Выбор способа очистки вырубок и типа подборщика зависит от следующих условий:

1) наличие на вырубке сохранившегося в достаточном количестве жизнеспособного подроста;

2) количество лесосечных отходов и путей их утилизации;

3) состояние почвенно-растительного покрова и рельефа площади вырубок;

4) способ проведения лесовосстановительных работ.

При отсутствии подроста хвойных пород применяют грабельный подборщик. Очистка производится сразу после разработки лесосеки, в том числе и в зимний период при глубине снежного покрова до 0,5 м.

При наличии на вырубке сохранившегося жизнеспособного подроста порубочные остатки в полупасеках следует собирать манипуляторным подборщиком.

Машинную очистку лесосек производят специальными функциональными бригадами (звеньями) из двух-трех человек, оснащенными одной-двумя универсальными бензиномоторными пилами (например, «Тайга-214» или «Крона») и подборщиком сучьев, как правило, грабельного типа, например ЛТ-161.

К очистке лесосек также относится корчевание пней, производимая на вырубках в лесохозяйственных целях, при подготовке трасс лесовозных дорог, площадей под складские площадки, заготовке пней для канифольного производства и ряде других случаев.

Корчевание пней является весьма трудоемким процессом, требующим больших энергетических затрат. На усилие извлечения пней из почвы влияет большое число факторов: порода дерева; размер пня; механический состав, плотность и влажность почвы; форма корневой системы и т. д.

ВЫБОР СИСТЕМЫ МАШИН

Рациональный выбор системы машин для эффективного про­ведения лесосечных работ зависит от принятого технологического процесса, а также от финансовых возможностей предприятия.

Под системой машин понимают совокупность машин и оборудования различного функционального назначения, взаимоувязанных по техническим и технологическим параметрам и предназначен­ных для последовательного выполнения технологического процесса лесосечных работ. Наиболее эффективная форма организации работы систем машин является комплексы (комплекты).

Комплекс (комплект) формируется для эффективного функционирования системы машин в конкретных природно-производственных условиях и характеризуется числом машин каждого типа, последовательностью их расстановки, а также наличием и типом технологических связей между ними.

В настоящее время отечественные и зарубежные производители предлагают лесозаготовительным предприятиям широкий спектр машин и механизмов для лесосечных работ.

u К основным требованиям, предъявляемым к указанной технике, можно отнести:

1) соответствие параметров и конструкции машины назначению и условиям применения;

2) обеспечение минимальной энергоемкости процессов выполнения технологических операций;

3) обеспечение минимальных нагрузок, воспринимаемых машиной и технологическим оборудованием;

4) минимальные масса и габаритные размеры конструкции; простота устройства, прочность и надежность конструкции;

5) унификация и универсальность машин;

6) износостойкость рабочих органов;

7) минимальные затраты на обслуживание и ремонт.

При формировании систем машин их основные показатели и параметры определяются природно-производственными факторами, к которым относятся:

- производственная программа участка;

- средний размер лесосек и степень их концентрации (расстояние между ними);

- рельеф местности;

- крупномерность и породный состав древостоя;

- наличие жизнеспособного подроста;

- почвенно-грунтовые условия;

- вид рубок.

Все эти факторы по отношению к системе машин могут быть отнесены к:

1) Внутренним - определяются конкретной структурной схемой и организацией ее использования;

2) Внешним - обусловлены действием окружающей среды.

К параметрам машин, определяющим структуру и размерность системы, относятся:

1) мощность двигателя;

2) грузоподъемность машины;

3) тяговое усилие;

4) давление на грунт;

5) диапазоны рабочих и холостых скоростей;

6) радиус поворота машины;

7) ширина машины;

8) максимальный вылет;

9) грузоподъемность и угол поворота манипулятора;

10) максимальный диаметр обрабатываемого дерева;

11) углы устойчивости машины;

12) продолжительность цикла обработки одного дерева (пачки) и др.

Основными показателями, обусловливающими применение системы машин, являются:

- породный состав деревьев;

- средний объем хлыста в насаждении;

- распределение деревьев по объему (или диаметру);

- средняя высота и распределение высот деревьев;

- число деревьев на 1 га;

- запас леса на 1 га;

- уклон лесосеки;

- несущая способность грунта;

- наличие на лесосеке подроста, камней, ветровальной древесины и т.д.;

- температурные условия, осадки, направление и сила ветра.

При формировании систем машин необходимо увязать между собой машины в комплект для последовательного выполнения всех технологических операций лесозаготовительного процесса. При этом должны быть согласованы число операций, выполняемых каждой машиной, технические, технологические, эксплуатационные и энергетические показатели и параметры машин. Иначе говоря, каждая предыдущая машина должна создавать оптимальные условия для работы всех последующих машин или всего комплекса машин, принимающих участие в производственном процессе лесосечных работ.

Желательно, чтобы все машины и механизмы, входящие в систему, имели одинаковую или кратную расчетную производительность. Как правило, добиться этого не удается. При существенном различии расчетных производительностей машин и механизмов, входящих в систему, коэффициент использования наиболее производительных из них оказывается весьма низким. В данном случае компоновку системы можно осуществлять методом максимально возможного выравнивания производительностей машин по операциям. При этом необходимо стремиться к максимальной загрузке наиболее дорогостоящих машин.

Можно выделить следующие принципы формирования систем лесосечных машин:

- упрощение структуры системы, т.е. формирование системы из минимального числа типов машин;

- обеспечение надежности функционирования системы путем формирования звеньев из нескольких машин и выбора схемы взаимодействия, обеспечивающей работу машин одного типа при простое смежных машин второго типа;

- обеспечение кратной производительности машин в системе и их эффективного применения с учетом различного рода связей;

- обеспечение полной загрузки каждой машины, входящей в систему;

- однотипность (по возможности) базового шасси. Этот принцип должен распространяться на все виды смежных работ и смежные системы, иначе говоря, однотипное базовое шасси желательно использовать не только для лесосечных машин, но и для машин, предназначенных для строительства и содержания лесовозных дорог и других операций, выполняемых в лесу.

- Для разработки небольших разрозненных лесосек со средним объемом хлыста до 0,4 куб.м при отсутствии предварительного лесовозобновления может быть рекомендована, например, следующая система машин: ВТМ (ЛП-17) + МОС (ЛП-30Г) + погрузчик (МЛ-1В). Все эти машины созданы на базе трактора ТДТ-55А производства Онежского тракторного завода. При среднем объеме хлыста более 0,4 куб.м и прочих равных условиях можно применить систему ВТМ (ЛП-49) + МОС (ЛП-33) + погрузчик (ЛТ-65Б), в которую входят машины, созданные на базе трактора ТТ-4 производства Алтайского тракторного завода.

- Упрощение структурного построения комплекса необходимо в связи с тем, что условия лесосеки в большинстве своем ограничивают использование многоэлементного комплекса. Структура и число элементов в большой степени зависят от размеров лесосек и запаса леса на них, т.е. для условий Сибири комплексы будут одни, а, например, для Европейской части страны – другие.

Основными показателями системы, которые необходимо определить, являются:

- число машин каждого типа;

- расстояние трелевки;

- объем межоперационных запасов;

- технологическая схема разработки лесосеки и режим работы машин.

Системы лесосечных машин для конкретных природно-производственных условий формируют в такой последовательности:

1) исходя из ограничений по крупномерности древостоя, породному составу, рельефу, почвенно-грунтовым условиям, виду рубки и наличию подроста, подлежащего сохранению, выбирают лесосечные машины, обеспечивающие освоение лесного массива с заданными характеристиками. При наличии альтернативных ва­риантов выбирают машины, обеспечивающие наилучшие технико-экономические показатели работы;

2) из выбранных машин формируют системы и определяют число машин каждого типа. При этом ограничительным фактором для максимально возможного числа машин одного функционального значения служит площадь лесосеки, на которой планируется применение системы;

3) определяют значения управляемых параметров (расстояние трелевки, объемы межоперационных запасов, сменность работы машин), обеспечивающих максимальную производительность каждой машины и согласованность по производительности машин, выполняющих смежные операций технологического процесса.

При определении числа машин применительно условиям одну из технологических операций принимают за базовую. Машина, выполняющая эту операцию, становится основной в системе. К основным машинам подбирают вспомогательные. Основными машинами могут быть ВПМ, ВТМ, трелевочные, МОС, ВСРМ и др.

Основными оценочными параметрами технологического процесса могут быть:

1) объем заготовляемого леса, куб.м;

2) продолжительность заготовки, день, смена;

3) производительность, куб.м/ч, куб.м/смена;

4) удельная трудоемкость, чел.-день/куб.м;

5) удельный расход топли­ва, кг/куб.м;

6) приведенные затраты, р./куб.м.

Помимо перечисленных оценочных показателей формируемых систем машин немаловажным является надежность функционирования как всей системы в целом, так и каждой конкретной машины в отдельности. При выборе конкретных марок машин следует учитывать гарантийные обязательства, которые берут на себя производитель и поставщик техники, мнения производственников, уже сталкивавшихся с данными моделями, стоимость технического обслуживания и ремонта, приспособленность имеющихся поблизости мастерских к обслуживанию и ремонту конкретной техники.

Увеличить надежность системы машин при ее формировании и эксплуатации можно следующими путями:

1) повышением культуры и эффективности обслуживания и ремонта техники. Это достигается рядом общеизвестных мероприятий, таких как повышение квалификации обслуживающего персонала, строгое соблюдение рекомендаций инструкции по эксплуатации машины, обеспечение нормальных режимов работы машины, оптимизация режимов и периодичности технического обслуживания, совершенствование системы технического обслуживания и ремонта машин, проведение диагностики;

2) введением избыточности, которая может быть структурной, функциональной и временной. Структурная избыточность достигается введением дополнительных элементов. Функциональная избыточность лесосечных машин обусловлена особенностями отдельных машин, включаемых в комплекс на правах элементов. При отказе отдельных элементов системы, имеющие в своем составе многооперационные машины, иногда в состоянии продолжать работу. Временная избыточность лесосечных систем обусловлена наличием резерва времени между отдельными фазами процесса функционирования системы. Наличие резерва времени позволяет восстанавливать работоспособность элементов, не снижая эффективности функционирования системы. Причинами возникновения временного резерва лесосечных машин являются наличие межоперационных запасов между отдельными фазами процесса и несоответствие производительностей отдельных фаз системы. Наиболее перспективным представляется использование есте­ственной избыточности (временной и функциональной), не тре­бующей при введении значительных затрат.

Классификация систем машин

В конце прошлого столетия головной институт лесной промышленности ЦНИИМЭ выделил в системе лесозаготовительных машин и оборудования четыре системы машин для лесосечных работ.

Первая включала валочно-пакетирующую машину ЛП-19, бесчокерный гусеничный трелевочный трактор ЛП-18Б (колесный трактор с пачковым захватом ЛТ-157 или МЛ-30), самоходную сучкорезную машину ЛП-33А. В дальнейшем в эту систему были включены бесчокерные тракторы - гусеничные ЛП-18Г и ЛТ-187.

Вторая система машин включала валочно-трелевочную машину ЛП-49 и самоходную сучкорезную машину ЛП-33.

Для тонкомерных древостоев Северо-Запада страны, в том числе для лесосек со слабыми грунтами, разработана третья система машин в составе валочно-трелевочной машины ЛП-17А и сучкорезной машины ЛП-30Б.

Менее распространена четвертая система машин, которая использовалась в крупномерных древостоях Иркутской области (Красноярского края) в составе валочно-трелевочной машины ВМ-4А и самоходной сучкорезной машины ЛП-33А.