2.7.2Машины и технологическое оборудование для погрузки древесины

Рассмотрим машины и технологическое оборудование для погрузки древесины на лесосеке в порядке, указанном в предыдущем подразделе.

Лесопогрузчики челюстные могут быть перекидные и фронтальные. Значительный объем всех погрузочных работ на лесосеке приходится на перекидные челюстные погрузчики, которые иногда называют просто челюстные лесопогрузчики. Широкое распространение челюстных погрузчиков можно объяснить рядом их преимуществ по сравнению с другими погрузочными средствами. К таким преимуществам можно отнести полную механизацию труда, маневренность и автономность. Это создает благоприятные условия для сокращения расстояний трелевки, организации многосменной работы, образования запасов древесины у трасс лесовозных дорог.

Челюстные погрузчики устанавливают на гусеничных тракторах, хотя в принципе, не исключается возможность использовать для них и колесные тракторы, например, типа К-700.

На лесосеке наибольшее применение получили челюстные погрузчики ПЛ-1В на базе трактора ТДТ-55 и ЛТ-65Б на базе трактора ТТ-4 с несколько большей грузоподъемностью и высотой подъема. Имеется аналогичная конструкция челюстного погрузчика на базе трактора Т-130 – ПЛ-3.

Устройство и работу челюстного лесопогрузчика можно рассмотреть на примере ПЛ-1В (рис. 59).

ПЛ-1В – лесопогрузчик челюстной перекидного типа предназначен для погрузки заготовленных хлыстов и сортиментов на подвижной состав лесовозного транспорта в условиях лесосеки со средним объемом хлыста 0,4 м³. Лесопогрузчик монтируется на тракторе ТДТ-55А, с которого сняты погрузочный щит и лебедка. К раме трактора шарнирно установлена стрела с верхней неподвижной челюстью, нижней поворотной челюстью с механизмом поворота и механизмом поворота стрелы, состоящим из двух основных гидроцилиндров и одного среднего вспомогательного гидроцилиндра. Для увеличения продольной устойчивости трактора передние натяжные колеса гусениц заменены на опорные катки. Механизм поворота стрелы и трансмиссия трактора сверху закрыты кожухом, а крыша кабины – стальным листом с козырьками фар.

При работе погрузчика оператор опускает поворотную челюсть и подводит ее под хлысты (деревья), производится захват и формирование пачки. Поднимая пачку в верхнее положение, оператор задним ходом перемещает лесопогрузчик к лесовозному усу для погрузки на транспорт. Подъем пачки и перенос ее через кабину трактора производится поворотом стрелы. При погрузке стойки стрелы наклоняются, и пачка соскальзывает на подвижный состав. При этом поворотная челюсть захвата постепенно открывается.

После загрузки автолесовоза оператор погрузчика с водителем лесовоза производят бензопилой обрезку вершин и сучьев, выступающих за габарит, и обвязку воза посередине стропом из стального каната, чтобы при движении комли коротких хлыстов не выпали под лесоавтопоезд. Затем груженый лесоавтопоезд отправляется в рейс.

Лесопогрузчик ЛТ-65Б на базе трактора ТТ-4М используют при разработке лесосек со средним объемом хлыста 0,4 м³ и выше. На тракторе ТТ-4М-01 устанавливается оборудование челюстного погрузчика ЛТ-188, который отличается от ЛТ-65Б кабиной с повышенной комфортностью, имеет более высокую производительность и надежность.

Фронтальные челюстные погрузчики в сравнении с перекидными меньше используют на лесосечных работах. Лесопогрузчик фронтального типа может только поднимать и опускать груз. Для погрузки древесины на лесовозный транспорт он должен каждый раз разворачиваться с грузом на площадке или же совершать прямолинейные движения через лесовозную дорогу. Погрузка с разворотом создает неудобства в работе, ухудшает устойчивость лесопогрузчика, приводит к разрушению погрузочной площадки. При погрузке переходом через лесовозную дорогу снижается производительность лесопогрузчика из-за увеличения протяженности ходов и требуется многократное перемещение лесовозного транспорта при его загрузке. Поэтому такие лесопогрузчики, как правило, применяются на нижних лесных складах.

В основном отечественные фронтальные лесопогрузчики созданы на базе колесного трактора К-70З: ЛТ-163А, ЛТ-195, ЛТ-197-2. Устройство таких лесопогрузчиков следующее. Технологическое оборудование состоит из портала, рамы, стрелы, челюстного захвата, ограждения и гидрооборудования. Портал устанавливается неподвижно на задней полураме трактора и является основным несущим элементом технологического оборудования. Рама соединяется с порталом на осях с возможностью перемещения в вертикальной плоскости и предназначена для установки на ней стрелы с челюстным захватом. С ее помощью увеличена высота подъема груза. Стрела установлена шарнирно с рамой и предназначена для подъема и опускания челюстного захвата в процессе выполнения технологических операций. Работы по штабелевке и погрузке на транспортное средство включают набор пачки сортиментов, транспортировки ее к месту погрузки или укладки в штабель. Для набора пачки сортиментов машину необходимо подать задним ходом к лесонакопителю или к штабелю, опустить стрелу до упоров на задней полураме трактора, а челюсть захвата до уровня грунта, поднять прижим в крайнее верхнее положение и выполнить движение таким образом, чтобы максимально заполнить челюсть. Затем попеременно производить поворот челюсти и закрытие прижима, благодаря чему происходит полное заполнение захвата. После заполнения захват поворачивается в сторону каби­ны до упора, после чего гидроцилиндрами подъема стрелы устанавливается в транспортное положение. При погрузке лесоматериалов на транспортное средство или штабелевке необходимо поднять стрелу на максимальную высоту, повернуть захват в положение разгрузки и, по возможности, ближе подъехать к объекту. Если позволяет высота разгрузки, стрела опускается и постепенно открывается прижим захвата. Для увеличения высоты погрузки при переносе через стойки коников транспортного средства необходимо осуществить перемещение рамы, на которой установлена стрела с захватом.

В Канаде, Швеции и некоторых других странах на погрузке древесины ограниченно применяются в основном челюстные лесопогрузчики фронтального типа на колесном ходу грузоподъемной силой от 100 до 250 кН, что обусловлено хорошей несущей способностью грунтов (рис. 60).

Для погрузки в условиях лесосеки лесоматериалов на лесовозные автопоезда наряду с челюстными лесопогрузчиками могут использоваться манипуляторные лесопогрузчики МПР-371, ПЛ-49, ЛТ-725.

Крановое оборудование лесопогрузчика манипуляторного типа состоит из неповоротной (основание) и поворотной платформы, манипулятора, на свободном конце которого шарнирно закреплен челюстной захват с упором, механизма вращения поворотной платформы, силовой установки, гидросистемы и кабины.

При погрузке древесины лесопогрузчиками манипуляторного типа автопоезд устанавливается сбоку штабеля, опускаются аутригеры. Процесс погрузки заключается в следующем. Пачка захватывается челюстным захватом и поворотом манипулятора укладывается на автопоезд. Процесс повторяется до полной загрузки. По окончании погрузки аутригеры убираются, манипулятор приводится в транспортное положение, и автопоезд отправляется в рейс.

Кроме специальных лесопогрузчиков манипуляторного типа выпускается дополнительное оборудование к машине ЛП-19 для погрузки лесоматериалов на лесосеке, включающее челюстной захват (ЛП-19П). ЛП-19П – лесопогрузчик манипуляторного типа, предназначен для погрузки и выгрузки, штабелевки и сортировки хлыстов, полухлыстов, долготья и бревен, а также различных видов длинномерных грузов. Грузоподъемность 3 т обеспечивается на вылете 8 м. Клыки грейфера установлены на опорном подшипнике и могут разворачивать груз на любой угол. При необходимости погрузчик может быть скомплектован специальными видами клыков для захватывания плит, кусковых отходов, сыпучих материалов и других видов грузов.

Автомобильные и тракторные стреловые краны при погрузке на лесосеке применяют реже, чем челюстные погрузчики. Имея сравнительно малую скорость подъема груза, стреловые краны не приспособлены к работе с такими громоздкими грузами, как хлысты и деревья. Поэтому целесообразно их использовать при штабелевке и погрузке сортиментов на лесовозный транспорт. Преимущественно применяют автомобильные краны. Если производить с помощью стреловых кранов погрузку на подвижной состав хлыстов или деревьев, то в этом случае предпочтительнее использовать тракторные стреловые краны. Они обладают высокой проходимостью и могут при погрузке подтаскивать древесину.

Во многих лесохозяйственных и лесозаготовительных предприятиях находят применение автомобильные стреловые краны, выпускаемые на базе стандартных автомобильных шасси. Такие краны имеют высокие скорости передвижения (до 50 км/ч), что позволяет их применять на объектах с небольшими объемами работ, находящихся на значительном удалении друг от друга. В и лесозаготовительных предприятиях автомобильные стреловые краны применяются в основном для выгрузки и погрузки различных хозяйственных грузов, при выполнении ремонтно-строительных работ и реже на погрузке и выгрузке лесоматериалов. Применяются в основном автомобильные стреловые краны общепромышленного назначения с механическим или гидравлическим приводом кранового оборудования.

Автомобильный стреловой кран состоит из шасси автомобиля и кранового оборудования, установленного на шасси. Крановое оборудование включает неповоротную и поворотную платформу, стрелу, выносные опоры, кабину управления и снабжено механизмами поворота платформы, подъема и опускания груза, подъема и опускания стрелы. Подъем и опускание груза и стрелы производится лебедками. Управление механизмами крана – из кабины управления, а выносными опорами – с пульта на неповоротной платформе. Использование выносных опор позволяет повысить устойчивость крана в процессе работы и его грузоподъемную силу.

Из автомобильных стреловых кранов, применяемых на лесосеке, можно выделить краны КС-2561 на базе автомобиля ЗИЛ-130 и КС-2562 – на базе автомобиля МАЗ-500. На базе трелевочного трактора ТДТ-55 выпускают кран КЛ-4, на базе трактора ТТ-4 – кран ЛТ-72А.

При вывозке древесины с мелких разрозненных лесосек наиболее эффективно для погрузки древесины применять навесное технологическое оборудование, устанавливаемое на автопоездах, что дает им возможность выполнять самопогрузку. Таким способом можно грузить и вывозить не только хлысты и деревья, но и сортименты, технологическую щепу. В этом случае улучшается использование рабочего времени, снижаются трудозатраты на погрузочные работы. Погрузка может осуществляться в любом месте лесовозной дороги.

Для самопогрузки на автопоезд на лесосеке используют два типа навесного оборудования – канатно-блочное оборудование с включением двухбарабанной лебедки и гидроманипулятор. Канатно-блочное оборудование устанавливается на базе автомобиля ЗИЛ-131 (автопоезд ЛТ-25), а гидроманипулятор – на базе автомобиля КамАЗ с прицепом или с прицепом-роспуском. В качестве гидравлического лесопогрузочного крана используется кран финской фирмы «Фискарс».

Самозагружающимся лесовозным автопоездом называется лесовозный автомобиль, оснащённый специальным навесным оборудованием для погрузки на автолесовоз на лесосеке хлыстов или сортиментов. При необходимости таким лесоавтопоездом можно производить и выгрузку доставленной древесины на нижнем складе или у потребителя. В настоящее время получили применение самозагружающиеся лесовозные автопоезда, оснащённые стреловыми гидравлическими лесопогрузочными кранами-манипуляторами. Такой лесопогрузочный кран крепится на раме лесовозного автомобиля в трёх точках и может устанавливаться за кабиной автомобиля (рис. 61) (чаще всего), на конце рамы (рис. 62) (в автомобилях-сортиментовозах) или на отдельной консоли. В последнем случае кран после загрузки лесоавтопоезда можно оставить на лесосеке на месте загрузки, если расстояние вывозки большое и в пункте назначения имеется оборудование для выгрузки древесины с лесовоза. Это позволяет увеличить полезную нагрузку на автопоезд. После монтажа крана на автомобиле гидросистема крана подключается к гидравлическому насосу автомобиля. Гидравлический лесопогрузочный кран легко монтируется и демонтируется на автомобиле благодаря специальной конструкции опорной стойки.

Самозагружающиеся лесоавтопоезда получили широкое применение при освоении небольших по площади и территориально разбросанных лесосек, а также при проведении рубок ухода и постепенных рубок. При сплошных концентрированных рубках самозагружающиеся лесоавтопоезда менее эффективны, так как имеют меньшую полезную нагрузку на рейс из-за установки на них лесопогрузочных кранов. Кроме того, эти краны имеют высокую стоимость, а используются на погрузке эпизодически и коэффициент использования их низкий. Выбор стрелового лесопогрузочного крана-манипулятора для лесовозного автомобиля необходимо производить, исходя из вида вывозимой из лесосек древесины (сортименты хлысты) и ее крупности, так как чем больше грузоподъемная сила крана, тем больше его масса и стоимость. При вывозке сортиментов целесообразно использовать на самозагружающихся лесоавтопоездах стреловые гидрокраны-манипуляторы с подъемным моментом нетто 60…65 кН м и максимальным вылетом манипулятора до 7,5м.

Отечественной промышленностью выпускаются модели самопогружающихся лесовозных автопоездов. 53212 на базе автомобилей «КамАЗ», «Урал», «МАЗ», «Татра» и др. Для перевозки сортиментов длиной от 4 до 8 м используют оборудованные гидроманипуляторами автомобили сортиментовозы ТМ-45-03, ТМ-78-03, ТМ-79 и др., а для перевозки хлыстов и сортиментов длиной более 5 м лесовозный автомобиль ТМ-39 в составе автопоезда с прицепом-роспуском.

Несмотря на существенное преимущество самопогружающихся автопоездов, у них можно отметить и недостатки. В процессе транспортирования груза автопоезд перевозит дополнительный груз в виде навесного технологического оборудования, масса которого составляет до 10% номинальной грузоподъемности, что более существенно сказывается при увеличении расстояния вывозки. Наличие дополнительного навесного оборудования увеличивает также давление на грунт, изменяет в худшую сторону показатели устойчивости машин.

Для погрузки пачек и крупных пакетов древесины на лесных верхних складах используют канатные стреловые и мачтовые установки. С их помощью грузят пачки хлыстов или деревьев объемом, соответствующим грузоподъемности подвижного состава. Для погрузки применяют способ накатывания или натаскивания по наклонной эстакаде, а также подвешивания при помощи мачт или стрел пакета над лесовозным составом. Базовым является трелевочный трактор с лебедкой.

Упрощенные кабельные краны используются редко, в основном на верхних складах. С их помощью грузят пакеты с древесиной при подвешивании над лесовозным транспортом. В качестве кабельного крана может использоваться, например, кран трелевочно-транспортной установки ЛЛ-27 как самостоятельный или входить в ее состав. В последнем случае погрузка совмещается с трелевкой.

При определении производительности погрузочных устройств в отличие от расчетов производительности для большинства других лесосечных машин (валочных, трелевочных и т.д.) обязательно учитывается в затратах времени смены на простой время простоя по организационно-технологическим причинам, которые также можно регламентировать. Оно учитывает неизбежные простои из-за перерывов в подаче лесовозного транспорта. С учетом данных пояснений сменную производительность погрузочного средства определяют по формуле

,

где  – организационно-технологические перерывы; для лесовозных автомобилей оно принимается равным 115 мин, а для железнодорожного транспорта – 80 мин;

 – объем погружаемой пачки или пакета.

В качестве примера можно рассмотреть поэлементно время цикла для челюстного погрузчика

,

где  – время набора пачки;

 – время грузового хода погрузчика;

 – время укладки пачки;

 – время на поправку пачки;

 – время холостого хода погрузчика;

 – время на вспомогательную работу (переезд от штабеля к штабелю, опиловка вершин, осмотр пачки, определение места установки лесопоезда под погрузку и т.д.).

При среднем объеме пачки от 2 до 3,5 м³ время для одной пачки составляет от 2,5 до 5 мин – для челюстного погрузчика (для сравнения, для стрелового крана составляет 5...7 мин). Соответственно, сменная производительность челюстного погрузчика составляет 200...370 м³, а стреловых кранов – 80...150 м³.