IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Лесозаготовка, является одним из самых прибыльных направлений производства. Дерево применяется не только как энергетический ресурс, из него также производится огромное количество строительных материалов, орудий труда, мебели и многое другое.

В настоящее время представлено огромное количество различного технического оснащения для лесозаготовки. Особенно больших предприятий по лесозаготовке и деревообработке, объемы производства которых достаточно велики. На таких предприятиях отлично показала себя техника с модульными агрегатами.

На местах в основном используются харвестеры и форвадеры. Форвадр собирает, сортирует и доставляет сортименты от места заготовки к транспорту либо складу. Харвестер же в свою очередь валит деревья, очищая их от сучьев. Харвестерная головка является главным рабочим органом харвестера.

Для получения эффективной работы зачастую используют тандем из харвестера и нескольких фарвадеров. При этом харвастер с довольно высокой скоростью валит деревья и обрезает сучья, а форвадер расчищает для него лесосеку и собирает готовые сортименты. (1)

Основным рабочим органом харвестера является харвестерная головка (рис.1), представляющая собой сварную металлическую раму, на которой установлены захватывающие рычаги. Они осуществляют управление гидроцилиндрами, на концах которых установлены гидромоторы. А сам захват и распил деревьев делают выходные валы. После валки дерева, специальное протаскивающие устройство тянет вперед ствол, освобождая его от сучьев ножами для сучьев. (2)

Рисунок 1 – Принципиальная схема харвестерной головки с устройством для оцилиндровки сортиментов: 1 – корпус головки; 2 – серьга с ротатором;3 – сучкорезные ножи; 4 – поворотные протаскивающие вальцы;5 – гидроцилиндр поворота протаскивающих вальцов; 6 – фреза оцилиндровки закомелистости; 7 – гидромотор привода пилы; 8 – пила; 9 – гидромотор привода фрезы

Отличие новых валочных головок от традиционных в том, что срез ствола происходит с помощью ножа под действием силового гидроцилиндра, а в головке нет ножа и протаскивающих вальцов.

Также существуют харвестерные головки, протаскивающие ствол при обрезке сучьев, по челночному принципу. В верхней части головки установлена выдвижная стрела с ножами. После валки, стрела проходит по стволу срезая сучья. В конце вылета стрелы ножки зажимают ствол и приближают его к головке примерно на 2 метра. Эта система менее производительна, но более надёжна. Она позволяет наносить меньший вред стволу, обрезая сучья у крупных лиственных деревьев.(3)

Раскряжевка и валка осуществляется благодаря пильному аппарату. Механизм устройства устроен с помощью цепной консольной пилы функционирующей от гидромотора. (4)

В новых моделях увеличивается ширина закрытия захватных рычагов с протаскивающими вальцами. Благодаря этому появляется возможность валки крупных деревьев. В связи с этим увеличивается нагрузок на металлоконструкцию головок, поэтому нужно повышение надёжности конструкции. (5)

Дерево валится, протаскивающие вальцы протаскивают ствол, срезая ветки сучкорезными ножами. Раскряжевка и измерение длины производит специальная автоматика. (6)

К преимуществам конструкции харвестерных головок относятся:

1. Протяжные ролики – обеспечивающие большую несущую способность при работе с большим диаметром дерева, головка работает с низким давлением ножей, повышая эти производительность.

2. Пропорциональное давление - гарантирует что в головке устанавливается оптимальное давление, зависящее от диаметра ствола.

3. LogHold – эта система даёт уверенность, что пропорциональное давление ножей может быть сведено к абсолютному минимуму, без риска уронить дерево. Если система обнаружит возможность вываливания ствола, то она увеличит давление.

4. Лезвия ножей – сделаны из высокопрочной стали, оснащены длинными, превосходно разработанными лезвиями.

Особое внимание хотелось уделить харвестерным головкам и процесорам Keto с уникальной мощной гусеничной системой подачи.

Тяговое усилие значительно превосходит головки с подающими вальцами. Увеличенная опорная поверхность исключает проскальзывание ствола. При применении слишком большой тяговой силы в головках с подающими вальцами происходит скольжение ствола и его повреждение. Система подачи Keto позволяет полностью преобразовать мощность гидравлического мотора в тяговую силу и при этом избежать проскальзывания ствола.

Во всех головках Keto ротаторы и клапаны установлены внутри рамы и надежно защищены. Головка получила увеличенную прочность, хотя она более компактна и меньшего веса, что позволяет ей быть более подвижной и справляться с обработкой изогнутых и раздвоенных стволов. А из-за меньшего веса увеличивается вылет стрелы, что уменьшает потребность в передвижении машины. (7)

Основными направлениями совершенствования конструкций харвестерных головок являются :

• увеличение производительности (в первую очередь за счет увеличение скорости обрезки сучьев и скорости раскряжевки);

• увеличение усилия протаскивания для обеспечения возможности обрезки сучьев большого диаметра (мощные гидромоторы привода вальцов, увеличение числа вальцов, применение гусениц, применение комбинированных схем: два вальца и гусеница или два вальца и выдвигаемая гидроцилиндром балка с захватом);

• обеспечение возможности обработки искривленных стволов (за счет использования короткой базы и четырехвальцовой или гусеничной схемы протаскивания);

• облегчение конструкций головок (за счет применения новых материалов);

• модернизация систем управления.

Намного реже в качестве срезающего инструмента применяют ножевые срезающие устройства или дисковые пилы. Ножевые срезающие устройства в основном применяются при заготовке энергетической древесины. Их достоинства: простота конструкции, надежность в эксплуатации, безопасность работы и быстрота резания. Недостатком же является их значительные размеры и масса, значительное усилие резания, ограничение диаметра срезаемого дерева (около 60 см) и расслоение комлевой части древесины в зоне срезания, особенно при резании мерзлой древесины.

На харвестерных головках в качестве захватов используются:

• захватные рычаги с протаскивающим механизмом;

• боковые подвижные сучкорезные ножи.

В случае захвата ствола в плоскости оси дерева каждый гидроцилиндр связан с наружным шарниром рычага и крепится снаружи корпуса. При этом, на захват ствола гидроцилиндр работает поршневой полостью.

Харвестерная головка может быть также оснащена дополнительными устройствами. Такими как устройство для обработки пней в бесснежный период с целью предотвращения распространения дереворазрушающих грибов. Так же она может быть оборудована маркирующим устройством, которое впоследствии облегчает сортировку схожих сортиментов. Нанесение краски происходит через форсунки, установленные на корпусе головки или в пильном блоке.(8)

Изначально высокие затраты на лесозаготовительное оснащение, а также дальнейшие расходы на логистику и техобслуживание оборудования многих заставляют усомниться в целесообразности работы в этой сфере промышленности. Но именно производительность и технологически высокий уровень, на котором выполняется современная харвестерная головка, позволяют сократить издержки и повысить эффективность деятельности предприятия. Всего один агрегат способен обеспечить работу небольшого предприятия. В дальнейшем поставляемые заготовки подвергаются распилу, обработкам специальными составами и выходят на рынок. Это простейшая модель производства древесного сырья, главные и самые сложные задачи которого берет на себя харвестерное навесное оборудование. (9)

Библиографический список

1. Шегельман И. Р. К вопросу повышения полнодревесности сортиментов при их трелевке и вывозке / И. Р. Шегельман, А. В. Демчук // Наука и бизнес: пути развития. – 2012. – № 2(08). – С. 71-73.

2. Вывозка леса автопоездами / И. Р. Шегельман, Скрыпник В. И., Кузнецов А. В., Пладов А. В. СПб: ПРОФИКC, 2008. – 304 с.

3. Селиверстов А.А. Исследование состояния геометрии формы и заточки сучкорезных ножей харвестеров/ А.А.Селиверстов, И.В.Симонова, А.А.Александров// Resources and Technology, 2010. Том 8 – [Электронный ресурс].–URL: http://cyberleninka.ru,(27.11.16.).

4. Лесозаготовительная техника- [Электронный ресурс].–URL: http://vertikalnet.ru/informatsija/articles/lesozagotovitelnaya_tehnika.php

5. Техника для леса. Принцип работы харвестера - [Электронный ресурс].–URL: http://www.woodkeep.ru/articles/woodtech/princip-raboti-harvestera/

6. Лесотехнка. ХАРВЕСТЕРНАЯ ГОЛОВКА И ЕЁ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА.-[Электронныйресурс].–URL: http://lesotehnika.com/statya/st_4_harvesterhead.html

7. Харвестерная головка: обзор рынка и советы по выбору. Промышленное оборудование - Читайте подробнее на FB.ru: http://fb.ru/article/222857/harvesternaya-golovka-obzor-ryinka-i-sovetyi-po-vyiboru-promyishlennoe-oborudovanie

8. Современные финские харвестеры и харвестерные головки в Росси- [Электронный ресурс].–URL: http://netess.ru/3knigi/930383-1-petrozavodskiy-gosudarstvenniy-universitet-lesoinzhenerniy-fakultet-syunev-professor-dtn-seliverstov-a-aspirant-kafedri.php

9. Харвестерные головки - [Электронный ресурс].–URL: http://pk-izhora.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/item/142-harvesternyie-golovki.html.

Tyutyunik Roman Yurevich, student

Belgorod State Technological University named after V. G. Shoukhov,

Belgorod, Russia

Prokhorova Elena Victorovna,

candidate of technical Sciences, associate professor

Belgorod State Technological University named after V. G. Shoukhov , Belgorod, Russia

(e-mail: [email protected])

The most effective technique used in harvesting.

Harvester heads and their benefits.

Abstract.In this article information is described about a construction, principle of work of basic working organ of harvester. Advantages and lacks of harvester heads.

Key words: harvester head, harvester, farvader, delimbing knives, dragged rolls.

Код для цитирования: Скопировать