорные (Р  2000 кг/м2).
В зависимости от расположения вентилятора, создающего
напор воздуха (или его разряжение) в трубопроводах, пневмотранспортные установки подразделяются на:
- всасывающие

- нагнетательные

- всасывающе-нагнетательные

Основными элементами этих установок являются питатели 1, в
которые поступает транспортируемый материал, вентилятор 2, трубопроводы 3 и циклон 4.
Всасывающие установки, способные собирать отходы из нескольких мест, применяются для сбора мелких отходов и пыли от
деревообрабатывающих станков и перемещения их за пределы цеха.

412

Нагнетательные пневматические установки – для транспортировки
технологической щепы с подачей её на погрузку или к местам хранения.
Всасывающее-нагнетательные установки – для сбора щепы из
нескольких мест и транспортировки её к нескольким пунктам.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аболь, П.И. Валочно-трелевочная машина ЛП-49 [Текст] / П.И. Аболь,
Н.Ф. Кусакин и др. – М.: Лесн. Пром-сть, 1988. – 168 с.
2. Аболь, П.И. Машина ЛП-19 на лесосечных работах [Текст] / П.И.
Аболь, Г.А. Агапов, М.П. Барман. – М.: Лесная пром-сть, 1977. – 64 с.
3. Агапкина, Г.И., Динамика содержания и органические формы соединений радионуклеидов в жидкой фазе лесных почв зоны загрязнения
ЧАЭС / Г.И. Агапкина, Ф.А. Тихомиров, А.И. Щеглов // Экология. – 1994. –
№1. – С.16…21.
4. Барановский, В.А. Системы машин для лесозаготовок [Текст] / В.А.
Барановский, Р.М. Некрасов. – М.: Лесная пром-сть, 1977. – 248 с.
5. Валочная машина ВМ-4[Электронные ресурсы]. – Режим доступа:
http://forest.geoman.ru/forest/item/f00/s00/e0000339/index.shtml
6. Вилочные автопогрузчики [Электронные ресурсы]. – Режим доступа:
www.gruzoviki.com
7. Виногоров, Г.К. Технология лесосечных работ [Текст] / Г.К. Виногоров. – М.: Лесная пром-сть, 1980. – 96 с.
8. Вороницын, К.И. Машинная обрезка сучьев на лесосеке [Текст] / К.И.
Вороницын, С.М. Гугелев – М.: Лесн. пром-сть, 1989. – 272 с.
9. Выпускник технического университета Дрездена придумал шагающий
харвестер с самоходным мостом [Электронные ресурсы]. – Режим доступа:
http://www.russianforestryreview.ru/news/release1329.html
10. Деревообрабатывающий инструмент в Вологодской области [Электронные ресурсы]. – Режим доступа:
http://vologodskaya.all.biz/derevoobrabatyvayushchij-instrument-bgr1359
11. Дровокольные станки. [Электронные ресурсы]. – Режим доступа:
http://mosstanok.ru
12. Дровокол JAPA 110 в Петербурге. [Электронные ресурсы]. – Режим
доступа: http://168651.ru.all.biz/drovokol-japa-110-g1048051
13. Заикин, А.Н. Особенности производства окоренных сортиментов и
пиломатериалов из радиоактивно загрязненной древесины / А.Н. Заикин, Е.А.
Памфилов, В.М. Меркелов, П.Г. Пыриков // Деревообрабатывающая промышленность, 2009, №3. – С.6…8
14. Заикин, А.Н. Технология и оборудование заготовки и переработки
древесины, загрязненной радионуклидами: монография [Текст] / А.Н. Заикин,
В.М. Меркелов. – Брянск: БГИТА, 2012. – 266 с. ISBN 978-5-98573-106-4.
15. Заикин, А.Н. Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств: учебное пособие [Текст] / А.Н. Заикин, В.М. Меркелов.
– Брянск: БГИТА, 2012. – 360 с. ISBN 978-5-98573-122-4.

413

16. Заикин, А.Н. Технология и оборудование лесозаготовок: конспект
лекций [Текст] / А.Н. Заикин, В.Я. Сосновский, Г.Н. Кривченкова – Брянск:
БГИТА, 2012. – 360 с.
17. Залегаллер, Б.Г. Механизация и автоматизация работ на лесных складах
[Текст]/ В.Г. Залегаллер, П.В. Латочкин // Изд. 2-е. – М.: Лесная пром-стъ, 1973. – 408 с.
18. Залегаллер, Б.Г. Технология работ на лесных складах [Текст] / Б.Г.
Залегаллер. – М.: Лесная промышленность, 1980. – 232 с.
19. Колесные гусеницы OLOFSFORS [Электронные ресурсы]. – Режим
доступа: http://harvester.pro/gusenicy
20. Кочегаров, В.Г. Технология и машины лесосечных работ: Учебник для вузов
[Текст] / В.Г Кочегаров, Ю.А. Бит, В.Н. Меньшиков. – М.: Лесная пром-сть, 1990. – 392 с.
21. Круглопильные станки для продольной распиловки [Электронные ресурсы]. – Режим доступа: бревенhttp://yandex.ru/yandsearch?text
22. Кузнецов, В.И. Эффективная, экологически адаптированная технология заготовки леса на базе отечественной техники [Текст] / В.И. Кузнецов //
Лес и бизнес. – 2008. – № 6. – С. 66-70.
23. Купить харвестерную головку Keto 1000TS [Электронные ресурсы]. – Режим доступа: http://www.gruzovik.ru/ru/catalog_gruzovik/models/forest/510/default.aspx
24. Ленточная пилорама [Электронные ресурсы]. – Режим доступа:
http://yandex.ru/yandsearch?tex
25. Ленточнточно-пильные станки по дереву [Электронные ресурсы]. –
Режим доступа: http://yandex.ru/yandsearch?text.
26. Лесная энциклопедия: В 2-х т. / Гл.ред. Воробьев Г.И.; Ред.кол.: Анучин
Н.А., Атрохин В.Г., Виноградов В.Н. и др. – М.: Сов. энциклопедия, 1985. – 563 с., ил.
27. «…Лесные машины из России вполне могут быть конкурентоспособными на мировом рынке» [Электронные ресурсы]. – Режим доступа:
http://spectechnika.com/ru/filling/y-2010.n-3.oid-118.html
28. Лесозаготовительная техника [Электронные ресурсы]. – Режим доступа: http://www.psmf.ru.
29. Лесозаготовка [Электронные ресурсы]. – Режим доступа: www.
Lesozagotovka.info.
30. Лесотехника [Электронные ресурсы]. – Режим доступа: info@
lesotehnika.com
31. Лесоэксплуатация: учебник для студ. высш. учеб. заведений / [В.И.
Патякин, Э.О. Салминен, Ю.А. Бит и др.]. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 320 с.
32. Люманов, Р. Машинная валка леса [Текст] / Р. Люманов – М.: Лесн.
пром-сть, 1990. – 278 с.
33. Матвейко, А.П. Технология и машины лесосечных работ: Учебник для
вузов [Текст] / А.П. Матвейко, А.С. Федоренчик. – Мн.: Технопринт, 2002. – 480 с.
34. Матвейко, А.П. Технология и оборудование лесозаготовительных
производств [Текст] / А.П. Матвейко. – Мн. Техноперспекива, 2006. – 447 с.
35. Машины и оборудование для лесозаготовок [Электронные ресурсы].
– Режим доступа: E-mel: mail@mir-lzm.ru.
36. Методика выполнения гамма-спектрометрических измерений активности радионуклидов в пробах почвы и растительных материалов. Рослесхоз,
М., 1994. – 16 с.
37. Митин, Н.В. Особенности поведения 137Cs в осиновых насаждениях
с разными условиями местопроизрастания / Н.В. Митин, А.К. Козлов, А.А.

414

Адамчиков // Проблемы лесоведения и лесоводства: сб. науч. тр. / И-т леса
НАН Беларуси. – Гомель, 2005. – Вып. 64. – С. 228-238.
38. Нестеренко, Е. А. Типы грузоподъемных механизмов. Предъявляемые к ним требования [Электронные ресурсы]. – Режим доступа:
http://www.elektrokar.ru/book/tipy-gruzopodemnykh-mekhanizmov - pr.html.
39. Обзор загрязнения окружающей природной среды в Российской Федерации за 1995 год, Росгидромет РФ, 200 с.
40. Пильные цепи: Технические параметры, уход и обслуживание, заточка [Электронные ресурсы]. – Режим доступа:
http://www.baltools.ru/informatsiya/pily
41. Прогнозирование распределения 137Cs по компонентам древесного
яруса леса при различных источниках радиоактивного загрязнения / Ю.А.
Борзенков, О.А. Шубина, СИ. Спиридонов, С.В. Фесенко // Проблемы лесоведения и лесоводства: сб. науч. тр. / И-т леса НАН Беларуси. – Гомель, 2005.
– Вып. 63. – С. 457-458.
42. Рослесмаш. Ассоциация организаций лесного машиностроения. Каталог продукции [Электронные ресурсы]. – Режим доступа:
http://www.roslesmash.org/product/index.shtml
43. Спасет ли отечественное машиностроение создание новых образцов
лесной
техники?
[Электронные
ресурсы].
–
Режим
доступа:
http://greenpressa.ru/viewtopic.php
44. Станок многопильный рамный Авангард-РМ-50-М3[Электронные ресурсы]. –
Режим доступа: http://rustan.ru/stanok-mnogopilniy-ramniy-avangard-rm-50-m3.htm
45. Стрельцов, Э. Тенденции развития мирового лесозаготовительного
производства / Э. Стрельцов // Основные средства. – № 3. – 2007. –
[Электронные ресурсы]. – Режим доступа: http://yandex.ru/yandsearch?text.
46. Стрельцов Э. Критерии выбора лесных машин / Э. Стрельцов //
Основные средства. – № 4. – 2007. – [Электронные ресурсы]. – Режим доступа: http://www.osf.ru.
47. Сюнёв, В. С. Лесосечные машины в фокусе биоэнергетики: конструкции,
проектирование, расчет: Учеб. пособие [Текст] / В. С. Сюнёв, А.А. Селиверстов, Ю. Ю.
Герасимов, А. П. Соколов. – Йоэнсуу: НИИ леса Финляндии METLA, 2011. – 143c.
48. Сюнёв, В.С. Современные финские харвестеры и харвестерные головки в России / В.С. Сюнёв, А.А. Селивёрстов [Электронные ресурсы]. – Режим доступа: www.lesinfo.fi.
49. Шелгунов, Ю.В. Лесоэксплуатация и транспорт леса: Учебник для вузов
[Текст] / Ю.В. Шелгунов, А.К. Горюнов, И.В. Ярцев.– М.: Лесная пром-сть, 1989. – 520 с.
50. Шелгунов, Ю.В. Технология и оборудование лесопромышленных
предприятий: Учебник [Текст]/ Ю.В. Шелгунов, Г.М. Кутуков, Н.И. Лебедев //
3-е. изд. – М.: МГУЛ, 2002. – 589 с.
51. Ширнин, Ю.А. Современная технология и основы моделирования
лесосечных работ: Учебное пособие [Текст] / Ю.А. Ширнин. Йошкар-Ола:
МарГТУ, 1987. – 95 с.
52. Шагающий харвестер Plusjack передан финскому музею «Lusto»
[Электронные ресурсы]. – Режим доступа:
http://www.stroyteh.ru/publication/Shagayuschii_kharvester_Plusjack_peredan_fins
komu_muzeyu_Lusto

415

53. Шегельман, И. Р. Лесные трансформации [Электронные ресурсы]. –
Режим доступа: http://do.gendocs.ru/docs/index-136818.html
54. Харвестер Menzi Muck [Электронные ресурсы]. – Режим доступа
www.woodbusiness.ru
55. Харвестер, форвардер [Электронные ресурсы]. – Режим доступа:
www. Lesozagotovka.com
56. Харвестерные головки. Часть 2. Обзор новинок от ведущих производителей [Электронные ресурсы]. – Режим доступа:
http://www.lesprominform.ru/jarchive/articles/itemshow/2430
57. Харвестерная головка и её дополнительные устройства [Электронные ресурсы]. – Режим доступа: http://www.lesotehnika.com/statya/st_4_harvesterhead.html

Анатолий Николаевич Заикин
Анатолий Константинович Редькин
Валентин Анатольевич Макуев
Галина Николаевна Кривченкова

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ
ЛЕСОЗАГОТОВОК
Учебное пособие

Редактор – Савельева А.Г.

Формат 6084 1/16, объем 25,75 п. л. заказ Тираж 200 экз.

416

Брянская государственная инженерно-технологичсекая академия
2412037, г. Брянск, пр-т Станке Димитрова, 3
Редакционно-издательский отдел
Отпечатано в ООО «Полиграм-Плюс»
г.Брянск, пр-т Ленина, 67-236.