WWW.KNIGA.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Книги, пособия, учебники, издания, публикации

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

«ТЕХНОЛОГИЯ И МАШИНЫ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ СОЗДАНО ПРИ ФИНАНСОВОЙ ПОДДЕРЖКЕ КОМИТЕТА ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ ПРАВИТЕЛЬСТВА САНКТ-ПЕТЕРБУРГА © Санкт-Петербургская ...»

-- [ Страница 1 ] --

Санкт-Петербургское научно-техническое общество «Целлюлознобумажной и деревообрабатывающей промышленности»

ТЕХНОЛОГИЯ И МАШИНЫ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ

СОЗДАНО ПРИ ФИНАНСОВОЙ ПОДДЕРЖКЕ КОМИТЕТА ПО НАУКЕ И

ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ ПРАВИТЕЛЬСТВА САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

© Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С.М. Кирова (СПб ГЛТА), 2009 © Санкт-Петербургское научно-техническое общество «Целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности»

СОДЕРЖАНИЕ

6 Введение 8 1. Общие понятия о лесозаготовительном производстве 1.1. Лесозаготовительные предприятия 1.2. Понятие о лесном фонде и рубках леса 1.3. Предмет труда лесозаготовительного производства 1.4 Продукция лесозаготовок 2. Основные понятия о резании древесины 2.1. Элементарное резание 2.2. Виды пиления и типы пил 2.3. Усилие и мощность, потребные на резание и пиление 3. Технология и оборудование лесосечных работ 3.1 Подготовительные и вспомогательные работы 3.2. Виды технологических процессов и состав работ 3.3. Механизированная валка деревьев 3.4. Машинная валка деревьев 3.5. Трелевка лесоматериалов 3.6. Очистка деревьев от сучьев 3.6.1. Общие положения 3.6.2. Очистка деревьев от сучьев ручным моторным инструмен- том 3.6.3. Машинная очистка деревьев от сучьев 3.7. Погрузка древесины на лесовозный транспорт 3.8. Очистка лесосек 3.8.1. Общие положения 3.8.2. Определение объема лесосечных отходов 3.8.3. Техника и технология очистки лесосек 3.8.4. Производство щепы из порубочных остатков 3.9. Выбор системы машин 4. Конструктивные и эксплуатационные особенности зарубежных лесозаготовительных машин 4.1. Колесные лесозаготовительные машины 4.1.1. Общая характеристика колесных машин 4.1.1. Общая характеристика колесных машин 4.1.3. Колесные форвардерные машины 4.1.4. Колесные трелевочные машины 4.1.5. Многофункциональные колесные лесозаготовительные ма- шины 4.1.6. Колесные узкозахватные валочно-пакетирующие машины фронтального типа 4.1.7. Колесные лесные машинно-тракторные агрегаты на базе сельскохозяйственных тракторов 4.1.8. Колесные дистанционно радиоуправляемые лесные машины 4.2. Малогабаритные лесные машины 4.3. Гусеничные лесозаготовительные машины 4.3.1. Гусеничные машины высокой проходимости 4.




3.2. Харвестерные четырехгусеничные машины 4.3.3. Гусеничные лесозаготовительные машины экскаваторной компоновки 4.3.4. Трелевочные машины на базе промышленных тракторов 4.4. Шагающие харвестерные машины 4.5. Лесосечные машины последнего поколения 4.6. Эффективность применения лесных машин 4.7. Особенности сервисного обслуживания зарубежной лесоза- готовительной техники в условиях России 5. Основные технологии и схемы разработки лесосек при сплошных и выборочных рубках 5.1. Технологии разработки лесосек на базе трелевочных тракто- ров и бензопил 5.2.Технологии разработки лесосек на базе валочно- пакетирующих машин и трелевочных тракторов 5.3. Технологии разработки лесосек с трелевкой деревьев на базе валочно-трелевочных машин 5.4. Технологии разработки лесосек на базе харвестера и форвар- дера 5.5. Технологии разработки лесосек на базе форвардеров и бензо- пил 5.6. Технологии разработки лесосек с применение канатных уста- новок 5.7. Технология лесосечных работ при прореживании, проходных и выборочных санитарных рубках 5.8. Особенности и технология рубок переформирования 5.9. Особенности разработки лесосек в горных условиях 6. Экологическая безопасность лесозаготовительного производства 6.1. Обязательные лесоводственные требования при заготовке древесины 6.2. Сохранение биоразнообразия 6.3. Методика оценки и показатели экологической эффективности работы трелевочных тракторов 7. Техника безопасности на лесосечных работах 7.9. Очистка деревьев от сучьев с помощью моторного инстру- мента Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Центральной задачей лесного комплекса всегда было сохранение, приумножение и эффективное использование лесных богатств в интересах человека, общества и государства. Развитие отраслевой науки и практические действия предприятий всех основных и обслуживающих подотраслей должны быть направлены на создание «эффективной системы использования природных ресурсов». Именно это требование содержалось в одном из посланий Президента Российской Федерации В.В. Путина Федеральному Собранию. Оно конкретизировано и развито в Концепциях развития лесного хозяйства и лесопромышленного комплекса, одобренных Правительством России. Это же требование красной нитью проходит через Экологическую доктрину Российской Федерации (одобренную распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 августа 2002 г. № 1225-р) и концепцию устойчивого управления лесами Российской Федерации.

Основным требованием, предъявляемым к лесопользованию, является его неистощительность, а в перспективе и обязательное способствование расширенному воспроизводству лесных ресурсов – процессу непрерывного расширения производительной способности лесных биогеоценозов, задачей которого является получение через оборот рубки двух кубометров древесины там, где раньше был взят один.

В Перечень критических технологий Российской Федерации утвержденный Президентом РФ 30 марта 2002 г. Пр-578 включен пункт «Переработка и воспроизводство лесных ресурсов», а в Приоритетные направления развития науки, технологий и техники Российской Федерации утвержденный Президентом РФ 30 марта 2002 г. Пр-577 включено направление «Экология и рациональное природопользование». Все вышесказанное позволяет утверждать, что проблема повышения эксплуатационной эффективности рубок леса при одновременном обеспечении наиболее оптимальных условий для лесовозобновления является весьма актуальной.





Известно, что, помимо типа леса предшествующей генерации, от применяемой на лесозаготовках техники и в особенности технологии напрямую зависит тип вырубки образующейся на месте проведения лесосечных работ. От типа вырубки, в свою очередь, напрямую зависит как срок лесовозобновления, так и тип образующегося на месте вырубки леса, а, следовательно, его породные и качественные показатели.

Известны два пути преодоления противоречий между экологией леса, его возобновлением с одной стороны и лесозаготовительной техникой и технологией – с другой: это, во-первых, разработка технологий лесосечных работ, соответствующих применяемым лесозаготовительным машинам и в то же время предусматривающих возможно минимальное нанесение повреждений лесу и его составным частям – самосеву, подросту, оставляемым на корню деревьям, почве и пр.; во-вторых, разработка новых лесозаготовительных машин, отвечающих требованиям лесозаготовительного производства и лесоводства, т.е. Таких, которые не снижали бы продуктивность леса и его способность к возобновлению.

Наиболее экономически эффективным признан первый путь, поскольку не представляется возможным создать серийный ряд машин для всех возможных природно-производственных условий.

Авторы данной работы ставили целью ознакомить читателей с современными машинами и технологическими процессами лесосечных работ. Путями повышения экологической эффективности лесозаготовительного производства. Большое внимание было уделено современным лесозаготовительным машинам ведущих зарубежных производителей, которые находят все большее распространение на лесосечных работах в Российской Федерации.

Авторы будут признательны за замечания и предложения, которые постараются учесть в последующих изданиях. Замечания и предложения просьба направлять по адресу: 194021, Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «СанктПетербургская государственная лесотехническая академия имени С.М.

Кирова», кафедра Технологии лесозаготовительных производств. E-mail:

tlzp@inbox.ru.

1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОМ

ПРОИЗВОДСТВЕ

1.1. Лесозаготовительные предприятия Понятие о лесозаготовительном предприятии. Лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность занимает видное место по удельному весу выпускаемой продукции среди отраслей промышленности РФ, и по объемам экспорта. В 45 субъектах Российской Федерации продукция лесопромышленного комплекса составляет от значительную долю от общего объема промышленной продукции региона. Лесопромышленной деятельностью занимается более 20 тысяч предприятий с численностью работающих около миллиона человек. По темпам роста производства продукции лесопромышленный комплекс занимает одно из первых мест среди отраслей промышленности.

Предприятие (фирма) – это обособленная специализированная единица, основанием 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.

Ни одно предприятие (производственная система) не функционирует без окружения сильно дифференцированной среды, которая никогда не бывает стабильной. Внешняя среда включает природнопроизводственные факторы, а также организации (предприятия – потребители и предприятия – поставщики, а также контролирующие организации) с которыми предприятие сталкивается в своей деятельности.

Лесосечный фонд. Каждое лесозаготовительное предприятие эксплуатирует лесной массив (арендная база) определенной площади, с запасами леса, достаточными для нормальной работы предприятия в течение определенного времени.

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

На лесных землях выделяют участки для заготовки древесины – лесосеки. Совокупность лесосек отведенных в рубку в течение года называют годичной лесосекой (годичным лесосечным фондом). Для освоения лесного массива в нем прокладывается дорожная сеть.

Лесосеки являются местом работы мастерского участка (лесозаготовительных бригад). На ней размещаются машины и механизмы, средства их технического обслуживания, а также средства бытового обслуживания рабочих. На лесосеке выделяют эксплуатационную и неэксплуатационную части. К эксплуатационной части относятся места занятые вырубаемым древостоем, транспортными магистралями и погрузочными площадками. К неэксплуатационной части относятся места не занятые лесонасаждениями и лесонасаждениями не подлежащими рубке (неспелые древостои, семенные куртины и др.).

Лесосеки могут иметь различную форму: прямоугольную, квадратную, форму таксационного выдела и др. Основными организационнотехническими показателями лесосеки являются: площадь; ширина (протяженность лесосеки перпендикулярно усу лесовозной дороги); срок и способ примыкания; направление лесосеки (ее направление по длине относительно стран света: с севера на юг, с запада на восток, с северовостока на юго-запад и т.д.). От направления лесосеки во многом зависят прорастание семян и жизнеспособность молодого поколения леса, так как при различном направлении лесосеки неодинаково поступление солнечного тепла. 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, так как при этом обеспечиваются большой приток тепла и усиленное испарение. В южных районах страны, более благоприятным является направление лесосеки запад – восток или северо-восток – юго-запад. В горных районах при установлении направления лесосеки обязательно учитывают крутизну и расположение склонов); принятая технология разработки; сезон разработки и установленный способ очистки лесосеки.

Для удобства разработки лесосеку делят на делянки – часть лесосеки закрепляемая за одной бригадой рабочих или за одной машиной выполняющей валку. Если лесосека невелика и на ней работает одна бригада рабочих, то понятия лесосеки и делянки совпадают. На делянках выполняется весь комплекс лесосечных работ, выделяются пасеки (участки лесосеки древесина с которых трелюется по одному волоку, называемому пасечным). На пасеках выполняются первоначальные лесозаготовительные операции.

Размеры лесосек, а также их концентрация в лесном массиве, способы и сроки примыкания существенно влияют на целый ряд технологических показателей – объемы производства мастерских участков, частота их перебазировки, протяженность и интенсивность использования лесотранспортных путей, эффективность использования систем машин и т.п.

Лесозаготовительные предприятия различаются по ряду производственных, территориальных, административно-хозяйственных и др. факторов. Основными факторами являются: объем производства, срок действия, тип транспорта, вид примыкания, номенклатура выпускаемой продукции, размещение потребителей древесины.

Объем производства – это количество древесины в кубометрах, которое заготавливается и вывозится предприятием за год, этот показатель, а также срок аренды, во многом определяют размеры арендной базы.

Важным является, чтобы срок действия аренды был значительным, это позволяет концентрировать производство, использовать высокопроизводительные многооперационные машины, строить лесовозные дороги, иметь постоянные производственные сооружения, более комплексно использовать древесину и т.д.

Процесс заготовки древесины, включающий все основные операции, подготовительные и вспомогательные работы называется технологическим процессом. Он состоит из трех фаз: лесосечные работы, транспорт леса и переработка на лесопромышленном (нижнем) складе.

На предприятиях лесозаготовительной отрасли используются два типа организационных структур: цеховая и бесцеховая.

Цеховая структура управления организуется на предприятиях с большими объемами производства, с полным циклом основных работ от валки леса до переработки древесины. Также такая структура управления целесообразна на предприятиях, которые разрабатывают большое количество разрозненных лесосек на обширных лесных массивах с различными лесовозными дорогами. При цеховой структуре управления имеется три основные ступени: директор, начальник цеха (лесопункта) – начальник производственного участка (мастерский участок) – мастер леса.

При бесцеховой структуре управления промежуточное звено (мастерский участок) отсутствует. Обслуживание всех производственных участков централизуется в соответствующих отделах аппарата управления предприятия, что обеспечивает оперативное руководство производством, способствует концентрации функций по управлению предприятием.

К основному производству лесопунктов относятся: валка, очистка деревьев от сучьев, трелевка, вывозка древесины, раскряжевка хлыстов, сортировка и штабелевка сортиментов, хранение и учет древесины, погрузка лесоматериалов на лесовозный транспорт.

На лесопунктах должны создаваться условия по ремонту и обслуживанию машин и механизмов и их охране в нерабочее время, а также необходимые бытовые условия для рабочих.

План организации производства лесопункта, как и лесозаготовительного предприятия в целом составляется на год с разбивкой показателей по кварталам и месяцам.

Формы организации труда. 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 применяются: 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, к уравниловке и отсутствию коллективной заинтересованности в выполнении заданного объема работ.

Функциональные (погрузочные и сучкорезные) звенья на лесосечных работах начали применяться с началом широкого распространения высокопроизводительных самоходных сучкорезных машин и челюстных погрузчиков. Бригада, проводящая весь комплекс лесосечных работ (валка, трелевка), 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 выделены отдельным функциональным звеньям, которые, при наличии достаточных запасов на верхнем складе, могли работать в две и три смены.

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. Организация труда комплексными бригадами эффективна, когда каждый член бригады владеет двумя-тремя специальностями, так как только в этом случае он сможет помочь в работе членам бригады, которые более загружены.

При цеховой структуре управления службой лесозаготовок в состав мастерского участка рекомендовалось включать:

• при работе на крупных лесосеках, допускающих концентрацию работ – 5…6 бригад;

• при работе на разрозненных лесосеках, а также при использовании на трелевке канатных трелевочных установок – 3…4 бригады.

Однако, кроме достоинств комплексной лесозаготовительной бригады у нее есть и недостатки, которые связана, в основном, с совмещением операций отдельными членами бригады: снижение квалификации рабочих, так как при выполнении рабочим 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; при смене операций рабочему необходимо искать «узкие места» - операцию, участие в которой не нарушит нормального ритма работы остальных членов бригады, что также приводит к потерям рабочего времени и требует большого опыта работы; работа на смежной операции не входит в обязательный объем работы члена бригады и зависит только от его трудовой дисциплины.

Укрупненная комплексная бригада организуется уже на базе двух, трех трелевочных тракторов и может осуществлять весь комплекс работ от валки леса до погрузки на лесовозный транспорт.

Это позволяет придавать бригаде челюстной погрузчик и самоходную сучкорезную машину поскольку производительность трелевочных тракторов позволяет загрузить их на полную мощность. Кроме того, 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 работает в основном только на операции, соответствующей его основной квалификации, переходов рабочих с операции на операцию, и связанных с этим недостатков в них нет. Таким образом, главной причиной повышения производственных показателей работы укрупненных бригад является разделение труда между членами бригады, так как ими достигается более быстрое приобретение рабочими производственных навыков на выполняемых операциях, сокращение непроизводительных переходов при переключении с одного вида работ на другой, специализация орудий труда и рабочих.

Сквозная бригада - осуществляет весь комплекс лесозаготовительных работ, включая вывозку заготовленной древесины на нижний склад предприятия. В состав бригады помимо рабочих работающих на лесосеке включаются водители лесовозных автопоездов, и, в некоторых случаях, учетчики древесины. Организация труда по такому принципу целесообразна для небольших лесозаготовительных фирм торгующих древесиной «с колес». Для крупных и средних предприятий, осуществляющих круглогодовую заготовку, такой способ организации труда обычно не является оптимальным, т.к. трудно подобрать системы машин и их количество, которые могут работать в бригаде при полной загруженности в непрерывно меняющихся природно-производственных условиях (запас леса на гектаре, среднее расстояние трелевки, средний объем хлыста, расстояние вывозки и пр.) При любом способе бригадной организации труда (кроме функциональной бригады) на лесозаготовках выполняется комплекс последовательных операций. Для расчета состава бригады устанавливают операции выполняемые ею. Пользуясь нормами выработки на каждой операции устанавливают пооперационные нормы времени в человеко-часах на 1 м3 заготовленного леса.

Между нормой выработки qi (количество продукции, которое должно быть изготовлено за единицу времени) и нормой времени ti (время необходимое для выполнения единицы изделия) существует обратно пропорциональная зависимость, т.е.:

Путем суммирования операционных норм времени определяется комплексная норма времени (охватывающая две и более операций) по формуле:

где: tK – комплексная норма времени, чел. ч на 1 м3; ti – норма времени на выполнение i-той операции, чел. ч; n – число операций выполняемых бригадой.

Потребное число рабочих в бригаде определяется по формуле:

где: Qбр – суточное задание бригаде, м3; Тсм – продолжительность смены, Лес – элемент географического ландшафта состоящий из древесных, кустарниковых и травянистых растений, элементов животного мира и микроорганизмов, в своем биологическом развитии взаимосвязанных и оказывающих влияние друг на друга и на окружающую среду. Лес является самым продуктивным из всех типов растительного покрова. В среднем его производительность составляет 10 тонн прироста биомассы на га в год. Из которых 95% приходятся на древесину.

Участниками лесных отношений в РФ являются органы власти различных уровней, имеющих соответствующие полномочия по распоряжению лесами, а также лесопользователи - граждане и юридические лица, которым предоставлены права пользования участками лесного фонда и права пользования участками лесов, не входящих в лесной фонд.

Лесной фонд Российской Федерации – это почти 1,2 млрд. га, что составляет 22% лесов мира и 62% территории страны.

Общий запас древесины в лесном фонде составляет 81,9 млрд. м3, в том числе 44,1 млрд. м3 (53,8%) спелых и перестойных насаждений. Общий средний прирост древесины в год составляет 970,4 млн. м3, ежегодный удельный прирост древесины основных пород – в среднем 1,3 м3/га.

Возможные для эксплуатации запасы спелых и перестойных насаждений составляют 23,4 млрд. м3, или 55,8%. Запас древесины на 1 га в спелых и перестойных насаждениях составляет 137 м3, в возможных для эксплуатации лесах – 167 м3.

Лишь 55% площади лесов представляют интерес для эксплуатации, но преобладающая их часть, расположенная на севере Европейской территории России (ЕТР) и вдоль Транссибирской магистрали, значительно истощена в результате интенсивной эксплуатации в течение последнего столетия.

Размещение лесов по территории страны неравномерно. Явно выделяются два основных лесных массива – Северо-Уральский и Сибирско-Дальневосточный. Они резко различаются между собой по составу древостоев: в первом преобладает ель, значительно распространены сосна и и береза; во втором преобладают лиственница, кедр, пихта, сосна.

В настоящее время наиболее значительные объемы заготовок приходятся на Северо-Востоке Европейской части РФ (Архангельская обл., Республика Коми, Пермская обл.), а также в центральных районах. В Западной Сибири заготовка древесины в наибольших объемах ведется в Алтайском крае, Кемеровской, Тюменской и Томской областях. В большинстве случаев предпочтение отдается хвойным и твердолиственным породам, хотя на территории арендных баз фанерных комбинатов главной породой, в основном, является береза.

В соответствии с экономическим, экологическим и социальным значением участков лесного фонда, их местоположением и выполняемым ими функциям производится разделение лесного фонда по категориям лесов.

В зависимости от категории леса допускаются те или иные виды рубок, а также устанавливаются максимальные размеры лесосеки.

Заготовка древесины производится при рубках для заготовки древесины, рубках ухода за лесом и прочих рубках. Современный вид разделения рубок леса на группы и виды приведен на рис. 1.1.

Выборочные рубки Рис. 1.1. Современная классификация рубок лесных насаждений В зависимости от целевого назначения лесов, их состояния, строения и лесорастительных условий рубки лесных насаждений осуществляются в форме сплошных или выборочных рубок. При этом осуществление сплошных рубок на лесных участках, представленных для заготовки древесины, допускается только при условии воспроизводства лесов на этих участках.

Сплошные рубки осуществляются:

• в спелых и перестойных насаждениях в эксплуатационных лесах;

• в лесных насаждениях любого возраста на участках, предназначенных для строительства, реконструкции и эксплуатации объектов, предусмотренных статьями 13, 14, и 21 Лесного кодекса РФ;

• при вырубке погибших лесных насаждений;

• в насаждениях отдельных категорий защитных лесов.

В защитных лесах сплошные рубки допускаются только в том случае, если выборочные рубки не обеспечивают замену лесных насаждений, утративших свои полезные функции, на лесные насаждения, обеспечивающие сохранение целевого назначения защитных лесов.

Сплошные рубки назначаются в спелых и перестойных насаждениях, в которых другие способы рубок не обеспечивают формирования высокопродуктивных древостоев. К ним относятся: хвойные и хвойнолиственные одновозрастные и условно-разновозрастные насаждения с преобладанием в составе перестойных деревьев и полнотой 0,5 и ниже, а также лиственные насаждения при отсутствии второго яруса хвойных пород, имеющие эксплуатационные запасы древесины (более 40 м3/га).

К сплошным рубкам спелых, перестойных лесных насаждений относятся следующие виды рубок: с предварительным лесовосстановлением (появление нового молодого поколения леса под пологом существующего древостоя) и с последующим лесовосстановлением (образование нового поколения леса после рубки спелого древостоя).

При проведении сплошных рубок спелых, перестойных лесных насаждений обязательными условиями являются: сохранение жизнеспособного подроста ценных пород и второго яруса, обеспечивающих восстановление леса на вырубках; оставление источников обсеменения или искусственное лесовосстановление путем закладки лесных культур в течение 2 лет после рубки.

Выборочные рубки спелых и перестойных лесных насаждений осуществляются в эксплуатационных лесах и допускаются в защитных лесах, за исключением случаев, предусмотренных частью 2 статьи 103 и частью 2 статьи 107 ЛК.

В зависимости от породного состава возрастной структуры, состояния и строения насаждений, хозяйственно-биологической характеристики вырубаемых элементов леса и технологии проведения заготовки древесины выделяют следующие виды выборочных рубок спелых и перестойных лесных насаждений: добровольно выборочные, группововыборочные, равномерно-постепенные, группово-постепенные (котловинные), чересполосные постепенные, длительно-постепенные. Все эти виды относятся к системе рубок главного пользования.

Лесоводственная цель выборочных рубок – оздоровление насаждений, улучшение их породного состава и возрастной структуры, повышение интенсивности роста перспективных деревьев и обеспечение сопутствующего возобновления, сохранение защитных и средообразующих функций леса.

Добровольно-выборочные рубки проводятся в абсолютноразновозрастных насаждениях путем вырубки поврежденных, перестойных, крупномерных спелых деревьев с замедленным ростом и нежелательных деревьев мягколиственных пород с сохранением молодой, приспевающей и частично спелой части насаждения. Интенсивность выборки по запасу до 40%, по числу стволов – до 20% при снижении полноты до 0,6 в чистых хвойных и до 0,5 – в смешанных насаждениях. Предельная площадь лесосек для данного вида рубок составляет 100 гектаров.

Группово-выборочные рубки проводятся в насаждениях с группово-разновозрастной структурой, при которых вырубаются перестойные и спелые деревья, преимущественно по группам в соответствии с их размещением по площади лесосеки и особенностями лесовозобновления.

Площадь групп вырубки составляет 0,01 до 0,5 га (радиус окон групп вырубки от 5,6 до 40 м). Предельная площадь лесосек для данного вида выборочных рубок составляет 100 гектаров.

Равномерно-постепенные рубки проектируются в спелых одновозрастных насаждениях с полнотой 0,7 и выше и с угнетенным жизнеспособным подростом или вторым ярусом ценных пород, а также в смешанных насаждениях, образованных древесными породами с разными возрастами спелости, где необходимо обеспечить сопутствующее лесовозобновление хвойными породами. Древостой вырубается в два – три приема путем последовательного равномерного разреживания его в течение одного класса возраста. В первый прием вырубается до 35-45% запаса. Полнота насаждений при первых приемах рубок снижается в чистых хвойных до 0,6, в смешанных – до 0,4. Предельная площадь лесосек для данного вида выборочных рубок – 50 гектаров.

Группово-постепенные (котловинные) рубки проводятся в одновозрастных древостоях с групповым размещением подроста. Древостой вырубается в течение двух классов возраста группами (котловинами) в несколько приемов, в местах, где имеются куртины подроста (а также обеспечивается их последующее появление). Вырубка спелого древостоя осуществляется постепенно вокруг групп подроста на площадях от 0, до 1,0 гектара (котловинами) за 3…5 приемов, проводимых в течение 30…40 лет. Предельная площадь лесосек для данного вида выборочных рубок спелых, перестойных лесных насаждений составляет 50 гектаров.

Длительно-постепенные рубки проводятся в разновозрастных насаждениях (с циклично- и ступенчато-разновозрастной структурой) в два приема с оставлением на лесосеке деревьев, не достигших возраста спелости, которые вырубаются после достижения ими эксплуатационных размеров. Интенсивность отдельных приемов может достигать 70 процентов от общего запаса древесины и период повторения приемов рубки – через 30…40 лет, но не ранее наступления возраста спелости проектируемых в рубку деревьев. В зависимости от лесорастительных условий, устойчивости и полноты древостоев, представленности перестойных деревьев и крупномерных спелых деревьев первый прием рубок проводится с интенсивностью 40…60% по запасу древесины и 15…30% – по числу стволов. Полнота оставляемой при рубке части насаждения не ниже 0,5 в хвойных и 0,4 – в смешанных насаждениях. Предельная площадь лесосек для данного вида выборочных рубок спелых, перестойных лесных насаждений составляет 50 гектаров.

При проведении чересполосных постепенных рубок древостой вырубается в течение одного класса возраста за два – четыре приема на чередующихся в определенном порядке полосах шириной, не превышающей высоты древостоя и длиной до 250…300 метров. Данный вид рубки применяется в одновозрастных ветроустойчивых лесных насаждениях, произрастающих на хорошо дренированных почвах (в первую очередь мягколиственных, со вторым ярусом и подростом ценных пород). Чересполосные рубки не применяются в древостоях, теряющих устойчивость при их проведении.

Заключительный прием равномерно-постепенных, групповопостепенных (котловинных), чересполосных постепенных, длительнопостепенных рубок проводится только после формирования на лесосеке жизнеспособного сомкнутого молодняка, обеспечивающего формирование лесных насаждений.

В разновозрастных насаждениях преобладание спелых и перестойных деревьев в толстомерных ступенях толщины позволяют проводить добровольно-выборочные, группово-выборочные и длительно постепенные рубки с определенного диаметра без клеймения деревьев и упростить их лесоводственно-таксационную организацию на основе обобщенного отбора деревьев в рубку.

Параметры и форма лесосек выборочных рубок определяются размерами и конфигурацией лесотаксационных выделов с их естественными границами, если при этом не превышается предельная площадь лесосеки и не создается опасность ветровала или других отрицательных последствий.

В лиственно-еловых насаждениях с елью во втором ярусе проводятся комплексные рубки. Эти рубки сочетают элементы рубок ухода и главного пользования. Проводятся с целью формирования ельников путём уборки первого яруса березы и других лиственных пород за один или два приема. Предпочтение следует отдавать рубке лиственного яруса в два приема. В первый прием вырубается 40…50% деревьев лиственных пород, а во второй прием через 15…20 лет интенсивность их рубки доводится до 80…90%. Рубка лиственного яруса в один прием допускается в насаждениях, где ель под пологом не испытывает резкого угнетающего влияния деревьев лиственных пород и не снижает темпов роста в высоту.

В последний прием проводится сплошная или равномерно-постепенная рубка сформировавшегося елового древостоя по достижению им возраста спелости.

К системе рубок ухода, которые также осуществляются в форме выборочных рубок, относятся рубки ухода и санитарные выборочные рубки. Целями рубок ухода за лесом являются: улучшение породного состава, повышение качества и устойчивости лесных насаждений; сохранение и усиление защитных, водоохранных, санитарно-гигиенических и других полезных свойств леса; сокращение сроков выращивания технически спелой древесины и рациональное использование ресурсов древесины.

В зависимости от возраста лесных насаждений и целей ухода осуществляются следующие виды рубок ухода за лесами:

• осветления, направленные на улучшение породного и качественного состава молодняков и условий роста деревьев главной древесной • прочистки, направленные на регулирование густоты лесных насаждений и улучшение условий роста деревьев главной древесной породы, а также на продолжение формирования породного и качественного состава лесных насаждений;

• прореживания, направленные на создание благоприятных условий для правильного формирования ствола и кроны деревьев;

• проходные рубки, направленные на создание благоприятных условий для увеличения прироста деревьев;

• обновления, проводимые в приспевающих, спелых и перестойных насаждениях для создания благоприятных условий для роста молодых перспективных деревьев, имеющихся в насаждении;

• переформирования, проводимые в сформировавшихся средневозрастных и старшего возраста насаждениях с целью коренного изменения их состава, структуры, строения путем регулирования и создания благоприятных условий роста деревьев целевых пород, поколений, ярусов;

• формирования ландшафта, направленные на формирование лесопарковых ландшафтов и повышение их эстетической, оздоровительной ценности и устойчивости.

Рубки ухода за лесом осуществляются в соответствии с нормативами режима рубок ухода за лесом.

При отборе деревьев в рубку применяется хозяйственнобиологическая классификация деревьев, согласно которой все деревья по их хозяйственно-биологическим признакам распределяются на три категории: I – лучшие, II – вспомогательные, III – нежелательные (подлежащие рубке – мешающие росту и формированию лучших и вспомогательных деревьев, неудовлетворительного состояния, с неудовлетворительным качеством ствола и кроны).

Выборочные санитарные рубки проводятся в тех лесах, где имеются значительные повреждения деревьев болезнями или вредителями, или усыхание части древостоя по каким-либо другим причинам.

1.3. Предмет труда лесозаготовительного производства Дерево – это многолетнее растение с четко выраженным стволом, несущим боковые ветви и с верхушечным побегом. Деревья являются широко распространенной формой растений, которая выполняет главную лесообразующую роль и составляет основу ландшафтов в лесной зоне.

Рост и развитие дерева, а также их число и видовое разнообразие связано с климатическими и почвенными условиями, историей предыдущего лесопользования, внешними пирогенными, антропогенными факторами, а также циклами развития факторов влияющих на фитологические и микологические поражения древостоев. Исследованиями установлено, что на рост и развитие одного дерева, влияет более одного миллиона факторов.

Ствол дерева составляет от 60 до 90% общей массы дерева. Отделенный от корней, очищенный от сучьев, с обрезанной вершиной в том месте, где его диаметр составляет 6…8 см, ствол представляет собой хлыст. Толщина ствола уменьшается от корневой шейки к вершине, образуя сбег. Сбег ствола или его отдельных частей определяется по формуле:

где: dк и dв – соответственно диаметры хлыста или его части в комлевом и верхнем отрезах [см], lx – длина хлыста [м].

Наибольшие значения сбега наблюдаются в комлевой и вершинной частях ствола, наименьшие – в средней части. У крупных деревьев (dк=0,52…0,60 м) средний сбег, в зависимости от породы, составляет: у ели 2,5см/м; у сосны 2,6…3,2 см/м; у березы и осины 2,4 см/м.

Весьма существенной характеристикой хлыста является его масса, определяющая нагрузку на технологическое оборудование, рассчитываемая по следующей формуле:

где: mx – масса хлыста, т; д – плотность древесины, т/м3.

Следует иметь ввиду, что плотность варьируется в широком диапазоне, в зависимости не только от породы древесины, но и от ее состояния (сухая, свежесрубленная, сплавная).

Самая нижняя часть ствола называется комлем.

Вся система ветвей с соответствующим участком ствола образует крону, составляющую до 20% массы дерева.

Расстояние от комлевого среза до центра тяжести хлыста (hк), м, приблизительно определяется по формуле:

Основную массу ствола дерева составляет древесина, дифференцированная на годичные кольца и кору, которая охватывает древесину снаружи и служит для защиты ствола от внешних воздействий.

Корневая система дерева, в зависимости от породы и условий произрастания, составляет от 5 до 20% массы ствола. С ростом дерева шейка корня укрепляет корневую систему и, таким образом, оставляемый после валки дерева пень тем выше, чем крупнее дерево. Высота пня зависит от породы, условий произрастания, времени проведения работ и применяемой технологии лесозаготовок. На хорошо дренированных лесных почвах пни обычно выше из-за мощного расширения комля.

В зависимости от принятой технологии и используемой системы машин конечным продуктом лесосечных работ могут быть: деревья, хлысты, сортименты и продукты углубленной переработки – щепа, пиломатериалы.

Сортименты получают при выполнении технологической операции раскряжевки – поперечной распиловки круглых лесоматериалов в результате которой получаются бревна специального назначения называемые кряжами (шпальные, фанерные, и др.) или сортиментами.

В раскряжевываемом хлысте различают три основные части: комлевую, серединную и вершинную, в соответствии с этим сортимент получаемый из нижней части называют – комлевым; из средней – серединным, а из верхней – вершинным.

Комлевые бревна отличаются корневыми наплывами и закомелистостью у нижнего торца, вершинные - наличием значительного числа крупных живых сучьев, большим сбегом и развилками вторичных вершин. Серединные сортименты имеют большее число отмерших сучьев и более цилиндрическую форму. Торец сортимента расположенный ближе к комлю называется комлевым или нижним, а расположенный ближе к вершине - верхним или вершинным (иногда применяется также термин тонкий). На практике, получаемые сортименты часто называют по порядковому номеру их получения при раскряжевке с комля, добавляя слово «рез». Например, первый рез – комлевое бревно, полученное первым, после первого распила, второй рез – бревно, полученное после первого, последний рез – вершинная часть хлыста оставшаяся после раскряжевки.

Получаемые в результате сортименты, характеризуются – диаметром в верхнем отрубе dв, длиной l и объемом Vк.

По диаметру в верхнем отрубе сортименты подразделяются на:

- тонкомерные сортименты (Small-size wood) - имеющие толщину в верхнем отрезе без коры от 2 до 13 см включительно при измерении с градацией 1 см, называемые также подтоварник;

- среднетолщинные сортименты (Medium-size wood) - имеющие толщину в верхнем отрезе без коры от 14 до 24 см включительно при измерении с градацией 2 см;

- крупномерные сортименты (Large-size wood) - имеющие толщину в верхнем отрезе без коры от 26 см и более при измерении с градацией По длине сортименты подразделяются на коротье (до 2 м); средней длины (2…6,5 м); длинномеры (более 6,5 м) и долготье - отрезки хлыста длиной кратной длине получаемых из него кряжей с учетом припуска на последующую раскряжевку, т.е. долготье является продукцией операции раскряжевка и сырьем для нее.

По породам сортименты подразделяются на две большие группы:

круглые лесоматериалы (КЛМ) хвойных пород (нормируются ГОСТ 9463-88); и КЛМ лиственных пород (нормируются ГОСТ 9462-88). Согласно данным ГОСТам получаемые сортименты по назначению подразделяются на четыре основные группы.

К первой группе относятся сортименты для распиловки и строгания, в нее входят бревна для выработки пиломатериалов, шпал и переводных брусьев, а также лесоматериалы для выработки строганного шпона.

Вторая группа включает в себя лесоматериалы предназначенные для лущения – выработки лущеного шпона и производства спичек.

Третью группу составляют лесоматериалы для выработки различного вида целлюлозы и белой древесной массы.

В четвертую группу включаются лесоматериалы предназначенные для использования в круглом виде.

В зависимости от степени использования различных пород круглые лесоматериалы подразделяются на используемые без ограничения и с ограничениями (с указанием конкретной породы).

Контрольные вопросы.

1. Дайте определение лесосеки и ее составных частей.

2. Перечислите основные виды лесозаготовительных бригад.

3. Как определяется потребное число рабочих в бригаде.

4. Опишите классификацию рубок леса.

5. Что является предметом труда на лесозаготовках производства.

6. Перечислите основные виды и характеристики продукции лесозаготовительного производства.

2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О РЕЗАНИИ ДРЕВЕСИНЫ

Древесина является ортотропно-анизотропным материалом, т.е. ее физико-технические свойства неоднородны в различных направлениях ортогональной системы координат. Это связано с ее внутренним строением, которое имеет в своей основе волокнистую структуру, направление волокон в которой расположено вдоль ствола. Вследствие этого модуль упругости и предел прочности при приложении усилий в разных направлениях относительно волокон – различны. В связи с этим различают три основных направления резания древесины: вдоль волокон, поперек волокон и резание в торец (рис. 2.1, а, б, в). Существенное влияние на неоднородность строения древесины оказывают пороки строения, такие как косослой, свилеватость, сучки, гнили и пр. Также следует учитывать то, что древесина является гигроскопичным материалом и ее влажность оказывает существенное влияние на сопротивление механической обработке.

Основные способы механической обработки древесины широко применяются при выполнении ряда технологических операций, таких как валка деревьев, очистка 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 с целью получения изделия заданной формы и размеров. Резание древесины клиновидными резцами известно с давних пор. Основы теории резания древесины и металлов впервые были разработаны русским ученым проф. И. А. Тиме в 1870 г. Над дальнейшим развитием теории резания древесины работали проф. П.А. Афанасьев, М.А. Дешевой, инж. П.В. Денфер, проф. А.Л.

Бершадский и С.А. Воскресенский, доц. Е.Г. Ивановский, а также целый ряд научных работников специальных кафедр лесотехнических и технологических институтов.

Рис. 2.1. Направления резания древесинь - вдоль волокон (а); поперек волокон (б); в торец (в) и схема резания элементарным резцом (г): 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 — плоскость резания (обрабатываемая поверхность) Задачами теории резания являются:

• определение усилий возникающих при резании (для обеспечения необходимой прочности режущего инструмента).

• определение потребной мощности на резание (выбор двигателя).

• определение оптимальных параметров режущего инструмента.

Основные постулаты теории резания древесины выводятся из рассмотрения задачи резания элементарным резцом. Элементарный резец является составной частью режущих инструментов и представляет собой клин, имеющий одну режущую кромку 1-2, переднюю 1-2-3-4, и заднюю 1-2-5-6 грань (рис. 2.1, г). Угол между этими гранями называется углом заострения (заточки) резца. Угол между задней гранью и плоскостью резания (плоскость обработки) называется задним углом, или углом наклона задней грани,. Угол между передней гранью и плоскостью резания называется углом резания. Между угловыми величинами, характеризующими процесс резания, существует зависимость:

При рассмотрении задачи резания элементарным резцом вводятся следующие допущения: длина режущей кромки 1-2 больше ширины материала, передняя и задняя грани - плоские. Угол резания и задний угол постоянны. Такие условия резания соответствуют плоскому напряженному состоянию древесины. Лезвие резца перпендикулярно направлению его движения, а траектория любой точки резца прямолинейна, скорость движения и толщина стружки h - постоянны. Процесс резания рассматривается при толщине обрабатываемого материала много больше толщины снимаемой стружки.

Передняя грань деформирует надрезанную лезвием стружку и удаляет ее. Деформация стружки будет тем больше, чем больше угол резания. Следовательно, сила резания и мощность, потребная на резание, будут возрастать с увеличением угла. Уменьшение этого угла возможно за счет уменьшения угла заточки в пределах прочности резца и угла наклона. Задняя грань резца является пассивной, однако от состояния ее поверхности и положения относительно плоскости резания, определяемого углом, зависит сила отжима Ри и сила резания Рр. При прохождении резца (особенно затупленного) подмятые волокна распрямляются, производят давление на заднюю грань. Чем меньше угол, тем больше величина этого давления.

При больших скоростях резания и малом угле от трения задней грани о плоскость резания происходит интенсивный нагрев резца и прижигание древесины. Поэтому угол наклона резца не должен быть очень малым. Наивыгоднейший угол наклона в зависимости от условий резания находится в пределах 7...12°.

Резание в торец, или торцовое резание, происходит перпендикулярно направлению волокон. При резании в торец волокна перерезаются и древесина оказывает наибольшее сопротивление резанию. Стружка образуется мелкая и хрупкая.

При продольном резании плоскость резания и направление резания параллельны направлению волокон. Стружка образуется в виде ленты со слабыми изломами. Сопротивление резанию примерно в два-три раза меньше, чем при торцовом резании.

При поперечном резании плоскость резания параллельна, а направление резания перпендикулярно направлению волокон древесины.

Стружка распадается на отдельные части неправильной формы слабо связанные между собой. Обрабатываемая поверхность получается более шероховатая, чем при других видах резания. Сопротивление резанию при этом в пять-шесть раз меньше, чем при резании в торец.

Пиление древесины отличается от элементарного резания тем, что процесс разделения древесины на части происходит путем многократного движения сложных резцов (зубьев) в полузакрытом пространстве – пропиле, с образованием опилок. По направлению плоскости пропила относительно волокон древесины пиление разделяется на три вида: поперечное, продольное и пиление под углом. При поперечном пилении плоскость пропила перпендикулярна общему направлению волокон, например, при раскряжевке. При продольном пилении плоскость пропила параллельна направлению волокон, например, при распиловке бревен на доски, брусья, шпалы и т.п. При пилении под углом плоскость пропила по отношению к направлению волокон составляет угол больше 0 и меньше 90°.

Применяемые на лесозаготовках пилы разделяются по виду пиления, по форме полотна и роду движения.

По виду пиления пилы делятся на поперечные, продольные и специальные. По форме полотна пилы подразделяются на прямые, цепные, круглые и ленточные.

По роду движения полотна различают пилы с поступательным движением (цепные и ленточные), пилы с возвратно-поступательным движением (прямые) и пилы с вращательным движением (круглые).

Цепные пилы применяются в основном для валки леса, очистки деревьев от сучьев и раскряжевки хлыстов, поперечные круглые пилы — для раскряжевки хлыстов, разделки долготья на сортименты, для отторцовки досок и т. п.

Продольные круглые пилы применяются для распиловки бревен на шпалы и пиломатериалы, для раскроя пластин и брусков на дощечки, для обрезки боковых кромок в пиломатериалах и т.п. Ленточные типы применяются в основном для продольной распиловки толстомерных и фаутных бревен на пиломатериалы, а также при переработке древесины твердых лиственных пород.

При пилении зубья пил выполняют более сложную работу, чем простой резец, и потому имеют особый профиль. Профили зубьев различных типов пил и их элементы показаны на рис. 2.2.

В процессе пиления зубья пилы образуют пропил, имеющий две боковые плоскости и дно. Каждая из этих плоскостей формируется особыми режущими кромками зубьев. Боковые передние кромки 1-3 формируют боковые плоскости пропила. Короткие режущие кромки 1-2 образуют дно пропила.

а — цепных поперечного пиления; б — круглых для поперечного пиления с симметричными зубьями; в — круглых для продольного пиления с прямой задней гранью; г — рамных; А — полотно пилы; s — толщина пилы; h — высота зуба; t — шаг зуба; плоскость 1—3 — 4—2— передняя грань; плоскость 1 —2— 6— 5— задняя грань; 00’ — линия вершин зубьев В поперечных пилах боковые режущие кромки зубьев производят резание в торец и преодолевают наибольшее сопротивление по сравнению с короткой кромкой, режущей в направлении, близком к поперечному.

В продольных пилах боковые кромки работают в поперечном направлении, а короткие режущие кромки совершают резание в торец и воспринимают на себя наибольшие сопротивления. Все цепные и продольные пилы имеют несимметричные зубья и потому работают только в одну сторону. Поперечные круглые и плоские пилы, как правило, имеют симметричные зубья и могут работать в обе стороны.

Каждая режущая кромка зуба образуется пересечением двух плоскостей, расположенных под некоторым углом друг к другу. Угол, образованный пересечением передней и задней граней зуба, называется углом заострения зуба ; угол между задней гранью и плоскостью резания короткой режущей кромки называется задним углом. Все указанные выше углы относятся; к короткой режущей кромке. Боковая режущая кромка образуется боковой плоскостью 1-3-5 и передней гранью. Угол между этими плоскостями называется углом заточки передней грани. Так как боковая плоскость зуба (задняя грань боковой кромки) параллельна плоскости резания передней боковой режущей кромки, то задний угол равен нулю, и, следовательно, угол резания =. Угол, образованный передней гранью и нормалью к плоскости резания, называется передним углом.

Рекомендуемые угловые значения для зубьев пил Дисковая для про- С прямой задней гранью 40 30 дольной распиловки С ломаной задней гранью 40 15 Для уменьшения трения полотна пилы о плоскости пропила и предотвращения зажима пилы производится развод зубьев. Величина развода с зависит от твердости древесины. Для твердых пород она принимается 0,1…0,3 мм, для мягких – 0,4…0,6 мм на одну сторону. Также для уменьшения трения пилы о древесину поверхность пил может покрываться антифрикционным полимерным материалом (тифлон, фторопласт и др.). Ширина пропила считается равной толщине пилы с учетом развода, т.е. b=s+2c, однако фактически она всегда несколько больше из-за поперечных колебаний режущей части пилы.

Для раскряжевки на лесосеках и верхних складах в подавляющем большинстве случаев используются цепные пилы, а на нижних складах – дисковые. Рекомендуемые угловые значения для зубьев различных видов пил приведены в табл. 2.1.

2.3. Усилие и мощность, потребные на резание и пиление Для перемещения резца при резании к нему необходимо приложить усилие (называемое усилием резания). Часть данного усилия затрачивается собственно на резание, а остальное на преодоление трения стружки о резец, резца о плоскость резания и на деформацию стружки.

Разделить эти составляющие весьма трудно, и для инженерной практики используют суммарное усилие.

Отношение силы резания к поперечному сечению снимаемой стружки принято называть удельным сопротивлением резанию:

где: k - удельное сопротивление резанию древесины, Н/м2; b - ширина стружки, м; h - толщина стружки, м; РР – сила резания, Н.

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 определяется опытным путем, при этом замеряют усилие резания Рр и площадь сечения стружки bh. Полученное значение корректируется с учетом реальных условий резания, т.е. при элементарном резании удельное сопротивление резанию определяется по формуле:

где: k0-основное удельное сопротивление резанию, при резании воздушно-сухой сосны (W=15%) острым резцом и угле резания =45, толщине стружки h=1мм, скорости резания =50 – 60 м/с; аП-коэффициент, учитывающий породу древесины (сосна=1; осина=0,85; дуб=1,6); акоэффициент, учитывающий угол резания (чем больше, тем больше а);

а-коэффициент, учитывающий затупление зубьев; аh - коэффициент, учитывающий толщину снимаемой стружки; а - коэффициент, учитывающий скорость резания; аt - коэффициент, учитывающий температуру древесины, (для талой аt=1, мерзлой аt=1,4); аW - коэффициент, учитывающий влажность древесины.

В табл. 2.2 приведены значения удельного сопротивления резанию для сосны в зависимости от направления резания и толщины снимаемой стружки при угле резания равном шестьдесят градусов (по данным А.С.

Воскресенского).

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.

Наибольшее влияние на сопротивление резанию угол резания оказывает при резании в торец и наименьшее – при резании поперек волокон.

Направление резания Толщина снимаемой стружки, мм В табл. 2.3 приведены значения поправочного коэффициента на породу древесины.

Значения поправочного коэффициента на породу древесины Значения поправочного коэффициента на влажность древесины приведены в табл. 2. При элементарном резании поправочный коэффициент на влажность древесины с увеличением влажности уменьшается, т.к. влажная древесина обладает меньшей прочностью. При пилении, наоборот, этот коэффициент увеличивается, так как с увеличением влажности растут силы трения между древесиной и резцом.

Значения поправочного коэффициента на влажность древесины Состояние древесины Абсолютная влажность, % aw В табл. 2.5 приведены значения поправочных коэффициентов на затупление в зависимости от числа часов работы режущего инструмента.

Используя эмпирические данные о величине удельного сопротивления резанию, можно определить силу и мощность потребную на резание.

Показатель Число часов работы инструмента после заточки Радиус закругления лезвия 2-10 26-30 35-40 41-50 46- резца, мкм Значение коэффициента a Усилие резания определяется по формуле:

Из приведенной формулы следует, что усилие резания прямо пропорционально площади поперечного сечения стружки.

Работа, затрачиваемая на срезание одного элемента стружки, равна:

где: l – длина снимаемой стружки.

Из данного выражения следует, что работа, затрачиваемая на резание древесины, прямо пропорциональна объему древесины, превращенной в стружку.

Мощность, потребная для резания древесины определяется как произведение силы резания на скорость резания:

где: – скорость резания, t – время снятия объема стружки.

Из данного выражения следует, что мощность потребная на резание прямо пропорциональна объему древесины превращенному в стружку в единицу времени, или:

Уравнения (2.4)…(2.8) справедливы для всех видов резания со снятием стружки.

Процесс пиления значительно сложнее, чем резание элементарным резцом. При пилении одновременно работают несколько режущих кромок, отделение стружки происходит в закрытом пространстве называемом пропилом.

При рассмотрении процесса пиления необходимо учитывать как скорость движения зубьев пилы, так и скорость надвигания пилы на древесину (скорость подачи) U.

Объем древесины превращенный в опилки за 1 секунду:

где: b – ширина пропила, м; Н – высота пропила (проекция длины пропила на плоскость перпендикулярную направлению подачи), м; U – скорость подачи, м/с.

При поперечной распиловке круглых лесоматериалов H=0,8d, при продольной H = d 4x, где х – расстояние от плоскости пропила до поперечной оси бревна.

Подставляя q0 в выражения для определения силы и мощности резания получим:

При определении удельной работы резания учитывается меньше коэффициентов, чем при резании элементарным резцом:

основное значение удельной работы резания, выбирается из таблиц или определяется по графикам в зависимости от величины подачи на зуб, ширины пропила и вида режущего инструмента (дисковая, цепная, ленточная пила и т.п.).

Усилие, необходимое для подачи пилы на древесину называется усилием подачи и определяется как:

Производительность чистого пиления (Пч.п) - это площадь пропила, которая может быть произведена пилой за 1с [м2/с].

Контрольные вопросы.

1. Перечислите основные направления резания древесины.

2. Что такое элементарный резец, дайте его характеристики.

3. Перечислите задачи теории резания древесины.

4. От чего зависит усилия резания древесины.

5. Что такое производительность чистого пиления.

3. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ

3.1 Подготовительные и вспомогательные работы Подготовительные работы выполняются до начала основных работ, включающих в себя валку и трелевку леса, очистку деревьев от сучьев, раскряжевку и погрузку лесоматериалов на лесовозный транспорт. К ним относятся: лесосырьевая, технологическая и транспортная подготовки, подготовка территории лесосек, лесопогрузочных пунктов и трелевочных волоков, подготовка обслуживающих производств (обустройство мастерского участка). Анализ трудозатрат на лесозаготовках показывает, что на подготовительные работы приходится 35…40% всех трудозатрат, их объем зависит от принятого технологического процесса, используемых машин, почвенно-грунтовых и рельефных условий, захламленности лесосеки и таксационных характеристик вырубаемого древостоя.

Вспомогательные работы выполняются в ходе выполнения основных работ. К ним относятся: техническое обслуживание машин, обеспечение топливо-смазочными материалами, бытовое обслуживание рабочих, связь, содержание лесовозных дорог, охрана оборудования в нерабочее время. Объем вспомогательных работ зависит от уровня механизации лесосечных работ, чем она выше, тем больше требуется трудозатрат на их выполнение.

Лесосырьевая подготовка заключается в приемке лесосеки у федерального органа надзора за лесом.

Приемка лесосечного фонда от федеральных органов надзора за лесом производится с целью проверки правильности отвода лесосек в рубку и аукционной документации имеющейся лесосеки. Для этого все лесосеки, отведенные в рубку осматриваются в натуре и при этом проверяется: соответствие мест отвода указанным в лесорубочных билетах;

наличие ясно видимых границ лесосеки и не эксплуатационных площадей (занятых подростом и группами деревьев оставляемыми в качестве семенников); правильность товарно-денежной оценки лесосеки (породный состав, объем, выход деловой древесины и пр.); наличие и количество подлежащего обязательному сохранению жизнеспособного подроста;

отсутствие лесонарушений в прилегающих к лесосеке насаждениях в полосе шириной 50 м.

При обнаружении расхождений с данными лесхоза по вышеперечисленным пунктам лесопользователь сообщает об этом лесхозу, который обязан проверить выявленные недостатки.

Технологическая подготовка лесосеки заключается в изучении лесоэксплуатационных условий (рельефа местности, грунтов, степени захламленности лесосек) при этом производятся: изыскания трассы лесовозного уса; выбор места для размещения погрузочных площадок и мастерского участка; разработка технологического процесса лесозаготовок, с учетом имеющейся у лесопользователя техники и лесоводственных требований к рубкам в данной местности; составление технологической карты разработки лесосеки в которой указываются: породный состав и запас леса на га по выделам, трассы трелевочных волоков, места расположения погрузочных пунктов и мастерского участка, способ очистки лесосеки, а также меры содействия лесовозобновлению, количественные показатели работ. Согласованная технологическая карта подписывается представителями лесопользователя и лесхоза.

Из перечисленных пунктов работ видно, что задачей технологической подготовки является обоснованный выбор рациональной схемы разработки лесосеки и ее транспортного освоения. Составляемая технологическая карта должна максимально учитывать особенности конкретной лесосеки (площадь и форма, почвенно-грунтовые условия и рельеф, таксационные характеристики, вид рубки, лесоводственные требования).

Лесосырьевая и технологическая подготовки лесосек предшествует всем остальным видам подготовительных работ. Она выполняется инженерно-техническими работниками лесопользователя и не входит в состав работ, выполняемых подготовительной бригадой. Обычно она проводится мастерами лесозаготовок с помощниками из двух - трех рабочих.

Нормативные трудозатраты составляют 1,0…1,5 чел/дня на 1000 м3 древесины на лесосеке.

Транспортная подготовка заключается в том, что до начала разработки к лесосеке подводится ус лесовозной дороги. Для прокладки уса разрабатывается полоса шириной 6…8 м. Все опасные деревья вдоль лесовозного уса на расстоянии 25 м в обе стороны убираются до начала его строительства. Тип уса выбирается в зависимости от почвенногрунтовых условий, сезона вывозки и наличия материалов.

Потребное число рабочих на строительство усов определяется по формуле:

где: Lу - общая протяженность усов на расчетный год; Ну - трудозатраты на строительство 1 км уса, чел/дн; Dу - число дней работы бригады на строительстве усов.

Общая протяженность дорог зависит от размещения выделенных лесосек в лесном массиве, развитости существующей дорожной сети.

Подготовка территории лесосек к рубке заключается в уборке сухостойных, зависших и гнилых деревьев способных неожиданно упасть от ветра или толчка (опасных деревьев). Уборка производится по всей территории лесосеки и в 50-ти метровой зоне вокруг лесопогрузочных пунктов, мест размещения механизмов и подштабельных площадей. При применении на лесозаготовках многооперационных машин уборка опасных деревьев на территории лесосеки производится одновременно с лесозаготовками. Для уборки опасных деревьев применяются бензиномоторные пилы, переносные моторные и ручные лебедки, а иногда трелевочные тракторы.

Затем производится разметка трасс трелевочных волоков и разработка территории, отведенной под их размещение, а также территории погрузочных площадок. Это заключается в срезании на указанных площадях всех растущих деревьев заподлицо с землей, уборке валунов и пней, засыпке ям, в устройстве настила из сучьев или низкосортной древесины в топких местах.

Ширина магистральных волоков составляет 6 м, пасечных – 4…5 м и зависит от типа применяемого трелевочного механизма и вида рубок.

На лесосеках со слабой несущей способностью грунтов волоки укрепляются порубочными остатками, а иногда, на отдельных участках устраиваются сплошные настилы – гати.

Зимние волоки могут устраиваться проходом порожнего транспорта в несколько раз. В условиях пересеченной местности подготовка лесосек может потребовать выполнения земляных работ с применением бульдозера, который также будет необходим при глубоком снежном покрове и сильно захламленной лесосеке.

В случае применения на трелевке канатных трелевочных установок в состав подготовительных работ входит их монтаж, включая оснастку мачт, угловых блоков, канатов и т.д.

При выборочных и постепенных рубках, а также рубках ухода технологическую карту составляют одновременно с отводом лесосеки.

Кроме того, к подготовительным работам относятся работы по устройству раскряжевочной и погрузочной эстакад, а также площадок для укладки или сжигания лесосечных отходов, если таковые сооружения необходимы по принятой технологии лесосечных работ.

Подготовка обслуживающих производств включает в себя устройство мест для стоянки тракторов и хранения оборудования, топливосмазочных материалов, пунктов технического обслуживания машин и механизмов, установку помещения для обогрева рабочих, средств связи и осветительных приборов, противопожарного оборудования и др.

Трудозатраты на подготовительные работы определяются:

где: Q - годовой объем вывозки, м3; q - запас леса на га, м3/га; А - трудозатраты на подготовку 1 га лесосеки к рубке, чел-дн; В - трудозатраты на подготовку погрузочного пункта, чел-дн; S - площадь лесосеки, тяготеющей к одному погрузочному пункту, га; С - трудозатраты на строительство 1 км лесовозного уса, чел/дн; К – коэффициент, учитывающий неэксплуатационную площадь (вырубки, гари и т.д. К=1,0…1,2); в - ширина полосы леса, осваиваемой с одного лесовозного уса, км.

Трудозатраты по отдельным составляющим подготовительных работ берутся из нормативной литературы с учетом местных условий.

Количество рабочих, необходимое для проведения требуемого объема подготовительных работ определяется по формуле:

где: Т - общие трудозатраты на проведение подготовительных работ, чел/дн; Д - количество рабочих дней в году на подготовительных работах.

Обычно трудоемкость подготовительных работ оценивается на 1000 м3 заготовленной древесины:

где: Q – годовой объем вывозки предприятия, м3; или реже на гектар освоенной площади:

где: SГ - площадь годичной лесосеки предприятия.

3.2. Виды технологических процессов и состав работ Технология – (от греческого techne – мастерство, умение, искусство) – совокупность методов обработки, изменения состояния, формы, размеров, свойств, и месторасположения предмета труда в процессе производства продукции.

Технологией лесозаготовительных производств называется система знаний о способах и средствах выполнения на лесосеках, погрузочных пунктах и лесных складах ряда операций от валки леса до отгрузки его потребителю в требуемом виде.

Все технологические операции подразделяются на три большие группы: рабочие – в результате которых изменяются размеры, формы и свойства предмета труда (срезание дерева, раскряжевка на сортименты и др.); переместительные – в результате которых изменяется месторасположение предмета труда (трелевка древесины, погрузка и выгрузка, перемещение между станками и оборудованием в технологическом потоке); смешанные – в результате которых одновременно происходит обработка и перемещение предмета труда (очистка деревьев от сучьев при помощи сучкорезных машин, окорка кряжей и др.).

На лесосечных работах технологические операции выполняются на лесосеке и на погрузочном пункте (верхнем складе).

В зависимости от набора технологических операций, места их выполнения и вида продукции, вывозимой с лесосеки, технологические процессы лесосечных работ подразделяются на три основные группы:

хлыстовая технология, сортиментная технология и технология с углубленной переработкой древесины.

В табл. 3.1 представлены наиболее распространенные технологические процессы всех трех групп лесосечных работ. Следует иметь в виду, что в группе технологических процессов с углубленной переработкой древесины теоретически возможно большее разнообразие получаемой продукции, однако в настоящее время эта группа процессов развита слабо и представлена на уровне современного развития.

Хлыстовая технология заготовки леса является наиболее распространенной в Российской Федерации в настоящее время, на нее приходится около 80 % всего заготовляемого леса, а в США и Канаде более 85%.

Технологический процесс № 1 позволяет свести к минимуму число операций выполняемых на лесосеке и перенести их выполнение на более производительное стационарное оборудование нижних складов и бирж сырья деревоперерабатывающих предприятий, уменьшить трудозатраты на очистку лесосек и использовать сучья, вершины и ассимиляционный аппарат деревьев (хвоя и листья) на производство полезной продукции (топливной и технологической щепы, арболита, хвойно-витаминной муки, и др.).

Технологические процессы лесосечных работ про- полняемые на тре- няемы на верхнем вывоцесса лесосеке люемо- складе или погру- зимого Условные обозначения: В – валка деревьев; Ос – очистка деревьев от сучьев; Р – раскряжевка; Фп – формирование пакета; П – погрузка на лесовозный транспорт; Пр – продольная распиловка; Ок – окорка; Рщ – рубка в щепу; Д – деревья; Х – хлысты; С – сортимменты; Щтех – щепа технологическая; Щтоп – щепа топливная; Пм – пиломатериалы.

Однако, при трелевке деревьев, особенно за комли, труднее сохранить подрост и предотвратить повреждения оставляемых на корню деревьев, современная лесоводственная наука считает нежелательным вывоз порубочных остатков с территории лесосеки в связи с обеднением лесной почвы, а при вывозке деревьев уменьшается использование полезной грузоподъемности лесовозного транспорта из-за 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, улучшаются условия для применения высокопроизводительных мобильных сучкорезных машин, лучше используется грузоподъемность лесовозного транспорта, однако происходит увеличение числа 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 использования порубочных остатков для укрепления трелевочных волоков при слабой несущей способности грунтов. Но при этом увеличиваются затраты на последующую очистку территории лесосеки, затруднено и обычно невозможно последующее применение порубочных остатков для производства полезной продукции.

Сортиментная технология заготовки леса наиболее предпочтительна для небольших лесозаготовительных фирм, не имеющих своих лесоперерабатывающих площадок, и торгующих древесиной «с колес».

Кроме того, она рекомендуется при невозможности использования хлыстовой вывозки леса, например при малых радиусах поворота лесовозной дороги.

При технологической схеме № 4 работы по валке деревьев, очистке их от сучьев и раскряжевке обычно выполняются при помощи ручного моторного инструмента – бензиномоторных пил. Подобная технология распространена 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 является большая доля ручного труда на лесосечных работах.

Технологический процесс № 5 имеет недостатки связанные с трелевкой леса деревьями, но позволяет использовать на верхнем складе многооперационные сучкорезно-раскряжевочные машины (также называемые процессорами).

Технологические процессы № 6 и 7 являются классическим примером, так называемой, «скандинавской» технологии заготовки леса. На валке леса используются либо бензиномоторные пилы, тогда на очистке деревьев от сучьев и раскряжевке применяются процессоры, либо валочно-сучкорезно-раскряжевочные машины (также называемые харвестеры). Хотя иногда все технологические операции выполняются при помощи бензиномоторной пилы. На трелевке используются сортиментоподборщики (также называемые форвардеры) 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 будет эффективной при небольшом расстоянии вывозки (до км) и использовании в качества транспорта леса только колесных форвардеров.

Технологию с углубленной переработкой древесины можно признать перспективной, ее развитие в настоящее время сдерживается отсутствием недорогой и эффективной техники способной перерабатывать заготовляемую 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 применяется, в основном, в мелких частных лесовладениях за рубежом. На современный момент такая технология заготовки не получила промышленного распространения в связи с отсутствием высокопроизводительной техники способной производить продольную распиловку круглых лесоматериалов в условиях лесосеки.

Технологический процесс № 10 позволяет получать на лесосеке технологическую и топливную щепу. Перспективен в условиях плантационного лесовыращивания. Однако, 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.

Способы валки деревьев. Валка деревьев является первой операцией основных работ. Возможны два способа валки деревьев: без корневой системы (с оставлением пня); с корневой системой.

Второй способ, несмотря на возможности более полного использования фитомассы дерева, не получил распространения в настоящее время, в связи с большими техническими сложностями, как самого процесса валки, так и дальнейшей переработки деревьев с корневой системой.

Данный способ используется только в случае расчистки лесопокрытых земель выведенных из состава лесного фонда или переведенных в нелесные земли.

При первом способе (с оставлением пня) различают три вида валки: ручная; механизированная; машинная.

При ручном способе на валке применяются ручные лесозаготовительные инструменты (ручные пилы, топоры). В настоящее время промышленно не применяется.

При механизированном способе используют ручной моторный инструмент (бензино- и электромоторные пилы), в настоящее время бензиномоторные пилы наиболее распространены как на территории РФ, так и в большинстве зарубежных стран, в связи с большой стоимостью специальных лесозаготовительных машин и более широкими возможностями применения по рельефным и почвенно-грунтовым условиям.

Виды и характеристика ручного инструмента. Ручные моторные инструменты подразделяются по следующим основным признакам:

По типу привода они подразделяются на бензиномоторные, работающие от бензинового двигателя внутреннего сгорания и электромоторные – с приводом от электродвигателя.

Электромоторные пилы используются для раскряжевки, обрезки вершин и крупных сучьев, в основном, применяют пилы мощностью электродвигателя 1,3…3 кВт. На электропилах используются трехфазные двигатели переменного тока с рабочей частотой тока 50, 200 или 400 Гц.

Электромоторные пилы по сравнению с бензиномоторными более просты в эксплуатации, у них значительно меньше уровень шума и вибрации. Вместе с тем для них необходим источник энергии и кабельная сеть, что резко ограничивает их применение в условиях лесосеки.

Бензиномоторные пилы широко применяются при проведении лесосечных работ, как в нашей стране, так и за рубежом. По расчетам отечественных экономистов и технологов бензиномоторные пилы в ближайшие два десятилетия будут наиболее экономически выгодны на лесозаготовках в РФ. И, кроме того, вальщик с бензиномоторной пилой наносит лесной среде намного меньший вред, чем любая лесозаготовительная машина. Основными узлами бензиномоторных пил являются двигатель (одноцилиндровый, двухтактный) с системой зажигания и питания в которую входит топливный бак с объемом, рассчитанным на 1…1,5 часа работы, устройства для передачи крутящего момента от двигателя к пильному механизму, пусковое устройство, рама для крепления основных узлов и деталей пилы.

По расположению рукоятей пилы делятся на универсальные (с низким расположением рукоятей), и специализированные (с высоким расположением рукоятей) бензиномоторные пилы. Следует отметить, что с точки зрения эргономики процесса валки предпочтительной представляется компоновка специализированных пил, называемых также «пилы для валки леса в равнинных условиях», кроме того, наличие поворотного редуктора позволяет успешно использовать их и на других работах (раскряжевке, обрезке крупных сучьев и вершин, подготовительных работах).

Из пил отечественного производства к универсальным относятся:

«Тайга 214», «Тайга 245», «Крона 202». К специализированным относятся: М-228, «Урал 2Т Электрон», Дружба-4МЭ.

По наличию редуктора пилы подразделяются на редукторные и без редукторные, все специализированные пилы имеют редуктор, т.е. относятся к редукторным.

Пильный механизм состоит из следующих основных частей: пильной шины, ведущей и ведомой звездочек (ведомая звездочка ставится не всегда), пильной цепи, устройств для натяжения и смазки пильной цепи, амортизирующего устройства, которое устанавливается под ведомую звездочку.

По наличию дополнительной рукояти на свободном конце пильного механизма пильные аппараты подразделяются на консольные и неконсольные, в настоящее время неконсольные пильные аппараты не выпускаются.

По числу цепей на пильном аппарате они подразделяются на одно цепные и двуцепные, все современные пильные аппараты одно цепные.

В качестве режущего инструмента на моторных пилах и в большинстве лесозаготовительных машин осуществляющих валку деревьев применяются пильные цепи которые классифицируются по следующим признакам:

- по типу зубчатого венца: с плоскими зубцами, каждый из которых выполняет определенную работу – пильные цепи поперечного пиления (ПЦП); с зубцами Г-образного профиля, имеющими сложную форму и выполняющими всю работу по образованию пропила и транспортированию опилок – пильные цепи универсальные (ПЦУ);

- по типу направляющих устройств для направления движения цепи по шине: с хвостовиками на средних звеньях цепи, перемещающихся в пазах пильной шины; седлающего типа с выступами на боковых звеньях, благодаря которым между боковыми звеньями образуются пазы, в них входят направляющие выступы пильной шины;

- по способу соединения звеньев: неразборные, соединенные заклепками, и разборные, соединенные разборными шарнирами;

- по величине шага цепи по заклепкам: мелкозвенные цепи с шагом до 15 мм; крупнозвенные с шагом свыше 15 мм, кроме того, цепи делятся – с постоянным и переменным шагом.

Пильная цепь поперечного пиления состоит из режущих блоков (рис. 3.1). В каждом блоке шесть зубьев: три режущих (1), два подрезающих (2) и один скалывающий (3). Режущие зубья расположены в шахматном порядке: за каждым режущим следует противоположный ему по разводу подрезающий или скалывающий зуб, не имеющий развода. У режущих и подрезающих зубьев передние грани 1-3-4-2 затачиваются под углом 50…60° (меньшие значения для мягкой древесины), а контурные углы к, к, и к соответственно составляют 9, 70…80, и 0…10. Наиболее нагружены в работе режущие кромки 1-3, перерезающие волокна древесины и образующие стенки пропила.

Универсальные пильные цепи имеют только один тип зубьев, которые расположены в шахматном порядке. Каждый зуб, помимо режущего лезвия, имеет ограничитель подачи, устанавливаемый перед лезвием, который выполняет две задачи устанавливает толщину снимаемой стружки (величину подачи на зуб), что препятствует самозарезанию зубьев в древесину и перегрузку двигателя, а также транспортирует опилки из пропила. Лезвие (строгающий зуб) имеет две режущие кромки – вертикальную, образующую стенки пропила, и горизонтальную – образующую дно пропила. Рекомендуемые угловые параметры: 1=2; 2=9;

1=60; 2=40…50; =90; =35.

В процесс валки дерева входит последовательное выполнение следующих операций: осмотр дерева, подготовка рабочего места, подпил, срезание и сталкивание дерева с пня в заданном направлении, переход к следующему дереву.

Осмотр дерева производят для того, чтобы оцепить его и выбрать условия для безопасной валки в направлении, заданном технологической картой разработки лесосеки и обеспечивающем наибольшее сохранение подроста. При осмотре выявляют состояние ствола, на глаз устанавливают диаметр дерева и его наклон, особенности строения кроны, силу и направление ветра. Силу ветра приблизительно можно определить по шкале Бофорта в баллах по следующим признакам: при умеренном ветре (4 балла) приводятся в движение тонкие ветви деревьев; при свежем ветре (5 баллов) - колеблются большие сучья; при сильном (6 баллов) - качаются толстые сучья, а при крепком (7 баллов) - качаются стволы деревьев, гнутся большие сучья и человеку трудно идти против ветра. Правилами техники безопасности механизированная валка деревьев при силе ветра 5 баллов и более запрещена.

Общее направление валки устанавливается технологической картой в зависимости в основном от способа и направления трелевки, которое, в свою очередь, зависит от расположения погрузочных пунктов.

Правильная валка деревьев имеет большое значение для обеспечения безопасности рабочих и сохранения подроста. Поэтому при разработке лесосеки обязательным условием является валка деревьев в заданном направлении. Однако, возможны некоторые отклонения от общего направления валки, вызываемые невозможностью обеспечения имеющимися инструментами безопасной и бездефектной валки отдельных деревьев из-за их индивидуальных особенностей (например, если дерево имеет диаметр более 60 см, и наклон в сторону, обратную заданному направлению валки, то его валка производится в сторону наклона).

Рис. 3.1 Пильные цепи: а - поперечного явления; б - универсальная; I режущий зуб; II - подрезающий зуб; III - скалывающий зуб; плоскость 1-3-4-2 - передняя грань; линия 1-2 - режущая кромка; hп, hc - превышения режущего зуба соответственно над подрезающим и скалывающим зубьями; ho - превышение лезвия над ограничителем подачи; - задний угол; - угол заострения (заточки); - передний угол; - угол наклона Подготовка рабочего места заключается в уборке снега, кустарника, подроста, подгона и низко свисающих сучьев, в выборе и подготовке путей отхода вальщика во время свободного падения дерева. Пути отхода вальщика при валке в равнинной местности подготавливаются под углом 45 в сторону противоположную направлению валки (рис. 3.2, а), при валке на склонах расположение путей отхода меняется в зависимости от направления валки (рис. 3.2, б, в). Чтобы обеспечить возможность оставления пней установленной высоты и безопасные условия работы при глубине снежного покрова свыше 0,6 м, вальщику выделяется в помощь рабочий для расчистки снега.

Рис. 3.2. Направление коридоров отхода:

а — при валке в равнинной местности; б — в холмистой местности при валке дерева на возвышении; в — в холмистой местности при валке поперек склона; 1 — кольцевой коридор обхода; 2 — коридор отхода При спиливании низко растущих сучьев следует помнить о том, что нельзя пилить выше уровня плеч и нельзя стоять за пилой прямо, ствол дерева используется в качестве щита.

Ширина отходной дорожки после расчистки должна быть не менее 0,45 м, а глубина снега – 0,3 м, глубина оставляемого снега по кольцу обхода – не более 0,2 м.

Падение дерева в заданном направлении без образования дефектов в комлевой части обеспечивается местом, формой и размерами подпила, а также имеют значение форма перемычки (зоны неперерезанных волокон) и применение сталкивающих устройств (валочных лопаток, гидроклиньев, гидродомкратов и пр.).

Подпил дерева производится со стороны направления валки одним из следующих способов (рис. 3.3): одним резом при валке деревьев диаметром до 0,2 м; двумя резами под углом 20...40° друг к другу; двумя параллельными резами с расстоянием между ними 0,1 м. При подпиле дерева двумя резами первый горизонтальный рез делается на уровне шейки корня, а затем второй наклонный рез. Удаление «ломтя» в виде клина производится пильной шиной; во втором случае, второй рез также делается горизонтальным, сегмент удаляется с помощью топора. Наличие подпила предотвращает расколы ствола, образование сколов и отщепов на периферийной его части.

Рис. 3.3. Механизированная валка деревьев:

а — с подпилом одним резом; б — с подпилом клином вверх; в — с подпилом клином вниз; г — с подпилом двумя параллельными резами; д — срезание дерева за один (I) прием; е — срезание дерева за два (I, II) приема; ж — срезание дерева за три (I-III) приема; П — направление валки деревьев; НВ — направление ветра или наклона дерева Глубина подпила может быть различной, она зависит от диаметра дерева, наклона ствола, формы и развитости кроны, силы и направления ветра. У вертикально стоящих деревьев с равномерно развитой кроной при отсутствии ветра глубина подпила делается равной 1/4 диаметра дерева в месте среза. У деревьев с односторонне развитой кроной или с наклоном ствола в сторону валки, а также при попутном ветре (направленном в сторону валки) глубина подпила во избежание самопроизвольного падения дерева со сколом в комлевой его части увеличивается до 1/ диаметра. При валке дерева в направлении обратном его тяготению (против его наклона или против направления ветра) глубина подпила уменьшается до 1/5 диаметра, так как при большей глубине подпила может возникнуть опасность самопроизвольного падения дерева в обратном направлении. Тонкие деревья могут быть срезаны без подпила. С внедрением на валке леса универсальных пильных цепей, таких как ПЦУ-10,26, широкое распространение получил подпил углом кверху с нижней горизонтальной плоскостью. При смыкании горизонтального и наклонного резов кусок древесины, заключенный между ними, сразу же отбрасывается пильной шиной пилы, что сокращает трудозатраты. Подпил углом книзу применяют при валке крупных деревьев в горных условиях. Подпил с двумя параллельными резами стал применяться только при валке крупных деревьев.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ТРУДА И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПОСТАНОВЛЕНИЕ от 21 января 2000 г. N 5 ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ЕДИНОГО ТАРИФНО-КВАЛИФИКАЦИОННОГО СПРАВОЧНИКА РАБОТ И ПРОФЕССИЙ РАБОЧИХ, ВЫПУСК 20, РАЗДЕЛЫ: ОБЩИЕ ПРОФЕССИИ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ, ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ ПРОИЗВОДСТВО, ПРОИЗВОДСТВО РАДИОДЕТАЛЕЙ, ЭЛЕКТРОВАКУУМНОЕ ПРОИЗВОДСТВО, ПЬЕЗОТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО (в ред. Постановления Минтруда РФ от 12.09.2001 N 67) Министерство труда и социального развития Российской...»

«Информационный бюллетень № 11 Россия, Москва, 117997 36 Nakhimovsky av. Нахимовский просп. 36 117997 Moscow, Russia тел. (факс): +7(495)1247579 tel.(fax): +7 (495)1247579 E-mail: mmc@ocean.ru http://2mn.org СОВЕТ ПО МОРСКИМ МЛЕКОПИТАЮЩИМ MARINE MAMMAL COUNCIL Москва 2006 Информационный бюллетень № 11 подготовили: Председатель СММ, проф. д.б.н. В. А. Земский Исполнительный директор СММ, к.б.н. И. В. Смелова апрель, 2006 г. Информационные бюллетени СММ издаются при финансовой поддержке...»

«ЭЛЕКТРОТЕКС ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКА И ПРОИЗВОДСТВО СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ НИЗКОВОЛЬТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ — Устройства плавного пуска — Преобразователи частоты — Cтанции управления — — Системы диспетчеризации — Компоненты для систем управления и сбора данных — — Выпрямители для питания гальванических ванн — ВЫСОКОВОЛЬТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ — Устройства плавного пуска — Преобразователи частоты — v1.3 О ПРЕДПРИЯТИИ ЗАОЭлектротекс основано в 1999 году. Основное...»

«Министерство образования Российской Федерации Ухтинский государственный технический университет М. А. Павлишина РУССКИЙ ЯЗЫК СПРАВОЧНО-ТРЕНИРОВОЧНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ Издание 2-ое, стереотипное Ухта 2004 ББК 81.2 Рус - 9 П 12 Павлишина М. А. РУССКИЙ ЯЗЫК: СПРАВОЧНО-ТРЕНИРОВОЧНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ. – 2-ое изд, стереотип. – Ухта: УГТУ, 2004. – 87 с. ISBN 5-88179-291-2 Справочно-тренировочные и контрольные упражнения рекомендованы для слушателей подготовительных...»

«Микропроцессорный контроллер Master 210.3 Техническое описание и инструкция по эксплуатации г. Тосно 2005 ООО НПФ ИнСАТ-СПб E-mail: insat@online.ru www.insat.ru Содержание 1 ОПИСАНИЕ ПРИБОРА 1.1 НАЗНАЧЕНИЕ 1.2 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ 1.3 ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ И ИНДИКАЦИИ 1.4 ОПИСАНИЕ МЕНЮ ПРИБОРА 1.5 ОПИСАНИЕ ОПЕРАТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ 1.6 РЕЖИМЫ РАБОТЫ 1.7 АВАРИЙНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СООБЩЕНИЯ 1.8 ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ 2 НАЧАЛО РАБОТЫ 2.1 ПОДКЛЮЧЕНИЕ ПРИБОРА 2.2 СМЕНА ПАРОЛЯ 2.3 НАСТРОЙКА ПАРАМЕТРОВ КОНТРОЛЛЕРА...»

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СТБ ХХХХ–2013/ПР РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Охрана окружающей среды и природопользование Аналитический контроль и мониторинг. Качество почвы МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНА СУЛЬФАТА В ВОДНОЙ ВЫТЯЖКЕ Ахова навакольнага асяроддзя и прыродакарыстанне Аналiтычны кантроль i манiторынг. Якасць глебы МЕТАДЫ ВЫЗНАЧЭННЯ IОНА СУЛЬФАТА Ў ВОДНАЙ ВЫЦЯЖЦЫ Настоящий проект стандарта не подлежит применению до его утверждения Госстандарт Минск СТБ ХХХХ–2013/ПР УДК МКС КП (IDT) Ключевые слова: ион...»

«Записка о современном уровне науки, техники и образования в России и мире: Будущее уже наступило 2010-05-05, М.Г. Иванов В настоящее время следует отметить следующие определяющие факторы в развитии техники, и роли в этом развитии науки и образования. 1. Огромный массив научно-технической информации находится в свободном или коммерческом доступе. В частности в открытом или коммерческом доступе находится информация по научно-техническим основам оборонных технологий и технологий двойного...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ ОТДЕЛЕНИЕ КУЛЬУТРОЛОГИИ УТВЕРЖДЕНО на заседании Ученого совета факультета философии председатель Ученого совета д.ф.н., проф. А.М. Руткевич 4 июня 2013 г. протокол № 8 ОТЧЕТ по результатам самообследования основной профессиональной образовательной программы высшего профессионального образования 033000. 62 Культурология...»

«МИНИСТЕРСТВО ЭКОНОМИКИ АВТОНОМНОЙ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ КРЫМСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ УКРАИНСКОГО СОЮЗА ПРОМЫШЛЕННИКОВ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЕЙ ТВОРЧЕСКИЙ СОЮЗ НАУЧНЫХ И ИНЖЕНЕРНЫХ ОБЪЕДИНЕНИЙ (ОБЩЕСТВ) КРЫМА Экономический прорыв Крыма НАУКА И БИЗНЕС ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МАЛОГО ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА Симферополь 2005 2 ББК 72 А 437 Рекомендовано к печати Президиумом Крымской академии наук 07.12.2005 г., протокол № 11. Наука и бизнес. Проблемы и перспективы развития малого предпринимательства. Серия...»

«О статье Д.Б. Зотьева об осуществимости кинетического двигателя А.Д. Панов (НИИЯФ МГУ) Я был рецензентом статьи В.В. Подвысоцкого о принципе кинетического ускорения космических аппаратов [1] и публикация ее на сайте НКЦ SETI лежит полностью на моей ответственности. В этом качестве хочу представить свои соображения о замечаниях Д.Б. Зотьева к статье В.В. Подвысоцкого, в которых обосновывается точка зрения, согласно которой кинетический реактивный двигатель технически неосуществим. Прежде всего...»

«ОГЛАВЛЕНИЕ стр 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ – ПАТОФИЗИОЛОГИЯ, КЛИНИЧЕСКАЯ ПАТОФИЗИОЛОГИЯ, ЕЕ МЕСТО В СТРУКТУРЕ ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ...3 2. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ ПАТОФИЗИОЛОГИЯ, КЛИНИЧЕСКАЯ ПАТОФИЗИОЛОГИЯ..3 3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ.6 4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ..6 Лекционный курс..6 4.1. Практические занятия..9 4.2. Самостоятельная внеаудиторная работа студентов. 4.3. 5. МАТРИЦА РАЗДЕЛОВ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ И ФОРМИРУЕМЫХ...»

«Ivanovo.qxp 16.10.2008 15:29 Page 1 ПРИОРИТЕТНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ ОБРАЗОВАНИЕ Ivanovo.qxp 16.10.2008 15:29 Page 2 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПОЛИТИКИ ЭВРИКА Ivanovo.qxp 16.10.2008 15:29 Page 3 КОМПЛЕКСНЫЙ ПРОЕКТ МОДЕРНИЗАЦИИ РЕГИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ Ivanovo.qxp 16.10.2008 15:29 Page Брошюра подготовлена и издана в целях реализации проекта Организационно техническое сопровождение...»

«ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по техническому обслуживанию и проверке на соответствие НТП радиостанции МИКРОН Издание исправленное и дополненное технолог г. Ростов-на-Дону 2003 г. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по техническому обслуживанию и проверке на соответствие НТП радиостанции МИКРОН Издание исправленное и дополненное ^33?}р...»

«НАЦИОНАЛЬНОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ СТРОИТЕЛЕЙ Инженерные сети зданий и сооружений внутренние РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПЫТАНИЮ И НАЛАДКЕ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА Р НОСТРОЙ 2.15.3-2011 Издание официальное Закрытое акционерное общество ИСЗС-Консалт Общество с ограниченной ответственностью Издательство БСТ Москва 2011 Р НОСТРОЙ 2.15.3-2011 Предисловие 1 РАЗРАБОТАНЫ Закрытым акционерным обществом ИСЗСКонсалт 2 ПРЕДСТАВЛЕНЫ НА Комитетом по системам инженерноУТВЕРЖДЕНИЕ технического обеспечения...»

«Общероссийская общественная организация Ассоциация ветеранов боевых действий органов внутренних дел и внутренних войск России Межрегиональная общественная организация Федерация современного Айки-дзюцу А.А. Соловьев Актуальные проблемы спортивного права Кодификация законодательства о спорте Спорт и вузы Москва 2008 2 УДК 34.06 ББК х621.154 С60 Научные рецензенты: доктор юридических наук, профессор М.Н. Кузнецов доктор юридических наук И.В. Понкин доктор технических наук, профессор В.А. Кузнецов...»

«for better lifestyle Serbia • Russia • Switzerland • Montenegro • Macedonia • Croatia ENTERO Srbija Industrijska zona bb 22330 Nova Pazova - Srbija Struni konsultant: Marina Kovaevi Raievi, d.i.a. Supervizor: Danijela Kovaevi Zbanik, marketing menader i QM Dizajn i grafika produkcija: Brandonite, Aleksandar Kranjec tampa: Stojkov ©2013 ENTERO Zabranjena je reprodukcija na bilo koji nain (ukljuujui i skeniranje, fotokopiranje, prepisivanje) ili prenos ukupnog ili delova sadraja ovog izdanja. Sva...»

«ИЗ ФОНДОВ РОССИЙСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ БИБЛИОТЕКИ Сурков, Денис Михайлович Помехоустойчивые методы идентификации информационно­измерительных и управляющих систем Москва Российская государственная библиотека diss.rsl.ru 2007 Сурков, Денис Михайлович.    Помехоустойчивые методы идентификации информационно­измерительных и управляющих систем [Электронный ресурс] : дис. . канд. техн. наук : 05.11.16. ­ Астрахань: РГБ, 2007. ­ (Из фондов Российской Государственной Библиотеки)....»

«Институт перинатологии и педиатрии ФГБУ ФЦСКЭ им. В. А. Алмазова Минздравсоцразвития России Д. О. Иванов НАРУШЕНИЯ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА У НОВОРОЖДЕННЫХ ДЕТЕЙ ИЗДАТЕЛЬСТВО Н-Л Л Н Санкт-Петербург, 2012 УДК 612.53/.56:616.379-053.3 ББК 57.3 И20 Иванов Д. О. И20 Нарушения теплового баланса у новорожденных детей / Д. О. Иванов — СПб.: Изд-во Н-Л, 2012. — 168 с. ISBN 978-5-94869-XXXXXXX В работе представлен современный взгляд на нарушения теплового баланса у новорожденных детей. Описаны этиология,...»

«Материально-техническая база университета Материально-техническая база университета соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования в части минимальных требований для реализации основных образовательных программ. В настоящее время материальнотехническая база университета включает в себя 7 учебно-лабораторных корпусов, спортивный корпус, 3 общежития, столовую, научно-учебно- производственный центр Лютово, ботанический сад, мастерские,...»

«Секция 14 РАЗВИТИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННОЙ СИСТЕМЫ ИНТЕРАКТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ В УСЛОВИЯХ МОДЕРНИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ. Круглый стол № 1 Дистанционные технологии обучения в техническом вузе.   ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ д.т.н. Зубков В.Г., д.т.н., проф. Колтунов И.И., к.т.н., доц. Акимов А.В. МГТУ МАМИ, к.т.н. Липай Б.Р. НИУ МЭИ Смирнов В.Г. Институт информационных технологий (495) 223-05-29,akimov@mami.ru В настоящее время развитие дистанционного...»






 
© 2014 www.kniga.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Книги, пособия, учебники, издания, публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.