КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Машины и оборудование для ухода за лесом
Одной из основных операций по уходу за лесом является рубка – процесс удаления отдельных деревьев или всего древостоя на участках различных размеров и конфигураций. Существуют следующие виды рубок: главного пользования, ухода, санитарные, специальные и прочие (рисунок 6.1).
Рисунок 6.1 – Классификация рубок /1/
Рубки главного пользования проводят в спелых и перестойных древостоях для заготовки древесной продукции, возобновления леса и сохранения его полезных социально-экологических функций. Рубки во всех группах лесов должны способствовать успешному и скорейшему возобновлению ценных пород в соответствии с целевым назначением лесов и лесорастительными условиями. Выполнение этой задачи достигается дифференцированным применением сплошных и выборочных вырубок. Сплошными называют вырубки, при которых на лесосеки за один прием вырубается весь древостой. Обычно их применяют в лесах третьей и второй, реже третьей групп. При выборочной рубке периодически удаляют часть деревьев (старшего возраста с пониженным приростом, больные и второстепенные породы) в разновозрастном древостое, сохраняя лесную экосистему и ее природоохранные функции. При правильно организованной рубке всегда сохраняются разновозрастная структура древостоя, его устойчивость, высокая продуктивность и почвенное плодородие. Из всех способов рубок самой совершенной в лесоводстве является добровольно-выборочная рубка. Это – выборочная рубка при которой в первую очередь вырубают перестойные, спелые, с замедленным ростом деревья для своевременного использования древесины и улучшения защитных свойств леса. Улучшение защитных свойств леса возможно только при умеренном разреживании с интенсивностью не более 35% по запасу. Рубки ухода – важнейшее лесохозяйственное мероприятие, направленное на формирование устойчивого высокопродуктивного хозяйственно ценного древостоя, сохранение и усиление полезных функций леса, своевременное использование древесины. Их осуществляют путем удаления нежелательных деревьев и создания благоприятных условий роста лучшим деревьям главных пород. Основная задача рубок ухода в лесопарковой зоне – регулирование состава и улучшение насаждений с целью обеспечения лучших санитарно-гигиенических и защитных функций леса, а также усиление эстетического значения насаждений. При этом рубки ухода во многом сходны с рубками формирования, их иногда называют ландшафтными рубками ухода. В парковой и лесопарковой зонах при осуществлении рубок формирования ландшафта также стремятся повысить их эстетическое значение (декоративные качества). Санитарные рубки осуществляют с целью поддержания удовлетворительного санитарного состояния насаждений путем вырубки поврежденных и больных деревьев во всех категориях лесов любых возрастных групп. Однако в лесах, играющих преимущественно оздоровительную и эстетическую роль, можно частично сохранять поврежденные и даже больные деревья, если они имеют эстетическую ценность и не являются очагами размножения вредителей и болезней. Санитарные рубки бывают выборочными и сплошными. Первые включают удаление сухостоя, больных и ослабленных деревьев с целью оздоровления древостоя и поддержания его в удовлетворительном санитарном состоянии. Вторые осуществляют при необходимости удалить по санитарным признакам 30-40 % запаса древостоя. Чаще это происходит после стихийных бедствий (пожар, бурелом). Проводить эту рубку необходимо как можно быстрее, чтобы исключить заражения древостоя соседних участков леса вредителями и болезнями. Санитарные рубки целесообразнее осуществлять зимой, чтобы исключить повреждение оставленных деревьев. Лесосеки необходимо своевременно очищать от порубочных остатков, которые собирают в кучи и сжигают. Специальные рубки проводят по специальным проектам в заповедных участках и национальных парках. В целях максимального сохранения естественного состояния насаждений и исключения отрицательного антропогенного и техногенного воздействий на лес в участках, не в полной мере отвечающих целевому назначению, могут осуществляться рубки, направленные на восстановление и формирование целевого насаждения. К прочим рубкам относят биотехнические, осуществляемые с целью подкормки зверей, прорубки различных трасс, просек, противопожарных разрыв и т.п. В лесоводстве для выращивания деревьев высших сортов периодически удаляют сухие ветви и частично живые в нижней части кроны. В нижних ветвях процесс фотосинтеза ослаблен из-за затенения, а интенсивность дыхания сохраняется высокой, создавая отрицательный баланс (распад органических веществ превышает их синтез). Удаление таких ветвей благоприятно сказывается на приросте стволовой древесины. Поэтому их срезают одновременно с сухими сучьями. 5.2.1 Механизированный инструмент Пиление – процесс разделения древесины пилами на объемно-недеформированные части путем превращения в стружку номинального объема древесины между ними. В лесном хозяйстве пилы используют для срезания стволов деревьев и кустарников, а также перерезания ветвей. Пилы – это плосковращательный режущий аппарат. Их подразделяют: – по роду движения: на пилы с непрерывным прямолинейным (ленточные, цепные) и вращательным (круглые, цилиндрические) движением; – по виду привода: ручные или механические; – по характеру образования пропила относительно слоев древесины: продольной и поперечной распиловки. В мировой практике расширяется объем лесосечных работ с применением крупногабаритной техники. Однако моторный инструмент сохранит свой значение и в будущем – бензомоторные пилы еще долгое время будут оставаться важнейшим средством при выполнении работ по уходу за лесом. Бензомоторной пилой (рисунок 6.2) можно выполнять все обрабатывающие операции: валку, обрезку сучьев, раскряжевку самым дешевым на сегодняшний день способом. С. 84 /1/.
Рисунок 6.2 – Пила по дереву с мотоприводом /1/
Пила состоит из рамы – 1, с двигателем – 2, который вращает через редуктор звездочки пильной цепи – 3. Одна из звездочек ведущая, другая – 4 – ведомая. Пильная цепь состоит из звеньев, на которой закреплены резцы, осуществляющие резку деревьев. Чтобы при пилении пилу не защемляло, ширина пропила должна быть толще пилы. Это осуществляется двумя способами: 1 – полотну пилы придается трапецеидальное сечение, 2 – зубья пилы разводят (отгибают поочередно через зуб на одну и ту же величину влево и вправо). Рекомендуемые значения развода зубьев на сторону, мм: для узких ленточных пил l = 0,2-0,4; для круглых пил с D < 1000 мм – 0,40-0,75; D > 1000 мм – 0,9-1,2. Разводы меньшей величины используют при распиловке сухой древесины и твердых пород, большей – мягких пород и влажной древесины. Пиление древесины осуществляется не мене чем двумя рабочими движениями, происходящими одновременно или разновременно, из которых одно всегда обладает большей скоростью. Рабочее движение у пил, имеющее большую скорость, называют главным, а меньшую скорость – движением подачи. Назначение последнего – ввести в соприкосновение режущий инструмент и древесину так, чтобы обеспечить отделение номинального объема срезаемого слоя. В используемых в лесном хозяйстве машинах, главное движение осуществляется механическим способом, движение подачи – вручную. Скорость резания (м/с) определяют по формуле
v = ztn / 60000, (6.1)
где z – число зубьев, врезающихся в древесину за 1 оборот; t – шаг между соседними режущими кромками зубьев пилы по окружности резания, мм; n – частота вращения круглой пилы или ведущей звездочки цепной пилы, об/мин. Автономная работа без необходимости подведения на лесосеку источника электроэнергии дает в настоящее время безусловное преимущество бензомоторному инструменту в сравнении с электрическим. Развитие конструкции цепных бензомоторных пил осуществляется в направлении увеличения срока эксплуатации, энергонасыщенности (отношение единицы мощности к единице массы), надежности, удобства обслуживания (быстрый запуск, доступность к узлам и деталям), снижение уровня шума, вибрации, расхода топлива. Отечественные бензомоторные пилы: «Дружба-4М», «Урал-2», МП-5 и М-228, имея высокое расположение рукояток, относятся к специализированным пилам, предназначенным для валки деревьев в равнинной местности Наличие поворотного редуктора позволяет использовать их и на раскряжевке хлыстов. Пилы с низким расположением рукояток: «Тайга-214», «Крона-202» предназначены для выполнения обрабатывающих операций (валка, обрезка сучьев, раскряжевка) в древостоях со средним объемом хлыста до 0,3 м3, при рубках ухода и выполнении подготовительных и вспомогательных работ (таблица 6.1).
Таблица 6.1 – Технические характеристики бензомоторных пил отечественного производства /1/
Зарубежные фирмы выпускают преимущественно пилы с низким расположением рукояток (таблица 6. /1/). 6.2.2 Трелевочные тракторы и их оборудование В период развития механизации лесосечных работ трелевочный трактор является универсальным средством, с помощью которого выполняют все транспортные операции. Его технологическое оборудование обеспечивает сбор пачки деревьев или хлыстов, трелевку и погрузку древесины на подвижной состав лесовозных дорог. В последнее время крайне важным является требование энергономики и экологии. Сохранение лесной среды невозможно без снижения удельных давлений на лесную почву, концентрации выхлопных газов и габаритов лесохозяйственных машин. В РФ на лесозаготовках доминируют гусеничные трелевочные тракторы Онежского (ДТ-55) и Алтайского (ТТ-4) тракторных заводов. Трактор лесопромышленный гусеничный ТДТ-55А предназначен для трелевки леса и является одной из первых модификаций разработанных заводом. На тракторе установлен дизельный двигатель с турбонаддувом, пятиступенчатая механическая коробка передач. Главная передача, механизмы поворота с тормозами, бортовые передачи, объединенные в один блок, составляют задний мост трактора. В качестве механизма поворота применены две дисковые муфты сухого трения постоянно замкнутого типа. Рычажно-балансирная подвеска трактора позволяет легко преодолевать препятствия. Трактор ТДТ-55А-05 унифицирован с трактором ТДТ-55А и отличается от него только маркой дизеля.
Технические характеристики тракторов показаны в таблице 6. . Таблица 6. – Техническая характеристика тракторов ТДИ-55А и ТДТ-55А-05
Марка ТДТ-55А ТДТ-55А-05
гусениц на грунт (МПа) 0,44 0,040
18 ноября 1941 года ЦК ВКП(б) и Совнарком СССР приняли решение об организации производства тракторов в Рубцовске. Первый гусеничный трактор АСХТЗ-НАТИ был выпущен в трудный для Родины час – 24 августа 1942 года, когда сталинградцы героически защищали первенец советского тракторостроения на Волге. АТЗ стал единственным в стране заводом, где производились трактора для нужд фронта и тыла. В декабре 1944 года здесь был изготовлен первый опытный образец гусеничного дизельного трактора ДТ-54, завоевавший впоследствии популярность у механизаторов нашей страны и за рубежом.
В 1956 году принято решение об организации на АТЗ производства трелевочных тракторов для лесной промышленности. В сентябре 1957 года без остановки производства сельскохозяйственного трактора был собран первый трактор ТДТ-60 для лесозаготовительных работ, на радиаторе которого выделялись знакомые три буквы «АТЗ». На Международной выставке в Брюсселе трактор ТДТ-60 был удостоен премии Гран-при. Это убедительно демонстрировало высокие достижения коллектива АТЗ. С освоением производства трелевочных машин АТЗ превратился в одно из крупнейших предприятий на Востоке страны.
Конструкторы завода продолжали работу над более мощным трелевочным трактором. На базе серийного ТДТ-60 они создали трелевочный трактор ТДТ-75, а также транспортную машину ТСТ-80 для транспортировки грузов по бездорожью.
26 мая 1960 года в соответствии с техническим заданием, согласованным Министерством сельского хозяйства СССР, коллектив АТЗ направил конструкторско-экспериментальные работы на создание семейства гусеничных тракторов класса 4,0 тонны тяги. На заводе была разработана конструкция гусеничного трактора Т-4 общего назначения. Он предназначен для выполнения работы на повышенных скоростях наиболее энергоемких сельскохозяйственных работ в Сибири, Казахстане и Средней Азии. Более десяти лет в лесопромышленных хозяйствах алтайские трелевочные трактора являлись основными, самыми мощными среди выпускавшихся в стране трелевочных машин. Однако конструкторы завода продолжали совершенствовать трактора. Они создали в 1971 году новый лесной богатырь – трактор ТТ-4. Конструкция ТТ-4 разработана с учетом максимальной унификации сельскохозяйственного Т-4. Его производительность на 25% выше трактора ТДТ-75, а себестоимость одного кубического метра древесины снижена на 15%.
В это же время в ряде леспромхозов страны штурмовал тайгу созданный на АТЗ лесной комбайн ВТМ-4, а с главного конвейера сборки завода сошел первый трактор Т-4А. Выпуск нового трактора явился знаменательной вехой в жизни коллектива. Кроме мощного 130-сильного двигателя, трактор Т-4А отличался от своего предшественника более надежными узлами и лучшими удобствами для работы механизаторов. В 1972 году трактора Т-4А и ТТ-4 были представлены на Международной выставке в г. Познани (Польша).
В 1974 году предприятие было переименовано в производственное объединение «Алтайский тракторный завод». В 1984 году не только в крае, но и в стране заговорили о тракторе нового поколения – Т-250, который был создан на АТЗ, прошел успешные испытания с трактором «Челленджер-65» американской фирмы «Катерпиллер» и был рекомендован к производству. С 1992 года завод преобразован в открытое акционерное общество «Алтайский трактор». Сейчас с конвейера сходят трелевочные тракторы ТТ-4М в различных модификациях и сельскохозяйственные тракторы Т-402.01.
А в цехах ОАО "Алтайский трактор" конструкторы готовят к постановке на производство новые гусеничные тракторы четвертого, пятого и шестого тягового класса: Т-402, Т-5.01 и А-600. Опыт применения лесохозяйственных машин в РФ и за рубежом показывает, что машины с колесным движителем предпочтительнее гусеничных, а многооперационные машины (комбайны) число их проходов на обрабатываемой площади леса. Колесные машины меньше повреждают почву за счет небольшой жесткости пневматических шин и лучшей их вписываемости в микрорельеф местности, особенно при поворотах. Они имеют более высокую скорость движения, что позволяет увеличить расстояние трелевки и позволяет сократить или полностью исключить строительство временных лесовозных дорог. Их успешно используют на транспортных и хозяйственных работах по дорогам общего назначения без их повреждения. Колесные машины затрачивают меньше мощности на передвижение при более высокой их производительности. За счет применения специальных шин, съемных приспособлений и рациональной компоновки, обеспечивающей равную нагрузку на все ведущие колеса в груженом состоянии, непрерывно повышаются тягово-сцепные качества колесных машин и они приближаются к тягово-сцепным качествам гусеничных машин. Учитывая это, Лесотехническая академия им. С.М. Кирова в содружестве с НПО «Силава» и тракторными заводами создали лесохозяйственные модификации машин на базе сельскохозяйственных тракторов Т-25АП, Т-30, Т-40М, МТЗ-Л82 и перспективного самоходного шасси СШ-28. Лесохозяйственная модификация колесных тракторов представляет собой одноосный моторный модуль базового трактора (рисунок 5. а) в агрегате с активным полуприцепом (рисунок 6. б) высокой маневренности и проходимости с колесной формулой 4 х 4. В результате агрегатирования получают трактор со свободным местом за кабиной, где размещено любое технологическое оборудование (лебедка и щит, манипулятор с зажимным коником, лесохозяйственную навеску, кузов и т.д.).
Лесохозяйственный трактор Беларус-Л-82.2 предназначен для выполнения различных работ по лесовозобновлению и уходу за лесом, а также транспортных работ в зоне прореживания (рисунок 5.).
Рисунок 6. – Лесохозяйственный трактор Л-82.2
Агрегатируется с лесохозяйственными орудиями. Он выполнен на базе трактора МТЗ-82.2 с усиленными колесами и передним ведущим мостом с нераздвижной балкой, оборудован защитными ограждениями капота, стекол кабины и днища. Для механизации погрузочно-разгрузочных работ с сортиментами, бревнами, хлыстами и др. предназначены гидроманипуляторы (рисунок 6.).
Рисунок 6. – Гидроманипуляторы ЛВ–203А, М–75, М–75–04, М–90
Гидроманипуляторы устанавливаются на автомобили МАЗ, УРАЛ, КрАЗ, КАМАЗ, кроме их можно установить на другие энергетические средства (ж/д платформа, трактора различных модификаций и т. п.) или стационарно. По заказу может быть предусмотрена дополнительная комплектация сменными грузозахватными органами: грейфер для сыпучих материалов, захват для погрузки металлолома, крюковая подвеска. Гидроманипуляторы – модернизированные, управление осуществляется с центрального поста двумя трехсекционными распределителями (М-75-04 – четырёхсекционными), соединёнными параллельно, расположенными по обе стороны колонны, при помощи двух джойстиков и двух педалей. Благодаря усовершенствованной конструкции достигнуто оптимальное соотношение траекторий, веса и мощности. Качественная гидравлика обеспечивает плавность, лёгкость и простоту в управлении. Гидроманипуляторы комплектуются импортной гидравликой: рукава высокого давления «Manulli» (Италия), уплотнения на гидроцилиндрах фирмы «Polypack» (Италия); гидрораспределитель SDM-140 фирмы «Walvoil» (Италия), ротатор GR-60 фирмы «Балтроторс» (Латвия), гидронасос 310.3.56 ОАО «Пневмостроймашина» (Россия).
6.2.3 Машины и оборудование для возобновления леса Возобновление леса – процесс образования нового поколения леса на вырубках, гарях и иных площадях. Оно бывает естественное, искусственное и комбинированное. Искусственное возобновление леса осуществляют посевом семян, посадкой сеянцев и саженцев, причем доля посадок в РФ ежегодно возрастает. Облесению этим путем подлежат в первую очередь участки, на которых, по разным причинам, не происходит естественного возобновления. В группу машин, предназначенных для выполнения работ по лесовозобновлению, входят почвообрабатывающие, посевные и посадочные машины. Почвообрабатывающие машины улучшают физические свойства почвы, водно-воздушный режим и ликвидируют сорную растительность. Для этого используют следующие способы обработки почвы: вспашка, глубокое рыхление, дискование, фрезерование, культивация, боронование, прикатывание, нарезка борозд, поделка гряд, копка посадочных ям и т. д. В последнее время широко применяют систему минимальных обработок почвы, предусматривающую совмещение и одновременное выполнение различных операций. Обработка почвы может быть сплошной или выборочной (выполняется террасами, полосами, площадками, бороздами, ямами и т.д.). Сплошная обработка почвы применяется при массивных лесных насаждениях, в плодовых и декоративных питомниках, оранжерейно-парковых хозяйствах. Частичная (выборочная) – при создании аллейных и парковых декоративных насаждений. В зависимости от способов обработки почвы используют машины для основной или дополнительной обработки почвы. К машинам для основной обработки почвы относят плуги, фрезы, культиваторы и бороны (три последних машины используют и при частичной обработке). При частичной обработке также применяют ямокопатели и др. Почвообрабатывающие фрезы предназначены для основной и дополнительной обработки почв фрезерованием. Их применяют для обработки почвы в приствольных полосах и кругах при уходе за насаждениями под пологом леса, междурядьях лесных культур, уходе за насаждениями на газонах и других объектах озеленения. Их применение наиболее целесообразно на бедных минеральных и торфяных почвах. Они лучше других почвообрабатывающих машин перемешивают почву с минеральными и органическими удобрениями. По назначению фрезы подразделяют на лесные, садовые, болотные, полевые и пропашные. Лесные фрезы используют для полосной обработки почвы на вырубках при лесовосстановлении, создания противопожарных минерализованных полос и ухода за ними. Лесные фрезы (лесные мульчеры) созданы для измельчения и мульчирования растительности на открытых территориях: в парках, садах, лесах, полосах отчуждения путей сообщения, просек линий электропередачи и трубопроводов. Также широко используются для утилизации срезанных ветвей, первичной подготовки земли для сельскохозяйственного применения, измельчения органических остатков на биомассу.
Лесные мульчеры используют для: – очистки от нежелательной древесно-кустарниковой растительности диаметром 0 – 40 см; – полос отчуждения под линиями электропередачи, трубопроводных магистралей; – очистки лесных массивов от хвороста (на поверхности или с заглублением до 15 см), что стимулирует рост основных деревьев; – прокладка или обслуживание лесных дорог; – утилизация порубочных остатков. Высокая производительность и качество обработки при низких затратах - основное отличие профессиональных машин FAE. Общие характеристики лесных мульчеров показаны в таблице 5.
Таблица 6. – Некоторые технические показатели лесных фрез (мульчеров)
Садовые фрезы применяют для обработки почвы под кронами деревьев, в приствольных полосах и кругах, в междурядьях. Болотные фрезы используют при освоении пустошей и заболоченных земель, измельчении крупных осоковых кочек. Полевые фрезы – для разделки пластов многолетних трав, например, после отвальной вспашки, глубокой предпосевной обработки и т.д. Пропашные фрезы используют для крошения почвы и уничтожения сорняков в междурядьях технических культур, лесных и декоративных питомниках. По принципу действия выделяют фрезы продольного, поперечного и вертикального фрезерования. У фрез продольного фрезерования плоскость вращения рабочего органа совпадает с направлением движения агрегата или параллельна ему. Рабочий орган может вращаться по ходу движения агрегата и в обратном направлении. В первом случае он расходует меньше энергии, работая как движитель, толкающий агрегат вперед, в сравнении с рабочим органом, вращающимся в обратном ходу направлении. Фрезы поперечного действия – фреза с плоскостью вращения рабочего органа перпендикулярна направлению движения агрегата. У фрез вертикального действия ось вращения рабочего органа расположена вертикально или под небольшим углом к вертикали. По типу рабочих органов фрезы делят на ножевые и шнековые. Рабочий орган ножевых фрез – барабан с установленными на нем ножами, имеющими прямые, скалывающие и изогнутые (Г-образно) формы. . У шнековых фрез рабочим органом является шнек цилиндрической и конической (для образования микроповышений) форм. По конструкции шнека (винта) фрезы бывают одно- и многозаходные (чаще трехзаходные), а по направлению шнека – левые и правые. Фрезы бывают навесными, прицепные и самоходные. Последние используют для обработки почвы при уходе за насаждениями. Фрезы – машины с ротационными активными рабочими органами, имеющими привод от вала отбора мощности трактора. При движении рабочий орган отделяет от массива почвы стружку, интенсивно измельчая и перемешивая ее. После прохода фрезы не требуется дополнительной обработки почвы. При работе фрезы любая точка ножа совершает сложное движение: вращательное с частотой w вокруг оси барабана и поступательное v м , равное скорости агрегата. Рассмотрим траектории движения концов ножей А 1, А 2, расположенных по окружности радиусом r (рисунок 6., a). См рис. 2.21 /1/. Стр. 133
Рисунок 6. – Схема определения параметров фрезы: а – вывод уравнения движения ножа барабана; б – определение подачи на нож, толщины стружки и высоты гребней; в – основные размеры стружки
При повороте барабана фрезы на угол= wt ось барабана переместится на l = w м t, точка А 1 займет положение А i. Координаты точки А i по отношению к неподвижным осям x и y будут равны
x = w м t + r cos wt y = r (1 – sin w t). (6.)
Уравнения (6.) определяют в параметрической форме траекторию абсолютного движения точки А 1, которая является трохоидой.
Дата добавления: 2015-06-25; Просмотров: 3147; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |