Лесозаготовки и лесной транспорт

Рассмотрено подъемно-транспортное оборудование, необходимое для проведения переместительных операций для осуществления технологических процессов лесопромышленного производства. Приведены методические указания и справочные материалы для самостоятельной работы над курсовой работой, а также для подготовки к практическим занятиям по дисциплине «Подъемно-транспортные машины и механизмы лесопромышленного комплекса».

Формализованное описание процесса строительства, включающее перечень работ, порядок их выполнения, характеристику взаимосвязей между работами, особенности технологии ведения работ, реализуется в организационно-технологических моделях. Наиболее полное математическое описание имеют сетевые модели. Однако у сетевого моделирования строительного потока есть серьезные недостатки. С помощью сетевой модели можно достаточно точно отобразить только взаимосвязь специализированных дорожных потоков при расчленении объекта на участки, равные по величине сменным захваткам. Такие графики эффективны при планировании дорожных работ и оперативном управлении ими в небольшом плановом периоде (декаде, месяце). При укрупнении сетевой модели для перспективного планирования потока нарушается адекватность отображения реального строительного процесса. В разрабатываемых в настоящее время так называемых обобщенных сетевых моделях совмещение процессов и обеспечение их непрерывности достигаются введением связей между работами, которые характеризуются временными параметрами, принимающими любые, в том числе отрицательные значения. Сложность математического описания этих моделей затрудняет их использование при решении оптимизационных задач. Цель – разработка математической модели и алгоритма расчета оперативного регулирования задела при строительстве лесовозных автомобильных дорог. Предложена модель комплексного объектного потока, в которой дискретный характер имеет время работы потока. Это условие реализуется в модели путем деления планового периода работы комплексного потока на равные промежутки времени – интервалы планирования. На основе классификационной схемы задач календарного планирования, а также анализа существующих экономико-математических моделей и методов можно дать следующую характеристику модели комплексного дорожно-строительного потока: модель календарного планирования, разрабатываемая с целью определения оптимальных заделов по элементам дорожной конструкции, является детерминированной (на 1-й стадии), дискретной во времени технологической моделью, в терминах «объемов» – с переменными скоростями ведения работ.

Формирование сети трелевочных волоков при выполнении рубок ухода и выборочных рубок в спелых и перестойных древостоях снижает производительность древостоев в результате разрубки коридоров и механической деформации почвогрунтов в процессе перемещения трелевочной техники. Снижение плотности трелевочных волоков при селективном изреживании древостоев достигается подтрелевкой древесины к волокам мини-тракторами, работающими под пологом древостоя. Такая возможность обеспечивается габаритами и маневренностью мини-тракторов, соответствующими густоте формируемого древостоя. Возможность и целесообразность применения мини-тракторов должны определяться с учетом экологических, социальных и экономических критериев. В качестве наиболее информативного критерия для оценки эффективности трелевочного мини-трактора при выборе схемы его перемещения рассмотрена часовая производительность, максимум которой, при прочих равных условиях, достигается при формировании полной загрузки и минимальной величине холостого хода. В качестве вариантов перемещения мини-трактора при работе под пологом древостоя рассмотрены схемы с ходами между смежными пасечными волоками, с челночными ходами, параллельными пасечному волоку, и с ходами, перпендикулярными пасечному волоку. Ограничениями по использованию схем являются крутизна маневрирования при заданных габаритах мини-трактора, длина трелюемых лесоматериалов и густота древостоя. Рекомендации по использованию схем перемещения учитывают соотношение грузоподъемности мини-трактора, крупномерности вырубаемых деревьев и возможности формирования полногрузного пакета при минимальном расстоянии перемещения.

В статье ретроспективно рассматриваются становление и развитие лесозаготовительной отрасли в Уральском регионе. На фоне технического прогресса, который можно условно разделить на три этапа, отслеживается связь соответствующей техники и технологий лесозаготовок с лесообразовательным процессом на вырубках. Упоминаются некоторые факты нормативного и организационного характера в сфере пользования лесом, позволяющие сблизить интересы лесного хозяйства и лесоэксплуатации. Первый этап (с начала промышленного освоения лесов и до 1930 г.) характеризуется применением куренных рубок и вывозкой заготовленной древесины гужевым транспортом. Уже в этот период осознается необходимость сохранения хвойного подроста предварительной генерации в процессе лесосечных работ и его роль в формировании будущих насаждений. Второй этап (с 1930 г. по 1970 г.) связан с приходом на лесозаготовки чокерных тракторов. В этот период постепенно происходит совершенствование способов рубок и технологий лесозаготовок в сторону сохранения и воспроизводства хвойных насаждений. Так, узкопасечная технология разработки лесосек с трелевкой хлыстов за вершину обеспечивает сохранность до 80 % хвойного подроста предварительной генерации в пасеках от его исходного количества в древостое. Внедряются упрощенные чересполосно-пасечные (П.В. Алексеев) и длительно-постепенные рубки (А.В. Побединский). Начало третьего этапа относится к началу 1970-х гг. и связано с появлением многооперационной лесозаготовительной техники. Это по отношению к традиционной технике не только повысило производительность труда, но и увеличило на 27…58 % площадь волоков и на 16…23 % отпад оставшихся после рубки тонкомерных деревьев. Приведены литературные данные, показывающие многократное увеличение интенсивности водной эрозии после применения тяжелой лесозаготовительной техники по сравнению с нетронутыми участками и ее негативное влияние на некоторые другие гидрологические свойства лесных почв. Высказано предположение о развитии класса специализированной малогабаритной техники, способной осуществлять выборочные рубки под пологом леса.

Методические указания разработаны на основе многолетних исследований Института леса Карельского научного центра РАН и долгосрочных наблюдений за ходом роста насаждений после проведения сплошных, выборочных и постепенных рубок в осушаемых лесах Карелии. Они являются дополнением к существующим федеральным «Правилам заготовки древесины» (2007), учитывают положение Лесного кодекса Российской Федерации, региональную специфику лесоводственно-экологических условий осушаемых лесов.

В монографии приводится анализ конструкций и параметров роторных рабочих органов лесохозяйственных и полевых машин, на основании которого, с использованием системного подхода, разработана концепция конструирования. Приводятся результаты функционального анализа, дается классификация рабочих органов по технологическому способу взаимодействия с предметом труда. Получен алгоритм поиска конструктивных решений. Предложены основные принципы конструирования. Рекомендуется конструкторам лесных и сельскохозяйственных машин.

В монографии приводится анализ конструкций и параметров роторных рабочих органов лесохозяйственных и полевых машин, на основании которого, с использованием системного подхода, разработана концепция конструирования. Приводятся результаты функционального анализа, дается классификация рабочих органов по технологическому способу взаимодействия с предметом труда. Получен алгоритм поиска конструктивных решений. Предложены основные принципы конструирования. Рекомендуется конструкторам лесных и сельскохозяйственных машин.