Как валить деревья харвестером

Современный харвестер является главным образом одномодульным (однозахватным), то есть все операции (валка, обрезка сучьев, раскряжевка и обмер) осуществляется одной головкой, агрегатируемой на конце манипулятора за один прием. С рынков практически исчез распространенный раньше харвестер двухмодульный (двузахватный), имеющий на конце манипулятора только валочную головку, а вся дальнейшая обработка (обрезка сучьев, раскряжевка и обмер) выполнялась с помощью дополнительного агрегата, размещаемого на раме машины.

Вылет манипулятора обычно составляет около 10 метров, что позволяет прореживать пасеки шириной 20 метров. Тяжелый харвестер отличается тем, что у него чаще всего вылет стрелы короче (7-8 метров), так как устойчивости шасси обычно не хватает для перемещения тяжелой харвестерной головки и обработки крупных стволов на большом удалении.

Валку дерева харвестер начинает с подведения харвестерной головки к стволу дерева. Средние деревья харвестер валит одним сплошным пропилом, а вот на крупных деревьях он сначала совершает встречный пропил, поворачивает головку по оси ствола и делает завершающий пропил. При валке крупных деревьев необходимо создать валочный момент, для чего манипулятором дерево толкается в нужную сторону.

В зависимости от направления валки относительно машины валочная нагрузка придается поворотом, сгибанием или выдвижением манипулятора. Нагрузка обеспечивает валку в нужном направлении. Направленную валку завершают движением манипулятора и наклоном валочной головки. Управляется харвестер опытным оператором, который умеет использовать кинетическую энергию падающего дерева и начинает прогон ствола для обрезки сучьев и раскряжевки уже во время падения дерева. Одновременно манипулятор поворачивают в сторону окончательного места раскряжевки и складирования сортиментов. Однако не следует начинать прогон в момент удара дерева о землю, так как это может вызвать ошибку измерения длины или повредить механизмы харвестерной головки. При валке крупных деревьев безопасней всего освобождать захват головки от ствола на последней стадии валки, так как сильный удар падающего дерева вызывает толчок, который передается через металлоконструкцию манипулятора машине и оператору.

Фото 1. Современный харвестер представляет т.н. универсальную модель, способную работать на прореживаниях и рубках главного пользования

После того как харвестер повалил дерево, его перемещают на технологический коридор для дальнейшей обработки. Протаскивающее устройство харвестерной головки подает ствол вперед, сучки срезаются сучкорезными ножами. Обрезку сучьев с крупных стволов и обмер сортиментов оператор может ускорить перемещением харвестерной головки манипулятором в направлении вершины дерева. Этим он исключает проскальзывание вальцов протаскивающего устройства и обеспечивает правильность измерения. При традиционной рубке главного пользования порубочные остатки складывают на волоки под машину или рядом с ней,

чтобы при продавливании колеи можно было подложить дополнительный слой. Новая тенденция собирать порубочные остатки для производства энергии заставляет изменять схему заготовки на многих делянках. Для облегчения сбора порубочных остатков их не следует оставлять под колесами машин, а саму заготовку приходится прерывать для накопления достаточной массы отходов.

Для разделки ствола любой современный харвестер имеет измерительную автоматику, которая предлагает оператору оптимальную раскряжевку. Ствол перерезается сверху на бревна сплошными пропилами, создающими опасность появления сколов и трещин в нижней части ствола. Поэтому обрабатываемое дерево следует частично опирать об землю или наклонять стрелу манипулятора вниз при завершении разделки. В последнее время изготовители харвестеров стремятся внедрить при разделке автоматическое приспускание стрелы, которое, как показали испытания, реально снижает образование сколов.

Рисунок 1. При разделке ствола в нижней части сортимента и остатка ствола легко образуются трещины. Их можно избежать за счет опирания бревна на землю, увеличения скорости пиления и регулярного ухода за режущей цепью

При рубках главного пользования обычно применяют т.н. одностороннюю технику рубки, при которой машина продвигается вдоль края вырубаемого леса по 10-12 метров за один прием.

Валит деревья харвестер сбоку и спереди своего сектора и обрабатывает их на другой стороне. При двухсторонней технике лесозаготовки харвестер складывает сортименты по обеим сторонам волока. Одно- и двухсторонний способы образуют большое количество промежуточных вариантов, использование которых зависит от характеристик харвестера, предпочтений и навыков оператора машины. Например, при односторонней валке возможна работа по правому или по левому борту. Валка деревьев может происходить вперед или вбок.

Рисунок 2. На рубках главного пользования преобладает односторонняя техника, при которой харвестер валит деревья с полосы шириной 10-12 м и складывает сортименты на другую сторону от волокаа

При выборочных рубках удаляемые деревья чаще всего выбирает сам оператор харвестера. Сначала он убирает деревья, стоящие на пути движения, затем прореживает древостой по сторонам. Прореживание с волока можно производить четырьмя различными способами:

срезание, перенос манипулятором дерева в вертикальном положении на волок, валка, обрезка сучьев и раскряжевка на волоке;
валка на пасеке, подтаскивание к волоку, обрезка сучьев и раскряжевка на волоке;
валка с одновременным пакетированием к волоку во время падения, обрезка сучьев и раскряжевка;
валка, обрезка сучьев и раскряжевка на пасеке.

На выборочных рубках почти повсеместно применяют пасеки шириной 20 метров. Тогда при прокладывании волока харвестер способен прореживать лес на расстоянии 10 метров по обе стороны.

Расстояние между волоками может быть чуть больше или меньше 20 метров, а ширина пасеки должна оставаться в среднем не более 20 метров.

Оператору на харвестер следует планировать сеть волоков так, чтобы большая её часть была сквозной. Этим он сокращает общую дальность трелевки и избавляется от сложных участков. По мере необходимости от сквозного волока можно делать дополнительные ответвления. При рубках главного пользования волок прокладывается вдоль линии подготовленных пачек сортиментов, и расстояние между волоками обычно составляет 10-15 метров. Маленький харвестер имеет вылет стрелы примерно 6-7 метров, поэтому небольшого размера харвестер при прореживаниях может заходить в пасеку. Форвардер же движется только по волоку.

Рисунок 3. При выборочных рубках обычная ширина пасеки 20 м. Форвардер и харвестер имеют десятиметровый вылет стрелы, заготовку и сбор пачек можно осуществить с волоков.

Интенсивность прореживания контролируется по количеству оставляемых стволов. Оператор машины может проверять толщину поваленных деревьев при помощи датчика. Оставшиеся стволы можно подсчитать с полукруга радиусом в вылет манипулятора.

Вдоль волоков можно оставлять больше деревьев, так как они будут использовать свободное пространство, созданное волоком (больше света и питательных веществ).

При производстве механизированной рубки можно выделить следующие фазы работы:

перемещение машины — харвестер с одной делянки на другую;
подведение валочной головки к дереву и валка;
обрезка сучьев и раскряжевка;
организационные вопросы и простои;
удаление подроста;
перерывы (менее 15 минут).

Обработка одного ствола, в зависимости от его размера, занимает от 20 до 60 секунд. При типичной рубке главного пользования около 30 % времени уходит на подведение головки и валку, около 45 % на обрезку сучьев и раскряжевку, около 10 % на перемещение и около 15 % на перерывы и организационные вопросы.

Рисунок 4. Оператор харвестера может уточнить количество оставляемых стволов, оценив их число в полукруге с радиусом, равным вылету манипулятора.

Источник