Типы и конструкции канатных трелевочных установок, их характеристика и условия применения

Применяемые на лесозаготовках канатные установки по конструкции подразделяются на установки без несущего и с несущим канатом. Причем установки с несущем канатом могут быть однопролетными и многопролетными, что определяется количеством опор, и иметь постоянно натянутый несущий канат или несущий канат с переменным натяжением. В установках с несущим канатом переменного натяжения его ослабляют и опускают на землю для прицепки пачки во время каждого рабочего цикла. Такие канатные установки называют установками с опускающимся несущим канатом.

По назначению трелевочные канатно-блочные установки могут быть только трелевочными, трелевочно-погрузочными и трелевочно-транспортными. Трелевочные установки применяют для трелевки древесины к погрузочному пункту, верхнему складу или к подвесной канатной транспортной установке. Трелевочно-погрузочными установками (ТПУ) древесину трелюют и грузят на подвижной состав лесовозных дорог. Трелевочно-транспортные установки производят трелевку и транспортировку (подъем или спуск) древесины к лесовозной дороге.

Различают такие подвесные трелевочные установки: с несущим, тяговым и возвратным канатами; с несущим и тяговым канатами; с тягово-несущим непрерывно движущимся канатом (конвейеры).

В горной местности при расстоянии трелевки до 500 м применяют однопролетные подвесные установки, а при больших расстояниях трелевки – многопролетные.

От подвесных канатных дорог и лесоспусков эти установки отличаются тем, что обеспечивают трелевку древесины непосредственно от пня до погрузочного пункта.

Все канатные установки приводятся в действие от не самоходных и самоходных (установленных на тракторе или автомобиле) лебедок.

Одномачтовая канатная установка. Такая установка (рис. 1) применяется при наземном и полуподвесном способе трелевки лесоматериалов. Особенность ее работы состоит в том, что груз, находясь далеко от мачты, перемещается волоком. По мере приближения его к мачте под действием вертикальной составляющей натяжения грузового каната передний конец его поднимается над опорой. В этом положении груз перемещается к мачте. При трелевке лесоматериалов с приподнятым концом уменьшается сопротивление движению и отсутствует лобовое сопротивление, так как подвешенный конец, встречаясь с препятствиями, отклоняется в сторону.

Рис. 1 Одномачтовая канатная установка; 1 - монтажный блок; 2 — возвратный блок; 3 — грузовой блок; 4, 5 — концевые блоки; б — лебедка; 7 — мачта

Двухмачтовые канатные установки. Эти установки в зависимости от способа перемещения груза подразделяются на подвесные и полуподвесные. Они находят применение на погрузочно-разгрузочных работах, штабелевке и трелевке лесоматериалов. В погрузочных подвесных установках груз перемещается только в вертикальной плоскости, проходящей через обе мачты, а в трелевочных подвесных и полуподвесных груз, кроме того, подтаскивают под углом к прямой, соединяющей основания мачт.

Двухмачтовые подвесные и полуподвесные установки имеют лебедку, головную и хвостовую мачты с оттяжками, грузовую тележку и систему канатов и блоков. В зависимости от назначения в установках применяются три вида канатов: несущие, которые служат опорой для тележки с подвешенным грузом; подъемные, применяемые для вертикального перемещения груза; тяговые, необходимые для передвижения тележки вместе с грузом в горизонтальной плоскости. Различают канатные установки со специальным несущим канатом (рис. 2, а), с комбинированным подъемно-несущим канатом (рис. 2, б) и без несущего каната (рис. 2, в). В первых двух типах установок применяется тележка, а в последнем — груз подвешивается непосредственно к тяговым канатам.

Рис 2. Типы двухмачтовых канатных установок: а — с несущим канатом; б —с комбинированным подъемно-несущим канатом; в — без несущего каната; 1 — лебедка.; 2 — головная мачта; 3 — хвостовая мачта; 4 — оттяжка; 5 — грузовая тележка; канаты; Н — несущий; П — подъемный; Т — тяговый; В — возвратный тяговый; ПТ — подъемно-тяговый; ПН — подъемно-несущий

В установках со специально несущим канатом, носящих название кабель-кранов, применяются, как правило, все виды канатов: несущий Н, подъемный П и тяговые Т и В. В некоторых случаях конец подъемного каната закрепляют не на мачте, а на тележке (рис. 2,а₁). В горных подвесных установках используют упрощенную схему устройства (см. рис. 2, а₂), в которой подъемный канат одновременно является и тяговым.

Установка с подъемно-несущим канатом не имеет специального несущего каната, его роль выполняет подъемный, по которому и перемещается грузовая тележка посредством тяговых канатов Т и В. Подъем и опускание тележки вместе с грузом происходит при натяжении и ослаблении подъемного каната и изменении стрелы провеса. Такая установка может не иметь грузовой тележки; в этом случае груз поднимается и перемещается непосредственно подъемно-несущими канатами.

В установке без несущего каната (рис. 2, в) подъем и опускание груза происходят при изменении натяжения одного из тяговых канатов и одновременном изменении стрелы провеса. Для горизонтального перемещения необходимо производить наматывание одного из канатов при одновременном разматывании другого.

Блоки и канаты двухмачтовых установок монтируют на высоких мачтах деревянной или металлической конструкции. В стационарных установках устойчивость мачт обеспечивается оттяжками, а в передвижных для этой цели необходимо иметь тяжелые противовесы. Вследствие этого передвижные установки громоздки и имеют большую массу. На лесных складах лесозаготовительных предприятий применяют стационарные установки, как наиболее простые. В передвижных кабель-кранах, применяемых на крупных лесоперевалочных складах башни (мачты) устанавливаются на рельсовые пути. Для сохранения натяжения несущих канатов одна из башен, имеющая противовесы, делается качающейся, опирающейся на один рельс. Иногда для этой цели применяют грузовое натяжное устройство. Несущий канат служит опорой для тележки. Для него применяют спиральные канаты одинарной свивки без мягкого сердечника. Он прикрепляется к вершинам мачт или, как показано на рис. 2,а (мачта Б), проходит через подвесной башмак и прикрепляется на земле к мертвякам. При таком устройстве несущий канат легче натягивать и изменять его провес. Башмак представляет собой шину с желобом на ободе. Такую шину можно сделать неподвижной, укрепив ее на вершине мачты.

Тележка, несущая груз, имеет одно или несколько колес. Число ходовых колес определяется по нагрузке на тележку. Давление на одно колесо допускают до 5...10 кН. Диаметр колес по кругу качения 200...250 мм.

Число барабанов лебедки и их назначение должны соответствовать типу установки. В общем случае число барабанов равно числу приводимых в движение канатов. Скорость движения принимают: тяговых до 5 м/с и подъемного до 0,7 м/с. Погрузочные установки на лесных складах устраивают с пролетом до 70...100 м, а трелевочные до 250...300 м. Кабель-краны могут иметь пролет до 500 м. Установки, применяемые для по­грузки и разгрузки длинных лесоматериалов (хлыстов, деревьев), обычно имеют четыре мачты и две грузовые тележки, что обеспечивает устойчивое положение груза при его перемещении.

Пролет или расстояние между мачтами выбирают в зависимости от назначения канатной установки. У погрузочных и штабелевочных установок он зависит от длины штабеля и ширины подвижного состава. В установках, применяемых на разгрузке и подаче лесоматериалов на приемные площадки раскряжевочных линий, необходимо учитывать также длину этих площадок.

Однопролетные трелевочно-погрузочные установки с несущим канатом. Они предназначены для трелевки деревьев и хлыстов за комли в равнинной заболоченной и холмистой местности при сплошных рубках с погрузкой деревьев (хлыстов) на лесовозный транспорт. Поскольку комлевая часть пачки находится в приподнятом положении, трелевка протекает беспрепятственно.

Мачты – деревянные, естественные или искусственные, аналогичные рассмотренным выше. Они служат опорами для несущего каната. В качестве тыловой мачты обычно используют растущее дерево.

Несущий канат – стальной, с органическим сердечником, служит опорой для грузовой каретки.

Полиспаст предназначен для натяжения несущего каната при помощи приводной лебедки.

Грузовая каретка служит опорой для подтрелевки пачки к несущему канату, поддержания передней части пачки в приподнятом положении в процессе трелевки и погрузки пачки на лесовозный транспорт.

Канатно-блочная система такая же, как и в трелевочной установке без несущего каната

Созданы и эксплуатируются следующие системы канатных установок: транспортные ЛЛ-29А, ЛЛ-27, трелевочно-транспортные ЛЛ-26А (ЛП-26Б), ЛЛ-30 и трелевочные мобильные ЛЛ-25, ЛЛ-28, УКС-6, К-93 (МЛ-43).

Транспортные установки ЛЛ-27 и ЛЛ-29А (рис. 3).

Рис. 3. Схема канатных транспортных установок ЛЛ-27 и ЛЛ-29А: 1 – концевой башмак; 2 – несущий канат; 3 – тяговый канат; 4 – каретка; 5 – грузоподъемный канат; 6 – промежуточный башмак; 7 – промежуточная опора с растяжками; 8 – наклонные погрузочные стрелы; 9 – концевая мачта; 10 – зажим несущего каната; 11 - лебедка

Их применяют для транспортировки леса на расстояние 800...1000 м. Канатная установка ЛЛ-29А .используется в лесосеках с запасом леса не менее 6000 м3, установка ЛЛ-27 при запасе леса 2000 м³. Наибольшее распространение установки получили на Северном Кавказе. Грузоподъемность установок соответственно 3 и 6 т. Они имеют несущий, грузоподъемный и тяговый канаты. Приводом установки ЛЛ-27 служит лебедка ЛЛ-12А, установки ЛЛ-29А лебедка ЛЛ-8. Скорость движения каретки 5...7 м/с. Погрузка леса на подвижной состав лесовозных дорог производится непосредственно самой установкой (крупными пакетами) или челюстными погрузчиками. Трелевку леса к установке выполняют тракторами, канатными трелевочными установками. Каретка состоит из одно- или двухсекционных балансирных тележек. Спаренные тележки применяют для транспортировки хлыстов с захватом в двух точках, для чего тележки соединяют между собой шарнирно-жестким дышлом; при транспортировке сортиментов используют одну секцию балансирной тележки. Транспортировка груза производится в полностью подвешенном положении.

Многопролетные трелевочно-транспортные установки ЛЛ-26А (ЛЛ-26Б) и ЛЛ-30. Предназначены для освоения лесосек на крутых склонах при заготовке сортиментов. Наибольшее распространение получили в Карпатах. Установки обеспечивают трелевку сортиментов под несущий канат на расстояние 50 м и могут работать в грузовом режиме на спуск и подъем. Ширина лесосеки (делянки) составляет 100 м. Установка ЛЛ-30, имеющая двухбарабанный привод, позволяет транспортировать хлысты и деревья.

Трелевочно-транспортная установка ЛЛ-26Б грузоподъемностью 3 т имеет несущий и тягово-грузоподъемный канаты, обеспечивает подтаскивание леса и транспортировку его в подвешенном положении на расстояние до 1500 м. Она состоит (рис. 4) из расположенной на несущем канате 5 каретки 1, стопора 2, закрепленного зажимами на несущем канате 3 в месте загрузки каретки, и приводной лебедки 5 с тягово-подъемным канатом 4. Каретка содержит укрепленные на корпусе 9 ходовые колеса 5, грузозахват 7 с грузовым крюком 6, направляющий блок 10, взаимодействующий с тягово-подъемным канатом 4; и цилиндрический полый шток 11,конец которого выполнен с фасонной головкой 12, закрепленной на корпусе шарнирно. Фасонная головка 12 выполнена с двухсторонним конусом с углом при внешней вершине меньше, чем соответствующий угол внутреннего конуса.

Стопор имеет корпус 13, направляющий блок 18 и фиксирующее устройство, выполненное из симметрично расположенных относительно тягово-подъемного каната 4 подпружиненных роликов 14, причем пружина 15 установлена на штанге 16 в цилиндре 17, а ролики выполнены с канавками, форма которых соответствует форме фасонной головки 12 цилиндрического полого штока 11.

Для работы канатной трелевочной установки тягово-подъемный канат 4 пропускают через направляющий блок 18 стопора 2, затем внутри цилиндрического штока 11, через направляющий блок 10 каретки 1 и грузозахват 7, после чего конец тягово-подъемного каната 4 закрепляют в крюке 6.

Посредством тягового каната 4 каретка 1 перемещается по несущему канату 3. При сближении со стопором 2 цилиндрический шток 11 взаимодействует с фиксирующим узлом стопора 2. Производится удержание стопором 2 каретки 1 в месте загрузки.

Рис. 4. Схема трелевочно-транспортной установки ЛЛ-26Б: а – общая схема; б – каретка; в - стопор

Ослабляя тяговоподъемный канат 4, опускают грузовой крюк 6 со стропами для прицепки груза, после чего тягово-подъемный канат 4 поднимает крюк 6 к каретке и фиксирует его в грузозахвате 7. По мере ослабления тягово-подъемного каната 4 нагруженная каретка 1 автоматически отсоединяется от стопора 2 и перемещается по несущему канату 3 к месту разгрузки.

Канатная установка ЛЛ-31 – самоходная и предназначена для подтрелевки деревьев к трассе установки на расстояние до 60 м. и транспортировки их в подвесном или в полуподвесном положении на погрузочный пункт на расстояние до 700 м.

Установка ЛЛ-31 по конструкции аналогична установке ЛЛ-26Б и имеет следующие отличительные особенности. Базой установки является трактор ТТ-4М, на котором сзади установлена трехбарабанная лебедка имеющая привод от заднего моста трактора, а спереди – многозвенная металлическая мачта, нижняя часть которой шарнирно соединена с толкателем (бульдозером) на тракторе. В рабочем положении мачта опирается на грунт подпятником. Для монтажа ЛЛ-31 она комплектуется специальной монтажной установкой, размещенной на платформе на полозьях. При переездах монтажная установка перемещается трактором. На платформе установлен барабан с несущим канатом, кузов для укладки линейного и монтажного оборудования и предусмотрено место для крепления привода моторной лебедки ЛМ-2000М, входящей в комплект монтажной установки. Благодаря этому можно использовать привод лебедки ЛМ-2000М для вращения барабана с несущим канатом при монтаже установки. Натяжение несущего каната производится лебедкой, установленной на тракторе, через полиспаст.

Техническая характеристика многопролетных трелевочно-транспортных установок

Марка установки	ЛЛ-26Б	ЛЛ-31
Тип установки	не самоходная	самоходная на базеТТ-4М
Грузоподъемность, т.: при подвесной трелевке при полуподвесной трелевке	3,2 —	1,6 3,2
Привод установки	однобарабанная лебедка с дизельным двигателем	трехбарабанная лебедка с приводом от ТТ-4М
Скорость движения каретки по несущему канату в пролете, м/с: с грузом без груза	0,5…7,0 0,5…7,0	0,6…2,5 0,6…5,5
Механизм управления стопором	ручной рычажный	—
Конструктивная масса установки с канатами и монтажным оборудованием, кг.

Унифицированные канатные установки применяются в основном для трелевки лесоматериалов. Они могут быть однопролетными и многопролетными. Первые из них, как правило, перемещают груз в полуподвесном, а вторые — в подвесном положении. Они имеют специальный несущий и комбинированный подъемно-тяговый канат. Основой таких установок является универсальная канатная установка УК-1, имеющая несколько модификаций. Отличительной особенностью установки УК-1 является возможность монтажа различных ее модификаций из унифицированной оснастки. Каждое исполнение УК-1 представляет собой переносную канатную систему с постоянной или переменной длиной несущего каната и поступательно-возвратным движением стопорной или бесстопорной тележки. При полуподвесном способе трелевки находят применение установки УК-1Р и УК-1С, а при подвесном —УК-1-ЗТ, УК-1-6Т, УК-13А, УТТ-3,2 и др.

Установка УК-1Р (рис. 5, а) предназначена для полуподвесной трелевки и погрузки леса (хлыстов или деревьев) на лесовозный транспорт в равнинной и слабохолмистой местности. Она состоит из лебедки ЛЛ-8, двух мачт и канатно-блочной системы с тележкой, которая имеет две балансирные каретки, блок и грузовую обойму с крюком. Тяговый канат крепится к тележке. Обратное движение тележки осуществляется возвратным канатом, огибающим ряд угловых блоков и закрепленным на грузовой обойме крюка. Одновременно возвратный канат служит для подачи обоймы с крюком непосредственно к месту прицепки хлыстов или деревьев. Доставленные из лесосеки хлысты или деревья грузятся этой же установкой на подвижной состав лесовозной дороги.

Установка УК-1С в отличие от установки УК-1Р предназначена для трелевки леса с крутых горных склонов и имеет несущий канат переменной длины, а также сборный канат, позволяющий собирать хлысты или деревья по всей площади осваиваемой лесосеки.

Рис. 5. Канатные трелевочные установки: а - УК-1Р; б — УК-1-ЗТ; в — СТУ-ЗС; 1 - грузовой блок; 2 — блок возвратного каната; 3, 4 — угловые блоки; 5 — лебедка; 6 — оттяжки; 7 — головная мачта; 8 — несущий канат,; 9 — тележка; 10 - хвостовая мачта; 11 — коник подвижного состава; 12 — промежуточная опора; 13 — опорный башмак; 14 — тягово-несущий канат; 15 — собира­ющий канат; 16 — трактор с лебедкой

Установка УК-1-ЗТ (рис. 5, б) предназначена для подвес­ной трелевки в горной местности и может быть использована одновременно для погрузки леса на лесовозный транспорт. Она состоит из лебедки ЛЛ-30, двух мачт (головной и тыловой), промежуточных опор, канатно-блочной системы и одно- или двухсекционной тележки. Односекционная тележка применяется при перемещении сортиментов или полухлыстов, а двухсекционная — хлыстов или деревьев. Последняя представляет собой две односекционные тележки, соединенные между собой жесткой тягой.

С помощью такой канатной установки можно транспортировать груз вниз или вверх по горному склону. При спуске леса тяговый канат служит для перемещения тележки вверх к месту зацепки, а перемещение тележки с грузом по несущему канату вниз происходит под действием их собственного веса. При работе установки на подъем груза, наоборот, спуск тележки к месту прицепки происходит под действием ее собственного веса, а перемещение груза — с помощью тягового каната. Для нормальной работы таких установок уклон несущего каната должен быть не менее 10°.

Установка УК-1-6Т в отличие от установки УК-1-ЗТ снабжена лебедкой МЛ-50. Как более мощная, она применяется в лесосеках с крупномерным древостоем и работает, как правило, для подъема лесоматериалов по горным склонам.

Установка УК-1-ЗА предназначена для подтаскивания хлыстов или сортиментов со стороны и транспортировки их вверх или вниз по несущему канату. С этой целью она оснащена автоматической тележкой, узлы которой обеспечивают ее остановку и фиксацию на несущем канате в любом месте трассы установки. Управление тележкой осуществляется комбинированным тягово-грузоподъемным канатом.

Техническая характеристика унифицированных канатных установок приведена в табл. 1.