3.2.4Сортировка, штабелевка, погрузка и учет лесоматериалов

3.2.4.1Сортировка лесоматериалов. На главной поточной линии (ГПЛ) нижнего склада процесс первичной обработки древесного сырья завершается сортировкой с последующей штабелевкой и отгрузкой потребителям или передачей сырья на дальнейшую переработку на вспомогательные поточные линии (ВПЛ), которые называются также специализированными (СПЛ).

Лесоматериалы с ГПЛ, отгружаемые потребителям, сортируют по сортам, породам и размерам в соответствии с требованиями Государственных стандартов. При экспорте лесоматериалов учитывают также требования и международных стандартов. В зависимости от назначения лесоматериалов, возможностей их складирования и вида отгрузки устанавливается число сортировочных категорий. Так, на лесных прирельсовых складах число сортировочных категорий составляет 18...40, на береговых складах при отправке лесоматериалов в судах и плотах – 16...25, при молевом сплаве – 3...6. Необходимо при этом учитывать, что при большом количестве сортировочных категорий значительно растягивается фронт сортировки, т.к. для лесоматериалов одной категории требуется не менее одного штабеля.

Хвойные лесоматериалы, предназначенные для выработки пиломатериалов на экспорт, должны рассортировываться по породам следующим образом: ель и пихта вместе, сосна, кедр, лиственница отдельно.

Балансы, кроме предназначенных для производства хвойной и лиственной целлюлозы, должны быть также рассортированы по породам: еловые и пихтовые вместе, ольховые и осиновые, включая тополь, вместе, сосновые, лиственничные и березовые отдельно, твердолиственные породы вместе.

Рудничную стойку для каменноугольной и горнорудной промышленности рассортировывают и укладывают в штабеля по длинам и толщинам. Рудничная стойка кратных размеров при перевозке железнодорожным и автомобильным транспортом подлежит рассортировке отдельно по каждой длине, а при поставке в судах и плотах – по группам длин: от 4 до 4,5 м; от 5 до 5,5 м; от 6 до 6,5 м. Сортировка их по толщинам производится на три группы: от 7 до 11 см; от 12 до 16 см; от 18 до 22 см (от 18 до 24 см для горнорудной промышленности).

Виды отсортированных сортиментов следующие: пиловочник, шпальник, строительный лес, подтоварник, столбы для линий электропередач, кряжи тарные, спичечные, катушечные, карандашные, лыжные, фанерные, резонансевые, авиационные, судолес, рудничная стойка, балансы и т.д.

Сортировка относится к основным видам работ, выполняемым на нижних складах. Этот вид работ также можно отнести к транспортно-технологическим операциям, т.к. процесс сортировки выполняется при перемещении лесоматериалов. Выбор сортировочных средств будет зависеть от сортиментного состава, дробности сортировки, сроков хранения продукции на складе, условий отгрузки продукции потребителям, а также и от годового грузооборота лесного склада.

Перемещение лесоматериалов при сортировке осуществляется транспортерами. Транспортеры относят к устройствам непрерывного действия. Однако при сортировке могут применяться машины и цикличного действия, к которым можно отнести манипуляторы. Последние применяют при сортировке крупномерных лесоматериалов при сравнительно небольшом числе сорторазмеров. На складах с небольшим годовым грузооборотом (40...60 тыс. м³) также используют многооперационные машины, которые выполняют, наряду с обрезкой сучьев и раскряжевкой, и сортировку.

Однако в большинстве случаев на нижних складах все-таки для сортировки лесоматериалов применяют транспортеры, которые подразделяют на продольные и поперечные по способу их движения относительно оси лесоматериалов. Все транспортеры имеют замкнутое тяговое устройство в виде цепи или стального каната с захватно-опорными приспособлениями – траверсами. Транспортеры имеют ведущие и направляющие звездочки (цепные транспортеры) или шкивы (канатные транспортеры). Канатные транспортеры имеют ограниченное применение из-за следующих недостатков: пробуксовки тягового устройства; вытягиваемости каната и быстрого его износа. Достоинством их является, в сравнении, с цепными меньший вес и меньшая удельная стоимость.

В цепном транспортере у тягового устройства применяют две параллельные цепи, которые соединяются между собой поперечинами. Для тяговых устройств продольных транспортеров применяют длиннозвенные калиброванные сварные цепи из круглой стали (рис. 87, а) и тяговые разборные цепи (рис. 87, б). Недостатком цепей из круглой стали является интенсивный износ звеньев в местах их соприкасания. Вследствие этого уменьшается прочность звеньев и увеличивается их шаг. Это нарушает нормальное зацепление между звеньями и ведущей звездочкой и вызывает неравномерность движения цепи, что особенно нежелательно при автоматизированной сортировке. Пластинчатые цепи обычно применяют на поперечных транспортерах. Положительными качествами цепей являются: возможность передавать значительные тяговые усилия, большая гибкость и удобство крепления на них захватных устройств. Поперечины траверсы являются элементами тягового устройства цепных и канатных лесотранспортеров. Их закрепляют на цепи (или канате) на равных расстояниях друг от друга. На этих поперечинах и находятся лесоматериалы, и их конструкция определяется формой груза и углом подъема транспортера. При горизонтальном перемещении транспортера или небольших углах его подъема применяют плоские поперечины. При угле подъема от 10 до 20° используются поперечины с шипами (рис. 88, а). При поштучном перемещении круглого леса используют поперечины с седлообразными опорами (рис. 88, б).

К недостатку поперечин с шипами относится то, что они затрудняют сбрасывание бревен при сортировке.

По характеру движения траверсы бывают скользящие (рис. 89, а) и на катках (рис. 89, б). Скользящие траверсы перемещаются по гладким, обычно деревянным направляющим. В качестве направляющих для траверс на катках применяют рельсы легких типов. Траверсы присоединяют к цепи из круглой стали соединительными звеньями, а к тяговым разборным цепям валиками с выступающими наружу (за головки) нарезными концами. К канатам траверсы крепят зажимными скобами 2. Привод служит для передачи движения от двигателя к тяговому устройству транспортера. Он состоит из двигателя, редуктора и ведущей звездочки (для цепей) или канатоведущего шкива. Иногда для понижения частоты вращения в привод кроме редуктора вводят открытую передачу. Приводное устройство устанавливают на бетонном основании в конце груженой ветви лесотранспортера. Натяжные приспособления предназначены для сообщения тяговому устройству предварительного (монтажного) натяжения, которое необходимо для его плавного хода, создания нужной силы трения между тяговым устройством и ведущим шкивом (канатные лесотранспортеры) и устранения чрезмерного провисания тягового устройства между опорами. Натяжные устройства обычно размещаются около направляющей звездочки (или шкива).

Разгрузка лесоматериала с транспортера при сортировке может осуществляться за счет их сбрасывания в одну сторону от транспортера или в обе. Для этого используют два способа: гравитационный и принудительный. При гравитационном способе сбрасывание осуществляется опрокидыванием опор или их опусканием со стороны сброса.

Принудительное сбрасывание осуществляется с помощью рычагов, приводящихся в действие от электромагнитов или электродвигателей.

При автоматизированной сортировке сброска бревен осуществляется бревносбрасывателями, размещаемыми вдоль лесотранспортера против накопителей. Устройство сбрасывателей должно отвечать следующим основным требованиям: высокая точность сброски, определяемая разбросом торцов бревен, сброшенных в лесонакопитель; возможность сброски бревен, различных по диаметру и длине; минимальные разрывы между торцами бревен, поступающих по транспортеру; минимальное усилие сброски без резких динамических нагрузок на сбрасыватель; удобство монтажа и доступность к деталям; надежность работы независимо от сезона.

Сбрасываемые с транспортера рассортированные лесоматериалы поступают в устройства, называемые лесонакопителями. Представляют они собой емкости, которые содержат стойки и наклонные подкосы, по которым лесоматериалы поступают в накопители. Внутренняя полость деревянных накопителей может выстилаться стальным листом (рис. 90). К недостаткам таких накопителей относится перекос бревен и разброс торцов в результате забегания вперед комлевого конца бревна при скатывании его по покатам. Сочетание требуемой вместимости с сохранением стабильно небольшой длины проката бревен по покатам обеспечивается в конструкции лесонакопителя, изображенной на рис. 91. Лесонакопитель представляет собой двухцепной поперечный транспортер 4 со складывающимися стойками 3, шарнирно закрепленными на цепях. Бревна, сброшенные с лесотранспортера, попадают на винтовой рольганг 1, где выравниваются передними торцами по ограничительному щиту и, одновременно смещаясь в поперечном направлении, сваливаются в емкость, образованную покатами 2 и стойками. По мере заполнения емкости транспортер периодически включается и стойки отодвигаются от покатов в направлении, указанном стрелкой. При этом емкость увеличивается, бревна оседают, а длина поката сохраняет свою первоначальную небольшую величину. Заполнение данной емкости заканчивается, когда стойки переходят из положения I в положение II и пачка располагается между двумя парами стоек. Начинается заполнение новой емкости, а готовую пачку может забирать кран. Конструкция стоек позволяет им свободно проходить под транспортером. Недостатками такого лесонакопителя являются сложность и относительно высокая стоимость.

Вместимость лесонакопителей должна соответствовать грузоподъемности погрузочно-штабелевочных устройств.

Расположение накопителей увязывают также с расположением цехов переработки, в которые из накопителей отбираются нужные отсортированные лесоматериалы.

Функции накопителей выполняют также буферные магазины, в которых создаются межоперационные запасы лесоматериалов перед их сортировкой (ЛТ-80). В буферных механизмах, в отличие от накопителей сортировочных линий, предусмотрена установка поперечных транспортеров для поштучной выдачи бревен из бункера.

Сортировка лесоматериалов может осуществляться по сумме размерных и качественных показателей или только по размерным признакам: только по длине, только по диаметру и комплексно по длине и диаметру. При сортировке по размерным признакам используют датчики длин и диаметров, показатели которых позволяют вырабатывать команды на сбрасывание определенного размера сортимента автоматически или оператором. Оценка качественных показателей производится оператором глазомерно, и сброс выполняется по его команде. При сортировке по полным признакам используют синхронно-следящие системы непрерывного действия, позволяющие получить от сортировочного лесотранспортера информацию, которая перемещается синхронно со скоростью движения транспортера.

На рис. 92 показана схема продольного сортировочного транспортера, характерная для большинства конструкций (ЛТ-86, ТС-7, Б-22У-1, ЛТ-44 и др.).

Конструкции продольных сортировочных транспортеров различаются по длине (Б-22У-1 имеет длину 120 м, ЛТ-44, ЛТ-86 130 м), типу тягового устройства (ТТС – канатный), типу бревносбрасывателя (БС-2М с рычажным, ЛТ-86 – с гравитационным), диаметру и длине сортируемых бревен и т.д. Про отдельные узлы этих транспортеров говорилось ранее.

Некоторые типы транспортеров выпускаются секционными (ЛТ-20). Отдельная секция представляет собой металлическую раму, на которой смонтированы приводное и натяжное устройства, цепь с траверсами и бревносбра-сыватель. Последний установлен в конце секции и сострит из двух шнеков, сидящих на горизонтальных валах. Когда бревно, подлежащее сброске на данной секции, оказывается над шнеками, включается их привод, они поворачиваются и, смещая бревно в поперечном направлении, сбрасывают его с транспортера. При изменении направления вращения шнеков бревно будет сбрасываться на другую сторону транспортера.

Поперечные транспортеры применяют для сортировки круглых лесоматериалов и досок. Характерной особенностью большинства поперечных сортировочных лесотранспортеров является гравитационная сброска лесоматериалов, в связи с чем отпадает необходимость в бревносбрасывателях.

Сортировку на поперечных лесотранспортерах можно выполнять по размерным признакам, по размерным и качественным признакам, а также по схемам раскроя. В последнем случае транспортер перемещает не отдельные сортименты, а раскряжеванные хлысты или бревна, сортируемые в зависимости от схемы их раскроя.

Поперечные транспортеры разделяют на транспортеры с загрузкой нижних ветвей (рис. 93, а) и с загрузкой верхних ветвей (рис 93, б).

В поперечных транспортерах с нижней рабочей ветвью (рис. 93, б) сортименты определенного размера проваливаются в соответствующие этим размерам люки и поступают в вагонетки-лесонакопители. Вместо вагонеток под люками могут быть отводящие устройства в виде продольных транспортеров.

Для сортировочной установки, работающей с загрузкой верхних ветвей использован многоцепной поперечный транспортер без захватных устройств. Число цепей и их взаимное расположение зависят от дробности сортировки и разницы в длинах сортиментов. Перед подачей на сортировочную установку торцы сортиментов с одной стороны (в данном случае слева) выравниваются. На пути движения сортиментов расположены открытые люки, имеющие разную длину. Сортировка осуществляется по возрастающим длинам. Сброшенные в люки сортименты поступают на выносные транспортеры.

При транспортировки круглых и пиленных лесоматериалов на короткие расстояния могут использоваться роликовые транспортеры (рольганги).

Для транспортирования пиломатериалов применяют гладкие цилиндрические ролики диаметром 0,12…0,15 м и длиной 0,4…0,5 м (при однорядном перемещении лесоматериалов). Рольганги для круглых лесоматериалов в целях точной ориентации по оси транспортера оборудуют коническими роликами, которые для лучшего сцепления с лесоматериалами делают рифлеными.

Сменную производительность сортировочных транспортеров рассчитывают по формуле

,

где  – время смены;

 – коэффициент использования рабочего времени, равный ;

 – коэффициент загрузки транспортера, равный ;

 – скорость перемещения ветвей транспортера, которая берется из характеристики данного типа транспортера; она колеблется в пределах от 0,7 до 0,95 м/с;

 – объем сортимента;

 – соответственно для продольных транспортеров средняя длина сортимента, для поперечных – расстояние между захватными устройствами, а при отсутствии захватных устройств – среднее расстояние между соседними сортиментами.

Поскольку сортировочные транспортеры работают, как правило, в поточных линиях, их производительность должна соответствовать производительности другого технологического оборудования в данной линии (раскряжевочных установок, погрузочных средств и т.д.)

3.2.4.2Штабелевка и погрузка лесоматериалов. Штабелевкой на лесных складах предусматривается создание запасов лесоматериалов в связи с неравномерностью поступления древесного сырья на нижние склады и отгрузки продукции потребителю после обработки и переработки древесного сырья. Таким образом, штабелевка позволяет обеспечить равномерную работу поточных линий, участков и отдельных цехов.

После обработки древесины штабелевка выступает как промежуточная операция между сортировкой и отгрузкой.

Поскольку штабелевка является, по сути, разгрузочной операцией, только лесоматериалы укладываются не на лесовозный транспортер, а на штабелевочные места или эстакады, то для ее выполнения используются те же технические средства, что были рассмотрены в подразделе 3.1. Это мостовые, консольные, консольно-козловые краны, а также канатные установки (береговые склады) и агрегаты на базе тракторов.

Часть технических средств используется как для штабелевки, так и для погрузки. Достаточно широко для этого на нижних складах используются башенные краны типа КБ-572 (грузоподъемностью 10 т) и БКСМ-14ПМ2 (грузоподъемностью 5 т).

Башенные краны относятся к стреловым. Основой башенного крана является портал, стойки которого опираются на четыре ходовые тележки, перемещающиеся по рельсам. На портале устанавливается башня, завершающаяся поворотной головкой. К поворотной головке крепится стрела и противовесная консоль. Вдоль стрелы на катках перемещается грузовая тележка вместе с захватным устройством в виде крюка или грейфера.

Башенные краны имеют определенные преимущества в сравнении с другими кранами. За счет полноповоротной стрелы увеличивается использование территории склада и появляется большая возможность маневрирования при выполнении различных лесоскладских операций, в том числе погрузки и штабелевки.

При погрузке и штабелевке на нижних складах (с небольшим грузооборотом порядка 50 тыс. м³ в год) нашли также применение краны-манипуляторы и штабелеры. На базе трактора ТТ-4 создан полноповоротный погрузчик-штабелер ЛТ-72А с манипуляторным оборудованием и аналогичный погрузчик-штабелер КЛ-4, но на базе трактора ТДТ-55. С челюстным захватом применяется лесоштабелер ЛТ-33 на базе трактора ТТ-4. На приречных нижних складах с широким фронтом работ применяется штабелер ЛТ-163 на базе колесного трактора К-703. В конструкции агрегата ДТ-165 на базе трактора К-703 имеется полуприцеп, что позволяет ему выполнять не только штабелевочные, но и транспортные работы.

Сменную производительность кранов при штабелевке и погрузке лесоматериалов можно определить по формуле

,

где  – время смены;

 – коэффициент использования рабочего времени;

 – коэффициент использования грузоподъемности крана;

 – объем пачки;

 – суммарные затраты времени на выполнение машинных составляющих времени цикла;

 – суммарные затраты времени на зацепку и отцепку пачек.

Значение коэффициента принимается равным: с грейферным захватом при штабелевке , при погрузке ; со строительным комплектом при штабелевке , при погрузке .

Соответственно принимаются значения коэффициентов : при штабелевке ; при погрузке .

Расчетная продолжительность циклового времени при работе кранов различных марок составляет: при штабелевке мин.; при погрузке мин. Продолжительность цикла агрегатов, работающих на транспортно-штабелевочных работах, составляет при расстоянии транспортирования от 300 до 500 м – 10...16,5 мин.

3.2.4.3Учет лесоматериалов. Учет леса на нижних складах производится на трех этапах технологических процессов: при поступлении хлыстов или бревен с лесосеки и их выгрузке с лесовозного транспорта (учет сырья); при раскряжевке хлыстов на сортименты (учет вырабатываемой продукции); при отгрузке лесоматериалов в вагоны или передаче в сплав (учет поставляемой продукции).

Круглые лесоматериалы подвергаются обязательному учету, заключающемуся в определении их объема в плотной мере. Для определения объема лесоматериалов необходимо осуществить их обмер. ГОСТ 2292-88 предусматривает два основных способа учета. Первый способ заключается в поштучном обмере лесоматериалов с последующим вычислением объема каждого из них в плотной мере. Суть второго способа заключается в том, что лесоматериалы первоначально измеряются в складочной мере с последующим переводом в плотную меру через соответствующие коэффициенты полнодревности.

Поштучному обмеру и учету в плотной мере подлежат деловые сортименты длиной более 2 м, дрова длиной более 3 м и деловые сортименты длиной до 2 м включительно, предназначенные для лущения, строгания, выработки авиационных пиломатериалов, лыжных и ложевых заготовок, а также лесоматериалы всех ценных пород.

Деловые сортименты длиной до 2 м включительно, за исключением лесоматериалов для лущения, строгания, выработки авиационных пиломатериалов, лыжных и ложевых заготовок, а также лесоматериалов ценных пород независимо от толщины, подлежат измерению в складочной мере с последующим переводом в плотную меру. В складочной мере измеряются и дрова длиной до 3 м включительно.

В последнее время получил широкое распространение геометрический метод измерения объема лесоматериалов длиной более 2 м, а также короткомерных сортиментов, предназначенных для лущения, выработки лыжных и ложевых заготовок и других ценных сортиментов.

Правила геометрического метода измерения лесоматериалов транспортируемых в вагонах, регламентируется ОСТ 13-43-79.

Геометрический метод определения объема по габаритным размерам пучка или по периметру его поперечного сечения в соответствии с ОСТ 13-44-81 применяется для лесоматериалов, поставляемых потребителю сплавом. Геометрический метод применяют также для предварительного учета пачек хлыстов, укладываемых в запас. Такой метод менее трудоемок, но и менее точен.

Весовой метод определения объема лесоматериалов применяют в соответствии с ОСТ 13-59-82. Обычно взвешивание лесоматериалов производят в момент подъема или укладки пачек. Для этого к подвеске крана навешивается самопишущий динамометр. К объемному измерению переходят расчетным путем при помощи переводных коэффициентов.

Для перевода весовых единиц в объемные используют формулу

,

где  – объем груза;

 – масса груза;

 – коэффициент перевода;

Значение переводного коэффициента зависит от плотности древесины, ее породы и процентного содержания в пачке хлыстов березы. Возможно определение по весовым показателям хлыстов объема сортиментов, получаемых после раскряжевки хлыстов. В этом случае дополнительно учитывают процент отходов после раскряжевки. При отсутствии березы объем сортиментов определяют при переводном коэффициенте .

Однако, несмотря на простоту, весовой метод вследствие изменчивости влажности древесины и доли коры в каждой пачке имеет невысокую точность определения объема в плотной мере. Его применяют, главным образом, при поставке больших партий лесоматериалов одному потребителю, когда суммарная погрешность измерений сглаживается.

Короткие лесоматериалы длиной до 2 м учитывают при измерении штабелей (поленниц) в складочных кубометрах с последующим переводом в плотные кубометры через коэффициенты полнодревесности. Значения их приводились при описании устройства нижнего склада в подразделе 1.2 раздела 3.

Лесоматериалы длиной более 2 м измеряют поштучно в плотных кубометрах, а объем их определяют по таблицам в зависимости от длины сортимента и его диаметра в верхнем отрезе.

Автоматический учет круглых лесоматериалов можно выполнять, используя, например, устройство ЦЛР-12. С его помощью ведут учет движущихся на продольном транспортере бревен. В устройстве для этих целей применены параболическое зеркало и фотоприемник. Поступающие от датчиков сигналы в блоки позволяют с помощью электрических счетчиков определить диаметры бревен. С помощью этого устройства можно определять размеры бревен, что позволяет использовать его в системах управления процессами сортировки.

Лесоматериалы могут подвергаться маркировке. Марка наносится поштучно на торец лесоматериала. Маркируются сортименты длиной более 2 м и толщиной более 14 см. С меньшими размерами лесоматериалы (коротье) не маркируются. Марка характеризует назначение, сорт и толщину сортиментов. Назначение лесоматериалов выражается буквенными индексами, например, для кряжей: А – авиационные, Р – резонансные, К – шпальные и т.д.

Поштучная маркировка осуществляется на прирельсовых складах и береговых нижних складах с молевым сплавом. На береговых нижних складах с плотовым сплавом производится маркировка сплавных пучков.