2.4.3Канатная трелевка

Чаще всего трелевку с помощью канатных установок используют в горных условиях и тогда, когда невозможна трелевка тракторами. Например, в заболоченной местности или при сильно пересеченном рельефе.

Значительная часть лесоэксплуатационной площади страны имеет заболоченные и сырые грунты или пересеченный рельеф. Лесосеки в таких местах труднодоступны или вовсе непроходимы для трелевочных тракторов. В этих условиях применение канатных установок не только целесообразно, но и во многих случаях незаменимо.

Трелевка леса канатными установками осуществляется волоком, полуподвесным и подвесным способами. Выбор способа трелевки зависит от рельефа местности, почвенно-грунтовых условий, используемого оборудования и т.д.

Применяемые на лесозаготовках канатные установки по конструкции подразделяются на установки без несущего и с несущим канатом. Причем установки с несущим канатом могут быть однопролетными и многопролетными, что определяется качеством опор, и иметь постоянно натянутый несущий канат или несущий канат с переменным натяжением.

Различают также 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.

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.

Канатные трелевочные установки содержат лебедки, мачты, несущие и тяговые канаты, устройства в виде кареток с подвесными крюками или кабельные краны упрощенной конструкции. Хлысты или деревья подвешиваются с помощью комплекта чокеров.

Трелевочные установки (УТК) предназначены для трелевки леса от пня к лесовозной дороге или волоку на сравнительно короткие расстояния. Одномачтовую канатную установку без несущего каната применяют при трелевке леса волоком (рис. 25). Основой установки служат лебедка, мачта из растущего дерева или искусственная, закрепленная оттяжками в один или два яруса, и концевые направляющие блоки. Особенность работы, одномачтовой канатной установки – перемещение волоком груза, находящегося далеко от мачты, передний конец которого по мере приближения к ней несколько поднимается над опорой, что позволяет избежать лобового сопротивления пачки.

Канатная установка работает следующим образом. Зачокерованные хлысты (деревья) прицепляются к грузовому канату, формируются в пачку, которая затем доставляется к погрузочному пункту и подается на погрузочную площадку. После отцепки пачки грузовой трелевочный канат с вспомогательными приспособлениями при помощи возвратного трелевочного каната подается снова на лесосеку к месту зацепки очередной пачки и весь цикл повторяется.

Кроме стационарных для трелевки леса в горной или заболоченной местности используют самоходные трелевочные канатные установки. Приводом таких установок является трактор. Они имеют сравнительно простую конструкцию и не требуют больших трудозатрат на монтажно-демонтажные работы.

Самоходная однопролетная канатная установка ЛЛ-25 (рис. 26) предназначена для трелевки леса при сильнопересеченном рельефе.

Установка состоит из трактора 1, оснащенного лебедкой 2 с канатоведущим шкивом, головной мачты 3, тягово-несущего каната 4, каретки 6. Головная мачта может быть передвижной, но может быть использовано и растущее дерево. В качестве базовых используются трелевочные тракторы ТДТ-55А или ТТ-4М. Канатоведущий шкив представляет собой барабан, ступица которого устанавливается на приводном валу тракторной лебедки. Поверхность шкива выполнена в виде желоба с параболическими участками рабочего профиля. Устройство, предназначенное для направления движения каната, установлено на щите трактора.

Работа установки производится следующим образом. Движением трактора вперед натягивается канатная система. Вращением канатоведущего шкива каретка подается на лесосеку. При движении трактора назад каретка опускается на землю, производится зацепка хлыстов. По сигналу рабочего движением трактора вперед производится натяжение несущего каната. После включения канатоведущего шкива каретка с пачкой перемещается к головной мачте. Ослабляя канатную систему, укладывают пачку на землю. Отцепка чокеров производится при полном ослаблении канатной системы.

Самоходная канатная установка ЛЛ-20 с тягово-несущим канатом предназначена для трелевки в подвешенном или полуподвешенном положениях. Применяется установка в горной или заболоченной местности. По конструкции и принципу работы установка ЛЛ-20 аналогична установке ЛЛ-25. В отличие от установки ЛЛ-25 установка ЛЛ-20 имеет искусственную складывающуюся головную мачту, которая смонтирована на тракторе.

Канатная установка МЛ-43 на базе трактора ТТ-4 предназначена для трелевки на расстоянии 350 м. Отличается от ЛЛ-25 она тем, что головная мачта смонтирована на тракторе и для привода установки применена четырехбарабанная лебедка, установленная на тракторе.

Транспортные канатные установки УТ используются для перемещения хлыстов или сортиментов с лесосеки на лесопогрузочный пункт или верхний склад. Ими также можно производить погрузку заготовленного леса на подвижный состав. Наибольшее распространение имеют в настоящее время установки ЛЛ-27, ЛЛ-29 и ЛЛ-30 (рис. 27), представляющие собой многопролетные кабельные краны с маятниковым движением каретки. Основные узлы установок: приводная лебедка, концевые и промежуточные опоры, каретка, канатно-блочная система. Если погрузка производится УТ, то дополнительно устраиваются погрузочные стрелы или упрощенный кабельный кран.

Принцип работы УТ заключается в следующем. Тяговым канатом каретка подается на лесосеку к месту прицепки пачки. Ослабляя грузоподъемный канат, опускают крюк и прицепляют пачку. Натяжением рабочего каната пачка поднимается и транспортируется на лесопогрузочный пункт или верхний склад. На погрузочном пункте грузоподъемный канат снова ослабляется, и пачка укладывается в штабель или на подвижной состав лесовозного транспорта.

После отцепки пачки каретку возвращают на лесосеку. В комплекте с трелевочными тракторами транспортные установки обеспечивают высокую производительность труда, меньше воздействуют на окружающую лесную среду, могут быть использованы на постепенных и выборочных рубках.

Трелевочно-погрузочные (ТПЦ) установки выполняют как трелевку, так и погрузку лесоматериалов на подвижной состав лесовозных дорог. Обе операции установки могут выполнять одновременно, независимо друг от друга. Эти операции либо совпадают, либо частично совпадают или вовсе не совпадают по времени.

Для полуподвесного и подвесного способов трелевки применяют универсальную канатную установку УК-1, имеющую несколько модификаций.

Установка УК-1P (рис. 28) 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 кареткой, включающей грузовую обойму с крюком и два балансира с катками. Тяговый канат крепится к корпусу каретки, огибает грузовой и направляющий блоки и навивается на грузовой барабан лебедки. Обратное движение каретки 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 с лесосеки хлысты или деревья канатная установка погружает на подвижной состав лесовозной дороги.

Трелевочно-транспортные установки (УТТ) трелюют лес от пня к несущему канату (не менее чем на 30 м), а затем осуществляют последующую его транспортировку в подвешенном состоянии. Они имеют несущий и тягово-грузоподъемный канаты и обеспечивают подтрелевку заготовленного леса к несущему канату с расстояния до 50 м и подвесную транспортировку леса на расстояние до 1200 м. УТТ применяются при сплошных и выборочных рубках в горной местности с резкопересеченным рельефом, крутыми склонами. Наибольшее распространение получили многопролетные установки. Перемещение леса по несущему канату возможно под действием собственного веса (на спусках) или при помощи тягового каната (на подъемах). Канатные установки унифицированы, что облегчает их эксплуатацию.

Многопролетная трелевочно-транспортная канатная установка ЛЛ-26Б (рис. 29) предназначена для полуподвесной трелевки сортиментов к несущему канату и транспортирования их в подвесном положении вниз вдоль склона к лесовозной дороге.

Канатная установка состоит из приводной лебедки 8, каретки 2, несущего 3 и тягово-грузоподъемного 4 канатов, концевых опор 7 и 11, промежуточных опор 5 и 6 с опорными башмаками, полиспаста 1. В качестве опор обычно используют растущие деревья, которые укрепляются растяжками. Промежуточные опоры располагаются через 250 ... 300 м и в местах перегиба трассы. Несущий канат подвешивается на высоте, обеспечивающей перемещение пачки без соприкосновения с землей. Натяжение несущего каната производится лебедкой при помощи полиспаста.

При трелевке леса на слабых заболоченных грунтах могут использовать одни лебедки, применяя в качестве мачт растущие деревья. Лебедку в этом случае устанавливают в центре делянки, энергозатраты на трелевку леса лебедкой меньше, чем у трактора, т.к. сама лебедка стоит на месте, и перемещаются только трелюемые деревья или хлысты.

Применение лебедок целесообразно при трелевке леса на слабых заболоченных грунтах. Однако в некоторых случаях лебедки могут конкурировать с тракторами и на плотных грунтах.

Трелевка лебедками имеет ряд преимуществ по сравнению с тракторной: независимость от грунтовых условий, более простая конструкция лебедки по сравнению с трактором, меньшие затраты энергии на трелевку (перемещаются только трелюемые деревья и канаты, а сама лебедка в отличие от трактора не перемещается).

Недостатки канатной трелевки заключаются в обязательной прямолинейности трелевочных волоков, что не позволяет огибать препятствия, участки молодняка, семенные деревья и куртины. К числу недостатков лебедок, применяемых на трелевке, относятся также сравнительная сложность и трудоемкость монтажно-демонтажных работ.

Для освоения горных лесов в некоторых зарубежных странах также применяют канатные установки. Так, в Канаде, США применяют установки для полуподвесной и подвесной трелевки. В основном это мобильные установки с лебедками и телескопическими (высотой до 33 м) или стреловыми мачтами. Монтируются они на прицепах или самоходных шасси. Базовый механизм может быть колесный или гусеничный. Установки имеют большую массу (40... 90 т) и эффективны при разработке лесосек с крупномерным древостоем.

Австрийская фирма GANTNER выпускает канатные установки для трелевки древесины грузоподъемностью 1,3, 5 и 8 тонн. Расстояние трелевки этими установками составляет, как правило, от 400 до 1800 м и может достигать 2500 м. Изготавливаются установки двух типов: гравитационные и с замкнутым тяговым канатом.

Гравитационные канатные установки применимы только в горной местности и работают на спуск, для чего минимальный уклон трассы должен быть не менее 15 %. Прицепка и отцепка бревен возможна в любой точке трассы. Груз транспортируется под действием собственного веса в подвесном положении, благодаря чему исключается повреждение древесины, почвы и подроста. По конструкции они аналогичны установкам ЛЛ-26Б. Приводная лебедка устанавливается в верхней части трассы. Принцип работы этих установок такой же, как ЛЛ-26Б, работающей на спуск.

Канатные установки с замкнутым тяговым канатом предназначены для трелевки древесины в равнинной заболоченной местности, а также для транспортировки ее через реку или с острова на берег на большие расстояния. Установки оснащены основной грузовой кареткой с автоматикой включения и выключения и вспомогательной, которая движется на некотором расстоянии от основной.

В Чехии выпускаются самоходные канатные установки LARIX 550 и LARIX ЗТ для первичного транспорта заготовленной древесины в полуподвесном или подвесном положении в равнинной и горной местности. Для привода и транспортировки канатной установки применяется сельскохозяйственный колесный трактор мощностью 50…75 кВт, на который сзади навешены искусственная металлическая мачта и приводная лебедка (рис. 30). Канатная система состоит из несущего, тягового, грузоподъемного и вспомогательного канатов. Грузовая каретка устроена так, что сформированная и поднятая пачка автоматически фиксируется на требуемой высоте под несущим канатом. Управление движениями грузовой каретки также автоматизировано. Каретка радиоуправляемая.

Развитие канатной трелевки направлено на создание более легких и подвижных самоходных установок с мини-мачтами высотой 16... 18 м. Такие установки эффективны при работе в средних насаждениях, на крутых склонах, при освоении молодых насаждений, при проведении рубок ухода и др. В качестве базового механизма могут быть использованы поворотные краны на гусеничном или колесном ходу. Установки могут быть оборудованы механическими захватами для бесчокерной трелевки.

Применяются радиоуправляемые каретки, обеспечивающие подтаскивание лесоматериалов к несущему канату до 100 м с каждой стороны. Представляют также интерес установки, оснащенные видеотелевизионными системами. Система передает изображение процесса захвата деревьев (хлыстов, бревен) на телевизионный экран, расположенный в кабине оператора.

Производительность канатных установок рассчитывают по формуле, используемой для расчета производительности трелевочных тракторов. В цикловое время , равное

,

входят элементы:  – время формирования пачки деревьев или хлыстов;  – время, затрачиваемое на подтаскивание крюковой обоймы к месту присоединения пачки и на перемещение пачки по волоку к несущему канату;  – время отсоединения пачки;  – время движения пачки по трассе несущего каната и время холостого хода каретки.

Производительность канатных установок близка к производительности трелевочных тракторов.