Трелювання деревини, технологія, машини та пристрої

Трелювання – перміщення дерев, стовбурів або сортиментів від місця звалювання до верхнього складу чи відвантажувального пункту.

Необхідність цієї операції очевидна: лісовозними автомобілями і тим більше більше вузьколінійним транспортом неможливо забирати деревинну сировину безпосередньо від місця звалювання дерев – її попередньо необхідно зібрати. Мета трелювання – збір дерев, стовбурів чи сортиментів із відносно великої площі на спеціально підготовлені відвантажувальні майданчики або верхні склади біля лісовозних доріг.

Трелювання – особлива операція в технологічному процесі лісозаготівлі. На цю операцію припадає 25-30% трудозатрат з лісосічних робіт і до 10-12% всіх трудовитрат по комплуксу ліосзаготівельного виробництва. Трелювання належить до первинного транспортування деревинної сировини і разюче відрізняється від інших операцій. Машини які застосовують на трелюванні мають великі тягові зусилля, високу прохідність і характеризуються порівняно незначними швидкостями руху.

Існують різні засоби і способи транспортування. Застосування тих чи інших трелювальних засобів обумовлюється в першу чергу натурально-природніми умовами: рельєфом місцевості, несучою здатністю грунтів, запасом деревини на 1 га, середнім об`ємом стовбура, загальним запасом деревини на лісосіці, наявністю підросту і т. ін.

В даний час тракторами виконують понад 80% основного обсягу робіт з трелювання. Канатні установки, рідше гелікоптери, аеростати та гвинтостати застосовують для трелювання деревинної сировини з лісосік, розташованих у важкодоступній гірській місцевості. Але на сьогодні такі способи трелювання (крім канатних установок) знаходяться на стадії наукових досліджень і конструкторських напрацювань. У важкодоступних гірських умовах на трелюванні застосовують лісоспуски і навіть кінну (гужову) тягу.

Трелювання класифікують за такими ознаками:

- за видом вантажу, що переміщується – трелювання дерев, стовбурів, сортиментів;

- за способом трелювання – за верхівку, за відземок (комелеву частину);

- за положенням вантажу, що переміщується відносно землі – волоком, у півнавантаженому, півпідвішеному, в підвішеному і навантаженому стані;

- за конструкцією засобів для формування пачки – за допомогою чокерів, маніпуляторів чи щелепних захоплювачів.

Найбільше поширення одержало трелювання дерев і стовбурів у півнавантаженому стані (півволоком), коли один кінець пачки, що трелюється, навантажений на трелювальну машину, а інший – волочиться по землі. в міру впровадження нових машин на звалюванні і трелюванні деревинної сировини основним способом буде, очевидно, трелювання дерев за відземки, оскільки робота всіх лісозаготівельних машин буде основана на цьому способі. Сортименти трелюють у невеликих об`ємах – переважно в горах з густою мережею доріг загального призначення, при заготівлі спецсортиментів.

Переміщення заготовленої деревини в повністю навантаженому стані можливе при використанні для трелювання колісних тракторів з причіпами або потужних тракторів, що переміщують пачки дерев «на собі».

Для трелювання деревини застосовують трактори загального призначення зі спеціальним обладнанням так і спеціальні трактори.

Усі наявні трелювальні трактори з гідроманіпуляторами, пачковими захоплювачами і навантажувальними важелями здійснюють безчокерне трелювання дерев чи стовбурів за відземки в півнавантаженому стані. Весь комплекс безчокерного трелювання виконує один робітник – тракторист оператор.

Трелювальні трактори принципово відрізняються від звичайних (загального призначення). Вони мають відповідну будову, технічну характеристику, оснащені спеціальним технологічним обладнанням. Кабіна трелювального трактора зазвичай винесена до переду, що необхідно для розміщення на тракторі технологічного обладнання, розташування відземкового (верхівкового) кінця пачки, що транспортується, та кращого огляду місця трелювання трактористом.

Основні вимоги до трелювальних тракторів – їх висока прохідність, що забезпечує роботу практично на будь-яких лісових грунтах з подоланням перешкод, звичайних для умов лісосіки. Тому ходова частина трелювальних тракторів повинна мати підвищену міцність.

У даний час на лісозаготівельні підприємства (держлісгоспи) надходять гусеничні трактори ТДТ-55 (ТДТ-55А), ТТ-4 (ТТ-4А), та виготовлені на їхній базі трактори для безчокерного трелювання ТБ-1 (ТБ-1А), ЛП-18А і ЛТ-154, а також колісні трактори ЮМЗ-6 (ЮМЗ-8) з навісними трелювальними пристроями МТД (МТД-1М), ПТБ 0,3-0,55; ПТУ.

Фото. Трелювання деревини щелепним захоплювачем

Трактори ТТ-4 і ТТ-4М (клас тяги 4т) рекомендовано застосовувати в лісозаготівельних районах, де середній об’єм стовбура становить 0,4 м³ і більше. При середньому об’ємі стовбура до 0,4м³ застосовують трактори ТДТ-55 (клас тяги 3т). В останні роки намітилась тенденція до оснащення тракторами ТТ-4 (ТТ-4М) та їх модифікаціями, створеними на їх базі, також і тих регіонів, де деревостани відносно маломірні. В умовах лісосік де заготівлю ведуть сортиментами (розкряжування на місці звалювання) застосовують трактори типу МТЗ, ЮМЗ та Т-40 (клас тяги 0,5-1,5т).

На трелювальних тракторах встановлюють навісне технологічне обладнання, що дає змогу ефективно при повному виключенні ручної праці, виконувати прийоми пов’язані з підтягуванням, підніманням, переміщенням і розвантажуванням багатотонних лісових вантажів. Технологічне обладнання для трелювання тракторами вдосконалювалось впродовж декількох десятиліть. У початковий період застосування на трелюванні тракторами таким обладнанням служили ланцюги, гаки, конуси, гусеничні та аркові причіпи.

У даний час застосовують декілька різновидів технологічного обладнання, що включає дві принципово різні групи: для безчокерного, тобто повністю механізованого трелювання і для чокерного, при якому неможливо обійтись без застосування ручної праці. Технологічне обладнання для безчокерного трелювання поділяють, в свою чергу, на дві групи: для поштучного формування пачки (гідроманіпулятори, затискуючі коники, канатні затискувачі, навантажувальні важелі, платформи) і для трелювання заздалегідь підготовленої пачки (пачкові захоплювачі).

Фото. Трелювання деревини за допомогою чокерів

Для трелювання деревини на лісосіці використовують систему волоків, пасічних, магістральних, що найефективніше повинно забезпечити збирання сировини зі всієї площі. ця система волоків в тому чи іншому випадку розміщується за відповідною схемою. Головні фактори, що впливають на вибір схеми розміщення волоків, такі: рельєф місцевості, грунтові умови, характер лісонасадження, розміри лісосік, тип трелювального і навантажувального механізмів, вид лісовозного транспорту.

Схема розміщення трелювальних волоків чинить основний вплив на середню відстань трелювання L_ср і є головним показником при визначенні продуктивності трелювальних тракторів. Середньою відстанню трелювання вважають відстань переміщення деревини від центру розроблюваної ділянки лісосіки до місця відвантажування деревини на рухомий склад лісовозних доріг.

У практиці лісозаготівель застосовують різні способи розміщення трелювальних волоків на лісосіці.

Паралельна схема – з одним відвантажувальним пунктом. Лісосіку за цією схемою розбивають паралельними пасічними волоками, розміщеними перпендикулярно до лісовозного вуса, які з’єднуються магістральними волоками з відвантажним пунктом (верхнім складом). Пасіка має прямокутну форму і однакові розміри.

Цю схему доцільно застосовувати при трелюванні для розроблення невеликих лісосік із збереженням підросту, розробці лісосік з біологічним сушінням дерев на лісосіці, при поступових рубках. Перевага схеми у тому, що трактор працює протягом зміни як на пасічних так і на магістральних волоках; дуже просто при цьому розбивати лісосіки на пасіки і витримувати черговість розробки пасік.

За цією схемою середня відстань трелювання більша, ніж при інших і розраховується за формулою:

де: а – ширина лісосіки, м;

в – довжина лісосіки, м;

0,5 – відповідний коефіцієнт тяжіння від центру лісосіки до відвантажного пункту.

Схема широким фронтом – лісосіку розбивають паралельними волоками, розташованими перпендикулярно всього лісовозного вуса, навпроти кожної пасіки, або один пункт навпроти двох пасік. Цю схему доцільно застосовувати при наявності мобільних навантажувачів (наприклад, щелепних), спокійному рельєфі місцевості. Ця схема дозволяє скоротити відстань трелювання, зробити запаси деревини вздовж лісовозної дороги.

Середня відстань трелювання:

Діагональну, радіальну, а також віялову схеми частіше всього застосовують при розробленні лісосік в гірських умовах при трелюванні деревини канатними установками.

Середня відстань трелювання:

На вибір схеми трелювальних волоків, на їх ширину та довжину і передусім на їх розташування в плані щодо лісовозних вусів, загальний вплив мають такі чинники: форма лісосіки і її площа, метод господарювання, вік деревостану, загальний запас деревини на ділянці, організація та метод звалювання дерев і характеристика механізмів та машин, котрі застосовують на даній лісосіці.

Для підвищення продуктивності трелювальних тракторів, бажано щоб середня відстань трелювання для колісних тракторів не перевищувала 250 м, а для гусеничних тракторів 150 м.

Змінна продуктивність тракторів на трелюванні деревинної сировини визначається за формулою:

де: Т – тривалість зміни, хв.;

t_n.з. – підготовчо-заключний час, який використовується для підготовки механізму до роботи і його обслуговування на протязі зміни, хв.;

К – коефіцієнт використання трактора на протязі зміни (0,8-0,9);

Q_n – об’єм деревини в трелювальній пачці, м³;

t₁ – час на чокеровку і формування пачки, хв.;

t₂ – час руху трактора по трелювальному волоку з вантажем, хв.;

t₃ – час на розвантаження пачки, хв..;

t₄ – час руху трактора в зворотному напрямку (порожнім), хв..

Значна частина лісоексплуатаційної площі України має заболочені і сирі грунти або пересічений рельєф та гірські умови (Карпати). Лісосіки в таких умовах важкодоступні чи зовсім непрохідні для трелювальних тракторів. За таких умов застосування канатних установок не тільки доцільне, але і в багатьох випадках незамінне.

Трелювання деревинної сировини канатними установками виконується волоком, півпідвісними і підвісними способами.

Вибір способу трелювання залежить від рельєфу місцевості, ґрунтових умов, використання обладнання тощо. При трелюванні лісу волоком застосовують найпростішу однощоглову установку, а при трелюванні півпідвісним способом – канатні установки одно-, дво- і багатопрогінні, які оснащені проміжними опорами.

Кожна канатна установка складається із лебідки і різних пристроїв (канатів, блоків, щогл, кареток, відтяжок тощо) з використанням яких забезпечується надійне переміщення вантажу в заданому напрямі.