2.6.1Условия применения и способы очистки деревьев от сучьев

Очистка деревьев от сучьев является сложной и трудоемкой операцией. Доля трудовых затрат на очистку деревьев от сучьев составляет 13 % в общем объеме затрат на лесосечных работах. Выбор места выполнения рассматриваемой операции и применяемого способа зависят от принятой схемы технологического процесса и наличия машин, механизмов и инструмента. С учетом сказанного, очистка деревьев от сучьев может производиться непосредственно на лесосеке, на лесопогрузочном пункте или на лесном нижнем складе.

При очистке деревьев от сучьев на лесосеке (пасеке) появляется возможность трелевать поваленную древесину в виде хлыстов, а срезанные сучья использовать: для укладки на волок с целью его укрепления, что имеет значение при разработке лесосек со слабой несущей способностью грунтов; для сохранения плодородия почвы за счет последующего разбрасывания их по площади лесосеки для перегнивания; для получения технологической щепы, используя в этом случае дополнительно передвижные рубительные машины типа ЛО-63А. Таким образом, при использовании обрезки сучьев на лесосеке должны решаться две основные задачи: максимальное сохранение лесной среды и максимальное использование всей биомассы дерева.

Более широко при производстве лесосечных работ очистка деревьев от сучьев применяется на лесопогрузочных пунктах. Когда деревья собираются в одном месте в большом объеме, легче не только механизировать, но и машинизировать данную операцию.

Наилучшие условия для очистки деревьев от сучьев можно создать на нижнем складе. Здесь можно использовать не только машины, но и поточные линии, т.е. создать наиболее благоприятные условия для механизации и автоматизации процесса. Однако при этом необходимо производить вывозку на нижний склад не хлыстов, а деревьев, что менее эффективно при их транспортировке. Кроме того, еще не найдены экономически выгодные способы использования лесосечных отходов, в данном случае сучьев, и пока выгоднее их оставлять на лесосеках. По этой причине преобладает очистка деревьев от сучьев именно там.

Очистка деревьев от сучьев может выполняться обрубкой (топорами), срезанием (пильными цепями, ножами, фрезами и резцами) и обламыванием (канатными петлями). Фрезерные устройства срезают сучья путем последовательного удаления ряда отдельных сучьев вращающимся многорезцовым инструментом (фрезой), а роторные – резцами, укрепленными на кольцевом вращающемся роторе. Пильные устройства копируют форму ствола, охватывая его поперечное сечение гибкой лентой пилы или совершая вращательно-поперечные перемещения пилы и ствола. Обламывающие устройства удаляют сучья за счет перемещения деревьев через препятствия, пригибающие и ломающие сучья, или при перекатывании пачки деревьев.

Операция очистки может производиться при поштучной обработке каждого дерева или групповой, когда очищаются сучья сразу на всех деревьях, сформированных в пачку. Способ очистки может быть ручной, механизированный и машинный.

При выборе способа очистки стволов от сучьев важно знать характер размещения сучьев, их количество на дереве и размеры. Наибольшее количество сучьев имеет ель и их количество пропорционально длине при диаметре ствола до 60 см. С дальнейшим ростом дерева за счет отмирания сучьев их количество уменьшается. С учетом сказанного, количество сучьев у ели составляет от 50 до 280. У сосны сучьев значительно меньше – в среднем от 10 до 18 и количество мало зависит от возраста. Примерно столько же сучьев у лиственных пород, но они более толстые и у них часто некоторые сучья превращаются во второй ствол («пасынок»). Основным параметром у сучьев, важным для процесса срезания, является их диаметр. У ели сучья небольшого диаметра, в среднем 5…6 см, такие же примерно у березы и более крупные у осины – в среднем 6…8 см. Однако у лиственных пород могут быть и более крупные сучья – до 20 см, а «пасынки» – и до 26 см.

При расчете производительности обрезки сучьев удобнее иметь сведения о суммарной площади срезаемых сучьев. Несмотря на разницу в диаметрах сучьев, суммарная их площадь среза мало зависит от породы дерева и существенно зависит от диаметра (табл. 1).

Таблица 1

Зависимость суммарной площади срезаемых сучьев от диаметра дерева

Примечание: большие значения – для ели, средние – для осины и березы и меньшие – для сосны.

До настоящего времени очистка деревьев от сучьев остается механизированной слабо и поэтому еще широко применяется ручной способ, при котором используются сучкорубные топоры. С их помощью тонкие сучья обрубаются в один прием, а более толстые – в два или три приема. В больших масштабах начинают применять механизированный способ, используя моторные инструменты в виде сучкорезок и бензопил. На концентрированных лесосеках при больших объемах работ используют специальные сучкорезные машины. Применение таких машин позволяет полностью исключить ручной труд на очистке деревьев от сучьев и существенно повысить производительность.

В настоящее время используют два способа протаскивания дерева при его поштучной машинной обработке. При первом способе протаскивающее устройство взаимодействует со стволом обрабатываемого дерева в одной или нескольких ограниченных зонах и совершает в процессе протаскивания возвратно-поступательное движение. Достоинство этого способа – возможность создания значительных усилий протаскивания, достигающих 100 кН, и отсутствие повреждений древесины элементами по всей длине ствола, за исключением зоны захвата. Однако для его реализации необходима значительная по длине направляющая балка или ферма, по которой перемещается захватное устройство, что увеличивает металлоемкость машин и снижает их маневренность. Кроме того, наличие в рабочем процессе периодов разгона и торможения подвижной каретки с обрабатываемым деревом обусловливает тяжелый режим работы протаскивающего устройства и не позволяет развивать скорость обработки деревьев свыше 2 м/с. Производительность машин, работающих по этому способу, снижается из-за холостых ходов.

Второй способ основан па контакте протаскивающего устройства с обрабатываемым деревом по всей длине ствола. Он реализуется с помощью вальцовых и гусеничных протаскивающих механизмов. Его применение особенно рационально в конструкции машин, предназначенных для заготовки хлыстов, поскольку при этом обеспечивается непрерывное протаскивание обрабатываемого дерева.

Устройства, работающие по этому способу, обладают большей компактностью и меньшей металлоемкостью. За счет непрерывного процесса обрезки сучьев обеспечивается наиболее легкий режим работы протаскивающего механизма машин, сокращается время протаскивания деревьев и повышается производительность.