СПОСОБ КАНАТНОЙ ТРЕЛЕВКИ ДРЕВЕСИНЫ Российский патент 2013 года по МПК A01G23/00 B61B7/00 

Изобретение относится к технологии и технике лесозаготовок и может быть использовано лесозаготовительными и лесохозяйственными предприятиями, производящими заготовку древесины посредством сплошных рубок преимущественно в равнинных условиях.

Для осуществления лесозаготовок производят подготовительные работы по подготовке лесосек к рубке, устройство волоков, погрузочных пунктов и другие работы, предусмотренные технологическим процессом заготовки древесины. При осуществлении технологических операций производят срезание, повал деревьев или срезание, повал деревьев и обрезку сучьев, а подготовленную в результате указанных операций древесину в виде деревьев, хлыстов или сортиментов трелюют с площади разрабатываемой лесосеки к погрузочным пунктам. При осуществлении лесозаготовительных процессов в равнинной местности, как правило, используют ручной, бензиномоторный инструмент, валочные машины, валочно-пакетирующие машины, валочно-сучкорезно-раскряжевочные (харвестеры), а также тягово-транспортные средства (гусеничные или колесные) с трелевочным оборудованием, погрузчики.

Однако при трелевке древесины тягово-транспортными средствами более половины энергии, затрачиваемой ими, расходуется на перемещение по грунтонесущей поверхности самого транспортного средства и на колееобразование, что приводит к нерациональным энергозатратам на трелевку древесины и значительному нарушению экологии лесной среды в особенности в условиях слабонесущих грунтов.

Части этих недостатков лишен технологический процесс по заготовке древесины с трелевкой ее с лесосеки посредством канатных установок.

Основные технологические операции при канатной трелевке древесины с площади разрабатываемой лесосеки заключаются в монтаже на этой лесосеке канатной установки с головной мачтой и тыловой мачтой, в монтаже трособлочной системы с несущим, тяговым возвратными канатами, соединенными с грузонесущим рабочим органом с чокерами для прицепки древесины, и последующей ее трелевке в полуподвесном или подвесном положении к погрузочному пункту в зону размещения головной мачты (SU, авторское свидетельство, N 688360, кл. B61B 7/00, 1979).

Установка для реализации описанного технологического процесса содержит головную и тыловую мачты, лебедку с тяговым и возвратным канатами, направляющие блоки с опорами для их установки, грузонесущий рабочий орган. Максимальное расстояние трелевки, осуществляемое данными установками, ограничено высотой мачт, параметрами установки по рейсовой нагруженности грузонесущего рабочего органа.

Известен также технологический процесс канатной трелевки древесины с разрабатываемой лесосеки, заключающийся в трелевке с пасеки разрабатываемой лесосеки древесины в полуподвесном или подвесном положении по трассе несущего каната трособлочной системы, размещенной между расположенными с противолежащих сторон пасеки тыловой и головной мачтами, последняя из которых смонтирована на самоходном шасси, ориентированном в поперечном направлении к продольной оси пасеки, в штабелировании древесины на погрузочном пункте в зоне позиционной стоянки самоходного шасси (см. канатную установку МЛ-139 (см. http://www.mir-lzm.ru/; патент US №4440305, публ. 1984 г.).

Данные технологические процессы реализуются при разработке лесосек на склоновых поверхностях, а также при разработке лесосек со слабонесущими грунтами, предпочтительно, переувлажненными, что обеспечивает необходимые лесохозяйственные требования по экологичности производства лесозаготовительных работ.

Однако при реализации данных технических решений канатная трелевка древесины осуществляется:

- при значительном количестве монтажных и демонтажных работ, вследствие фиксирования анкерными растяжками самоходного шасси для устойчивости и ориентирования головной мачты в направлении трассы трелевки древесины;

- с постоянной необходимостью выбора достаточно высоких и прочных деревьев для устройства тыловых мачт и весьма трудоемкого ручного монтажа на них направляющих блоков и рабочих канатов.

В результате значительно снижается эффективность и производительность технологического процесса, что существенно при значительных площадях разрабатываемых лесосек, особенно, со слабонесущими грунтами.

Известен технологический процесс канатной трелевки древесины, заключающийся в трелевке с пасеки разрабатываемой лесосеки лесоматериалов в полуподвесном состоянии по трассе несущего каната трособлочной системы, размещенной между расположенными с противоположных сторон пасеки тыловой и головной мачтами, последняя из которых смонтирована на стреле гидроманипулятора, установленного на поворотной платформе самоходного шасси, ориентированного в поперечном направлении к продольной оси пасеки, в штабелировании на погрузочном пункте в зоне позиционной стоянки самоходного шасси стрелеванных лесоматериалов (см. журнал Лесопромышленник, №1(2), рис.1.45, публ. январь-февраль 2009 г., в том числе на сайте http://www.Lesopromyshlenmk.ru//).

Указанное техническое решение выбрано в качестве ближайшего аналога заявляемого изобретения.

Использование при данной канатной трелевке древесины самоходного шасси с головной мачтой, смонтированной на стреле гидроманипулятора, установленного на поворотной платформе, обеспечивает снижение трудозатрат по ориентации головной мачты в направлении трассы несущего каната трособлочной системы и по сравнению с выше приведенными техническими решениями не требует фиксации самоходного шасси анкерными растяжками.

Однако при реализуемой технологии:

- не предусматривается возможность трелевки лесоматериалов со значительных площадей пасек и при значительных дистанциях трелевки, что особенно существенно при разработке лесосек на слабонесущих грунтах;

- трелевка лесоматериалов со следующей пасеки требует нового полнообъемного монтажа направляющих блоков канато-блочной системы на следующей тыловой опоре, размещаемой на этой пасеке.

Данные недостатки в целом снижают эффективность и производительность процесса.

Технический результат изобретения состоял в повышении эффективности и производительности работ при канатной трелевке древесины с разрабатываемых лесосек на слабонесущих грунтах.

Для достижения поставленного технического результата предложен способ канатной трелевки древесины, заключающийся в трелевке с пасеки разрабатываемой лесосеки лесоматериалов в полуподвесном состоянии по трассе несущего каната трособлочной системы, размещенной между расположенными с противоположных сторон пасеки тыловой и головной мачтами, последняя из которых смонтирована на стреле гидроманипулятора, установленного на поворотной платформе самоходного шасси, ориентированного в поперечном направлении к продольной оси пасеки, в штабелировании на погрузочном пункте в зоне позиционной стоянки самоходного шасси стрелеванных лесоматериалов, при этом после заполнения штабеля лесоматериалов на позиционной стоянке самоходного шасси его при ослаблении натяжения канатов трособлочной системы перемещают на следующую позиционную стоянку в поперечном направлении к данной пасеке и при последующем натяжении канатов трособлочной системы производят трелевку лесоматериалов по трассе несущего каната, переориентированной под острым углом к предыдущей его трассе, с формированием штабеля лесоматериалов на погрузочном пункте в зоне следующей позиционной стоянки шасси, при этом трелевку лесоматериалов и их штабелирование при каждой позиционной стоянке самоходного шасси осуществляют при постоянной позиции тыловой мачты, зафиксированной на продольной оси пасеки якорными растяжками в соответствии с трассой ориентирования несущего каната при первой позиционной стоянке самоходного шасси.

Согласно изобретению, тыловую мачту размещают на основании, перемещаемом относительно грунтовой поверхности лесосеки.

Согласно изобретению, при полном накоплении штабелей лесоматериалов на погрузочном пункте пасеки при полном ослаблении канатов тыловую мачту и самоходное шасси с головной мачтой перемещают в поперечном направлении к следующей пасеке, при этом первую позиционную стоянку самоходного шасси с головной мачтой осуществляют на границе следующей пасеки, смежной с внутренней границей предыдущей пасеки, а стоянку тыловой мачты устраивают на конце продольной оси новой пасеки.

Согласно изобретению, трелевку лесоматериалов со следующей пасеки и штабелирование их на погрузочном пункте данной пасеки осуществляют при последовательном перемещении самоходного шасси от указанной ее границы к границе последующей пасеки и с угловой переориентацией трасс несущего каната при фиксированном положении тыловой мачты относительно этой пасеки лесосеки, соответствующем первой позиционной стоянке самоходного шасси на ней.

Согласно изобретению, в качестве основания для размещения тыловой мачты используют санное основание, перемещение которого с тыловой мачтой производят с использованием лебедки ручного привода, устанавливаемой на следующей пасеке.

В результате реализации изобретения значительного повышается эффективность технологического процесса при трелевке древесины со значительных площадей разрабатываемых лесосек и, что особенно важно, в условиях слабонесущих грунтов:

- за счет увеличения площади пасеки, доступной для трелевки древесины и объема стрелеванных лесоматериалов с каждой стоянки канатной установки с одновременным образованием на погрузочном пункте пасеки штабеля стрелеванной древесины длинной на всю ширину пасеки, что позволяет производить необходимые технологические операции на погрузочном пункте без технологических простоев канатной установки;

- сокращается объем необходимых монтажно-демонтажных работ при передислокации канатной установки в последующие соседние пасеки.

При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений, имеющих аналогичную заявляемому техническому решению совокупность признаков, обеспечивающих реализацию заявленного технического результата, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решении критериям изобретения: «новизна», «изобретательский уровень», что и подтверждается нижеприведенным описанием изобретения.

Изобретение поясняется графическими материалами, где на:

рис.1 приведена принципиальная схема канатной трелевки древесины с разрабатываемой лесосеки;

рис.2 - общий вид технологического оборудования, используемого при канатной трелевке древесины с разрабатываемой лесосеки.

Для трелевки древесины с разрабатываемой лесосеки используют мобильную канатную установку, которая содержит:

самоходное шасси 1 (предпочтительно, гусеничное), оборудование которого содержит, имеющийся на поворотной платформе гидроманипулятор 2 (используемый в составе лесозаготовительных машин). На стреле гидроманипулятора 2 устанавливают головную мачту 3, лебедку 4 привода трособлочной системы, направляющие блоки для тягового, несущего и возвратного канатов, которые смонтированы на головной мачте 3 и тыловой мачте 5. Тыловая мачта 5 установлена на санном основании 6, что обеспечивает возможность ее перемещения по грунтовой поверхности лесосеки. Для перемещения тыловой мачты 5, предпочтительно, используют ручную лебедку 7. Трособлочная система оснащена грузонесущим рабочим органом в виде каретки с грузовым канатом и комплектом чекеров 8.

В состав оборудования канатной установки входит также система якорных растяжек 9 и 10 соответственно для фиксации тыловой мачты 5 на разрабатываемой лесосеке и для постоянной фиксации головной мачты 3 относительно самоходного шасси при его позиционной стоянке.

Размещение головной мачты 3 на стреле гидроманипулятора 2, имеющегося на поворотной платформе гусеничного шасси 1, обеспечивает ориентацию головной мачты в направлении трассы трелевки древесины.

Мобильная канатная установка комплектуется также устройствами дистанционного управления грузовой кареткой и радиосвязи (на рис. не показаны).

Применение дистанционных радиоуправляемых систем обеспечивает управляемость канатной установкой при значительном удалении от оператора канатной установки чокеровщика, выполняющего прицепку лесоматериалов к грузовому канату каретки.

Технологический процесс канатной трелевки осуществляют в следующей последовательности:

- разрабатываемая лесосека разбивается на пасеки 11, предпочтительно, прямоугольной формы, на которых осуществляют подготовку древесины в виде деревьев, хлыстов или сортиментов с направлением их ориентации под острым углом к продольной оси пасеки. Заготовку древесины на пасеках при разработке лесосек со слабонесущими грунтами в летний период осуществляют с использование ручных бензиномоторных пил, если применение лесозаготовительных машин невозможно по условиям проходимости техники.

При разработке лесосек с одной стороны пасеки устраивают подъездной путь для перемещения канатной установки и подъезда лесовозного транспорта, вдоль которого, со стороны разрабатываемой лесосеки, оборудуется погрузочный пункт с подштабельными местами и тупиковыми заездами. Ширину погрузочного пункта задают не менее средней высоты древостоя на разрабатываемой лесосеке, а длину принимают равной ширине разрабатываемой пасеки.

Самоходное шасси 1 с головной мачтой 3 устанавливают на подъездном пути в зоне внешней границы 12 пасеки 11, первой относительно последующих перемещений самоходного шасси 1.

На стороне пасеки, противоположной подъездному пути, устанавливают тыловую мачту 5 с фиксацией ее анкерными растяжками 9. Тыловую мачту 5 устанавливают на продольной оси симметрии I-I пасеки. На направляющих блоках головной мачты 3 и тыловой мачты 5 монтируют канаты трособлочной системы и каретку с грузовым канатом и чокерами.

С пасеки разрабатываемой лесосеки трелюют предварительно заготовленную древесину в виде деревьев, хлыстов или сортиментов в полуподвесном состоянии по трассе 13 несущего каната трособлочной системы, размещенной между расположенными с противоположных сторон пасеки тыловой 5 и головной 3 мачтами, последняя из которых смонтирована на стреле гидроманипулятора 2, установленного на поворотной платформе самоходного шасси 1, ориентированного в поперечном направлении к продольной оси пасеки. Стрелеванные лесоматериалы штабелируют на погрузочном пункте в зоне первой позиционной стоянки самоходного шасси.

После заполнения штабеля лесоматериалов на позиционной стоянке самоходного шасси 1 его при ослаблении натяжения канатов трособлочной системы перемещают на следующую позиционную стоянку в поперечном направлении к данной пасеке и при натяжении канатов трособлочной системы производят трелевку древесины по трассе 14 несущего каната, переориентированной под острым углом «α» к предыдущей его трассе 13, с формированием штабеля лесоматериалов на погрузочном пункте в зоне этой позиционной стоянки шасси (рис.1). Перемещение самоходного шасси на очередную позицию осуществляется по мере заполнения штабеля под несущим канатом или для освобождения фронта работ, осуществляемых на погрузочном пункте.

Трелевку и штабелирование древесины с пасеки при каждой позиционной стоянке самоходного шасси 1 осуществляют при постоянной позиции тыловой мачты 5, зафиксированной на лесосеке якорными растяжками 9 в соответствии с трассой ориентирования 13 несущего каната при первой позиционной стоянке самоходного шасси.

После того как вся древесина с пасеки 11 стрелевана при полном ослаблении натяжения канатов, тыловую мачту 5 (посредством ручной лебедки 7) и самоходное шасси с головной мачтой 3 своим ходом перемещают в поперечном направлении к следующей пасеке 15(11) разрабатываемой лесосеки. Перемещение самоходного шасси с головной мачтой на следующую пасеку 15(11) осуществляют к ее границе 16, смежной с внутренней границей предыдущей пасеки 11. Трелевку древесины со следующей пасеки 15(11) и штабелирование ее на погрузочном пункте данной пасеки осуществляют при последовательном перемещении самоходного шасси от указанной ее границы 16 к границе последующей пасеки с угловой переориентацией трасс несущего каната и фиксированном положении тыловой мачты относительно этой пасеки лесосеки, соответствующем первой позиционной стоянке самоходного шасси на ней.

Стрелеванную древесину на погрузочном пункте при необходимости обрабатывают или в необработанном виде грузят (с помощью погрузочных средств) на лесовозный транспорт для вывозки к местам потребления.

Таким образом, при реализации данного изобретения повышается эффективность и производительность технологического процесса при канатной трелевке древесины при значительных площадях разрабатываемых лесосек со слабонесущими грунтами или в труднодоступной местности и достигается:

- снижение сезонной неравномерности заготовки и вывозки древесины в лесозаготовительной отрасли за счет вовлечения в рубку лесосек со слабонесущими грунтами и в труднодоступной местности, освоение которых в летний период тракторными трелевочными средствами не представляется возможным по условиям проходимости;

- снижение экологического ущерба лесной среде за счет сохранения почвенного покрова и подроста ценных лесных пород при полуподвесной канатной трелевке древесины и уменьшения площади, занимаемой трелевочными волоками за счет увеличения ширины пасеки;

- снижение энергетических затрат на трелевку древесины по сравнению с тракторными средствами трелевки, так как исключается перемещение трелевочного средства по лесосеке и колееобразование на слабонесущих грунтах.

Способ заключается в трелевке с пасеки разрабатываемой лесосеки лесоматериалов в полуподвесном состоянии по трассе несущего каната трособлочной системы, размещенной между расположенными с противоположных сторон пасеки тыловой и головной мачтами. Головная мачта смонтирована на стреле гидроманипулятора, установленного на поворотной платформе самоходного шасси, ориентированного в поперечном направлении к продольной оси пасеки. Стрелеванные лесоматериалы штабелируют на погрузочном пункте в зоне позиционной стоянки самоходного шасси. После заполнения штабеля лесоматериалов на позиционной стоянке самоходного шасси его при ослаблении натяжения канатов трособлочной системы перемещают на следующую позиционную стоянку в поперечном направлении к данной пасеке и при натяжении канатов трособлочной системы производят трелевку лесоматериалов по трассе несущего каната, переориентированной под острым углом к предыдущей его трассе. Формирование штабеля лесоматериалов на погрузочном пункте осуществляют в зоне следующей позиционной стоянки шасси. Трелевку лесоматериалов и их штабелирование с пасеки при каждой позиционной стоянке самоходного шасси осуществляют при постоянной позиции тыловой мачты, зафиксированной на лесосеке якорными растяжками в соответствии с трассой ориентирования несущего каната при первой позиционной стоянке самоходного шасси. Способ повышает эффективность и производительность технологического процесса при канатной трелевки лесоматериалов при значительных площадях разрабатываемых лесосек со слабонесущими грунтами. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ канатной трелевки древесины, заключающийся в трелевке с пасеки разрабатываемой лесосеки лесоматериалов в полуподвесном состоянии по трассе несущего каната трособлочной системы, размещенной между расположенными с противоположных сторон пасеки тыловой и головной мачтами, последняя из которых смонтирована на стреле гидроманипулятора, установленного на поворотной платформе самоходного шасси, ориентированного в поперечном направлении к продольной оси пасеки, в штабелировании на погрузочном пункте в зоне позиционной стоянки самоходного шасси стрелеванных лесоматериалов, при этом после заполнения штабеля лесоматериалов на позиционной стоянке самоходного шасси его при ослаблении натяжения канатов трособлочной системы перемещают на следующую позиционную стоянку в поперечном направлении к данной пасеке и при натяжении канатов трособлочной системы производят трелевку лесоматериалов по трассе несущего каната, переориентированной под острым углом к предыдущей его трассе, с формированием штабеля лесоматериалов на погрузочном пункте в зоне следующей позиционной стоянки шасси, при этом трелевку лесоматериалов и их штабелирование с пасеки при каждой позиционной стоянке самоходного шасси осуществляют при постоянной позиции тыловой мачты, зафиксированной на лесосеке якорными растяжками в соответствии с трассой ориентирования несущего каната при первой позиционной стоянке самоходного шасси.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что тыловую мачту размещают на основании, перемещаемом относительно грунтовой поверхности лесосеки.

3. Способ п.1, отличающийся тем, что после того, как вся древесина стрелевана с пасеки на погрузочный пункт, тыловую мачту и самоходное шасси с головной мачтой при ослаблении натяжения канатов перемещают в поперечном направлении к следующей пасеке разрабатываемой лесосеки, при этом первую позиционную стоянку осуществляют на границе следующей пасеки, смежной с внутренней границей предыдущей пасеки.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что трелевку древесины со следующей пасеки и штабелирование на погрузочном пункте данной пасеки осуществляют при последовательном перемещении самоходного шасси от указанной ее границы к границе последующей пасеки с угловой переориентацией трасс несущего каната и фиксированном положении тыловой мачты относительно этой пасеки лесосеки, соответствующим первой позиционной стоянке самоходного шасси на ней.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве основания для размещения тыловой мачты используют санное основание, перемещение которого с тыловой мачтой производят с использованием лебедки ручного привода, устанавливаемой на следующей пасеке.