Авторы: С.Н. Смехов, А.К.Редькин, А.В. Макаренко, А.В. Лаптев

Рецензенты: профессор кафедры технологии и оборудования лесопромыш- ленного производства В.Д. Никишов;

доцент кафедры механизации лесохозяйственных работ А.А.Котов

Работа подготовлена на кафедре технологии и оборудования лесопромышленного производства

Т38 Технология заготовки и обработки древесного сырья:учеб.- методич. пособие.М.: ФГБОУ ВПО МГУЛ, 2012 г. – 108 с.: ил.

УДК 630.36

Учебное издание

ТЕХНОЛОГИЯ ЗАГОТОВКИ И ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСНОГО СЫРЬЯ

Редактор А.П.Головина

Оригинал-макет подготовил А.В.Макаренко Верстка А.В.Лаптева

По тематическому плану внутривузовских изданий учебной литературы на

2012 г., поз.

Подписано в печать Формат 60×88/16. Бумага 80 г/м2 «Снегурочка».

Ризография. Усл. печ.ч. 7,0. Тираж 350 экз. Заказ №

Издательство Московского государственного университета леса. 141005. Мытищи-5. Московская обл., 1-я Институтская, 1, МГУЛ. e-mail: [email protected]

По вопросам приобретения литературы издательства ФГБОУ ВПО МГУЛ обращаться в отдел реализации.

Телефон: (498) 687-37-14

© С.Н. Смехов, А.К.Редькин, А.В.Макаренко, А.В. Лаптев, 2012

© ФГБОУ ВПО МГУЛ, 2012 г.

Предисловие

В учебно-методическом пособии представлены методические реко- мендации по выполнению расчетно-графических работ и курсового проек- та по дисциплине «Технология и оборудование лесозаготовок» и техноло- гической части курсового проекта по дисциплине «Технология и оборудо- вание лесопромышленного производства» в соответствии с учебным пла- ном.

В ходе выполнения проекта студент должен закрепить знания, полу- ченные на лекциях, лабораторных и практических занятиях, в учебной ли- тературе. В курсовом проекте осваиваются методика их практического ис- пользования, порядок обоснования и расчета производственного процесса лесозаготовок, усваивается взаимосвязь отдельных элементов и фаз лесо- заготовительного производства. Результатом работы над проектом явля- ется умение проектировать проведение лесосечных работ, разрабатывать технологические схемы лесных складов и лесообрабатывающих цехов, рассчитывать и оценивать состав и технико-экономические показатели производственных бригад и участков.

По содержанию проект состоит из комплекса практических задач по технологии и организации лесозаготовительного производства. Задачи свя- заны общими исходными данными, технологическим процессом и уровнем переработки древесного сырья. Исходные данные студент получает из специального задания или принимает в соответствии с характеристикой лесопромышленного производства конкретного предприятия (по согласо- ванию с преподавателем). В задании приводятся основные показатели тех- нологического процесса лесозаготовок, которые должны быть использова- ны при проектировании. Проект состоит из пояснительной записки и гра- фической части. В пояснительной записке приводятся объяснения приня- тых решений, расчеты и технологические схемы. Название и последова- тельность разделов в пособии даны в соответствии с заданием на курсовое проектирование. Объем курсового проекта может быть изменен в соответ- ствии с указанием руководителя.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направле- нию подготовки 250100 «Лесное дело», спец. 250201 «Лесное хозяйство», спец. 150405.65 «Машины и оборудование лесного комплекса», спец.250401 «Лесоинженерное дело».

Пособие может быть также полезно для студентов, обучающихся по другим направлениям и специальностям.

ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплины "Технология и оборудование лесозаготовок" и «Техно- логия и оборудование лесопромышленного производства» охватывают во- просы, связанные с техникой и технологией лесопромышленного произ- водства, рациональным выбором систем машин и построением технологи- ческих линий, комплексным использованием заготавливаемого древесного сырья и применением природощадящих и экологически безопасных техно- логий. Лесозаготовительное производство складывается из нескольких этапов – это лесосечные работы, транспортировка древесины, нижнесклад- ские работы и лесообрабатывающие операции в производственных цехах, расположенных на площадке нижнего лесопромышленного склада. Дан- ные этапы являются объектом изучения рассматриваемой дисциплины и, в особенности, той их части, которые касаются обработки древесного сырья. Цель курса состоит в подготовке инженеров для предприятий лесно-

го хозяйства и лесной промышленности. Во время изучения дисциплины студенты получают навыки по расчету и выбору технологического обору- дования для лесосечных и нижнескладских работ, знакомятся с принципа- ми правильного и рационального построения технологического процесса лесозаготовок.

Порядок проведения дисциплин предполагает изучение учебного ма- териала в следующей последовательности:

– основы организации лесозаготовительного производства;

– изучение применяемого технологического оборудования машин и механизмов;

– принципы комплектования систем машин для лесосечных, нижне- складских работ и лесообрабатывающих цехов с учетом лесохозяйствен- ных и экологических требований;

– проектирование лесопромышленного производства с рациональ- ным и комплексным использованием древесного сырья.

В перечисленных выше темах обязательно отражаются вопросы об использовании отходов лесозаготовок и лесообработки, сохранении окру- жающей среды, бережном использовании энергетических и сырьевых ре- сурсов. Студенты знакомятся с правилами проведения лесосечных работ для разных категорий лесов и природно-климатических условий, с сохра- нением и без сохранения подроста, выделенных куртин леса и ключевых биотопов. В дисциплине рассматриваются методы создания малоотходных и безотходных технологий для всего комплекса лесозаготовительного про- изводства.

Лес является возобновляемым источником сырьевых ресурсов и по- этому проведение лесозаготовительных работ должно проводиться с уче- том создания наиболее благоприятных условий для лесовозобновления, особенно хозяйственно ценными породами.

В настоящее учебно-методическое пособие включены пояснения к трем расчетно-графическим работам и методические указания по курсово- му проектированию. Первые две работы связаны с механической обработ- кой древесины и охватывают разделы по элементарному резанию и пиле- нию цепными и дисковыми пилами. В данной дисциплине рассматривают- ся и другие способы механической обработки древесины – это строгание, фрезерование, окорка (скобление), рубка (измельчение древесины на тех- нологическую щепу), расколка и др. При изучении этой темы необходимо уяснить основные понятия, закономерности и правила расчета сил и мощ- ности для перечисленных способов механической обработки.

В последней расчетно-графической работе рассматривается методи- ка расчета объема трелюемой пачки трактором. При расчете объема пачки учитываются как неизменяемые природно-климатические факторы (рель- еф, вид грунтов и др.), так и факторы, определяемые выбранной техноло- гией разработки лесосеки (способ трелевки, марка трелевочного трактора, подготовка волоков и др.). Выполнение этой работы необходимо для луч- шего понимания некоторых технологических особенностей разработки ле- сосеки и степени их влияния на сменную выработку лесозаготовительной бригады.

Последняя часть пособия содержит методические указания к курсо- вому проектированию. Курсовой проект, выполняемый студентами спец. 250201 по дисциплине «Технология и оборудование лесозаготовок» охва- тывает все фазы лесозаготовительного производства: лесосечные работы, некоторые вопросы транспорта леса, нижнескладские работы и виды пере- работки древесного сырья в лесообрабатывающих цехах на площадке нижнего лесопромышленного склада. Состав работ и последовательность их выполнения зависят от принятой на предприятии технологии. В зави- симости от места выполнения и содержания операций, возможны различ- ные варианты технологического процесса лесозаготовок. Необходимо ус- воить эти различия, возможности и перспективы заготовки древесного сы- рья при конкретных природных условиях и применяемых машинах.

Студенты, обучающиеся по спец. 150405.65 и изучающие дисципли- ну «Технология и оборудование лесопромышленного производства», вы- полняют курсовой проект, включающий вопросы проектирования и расчё- та силовых, мощностных и нагрузочных параметров технологического оборудования, указанного в задании. В технологической части курсового проекта рассчитывается производительность спроектированного оборудо- вания для конкретных природно-производственных условий и разрабаты- вается технология применения данного оборудования. При этом необхо- димо уделить особое внимание характеру взаимодействия машины или её технологического оборудования с природной средой лесозаготовительного производства и минимизировать вредное влияние во время её применения в производстве.

Лесосечные работы являются первой фазой лесозаготовительного процесса. Фазы – это стадии развития процесса в целом, и они различаются местом выполнения технологических операций, их составом, последова- тельностью и видом получаемой продукции. Лесосечные работы выпол- няют в пределах лесосырьевой базы предприятия. При их изучении необ- ходимо понять значение характеристик лесосечного фонда для проекти- руемой технологии работ на лесосеке и разобрать возможные варианты технологического процесса, оценить их взаимосвязь с лесным хозяйством и промежуточным лесопользованием.

На лесосеке выполняются как основные операции, так и подготови- тельно-заключительные. Основные операции включают: валку деревьев, трелевку древесины (пачки деревьев, хлыстов, сортиментов), а также об- резку сучьев и раскряжевку. Некоторые из операций могут выполняться в разной последовательности или быть исключены из технологического процесса лесосечных работ (например, раскряжевка). Последовательность, место и способ выполнения данных операций определяет технологический процесс лесосечных работ. Изучение технологии лесосечных работ прово- дят сначала на уровне лесосек, затем на уровне бригадных делянок и далее на уровне пасек и пасечных лент. При курсовом проектировании студент должен самостоятельно разработать технологические схемы проведения работ на всех перечисленных уровнях с учетом природно-климатических условий и лесохозяйственных требований. Технологические схемы обычно включают схемы расположения волоков, лесовозных усов и погрузочных пунктов, последовательность разработки делянок, пасек и пасечных лент, направление валки, трелевки, передвижения рабочих и т.п. Разработка тех- нологических процессов, состав подготовительно-заключительных работ тесно связаны с выбором системы машин и оборудования.

При выборе машин и оборудования для лесосечных работ необходи- мо обратить особое внимание на применение новых перспективных машин для выполнения различных операций на лесосеке. Возможно применение многооперационных машин: валочно-пакетирующих, валочно-трелевоч- ных, валочно-сучкорезных, валочно–сучкорезно-раскряжевочных машин (харвестеров) и валочно-сучкорезно-раскряжевочно-трелевочных машин (харвардеров).

Трелевка является основной операцией на лесосеке. Ее выполнение может производиться как некоторыми из перечисленных многооперацион- ных машин, так и специализированными машинами. Это трелевочные тракторы с канатно-чокерной оснасткой, тракторы с манипуляторами, пач- коподборщики и сортиментовозы (форвардеры). При выборе способа тре- левки и марки трелевочного трактора необходимо стремиться к обеспече- нию полной механизации процесса формирования пачки деревьев, хлыстов или сортиментов. При расчете производительности трелевочных машин

необходимо уяснить значение рейсовой нагрузки, числа рейсов и расстоя- ние трелевки, способ трелевки, состояние и схемы расположения волоков.

Очистка деревьев от сучьев – наиболее трудоемкая операция на ле- созаготовках. При изучении данной темы необходимо уделить особое вни- мание вопросам механизации обрезки сучьев и их сбора с учетом техноло- гии и места выполнения этой операции.

Погрузка заготовленной древесины является заключительной опера- цией лесосечных работ. Это операция выполняется на погрузочных пунк- тах или верхних складах, расположенных у лесовозных дорог. Следует об- ратить внимание, что в этих пунктах могут выполняться и другие операции

– обрезка сучьев и раскряжевка. На погрузке древесины могут применять- ся челюстные погрузчики, стреловые краны, гидроманипуляторы самопо- гружающихся автопоездов. В связи с этим, в данной дисциплине рассмат- риваются особенности их конструкции и применения.

В заключительной части курсового проекта, посвященной лесосеч- ным работам, следует составить технологическую карту разработки лесо- секи и рассмотреть вопросы, связанные с отводом лесосек в зависимости от расположения рек, озер, прудов, ручьев и низких (заболоченных) мест, мест нахождения редких и исчезающих видов флоры и фауны.

На лесосечные работы оказывают большое влияние разнообразие природных условий. За год предприятия обычно осваивают не один деся- ток лесосек. В этой связи, важное значение имеют правильная организа- ция, текущее планирование и проектирование работ на лесосеке. Эти во- просы лучше подробно изучить в процессе курсового проектирования, где можно рассмотреть и методику определения основных технико- экономических показателей.

Нижнескладские работы – это конечная, завершающая фаза лесоза- готовок. На нижнем лесопромышленном складе не только создают запасы древесины, но и производят частичную или полную ее переработку. Пер- вичную обработку древесины на нижнем складе производят на основных технологических линиях. Здесь могут выполняться следующие операции: обрезка сучьев (при поставке деревьев), раскряжевка, сортировка бревен, их штабелевка и отгрузка.

Раскряжевка хлыстов на нижнем складе может производиться элек- тромоторными пилами или стационарными установками с продольным или поперечным перемещением хлыста. При изучении этой темы необхо- димо уделить особое внимание принципам рациональной раскряжевки и способам раскряжевки, от которых зависит выход деловой древесины и эффективность всего лесозаготовительного производства.

Сортировка лесоматериалов – это процесс их распределения по раз- мерам, породам и назначению. Для выполнения этой операции можно ис- пользовать манипуляторы и сортировочные транспортеры с ручной сбро- ской или автоматизированные. Большое значение при проведении этой

операции имеет дробность сортировки, которая зависит от способов и ви- дов дальнейшей переработки круглых лесоматериалов.

Погрузка лесоматериалов в железнодорожные вагоны и пуск в сплав являются завершающими операциями. При изучении данной темы следует обратить особое внимание на машины и технологии, ускоряющие погрузку в вагоны или сброску на воду.

Кроме основных технологических линий на площадке нижнего скла- да могут размещаться лесообрабатывающие цеха, которые относятся к до- полнительным технологическим потокам. Большое распространение име- ют следующие виды переработки круглых лесоматериалов: лесопиление, шпалопиление, выработка тарных комплектов и мелкой пилопродукции, выработка круглых и колотых балансов, рудничной стойки, получение ще- пы, производство товаров народного потребления и др. При изучении этой темы необходимо рассмотреть устройство применяемых станков и обору- дования, технологические процессы указанных производств.

В заключение по части нижнескладских работ курсового проекта не- обходимо привести технологические схемы нижнего лесопромышленного склада и лесообрабатывающего цеха с выбранным составом и типом тех- нологического оборудования.

В заключительной части курсового проекта необходимо рассмотреть вопросы по охране труда, оценить эффективность предложенных техноло- гических процессов и комплексность использования древесного сырья.