ВЛИЯНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ ЛЕСОСЕЧНЫХ МАШИН НА ПОЧВУ. Работа №20977

Д.И. Павлова, Е.С. Белопухова

ВЛИЯНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ ЛЕСОСЕЧНЫХ МАШИН НА ПОЧВУ

Считается, что решение проблемы технологической и лесоводственной оценки воздействия машин на почву находятся на стыке двух наук – грунтоведения и почвоведения. Механические процессы, происходящие в лесных почвах под воздействием лесозаготовительной техники, подчиняются основным законам механики грунтов. В биологическом отношении воздействие машин на почву оценивается по законам почвоведения.

При обычной эксплуатации лесозаготовительной техники, тяговых расчетах, определении проходимости и т.д. принято рассматривать воздействие машин на почвенно-грунтовые условия без разделения на грунты и почвы. Различие между грунтами и почвами является условным.

Лесосека представляет особый случай, когда несущий слой, на котором работают машины, разделить на грунты и почву невозможно. В этом нет и необходимости, поскольку основой механики грунтов являются исследования деформаций, которые получает грунт под воздействием нагрузок, в том числе и от движителей машин, что в полной мере относится к условиям лесосеки.

Воздействие лесосечной машины на почвенный покров предлагается оценивать тремя показателями: удельным давлением, площадью "следа", оставленного машиной при единичном проходе и количеством (повторяемостью) таких проходов. С увеличением числа проходов по одному следу воздействие возрастает, что приводит сначала к разрушению растительного слоя, затем к образованию колеи, глубина которой увеличивается с ростом числа проходов. Интенсивность увеличения глубины определяется свойствами почвы. Установлено, что после концентрированной рубки леса происходит три различных вида уплотнения: физическое, вторичное и экологическое.

Вся лесозаготовительная техника создавалась для лесной промышленности при полном игнорировании лвсохозяиственных требований, совершенствование ее сопровождалось утяжелением агрегатов. Помимо отрицательного воздействия на напочвенный покров и почву все более проблематичным становится сохранение подроста. Преимуществом многооперационных машин зарубежного производства (харвестеры на заготовке сортиментов и форвардеры на их вывозке) являются высокие производительность и степень механизации труда. Колесный ход обеспечивает высокую маневренность и способность работать под пологом леса при проведении несплошных рубок. Ориентировка на заготовку сортиментов позволила сделать машины более легкими, лучше управляемыми, с меньшим расходом энергии на 1 м3 заготавливаемой древесины, с более высокими скоростными показателями, повышенными эргономическими качествами. Скандинавская колесная техника, по сравнению с отечественной гусеничной, имеет большее удельное давление на грунт.

В скандинавских странах на малых по объему рубках ухода нашли применение лесохозяйственные агрегаты, созданные на базе мотовездеходов. Фирмами Vimek и Skogma создан агрегат Minimaster 4WD, состоящий из мотовездехода с двигателем 480 см3 и 4-х колесного прицепа грузоподьемностью 4000 кг. Для последнего времени практически все вездеходы выпускались с колесной формулой 4×4. На ряде фирм, в частности Polaris, начат выпуск машин с ходовой системой 6×6. Отмечается трансформирование вездеходов в минитракторы. Устанавливается капот над двигателем, грузовой кузов, однорядное сидение для водителя и пассажира, дуги ограждения и т.д. Смещение влево рулевой колонки.

Рис. 1. Лесохозяйственный агрегат Vimek Minimaster 101 на вывозке древесины

Среднегодовая продолжительность использования гусеничной мини-машины составляет 150 дней.

Около 60% предприятий, эксплуатирующих эти машины, применяют метод заготовки леса, заключающийся в разработке части какого-либо участка с подтаскиванием в этот же рабочий день сортиментов к волоку и укладкой их в штабель. В 25 случаях из 100 подтаскивание ведут лишь по окончании разработки всего участка (например, в буреломных насаждениях). В обоих случаях валка и первичная обработка отделены от операции подтаскивания.

С целью повышения эффективности использования мини-машины на многих предприятиях к каждой машине прикрепляют 2 или 3 рабочих, систематически подменяющих друг друга на подтаскивании сортиментов. Однако практика показывает, что система в составе мини-машины и одного рабочего более производительна.

К недостаткам зарубежных трелевочных мини-машин (в частности, моделей «Железный конь», «Голиаф» и «Вол») относятся не совсем удачное исполнение ручки штанги и рычага управления, невысокая скорость движения по ледяному и снежному покрову, повышенная нагрузка на переднюю часть при движении без груза, неудобное расположение точек смазки и большая масса прицепа.

Учитывая перечисленные недостатки в России АО «Рыбинские моторы» совместно с НИИ транспортного машиностроения в конце прошлого века была создана отечественная мини-машина. Отечественная машина выполнена с возможностью обеспечения управления ею как с земли, так и с удобного сидения.

Рис.2. Схема управления малой универсальной лесной машины:

а – с земли; б – с сидения на раме

Для универсализации созданной мини-машины предусматривается выпуск шлейфа машин и орудий. В его состав включается полуприцепы для перевозки самой машины, сортиментов длиной до 6,0 м, различных грузов и модулей с оборудованием, в том числе манипуляторов, миниэкскаватора и т.п. Для агрегатирования мини-машин с лесохозяйственными машинами и орудиями создана навесная система и гидропривод с выносным гидромотором для привода рабочих органов.

В результате организации серийного производства малой универсальной лесной машины и шлейфа агрегатируемого с ней технологического оборудования лесное хозяйство получит простое надежное средство, позволяющие механизировать операции по уходу за лесом, лесовосстановлению и защите леса от пожаров. Данная машина по универсальности использования будет значительно превосходить зарубежные аналоги.

Использование лесных мини-машин на лесосечных работах повышает экологичность их проведения, и, во многих случаях, является единственно возможным средством машинизации лесозаготовительного производства по лесоводственно-экологическим требованиям.