Партнеры журнала:

Лесозаготовка

Неоконченная история погрузочно-транспортной машины

В настоящее время в лесозаготовке преобладает сортиментная, так называемая скандинавская, технология, при которой низкосортная древесина, и прежде всего обрезанные сучья, считается «некоммерческой» и остается в лучшем случае на пасечных волоках. Между тем так было далеко не всегда.

Стоит вспомнить разработки в сфере безотходных технологий лесозаготовок, предусматривающие заготовку деревьев, их трелевку в полностью погруженном положении с лесосеки на верхний склад и следующие этапы лесозаготовительного производства.

Начало

В 60–80-е годы ХХ века руководство СССР взяло курс на разработку и внедрение безотходных технологий в разных отраслях народного хозяйства, в том числе и в лесозаготовительной отрасли. Основой для внедрения безотходных лесозаготовительных процессов послужили технологии, базирующиеся на вывозке с лесосеки древесины в виде целых деревьев для последующей централизованной переработки сучьев, листвы и хвои. Проблема перехода на безотходные технологии со всем комплексом связанных с ней задач была и остается острой и актуальной для отечественной лесозаготовительной промышленности.

Важным аргументом при отстаивании идеи трелевки деревьев в полностью погруженном положении на значительное расстояние была минимизация объемов строительства лесовозных усов. За автомобилями-лесовозами планировалось оставить перевозки в основном на улучшенных лесовозных магистралях, что должно было положительно сказаться на их эксплуатационной надежности и производительности.

Подхватили, погрузили, повезли

Рис. 1. Принципиальная схема ПТМ и погрузочного процесса
Рис. 1. Принципиальная схема ПТМ и погрузочного процесса

В 70–80-х годах ХХ века в Ленинградской лесотехнической академии были проведены теоретические и экспериментальные исследования, позволившие предложить и обосновать основные проектные и технологические параметры погрузочно-транспортной машины (ПТМ). Работы велись на базе проблемной лаборатории кафедры проектирования и расчета специальных лесных машин под руководством заведующего кафедрой, доктора технических наук, профессора Константина Баринова. В исследованиях принимали участие сотрудники лаборатории и кафедры, в частности, доцент, кандидат технических наук Юрий Артамонов, научный сотрудник Виктор Чмутов, аспирант кафедры Дмитрий Мясищев и другие. Патентной основой стали авторские свидетельства СССР №499155 и №517289 и другие.

Авторы обосновали собственную массу машины, мощность энергетической установки тягача, полезную нагрузку ПТМ, базу технологического оборудования L (рис. 1), оптимальные максимальные вылеты погрузочных устройств ПТМ (манипулятора тягача и рычажного погрузочного устройства прицепа), рабочую скорость и рациональное расстояние трелевки.

ПТМ (рис. 1) состоит из тягача 1, на котором установлен гидроманипулятор 2 и зажимной коник 3. Посредством дышла тягач соединен с прицепом 4, оснащенным коником 5 и рычажным погрузочным устройством с двумя степенями свободы. Поворот рычага 6 в вертикальной и горизонтальной плоскостях осуществляется гидроцилиндрами 7 и 8 соответственно. Рычаг оснащен приводным упором 9. Погрузка осуществляется следующим образом. Машина подъезжает к пачке деревьев, сформированной, например, валочно-трелевочной машиной и определенным образом сориентированной около трелевочного волока ПТМ. Пачка деревьев комлями вперед располагается слева по ходу тягача 1. Гидроманипулятор 2 захватывает и переносит в зону над коником 3 комлевую часть А дерева. Затем из позиции I гидроцилиндром 8 рычаг в горизонтальной плоскости подводится под приподнятый ствол дерева и устанавливается в позицию II. Данная операция возможна лишь при наличии некоторого пространства между стволом и опорной поверхностью дерева, которое обеспечивает оператор ПТМ за счет управления.

Гидроцилиндром 7 рычаг поворачивается в вертикальной плос­кости и осуществляет подъем вершинной части Б дерева. При некотором наклоне рычага ствол скользит вдоль его рабочей поверхности к упору 9, ударяется о него и останавливается. Рычаг поднимает ствол до положения сброса в коник прицепа, после чего в результате выведения упора 9 из-под дерева вершинная часть Б последнего сбрасывается в кониковое устройство 5 прицепа. Затем комель дерева укладывается в коник тягача. Погрузка остальных деревьев осуществляется аналогично.

Проведение испытаний

Рис. 2. Погрузка деревьев из пачки
Рис. 2. Погрузка деревьев из пачки

В 1984 году в Лисинском учебно-опытном лесхозе испытали экспериментальный образец ПТМ, предназначенный для загрузки деревьев из пачек, подготовленных валочно-трелевочной машиной, и первичной транспортировки древесины в полностью погруженном положении по подготовленным волокам (рис. 2 и 3).

Тягачом машины служил трактор ТБ-1 с двигателем мощностью 132,5 кВт. На модернизированном прицепе ГКБ 9383–0.12 установлено погрузочное устройство – поворотный в горизонтальной и вертикальной плоскостях рычаг с упором. Привод всех элементов погрузочного устройства гидравлический. Рабочая жидкость подается к гидроцилиндрам по гидролиниям, расположенным вдоль дышла от насоса НШ-100 гидросистемы тягача. Масса ПТМ 14 900 кг, полезная нагрузка 15 000 кг, грузоподъемность погрузочного рычага 1600 кг, максимальный вылет рычага относительно продольной оси ПТМ 4,35 метра.

Рис. 3. ПТМ в транспортном режиме
Рис. 3. ПТМ в транспортном режиме

Исследования погрузочных операций были направлены в основном на выявление малоизученного взаимодействия дерева с рычажным рабочим органом в данной совокупности. В частности, установлена взаимосвязь основных параметров дерева, кинематических параметров скольжения дерева по рычагу, динамической нагруженности гидропривода рычажного погрузочного устройства, количественных хронометражных оценок погрузочного процесса.

Экспериментальные данные подтвердили правомерность полученных теоретических результатов, а в конструкторскую документацию ПТМ были внесены соответствующие коррективы. Получено несколько авторских свидетельств СССР на технические решения по совершенствованию конструкции «новорожденной» ПТМ.

Невеселый итог

В конце 1980-х – начале 1990-х годов экспериментальный образец ПТМ был модернизирован, в частности, для гидропривода рычажного погрузочного устройства прицепа использовали дистанционно управляемые гидравлические станочные распределители с электромагнитной системой переключения. Затем машину отправили на производственные испытания в Тихвинский леспромхоз Ленинградской области, где, в связи с известными экономическими преобразованиями того времени, следы ПТМ потерялись… 

Текст Дмитрий Мясищев д-р техн. наук, профессор САФУ им. М. В. Ломоносова
Денис Шостенко канд. техн. наук, доцент САФУ им. М. В. Ломоносова