Використання комбінованого гравітаційного спуску деревини на схилах Карпат

Размещено на http://www.allbest.ru/

Використання комбінованого гравітаційного спуску деревини на схилах Карпат

Вступ

У будь-якій галузі національного господарства транспорт посідає важливе місце у виробничому процесі, потребує значних матеріальних і трудових витрат. Тим паче у лісовій галузі, яка характерна передусім важкими умовами експлуатації транспортних засобів.

Відомо, що переміщення деревини від місця звалювання (тобто від пня) до відвантажувального майданчика має назву трелювання (Shkiria, 2003; Kyi, Mahura & Koliadzhyn, 2017). Специфіка цієї операції полягає в тому, що доводиться переміщати лісоматеріали (дерева, стовбури, сортименти) по лісосіці, де немає жодних доріг, можуть бути складні ґрунтово-рельєфні умови (гориста місцевість, болотисті ґрунти тощо). Окрім цього, треба пам'ятати, що дерево, як предмет праці, має порівняно великі вагові, що вимірюються тоннами, і геометричні, що вимірюються десятками метрів, параметри. Все це призводить до того, що на цій операції використовують потужну, високопрохідну техніку. І зараз в Україні здебільшого на трелюванні застосовують трелювальні трактори (Shkiria, 2003). А це негативно впливає на довкілля, завдає багато шкоди, що виражається у заподіянні механічних пошкоджень залишеним на корені деревам, а також ґрунтовому покриттю, спонукає до виникнення ерозійних процесів, особливо в гірських умовах (Styranivskyi & Styranivskyi, 2010).

Канатних установок, які можуть бути альтернативними засобами трелювання і які на сьогодні є екологічно безпечнішими механізмами порівняно з трелювальними тракторами під час трелювання деревини в гірських умовах, катастрофічно не вистачає. І причина нестачі цих засобів полягає в тому, що їх не виробляють в Україні, а зарубіжні аналоги є відносно дорогими, що унеможливлює їх придбання підприємствами галузі.

Постановка завдання. Потрібно зазначити, що трелювання деревини стає ще проблемнішою операцією, якщо доводиться виконувати її в гірських умовах, під час виконання рубок, пов'язаних із формуванням та оздоровленням лісів, або ж в разі потреби трелювання малої кількості лісоматеріалів, наприклад, під час вирубування групи всохлих дерев з метою локалізації процесу всихання деревостану. У такому випадку нам видається доцільним використати лотковий спуск деревини (йдеться про трелювання в гірських умовах), застосувавши для цього пластикові лотки (Kyi & Koliadzhyn, 2016).

Застосування для спуску деревини в гірських умовах лотків є відомою вже технологією. Однак поява нових матеріалів та виготовлення з них лотків, зокрема пластикових, дає змогу по-новому глянути на цю технологію і застосувати її для гравітаційного спуску деревини без заподіяння шкоди довкіллю.

Спосіб використання пластикових лотків для спуску короткомірних лісоматеріалів під час розроблення сухостійних насаджень у Карпатах наведено в попередніх дослідженнях (Kyi & Koliadzhyn, 2016; Kyi, Mahura & Koliadzhyn, 2017), які завантажуються в лоток вручну. Щодо спуску довгомірних, то виникає проблема із їх завантаженням, а також безпосередньо із самим їх спуском. Адже пластикові лотки, на відміну від дерев'яних чи земляних, є пружнішими елементами, що під час спуску довгих і важких колод може призвести до поломки лоткової системи, особливо в місцях стикування лотків або ж просто "вискакування" лісоматеріалу із

Схему запропонованого візка показано на рис. 1. Візок складається із рами 1, яка опирається на колісну пару 2 звичайних пневматичних коліс. До рами 1 кріпиться кронштейн 9, на якому встановлюється опорне колесо 3 кулеподібної форми. Так,візок є стійким, оскільки має три точки опори. Кронштейн 9 кріпиться до рами 1 жорстко, що забезпечує при повороті опорного колеса поворот візка. На рамі 1 встановлюються також поперечини 4 із обмежувачами 5 для забезпечення можливості транспортування на візку лісоматеріалів 6, як показано на рис. 1. У верхній частині обмежувачі 5, після завантаження деревини на візок, стягуються ланцюгом 7 для забезпечення стійкості пакета під час руху та унемож- ливлення його розсипання.

Візок встановлюється так, щоб опорне колесо 3 знаходилося в пластиковому лотку 8. Під час руху візка (він спускається разом із пакетом деревини вниз по схилу під дією гравітаційних сил) опорне колесо 3 рухається по лотку 8, скеровуючи рух візка.

На нашу думку, лоткові системи транспортування деревини на схилах Карпат, як одного із найбільш екологічно чистого і найдешевшого способу транспортування деревини, особливо, якщо назріла нагальна потреба прибирання невеликої кількості деревини, можна успішно використовувати. При цьому для ефективної експлуатації лоткових лісотранспортних систем потріб- лотка. Тому це питання потребує ґрунтовного дослідження та інженерного вирішення.

Викладення основного матеріалу дослідження

трелювання деревина лісорозробка гравітаційний спуск

Для вирішення проблеми спуску довгомірних лісоматеріалів пропонуємо застосувати комбінований гравітаційний спуск. Його суть полягає в тому, що короткомір- ні лісоматеріали передбачається спускати по пластико- вій лотковій ситемі, а довгомірні - за допомогою одно- вісного візка, що опирається на опорне самокерівне колесо. Воно рухається по лотку і в цьому випадку наявна лоткова система слугуватиме напрямним елементом, який скеровує рух візка у відповідному напрямку. Опорне самокерівне колесо повинно бути таким, щоб максимально заповнити переріз лотка і цим самим звести до мінімуму його поперечні рухи, унеможливлюючи вискакування колеса із напрямного візка. но передбачити раціональне, з точки зору технологічних аспектів і безпечної експлуатації, облаштування лоткової транспортної системи.

Рис. 1. Візок для гравітаційного спуску деревини: 1) рама; 2) колісна пара; 3) опорне колесо кулеподібної форми; 4) поперечина; 5) обмежувальні стояки (обмежувачі); 6) пакет лісоматеріалів; 7) ланцюг; 8) пластиковий лоток; 9) кронштейн

Одну з можливих технологічних схем розробки лісосіки з використанням комбінованого лоткового спуску деревини показано на рис. 2.

Розроблення лісосіки за цією схемою відбувається так. Лісосіку розбивають на пасіки. Звалювання дерев починають із підніжжя схилу на першій пасіці. Операцію виконують два робітники. Робітники звалюють дерева, очищують їх від гілок та розкряжовують на сортименти. Збір деревини до лотка, за цією схемою, відбувається за допомогою мотолебідки із синтетичним канатом, яка є досить зручна і ефективна в експлуатації. Можливий також варіант збирання деревини і за допомогою коней чи інших механізмів. Деревину укладають в пакети вздовж лотка - окремо довгомірну і окремо ко- роткомірну.

Однією із найвідповідальніших операцій є встановлення лоткової транспортної системи. Лоткову магістраль потрібно встановити, щоб забезпечити рух колоди в допустимих за швидкістю межах. Тобто необхідно, щоб колода рухалася до кінцевої точки і при цьому не сталося її "вискакування" із лотка. Тому у визначених місцях, де швидкість колоди може збільшуватися під час ковзання вище від критичної, потрібно передбачитинаступну колоду. Так продовжується до повного спуску всіх колод.

Рис. 2. Технологічна схема розробки лісосіки з використанням комбінованого лоткового спуску: 1) лісосіка; 2) пасіка; 3) бензопила для звалювання; 4) звалене дерево; 5) сортименти; гальмівні ділянки - поворот лоткової системи у плані, влаштування "східчастої" траси, влаштування механічного гальма. Сам монтаж лоткової траси є легким і швидким, оскільки лотки виконані із легкого пластикового матеріалу і з'єднуються між собою спеціальними замками. У кінці лоткової траси ставлять спеціальний відбійний брус для гасіння швидкості колоди.

У кінцевій точці, колоди, після їх повної зупинки, відкочують і штабелюють вручну або можна використати автоштабелер-навантажувач. Згодом сортименти укладають у штабелі, після чого завантажують на автопотяг і транспортують на подальше перероблення.

Після спуску короткомірних сортиментів по встановленому попередньо лотку, розпочинають спуск довгомір- ної деревини з використанням візка. Спуск починають із нижньої частини схилу. Візок підтягують до пакету лісоматеріалів за допомогою мотолебідки і встановлюють так, щоб пластиковий лоток знаходився між колісною парою візка, а опорне колесо 3 (див. рис. 1) знаходилося в лотку. Візок утримується у верхній точці схилу механічним гальмом, встановленим на колісній парі візка, а також за допомогою утримувального канату.

Для завантаження візка передбачено встановити на нього завантажувальну систему, яку розробили науковці кафедри ЛПВ ЛД НЛТУ України, що захищена патентом (Tsymbaliuk, 2011). Після завантаження візка та закріплення на ньому вантажу, візок спускають вниз по схилу, регулюючи його рух утримувальним канатом. Внизу схилу, на наватажувальному майданчику, візок розвантажують і витягують знову на схил до пакету довгомірних сортиментів. Потім цикл повторюється.

Перелік використаних джерел

1.Kyi, V. V., & Koliadzhyn, I. F. (2016). Usage of Plastic Chute Systems for Primary Transportation of Timber. Scientific Bulletin of UNFU, 26(1), 238-244. https://doi.org/10.15421/40260150

2. Kyi, V., Mahura, B., & Koliadzhyn, I. (2017). Impact of timber conditions and bluntness ratio of splitting wedge on maximum splitting effort. Materialy VVII MiedzynarodowejKonferencji Naukowej, Uzytkowanie maszyn rolniczych i lesnych badania naukowe i dydaktyka, (pp. 22-24). Shkiria, T. M. (2003). Tekhnolohiia i mashyny lisosichnykh robit. Lviv: UkrDLTU, "Triada plius". 352 p. [In Ukrainian].

3.Styranivskyi, O. A., & Styranivskyi, Yu. O. (2010). Pryrodookhoronni zasady transportnoho osvoiennia hirskykh lisovykh terytorii. Lviv:

Размещено на Allbest.ru