Влияние сортиментной машинизированной технологии на качество заготавливаемых сортиментов[1]

 

Сюнёв В. С., Селиверстов А. А. (ПетрГУ, г. Петрозаводск, РФ)

Герасимов Ю. Ю., Сари Карвинен  (НИИ леса Финляндии (METLA), г. Йоэнсуу, Финляндия)

 

Fully mechanized cut-to-length harvesting method by harvester and forwarder, widely exploited in the North-West region of the Russian Federation, is considered in this article. Some results of the research project on wood quality are presented for cut-to-length, tree-length and full-tree methods. Advantages and disadvantages of the cut-to-length method are pointed out in the article.

 

Особенностью лесозаготовительной отрасли Северо-Запада России в современных условиях является переход с хлыстовой технологии на сортиментную машинизированную,  обеспечивающую полную машинизацию всего технологического процесса, включающего в себя лесосечные и лесоскладские работы, а также транспортировку лесоматериалов до потребителя [1,4].

Машинизация лесосечных работ основывается на применении машинных комплексов, преимущественно финского производства, состоящих из  валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин (харвестеров) (рис. 1) и самозагружающихся  сортиментовозов (форвардеров) (рис. 2).

Рисунок 1 – Харвестер John Deere 1270D	Рисунок 2 – Форвардер John Deere1110D

 

 

Современный харвестер является главным образом одномодульным или однозахватным [2]. Все технологических операций по валке дерева, очистке его от сучьев и раскряжевке на сортименты заданной длины осуществляются одним рабочим огранном – харвестерной головкой, агрегатируемой на конце гидроманипулятора.

Форвардер осуществляет трелевку сортиментов с делянки до промежуточного и верхнего склада с формированием там штабелей сортиментов, отсортированных по породам и видам с учетом их качества.

Лесоскладские работы представляют собой комплекс операций по приему лесоматериалов, поступающей с делянки на промежуточный и верхний склад, сортировке, штабелевке, хранению и последующей погрузке их, как правило, на лесовозные автопоезда.

Транспортировки круглых лесоматериалов с промежуточного и верхнего складов до потребителей осуществляется преимущественно тяжеловесными лесовозными автопоездами отечественного и зарубежного производства с установленными на большинстве из них погрузочно-разгрузочными манипуляторами [5]. Например, лесовозные автопоезда-сортиментовозы  марок:  КАМАЗ (рис. 2), МАЗ, SISU, VOLVO (рис. 3) и др.

Рисунок 3 – Автопоезд с двухосным прицепом	Рисунок 4 – Автопоезд с трехосным прицепом

По мере роста доли сортиментной машинизированной технологии лесозаготовок на Северо-Западе страны лесозаготовители все в большей степени уделяют внимание обеспечению деревообрабатывающих и целлюлозно-бумажных производств лесоматериалами высокого качества. В связи с этим на Лесоинженерном факультете ПетрГУ в сотрудничестве с НИИ леса Финляндии (METLA) в рамках международного проекта TACIS были проведены исследования на территории Республике Карелия по влиянию различных технологий лесозаготовок на качество заготавливаемых круглых лесоматериалов. Рассмотрены следующие технологии: сортиментная, хлыстовая и заготовка деревьями. Исследования осуществлялись на базе одиннадцати лесозаготовительных предприятий Республики Карелия, обеспечивающих до 40% объема лесозаготовок (за 2006 - 2007 гг).

Для оценки влияния рассматриваемых технологий лесозаготовок на качество заготавливаемых лесоматериалов использовались ряд следующих показателей качества [3]:

1.            Механические повреждения (или дефекты), возникающие в процессе заготовки, трелевки, сортировки, штабелевки и транспортировки лесоматериалов: вырыв, задир, обдир коры, запил (повреждение пилой, тросом или пачковым захватом  скиддера, грейферным захватом форвардера), заруб (повреждение топором).

2.            Дефекты обработки, являющиеся одним из основных признаков качества круглых лесоматериалов:  сучья, дефекты поперечного перерезания при валке и раскряжевке, а именно скол, отщеп, трещина, козырек, скос пропила.

3.            Загрязнения почвой (песком, глиной и пр.).

4.            Несоответствие размеров сортиментов (длины с учетом припусков и допусков, а также максимального диаметра в комлевом торце и минимального диаметра в верхнем торце) требованиям контрактов и нормативно-технических документов.

Как показали результаты исследования, сортиментная машинизированная технология (харвестер + форвардер) обеспечила наиболее высокое качество заготовленных хвойных пиловочных бревен (процент брака около 3%) в сравнении с остальными рассмотренными технологиями (см. ниже рис. 5).

Рисунок 5 – Процент брака для еловых и сосновых пиловочных бревен относительно выбранных показателей качества

 

Вместе с тем, по данной технологии присутствовали нарушения при выполнении операторами харвестеров операций валки дерева и последующей раскряжевки его на сортименты, а также технически неграмотное обслуживание ими харвестерной головки. В частности, неверная регулировка сучкорезно-протаскивающего механизма головки, некачественная заточка сучкорезных ножей, изношенность ошиповки приводных вальцов (см. ниже рис. 6) и пр. способствовали образованию таких механических повреждений у заготавливаемых сортиментов, как вырывов, задиров и обдиров коры. Встречались также нарушения у операторов форвардеров при выполнении погрузочно-разгрузочных  операций.

Как в зимний, так и летний сезон наиболее распространенными у заготовленных сортиментов являлись дефекты обработки: при обрезке сучьев – неполностью срезанные сучья, при валке дерева и раскряжевке его на сортименты – сколы, отщепы и трещины; а также механические повреждения, которые причинены сучкорезно-протаскивающим механизмом харвестерной головки. Реже встречались повреждения (запилы) сортиментов пилой харвестерной головки и грейферным захватом форвардера.

Рисунок 6 – Приводные стальные вальцы с изношенной ошиповкой

 

В случае устранении обнаруженных недостатков сортиментная машинизированная технология обеспечит более высокое качество сортиментов. В частности, в реальных условиях лесозаготовки возможно снижение процента механических повреждений и пр. дефектов обработки у заготавливаемых сортиментов примерно на 20%.

Сортиментная машинизированная технология обеспечивала также эффективную раскряжевку ствола дерева на сортименты заданной длины с припуском по длине, как правило, +(0 – 4) см, что повышало выход сортиментов в отличие от сортиментной механизированной, где припуск составлял, в основном, +(5 – 10) см.

 

Литература

1.      Герасимов Ю. Ю. Анализ развития лесозаготовок на Северо-Западе России / Ю. Ю. Герасимов, В. С. Сюнёв, А. А. Селиверстов, В. К. Катаров // Лес и бизнес. 2007. – №3. – С. 58–63.

2.      Герасимов Ю.Ю. Лесосечные машины для рубок ухода: компьютерная система принятия решений / Ю.Ю.Герасимов, В.С. Сюнёв. –Петрозаводск: изд-во ПетрГУ, 1998. – 236 c.

3.      Леонтьев Н.Л. Оценка качества круглых лесоматериалов. – М.: Лесная промышленность, 1977. – 96 с.

4.      Сюнёв В. С., Селиверстов А.А. Развитие сортиментной технологии лесозаготовок и использование харвестеров в Республике Карелия/ В. С. Сюнёв// Лес и бизнес. 2006. – №7. – С. 58-61.

5.      Шегельман И. Р. Эффективная организация автомобильного транспорта леса / И. Р. Шегельман, В. И. Скрыпник, А. В. Кузнецов. – Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2007. – 280 с.