Лесозаготовки и лесной транспорт

Рассмотрены основные положения системы для лесного хозяйства, принципы зональности использования технических средств механизации, технологические процессы с законченным циклом производства и технологические комплексы машин. Приведены вопросы теории анализа и проектирования систем машин, машинотракторных агрегатов, расчета потребности энергетических, технологических и транспортных средств и ресурсов. Даются критерии и методы оптимизации использования систем машин, организационные способы повышения их эффективности.

На основе анализа технологических процессов лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств рассмотрены актуальные проблемы, возникающие при разработке новых процессов и альтернативного оборудования.

Дан обзор конструкций лесосечного и верхнескладского оборудования различной модификации и разных стран-производителей, затрагиваются вопросы технологии и управления данной техникой, что даст возможность студентам найти пути усовершенствования и разработки новых конструкций лесопромышленного оборудования

В монографии приводятся краткие сведения о состоянии радиоактивного загрязнения лесов Брянской области, технологии, машины и особенности заготовки древесины на территории этих лесов. Рассматриваются условия применения и конструктивные особенности оборудования для механизации основных операций заготовки сортиментов непосредственно на лесосеке как у нас в стране, так и за рубежом, технологии и оборудование верхних складов для различных зон загрязнения.

Освещены вопросы лесозаготовки. По мнению автора, книга может быть использована как строительный материал для создания более полного труда по данной теме. Материал книги предлагается широкому кругу лесозаготовителей.

В монографии представлены результаты исследований транспортно-технологических процессов лесозаготовок, в том числе и для радиоактивно зараженных территорий. Приведены теория, методы, графические, аналитические и имитационные модели интенсификации лесосечных работ на основе организации работы комплектов машин по рассчитанным режимам из условия их максимальной выработки, снижения денежных затрат, продолжительности разработки лесосеки и вредного воздействия лесосечных машин на лесные экосистемы. Даны рекомендации по использованию машинных программ в производственных условиях и учебных целях.

В рамках реализации принципов устойчивого лесопользования как на лесопромышленных предприятиях, так и в организации лесного хозяйства актуальным становится вопрос разработки технологий и оборудования, отвечающих современным требованиям сохранения лесной среды и щадящего режима лесоэксплуатации. К подобным технологиям относятся разработанные и апробированные на практике опытные методы заготовки древесины с использованием аэростатно-канатных систем при проведении различных видов рубок. Особый интерес представляет концепция применения указанного оборудования исходя из назначения рубок и предъявляемых при их реализации экологических и лесохозяйственных требований. Статья носит познавательно-информационный характер, ее цель – дать специалистам сведения о новых технологиях и конструкциях специализированного оборудования для обеспечения щадящих режимов лесопользования и лесоэксплуатации. Представлены результаты теоретических исследований по возможным направлениям применения аэростатно-канатных систем при проведении работ на лесных участках, расположенных на землях особо охраняемых природных территорий. Предложены конструкции специализированного оборудования для вертикального изъятия деревьев (хлыстов) в процессе промежуточных рубок на участках с признаками труднодоступности и экологической зависимости. Такие механизмы позволят значительно снизить энергозатраты при удалении ветвей и сучьев со стоящего дерева и его вертикальном изъятии из насаждения. Конструкции в виде захватного, захватно-срезающего и сучкорезно-срезающего устройства с захватом за счет того, что спил и транспортировка дерева осуществляются без его предварительного падения, обеспечивают максимально возможное сохранение лесной среды, поскольку не наносят ущерба ни стоящему рядом древостою, ни подросту, ни почве. Для цитирования: Абузов А.В., Рябухин П.Б. Технологии промежуточных рубок на труднодоступных территориях // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 4. С. 117–130. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-4-117-130
The development of technologies and equipment that meet modern requirements of forest preservation and a gentle mode of forest exploitation becomes a relevant issue within the framework of the implementation of the sustainable forest management principles both at forestry enterprises and in the organization of forestry. Such technologies include developed and field-tested experimental methods of logging using balloon-rope systems for various types and methods of felling. Of particular interest is the concept of using this equipment based on the purpose logging and the environmental and forestry requirements for their implementation. The paper has informative and cognitive nature; its purpose is to provide professionals with information on new technologies and designs of specialized equipment to ensure a gentle mode of forest management and forest exploitation. The article presents the results of theoretical research on possible directions of use of balloon-rope systems when working on forest sites of specially protected natural areas. The authors propose the designs of specialized equipment for the vertical removal of trees (whips) in the process of intermediate felling on the areas with signs of hard access and ecological dependence. Such mechanisms will significantly reduce energy costs when removing branches and limbs from a standing tree and its vertical removal from the plantation. The developed designs of specialized mechanisms for skidding a vertically standing tree without its landing in the form of a grabbing, grabbingcutting and knot-cutting device with a grabber ensure the maximum possible preservation of the forest environment, since they do not cause damage to the nearby stand, the undergrowth or the soil. For citation: Abuzov A.V., Ryabukhin P.B. Technologies of Intermediate Felling in Difficult to Access Areas. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 4, pp. 117–130. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-4-117-130

Сборник содержит материалы конференций, проводившихся в рамках Высшей инженерной школы САФУ и посвящённой 90-летию со дня основания Архангельского лесотехнического института (АЛТИ-АГТУ).

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.

Издание предназначено для выполнения курсовой работы по дисциплине «Эксплуатационные материалы и экономия топливно-энергетических ресурсов». Приведены эксплуатационные материалы транспортных машин. Представлена методика выполнения расчетов летних и зимних эксплуатационных норм расхода (нормативный расход) горюче-смазочных материалов и специальных жидкостей при движении автомобиля с прицепом по определенному маршруту с заданной эксплуатационной загрузкой.

Принципы увеличения доли использования на лесосеке современных многофункциональных лесных машин (харвестеров и процессоров) для валки и очистки деревьев от сучьев в России и за рубежом в настоящее время находят все более широкое распространение и заслуживают повышенного внимания со стороны исследователей. Нами разработаны новые конструкции технологического оборудования и найдены технические решения, не применявшиеся ранее. Идея создания рабочим органом многофункциональных лесных машин дополнительной ударной нагрузки в процессе обработки ствола дерева является одним из эффективных вариантов развития дополнительного усилия резания, позволяющего облегчить процесс работы устройства. Предложенный способ предполагает очистку ствола протаскивающими вальцами и представляет собой комбинацию работы стандартных сучкорезных ножей, совмещенных с захватными рычагами, и дополняющего конструкцию возвратно-поступательно движущегося сучкорезного ножа. Такой характер его движений обеспечивается использованием энергии сжатого воздуха. Это создает новый для конструкции принцип действия режущего механизма. Приведены подробное описание устройства, его работы, а также варианты взаимодействия отдельных технологических элементов. Реализация предложенной идеи позволит внедрить в сферу лесного хозяйства харвестерные и процессорные головки, способствующие облегчению функционирования отдельных узлов лесосечных машин с большим средним объемом хлыста. Для цитирования: Рукомойников К.П., Купцова В.О. Модернизация конструкции механизма для очистки деревьев от сучьев многооперационными лесными машинами // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 3. С. 117–124. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-117-124 Финансирование: Работа выполнена при финансовой поддержке ООО «Мартрэйд» в рамках научно-исследовательской темы №06.522/18
The principles of increasing the use of modern multifunctional forest machines (harvesters and processors) for felling and delimbing in Russia and abroad are currently becoming more widespread and deserve increased attention from researchers. The results of the studies performed made it possible to identify a wide range of constructive solutions of technological equipment interesting in the opinion of the authors of the publication and to develop a new technical solution. The idea of creating an additional shock load by the working body of multifunctional forest machines for delimbing during the processing of a tree trunk is one of the most effective options for the development of additional cutting force, allowing to facilitate the operation of the device. The proposed method involves delimbing the trunk by pulling rollers and is a combination of the operation of standard delimbing knives together with the gripping arms and a reciprocating delimbing knife that complements the design. The use of compressed air energy provides the reciprocating motion of the knife, creating a new principle of the cutting mechanism for this design. The article describes in detail the design of the device, its operation, as well as options for the interaction of individual technological elements. The implementation of the proposed idea will make it possible to introduce harvester and processor heads into the forestry sector, facilitating the operation of individual assemblies of forest machines with large average volume of the tree-length log. For citation: Rukomojnikov K.P., Kuptcova V.O. Design Improvement of the Mechanism of Delimbing by Multi-Operational Forest Machines. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 3, pp. 117–124. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-117-124 Funding: The work was carried out with the financial support of OOO “Martrade” within the framework of the research project No. 06.522/18.

Рассмотрены вопросы по организации эксплуатации лесовозной автомобильной дороги лесозаготовительного предприятия при выполнении третьего раздела курсового проекта по дисциплине «Транспорт леса. Сухопутный транс порт леса. Эксплуатация лесовозных дорог».

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.

Применяемые в настоящее время полосное лесовосстановление на вы- рубках и удаление пней путем корчевания имеют ряд существенных недостатков тех- нологического, экологического и экономического характера: вынос гумусированного слоя почвы за пределы расчищаемых полос, уплотнение и снижение ее пористости; образование подпневых ям и их локальное заболачивание; захламление нерасчищае- мых кулис между полосами порубочными остатками и выкорчеванными пнями; низкая производительность корчевальных машин и высокая энергоемкость процесса корчева- ния пней; прекращение агротехнических уходов через 2-3 года после посадки и не- возможность проведения осветления культур из-за их непроходимости для тракторных агрегатов; низкий уровень использования силы тяги специальных лесных тракторов и их недостаточная мощность для корчевания пней. Предметом исследования стано- вятся технология, машины и орудия лесовосстановления на вырубках. Цель – обеспе- чение комплексной механизации технологического процесса лесовосстановления для повышения производительности работ, снижения энерго- и материалоемкости техно- логии и создание условий для эффективного использования машин и орудий в агрегате с энергонасыщенными тракторами тягово-энергетической концепции, исключающих вредное воздействие на экологию почвы и растений. Результатами достижения по- ставленных цели и задач являются обоснование лесоводственно-экологической, тех- нической и экономической целесообразности применения технологии, основанной на сплошной расчистке вырубок от порубочных остатков, валежника и поросли кустарни- ковой растительности путем их измельчения мобильными мульчерами; удаление пней на вырубках посредством их дробления на глубине до 0,15…0,20 м модернизированной машиной МУП-4А с разбрасыванием щепы по лесокультурной площади и последую- щей сплошной обработкой почвы бороной дисковой клавишной БДК-2.5. При повыше- нии производительности практически исключаются вредные воздействия на экологию почвы и растений, а измельченная древесная биомасса, перемешанная с почвой, пре- вращается в органическое удобрение. Устранение механических препятствий, какими являются порубочные остатки, валежник и пни, позволяет эффективно использовать энергонасыщенные тракторы за счет совмещения технологических операций и выпол- нения их за один проход агрегата, увеличения ширины захвата и рабочих скоростей. Создаются условия для эффективной работы лесохозяйственных машин и орудий на тракторно-моторной тяге для защиты леса от вредителей, болезней и пожаров, а также для механизации различных видов рубок ухода. Для цитирования: Бартенев И.М., Драпалюк М.В. Совершенствование технологии лесовосстановления на вырубках с применением энергонасыщенных тракторов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 5. С.117–133. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-117-133.
Currently applied partial reforestation in cuttings and removal of stumps by uprooting have a number of significant technological, environmental and economic disadvantages. These are removal of the humus layer of soil outside the cleared strips, compaction and reduction of soil porosity; formation of understump holes and their local waterlogging; littering of noncleared belts of trees between strips with felling debris and uprooted stumps; low productivity of uprooting machines and high energy consumption of stump uprooting; termination of agrotechnical tending after 2–3 years after planting and impossibility of cleaning stands due to their obstruction for tractor units; low level of traction force of special forest tractors and their insufficient power for uprooting stumps. Technology, machines and tools for reforestation in cuttings become the subjects of the research. The aim of the research is to provide a comprehensive mechanization of the reforestation process in order to improve work productivity, reduce energy and material consumption of the technology and create conditions for the effective use of machines and tools in combination with energy-efficient tractors of the traction-energy concept, ensuring the elimination of harmful effects on soil and plants ecology. The results of achieving the set aim and objectives are substantiation of forestry and ecological, technical, and economic feasibility of using the technology based on the complete clearing of cuttings from felling residues, dead wood and coppice of shrub vegetation by their crushing using mobile mulchers; removal of stumps in cuttings through crushing them at a depth of 0.15–0.20 m by an upgraded MUP-4A machine with scattering chips over the planting area and subsequent continuous tillage with a disk harrow BDK-2.5. Harmful effects on the ecology of soil and plants are practically eliminated with an increase in productivity, and the grinded woody biomass mixed with the soil turns into an organic fertilizer. The elimination of mechanical obstacles such as felling residues, fallen trees and stumps makes it possible to effectively use energy-efficient tractors by combining technological operations and performing them in one pass of the unit, as well as increasing the working width and operating speeds. Conditions for efficient operation of forestry machines and tools on tractormotor traction to protect the forest from pests, diseases, and fires, and for mechanization of various types of thinning are being created. For citation: Bartenev I.M., Drapalyuk M.V. Improving the Technology of Reforestation in Cuttings with the Use of Energy-Efficient Tractors. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 5, pp. 117–133. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-117-133.

Практика лесозаготовок и лесосплава

Изложены общие сведения о сухопутном транспорте леса. Рассмотрена методика определения норм выработки лесовозного транспорта с последующим расчетом дорожной и транспортной составляющих себестоимости вывозки древесины. Дан анализ влияния эксплуатационно-технических параметров на себестоимость вывозки древесины. Приведены справочные материалы для самостоятельной подготовки к выполнению расчетно-графической работы, а также практическим занятиям по дисциплине «Сухопутный транспорт леса».

Автореферат диссертации рассматривает вопросы совершенствования теории, методов и моделей интенсификации лесосечных работ. Для исследования выбраны технологический процесс лесосечных работ в изменяющихся природно-производственных условиях, рассмотрены теория, методы и модели интенсификации работы лесосечных машин.

Изложен опыт сортировки хлыстов или деревьев в процессе выполнения различных операций лесосечных работ. В табличной форме представлены варианты совмещения сортировки хлыстов или деревьев с выполнением различных операций технологического процесса при использовании возможных систем машин. Рассмотрены оценочные показатели работы валочно-пакетирующих и сучкорезных машин при заготовке хлыстов или деревьев с сортировкой. Приведены результаты теоретической и экспериментальной оценки различных вариантов сортировки хлыстов или деревьев.

Приведены пояснения для выполнения расчетно-графической работы, домашних заданий и лабораторных работ по дисциплине «Машины и механизмы в лесном и лесопарковом хозяйстве». Даны задания, методика и примеры решения задач по разделам «Теоретические основы конструирования машин», «Энергетические средства для лесного хозяйства», «Технологические машины». Представлены методика проведения лабораторных работ и задания по разделу «Технологические машины».

Рассмотрено назначение подъемно-транспортных устройств, дана их общая классификация. Изложены методы расчета отдельных механизмов, а также приведены конструкции грузоподъемных и транспортирующих машин, пневмотранспортных установок, применяемых для грузопереместительных операций на предприятиях лесного комплекса.

Проблема очистки лож водохранилищ при строительстве каскадов гидроэлектростанций актуальна. В существующей практике сводка леса осуществляется в виде сплошных рубок главного пользования, выполняемых за 15–20 лет до затопления территории. При этом не учитывается, что еще до затопления происходит вторичное зарастание ложа водохранилища тонкомерными лиственными породами с диаметрами стволов до 15 см, средний объем хлыста которых в 3–5 раз меньше, чем у предшествующих лесоочистке древостоев. В связи с этим на данном виде работ применение существующей лесозаготовительной техники малоэффективно. Необходимы машины и технологии, обеспечивающие выполнение поставленной задачи. Цель исследования – разработка технологии очистки ложа водохранилища (на примере Богучанской гидроэлектростанции на р. Ангара) от вторичного зарастания после проведения сплошных рубок, а также конструкции и компоновки оборудования к валочно-пакетирующей машине ЛП-19В для срезания деревьев, технологии его применения. Программа исследований предусматривает: анализ усилий резания древесины с учетом сил инерции; расчеты производительности агрегата срезания древостоев и их транспортировки к месту погрузки; выбор размеров пасек, их числа и расстояний трелевки или вывозки; изучение режимов использования техники на срезании пней, лесосводке и вывозке. Предложена конструкция рабочего органа к ЛП-19В, включающая дисковую фрезу и откладчик пачек, что позволяет повысить ее производительность в лесосеках в 3– 4 раза при объеме хлыста около 0,14 м3. Разработана технология погрузки и доставки леса на баржи, переработки неделовой древесины. Предлагаемая технология повторной очистки ложа водохранилища гидроэлектростанций позволяет полностью механизировать технологический процесс лесоочистки, снизить затраты труда и повысить ее качество, уменьшить негативные процессы, связанные с затоплением древесных насаждений при заполнении водохранилищ гидроэлектростанций. Для цитирования: Орловский С.Н. Обоснование технологии механизированной лесоочистки лож водохранилищ и компоновки оборудования для ее выполнения // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 1. С. 128–145. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-1-128-145
The issue of cleaning reservoir beds during the construction of cascades of hydroelectric power plants is relevant. In current practice, forest clearance is carried out in the form of clear-cutting 15–20 years before the flooding of the area. Herewith, the fact that even before flooding, the reservoir bed is secondly overgrown with fine-sized deciduous species with trunk diameter of up to 15 cm, average volume per tree of which is 3–5 times less than that of previous stands, is ignored. In view of this, it turned out that the use of existing harvesting and logging equipment is ineffective in this type of works. It is necessary to develop machines and technologies that ensure the fulfillment of the assigned task. The research purpose is to develop a technology for cleaning the reservoir bed (on the example of the Boguchany Hydro Power Plant (HPP) on the Angara river) from secondary overgrowing after clear-cutting; as well as the design and arrangement of equipment for the fellerbuncher LP-19V for trees cutting, and the technology of its application. The research agenda includes an analysis of wood cutting forces with regard to inertial forces; calculations of the productivity of the unit for cutting stands and their transportation to the place of loading; sizing of forest swathes, their number and skidding or haulage distances; study of use modes of equipment for cutting stumps, forest clearance and hauling. A design of the working body for the feller-buncher LP-19V is proposed, including a disk cutter and a packer, which allows to increase its productivity in cutting areas by 3–4 times with a whip volume of about 0.14 m3. A technology for loading and delivering timber to barges, and processing unmerchantable wood has been developed. The proposed technology for recleaning the reservoir bed of a hydro power plant allows to fully mechanize the technological process of forest clearance, reduce labour costs and improve the cleaning quality, reduce the negative effects associated with flooding of tree stands while filling HHP reservoirs. For citation: Orlovsky S.N. Substantiation of the Technology of Mechanized Clear-Cutting of Reservoir Beds and Equipment Arrangement for Its Implementation. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 1, pp. 128–145. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-1- 128-145.

Представлены основные сведения о дорожно-строительных машинах и механизмах, применяемых при строительстве лесных автомобильных дорог. Приведена методика определения тяговых характеристик бульдозера и автогрейдера с последующим расчетом технологического оборудования на прочность, а также расчет основных параметров объемной гидропередачи.

В практикуме представлены теоретический материал и задания для решения основных задач расчета тяговых характеристик лесотранспортной машины. Практикум предназначен для выполнения восьми практических работ.

Рассматриваются все виды отечественных дорожно-строительных машин. Анализируется развитие и виды дорожно-строительных машин. Описываются тягово-эксплуатационные расчеты, отдельные узлы и механизмы дорожно-строительных машин, навесное оборудование.

Рубки ухода в средневозрастных и приспевающих древостоях, а также выборочные рубки низкой интенсивности предполагают снижение доли волоков, что достигается при разрубке широких пасек. Одним из технологических приемов разработки части пасеки, удаленной от пасечного волока и недосягаемой для манипулятора лесозаготовительной машины, является включение в технологический процесс бензомоторной пилы и мини-трактора. Задача мини-трактора – подтрелевка заготовленной бензопилой древесины к пасечному волоку в зону досягаемости манипулятора харвестера. Весь комплекс работ, выполняемых при помощи бензомоторной пилы и мини-трактора, может производиться по двум вариантам: одним рабочим, использующим механизмы поочередно по мере необходимости, что приводит к простою одного из механизмов; двумя рабочими, каждый из которых пользуется одним из механизмов, следовательно, механизмы задействованы на протяжении всего рабочего дня. В качестве основного критерия для выбора варианта организации лесозаготовительных работ на лентах, не досягаемых для манипуляторов лесозаготовительных машин, предлагается использовать себестоимость. Расчет себестоимости заготовки и подтрелевки сортиментов двумя или одним рабочим в удаленных от пасечного волока частях полупасек проводили для следующих условий: средний объем вырубаемых деревьев – соответственно 0,13...0,22 и 0,23…0,36 м3, среднее расстояние подтрелевки древесины – 58 м. Часовая тарифная ставка оплаты труда рабочего варьировалась в диапазоне от 100 до 3000 р. Выявлено, что граница предпочтительности той или иной формы организации определяется, при прочих равных условиях, средним объемом вырубаемых деревьев и часовой ставкой оплаты труда рабочего. Установлено, что при низких уровнях оплаты труда предпочтительной является организация работ с привлечением двух рабочих, а по мере повышения часовой ставки рабочего приоритет меняется в пользу одного рабочего, использующего оба механизма по мере необходимости. Для цитирования: Герц Э.Ф., Теринов Н.Н. К вопросу об организации рубок с при-менением бензомоторных пил и мини-тракторов // Лесн. журн. 2019. № 2. С. 86–94. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.86
Improvement thinning of middle-aged and maturing forest stands, as well as selective thinning of low intensity assumes a decrease in a part of trails, which can be achieved during cutting of broad swathes. One of the technological methods for developing a part of a swath remote from skidding trail and inaccessible for harvester grapple is the use of gasoline saw and mini skidder in technological process. Hauling-in to the skidding trails (reach area of harvester grapple) wood logged with a gasoline saw is carried out using a mini skidder. There are two possible thinning schedules for providing the whole complex of works using gasoline saw and mini skidder. The first one is performed by a worker who uses mechanisms one at a time as and when necessary, which leads to downtime of one of the mechanisms. The second is performed by two workers. Each of them uses one of the mechanisms and, therefore, mechanisms are used throughout the working day. Prime cost is proposed as the main criterion for selecting the thinning schedule on sites inaccessible for the harvester grapples. Prime cost calculation of logging and hauling-in of assortments by one or two workers in the remote from skidding trail parts of half-swathes was done for the following conditions: the average volumes of felling trees are 0.13–0.22 and 0.23–0.36 m3, respective-ly; the average distance of wood hauling-in is 58 m. The workеr’s hourly rate ranged from 100 to 3000 rub. It has been revealed that the limit of preference of one or another schedule is determined, all else equal, by the average volume of felling trees and hourly rate of worker. It was determined that at low levels of payment for work thinning schedule with two workers is preferable, while with the increase of hourly rate preference is changing in favor of one worker using both mechanisms as necessary. For citation: Gerts E.F., Terinov N.N. On the Issue of Thinning Schedule Using Gasoline Saws and Mini Skidders. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 2, pp. 86–94. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.86

Рассмотрен метод интенсификации лесного хозяйства способом комплексной механизации лесохозяйственных и лесозаготовительных работ. В качестве технической основы предлагается использовать машины манипуляторного типа: харвестеры, форвардеры и экскаваторы. Повышение эффективности машин манипуляторного типа может быть достигнуто за счет комплекта дополнительного сменного оборудования. это позволит создавать культуры посадкой саженцев с открытой и закрытой корневой системой, выполнять обработку почвы, посев семян, прореживание молодняков и проводить борьбу с вредителями, мульчирование волоков после осуществления основных работ на лесосеке, а также земляные работы при устройстве лесовозных дорог. Использование дополнительного сменного оборудования превращает машину манипуляторного типа в мультифункциональную. Доказано, что приобретение дополнительного оборудования для лесохозяйственных и лесозаготовительных работ, даже если их объем небольшой, экономически оправдано. основу интенсивного лесного хозяйства составляют в первую очередь мероприятия по рубкам спелых и перестойных насаждений, уходу за лесом и лесовосстановлению. Предложен ряд технологических схем c использованием мультифункционального агрегата при выполнении рубок как в режиме харвестера, так и в режиме валочно-пакетирующей машины. В последнем варианте раскряжевка хлыстов и обрезка ветвей обеспечивают концентрацию всех порубочных остатков на верхнем складе и создают благоприятные условия для их переработки в сырье для производства биотоплива и уменьшения захламленности лесосек. Рассмотрен вариант использования малогабаритной техники для подтрелевки деревьев в зону действия мультифункциональной машины с установленной харвестерной головкой при выполнении селективных (выборочных) рубок по широкопасечной технологии лесосечных работ. Предлагается предварительная подготовка лесосеки малогабаритной техникой (уборка тонкомерных, сухостойных и валежных деревьев), что существенно снизит повреждение компонентов насаждения и обеспечит большую степень сохранности природной среды в процессе основной работы мультифункциональной машины. Ее использование в наиболее благоприятные сроки за счет выполнения работ по квартально-блочной схеме, уменьшение числа простоев по природно-производственным условиям и числа перебазировок и, соответственно, увеличение количества машино-часов позволят минимизировать общие затраты на проведение комплекса лесохозяйственных и лесозаготовительных работ. Для цитирования: Герц э.Ф., Мехренцев А.В., Побединский В.В., Теринов Н.Н., Уразова А.Ф. Повышение эффективности мультифункциональных машин для ведения интенсивного лесного хозяйства // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 138–149. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-138-149 Финансирование: Статья подготовлена по результатам работы над темой «экологические аспекты рационального природопользования» (номер госрегистрации FEUG- 2020-0013)
The method of intensification of forestry by means of integrated mechanization of forestry and logging operations is considered. It is proposed to use manipulator-type machines, such as harvesters, forwarders and excavators, as a technical basis. Improving the efficiency of manipulator-type machines can be achieved through using a set of optional interchangeable equipment. This will allow to create crops by planting seedlings with open and closed root systems, to carry out soil cultivation, seed sowing, thinning of young plants and to carry out pest control, mulching of skidding tracks after major work in the logging site, as well as earthworks during the construction of forest roads. The use of optional interchangeable equipment transforms a manipulator-type machine into a multifunctional machine. It has been shown that the purchase of optional equipment for forestry and logging is a cost-effective investment even for a small amount of works. Intensive forestry is primarily based on the measures of mature and overmature stands cutting, forest tending, and reforestation. Several technological schemes with the use of the multifunctional machine for felling both in the harvester and feller buncher modes are offered. In the latter option, tree length bucking and branch pruning ensure the concentration of all logging residues at the upper depot and create favorable conditions for their processing into raw material for biofuel production and reduce woodwaste in cutting areas. An option of using small size equipment for hauling trees into the area of operation of a multifunctional machine with an installed harvester head is offered when performing selective felling using wide-strip technology of harvesting. Preliminary preparation of the cutting area with small sized equipment (harvesting of small-sized, dead and fallen trees) is proposed. This will significantly reduce the damage to plantation components and provide a greater degree of preservation of the natural environment during the main work of the multifunctional machine. Its use in the most favorable terms due to the work execution on a quarter-block scheme, reducing the number of downtime due to naturalproduction conditions and the number of relocations and, accordingly, increasing the number of machine hours, will minimize total costs of the range of forestry and harvesting works. For citation: Gerts E.F., Mekhrentsev A.V., Pobedinsky V.V., Terinov N.N., Urazova A.F. Improving the Efficiency of Multifunctional Machines for Intensive Forestry. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 138–149. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1- 138-149 Funding: The article is based on the results of work on the topic “Environmental Aspects of Sustainable Nature Management” (state registration No. FEUG-2020-0013).

Колесные лесные машины в настоящее время доминируют в лесозаготовительном производстве в России и в мире. Ежегодно в нашей стране увеличивается доля машинной заготовки древесины по скандинавской технологии, предусматривающей выполнение валки деревьев, их очистки от сучьев и раскряжевки прямо на пасеке. Так работают не только классические двухмашинные комплексы, состоящие из харвестера и форвардера, но и трехмашинные (в ряде регионов Сибири), включающие валочно-пакетирующий агрегат, работающий на пасеке процессор и форвардер для трелевки получаемых сотиментов. Проблема повышения эффективности работы форвардеров актуальна для лесопромышленного комплекса. Ее решение возможно на основе оценки проектных решений с использованием современных средств моделирования и оптимизации процессов на стадии разработки. Такой подход требует глубоких теоретических и экспериментальных исследований, представляет большой научный и практический интерес. При определении максимального объема трелюемой древесины учитывают следующие ограничения машины: по грузоподъемности; по касательной силе тяги; по сцеплению движителя с грунтом (касательная сила тяги не должна превышать силу сцепления движителя с поверхностью движения – почвогрунтом лесосеки). Кроме того, известны рекомендации по ограничению веса трелевочной машины с грузом исходя из допустимой глубины колеи после первого прохода машины, считается, что этот показатель не должен превышать 20 см. Данное утверждение подкрепляется результатами исследований развития колеи при циклическом воздействии со стороны колесного движителя (т. е. при многократном прохождении машиной одного и того же участка волока). В этой связи возникает вопрос о производительности форвардеров при выполнении операции трелевки с учетом ограничения по глубине колеи. Для цитирования: Бурмистрова О.Н., Просужих А.А., Хитров Е.Г., Куницкая О.А., Лунева Е.Н. Теоретические исследования производительности форвардеров при ограничениях воздействия на почвогрунты // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 3. С. 101–116. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-101-116
Wheeled forest machines currently dominate the logging industry in Russia and in the world. Every year in Russia, the share of machine-made wood harvesting using Scandinavian technology increases, which involves felling trees, delimbing, and bucking them at a swath. Moreover, this technology is used not only for conventional two-machine systems with harvester and forwarder. In some regions of Siberia three-machine systems are gaining popularity. They consist of a feller-buncher, a swath processor, and a forwarder for timber industry. Its solving is possible on the basis of a comprehensive assessment of design solutions with the use of modern modeling and process optimization tools at the stage of development design. This approach requires deep theoretical and experimental research and is of great scientific and practical interest. When determining the maximum volume of skidded wood, the following machine limitations are considered: by bearing capacity; by tangential traction force; by the traction of the mover with the soil (tangential traction force should not exceed the traction force of the mover with the driving surface – the soil of the logging site). Besides this, there are recommendations to limit the weight of the skidder with the load, based on the permissible track depth after the first pass of the machine; it is believed that this figure should not exceed 20 cm. This statement is supported by the results of studies of the track development under the cyclic influence of the wheel mover (that is when the forwarder repeatedly passes the same section of the portage). This raises the question of forwarder productivity in the skidding operation with the regard to the track depth limitation. For citation: Burmistrova O.N., Prosuzhih A.A., Khitrov E.G., Kunitskaya O.A., Luneva E.N. Theoretical Studies of Forwarder Productivity with Limited Impact on Soils. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 3, pp. 101–116. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-101- 116.

Одной из приоритетных задач лесной промышленности в настоящее время является повышение прибыли, получаемой с 1 га осваиваемого лесного участка. Этот показатель характеризует эффективность лесопользования и влияет на доступность древесных ресурсов. Одно из направлений решения данной задачи – разработка эффективных технологических цепочек производства товарной продукции из порубочных остатков древесины. В настоящее время существуют широкие возможности получения различной продукции из заготавливаемой древесины, в том числе и из отходов от ее заготовки и переработки. Ассортимент выпуска значительно дифференцирован по себестоимости и цене реализации. В российских реалиях одним из важных аспектов выступает спрос на отдельные виды продукции из древесных ресурсов, существенно уступающий в своем объеме зарубежным рынкам. Наиболее весомыми в структуре себестоимости продукции являются затраты, относящиеся к производственному процессу. При этом в зависимости от выбранной технологии, логистики, специфики производственных условий расходы могут существенно варьироваться по источникам образования и удельному весу в общей структуре. Множество факторов, влияющих на выбор вида производимой продукции и в конечном итоге на рациональный портфель товарной продукции, сложно учесть в оптимизационных задачах. Целью настоящего исследования стало формирование технологической цепочки процесса переработки порубочных остатков на стадии лесозаготовительного производства с получением эффективного портфеля товарной продукции в динамических природно-производственных условиях. Предлагается применить графоаналитическую модель, в которой вершинами графа являются лесосека, производственные операции и потребитель. Дуги данной модели характеризуются пропускной способностью, ограниченной производительностью или объемом сырья, доступного для выполнения операции, а также трудозатратами и затратами (переменными и постоянными). Следует отметить, что постоянные затраты возникают прежде всего при хранении древесины. Отличительная особенность предлагаемой модели – учет безвозвратных потерь, получаемых на определенных операциях производства и при длительном хранении лесоматериалов, используемых для изготовления товарной продукции, а также затрат на утилизацию остатков. Предложенные графоаналитическая модель и алгоритм решения поставленной задачи позволят определить оптимальные технологические цепочки переработки порубочных остатков древесины с получением портфеля товарной продукции.

На конкретных примерах проиллюстрированы различные оптимизационные задачи в области лесной техники – лесопромышленной и лесохозяйственной. Рассмотрен весь цикл решения оптимизации от постановки (проблема, формулировка, моделирование, решение, анализ результатов) до практических выводов.

Рассмотрены основные положения инженерной геологии, состав и свойства грунтов, их влияние на дорожно-строительные качества, а также методы и методики по их улучшению. Приведены справочные материалы для подготовки к написанию рефератов и к практическим занятиям по дисциплинам «Дорожно-строительные материалы и машины», «Инженерно-геологическое обеспечение дорожного строительства».

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.

Рассматриваются вопросы теории: проектирования плана и продольного профиля лесовозных дорог, обоснования основных проектных параметров и норм проектирования лесных дорог, размещения лесных дорог в комплексных лесных предприятиях, расчетов на прочность покрытий из малосвязных материалов, надежности лесных дорог, транспортного процесса в комплексных лесных предприятиях, технико-экономического обоснования проектов лесных дорог, вводно-теплового режима земляного полотна лесовозно-хозяйственных дорог, движения поездов.