Что это такое - харвестер для лесозаготовки. Харвестер, форвардер и их использование на лесозаготовках – полезная информация от нашей компании Отличие харвестера от форвардера

Эта технология, с одной стороны, позволяет иметь сравнительно не высокую себестоимость на лесозаготовках, а с другой стороны, сократить срок поставки сортиментов потребителю за счет отсутствия дополнительных расходов по транспортировке и содержанию нижних складов. Важным преимуществом этой технологии также является практически полное отсутствие земли, песка и грязи на сортиментах, что очень важно для дальнейшей переработки древесины.

В самом начале я позволю себе напомнить уважаемым читателям, что речь пойдет о двух типах лесных машин: харвестерах и форвардерах. Первые предназначены для валки, обрезки сучьев, раскряжевки и первичной подсортировки сортиментов. Вторые - для трелевки и первичной сортировки сортиментов.

В последние годы появились еще и комбинированные машины, сочетающие в себе возможности, и харвестера, и форвардера. Мощные комбимашины с полноценными харвестерными головками не нашли широкого применения по причине их экономической нецелесообразности (очень дорогая трелевка, когда машина работает в режиме форвардера). Использование таких машин может быть оправдано только у мелкого подрядчика, который не может позволить себе купить, и харвестер, и форвардер. Реальный интерес для нас могут представлять комбимашины для заготовки мелкой топливной древесины для нужд биоэнергетики. Эти машины имеют, как правило, более простую валочную головку гильотинного типа, которая предназначена только для валки и разделки стволов без обрезки сучьев. Они чуть дороже форвардера, но существенно дешевле харвестера. Поэтому себестоимость заготовки и трелевки этими машинами находится на приемлемом уровне.

Как уже было отмечено, в основе скандинавской технологии лежит трелевка полностью погруженных на трелевочное транспортное средство сортиментов. Для погрузки сортиментов используются гидроманипуляторы, установленные непосредственно на трелевочное транспортное средство. Здесь важно напомнить, что под трелевкой сортиментов понимается любое перемещение сортиментов от мест валки к местам погрузки на лесовозный транспорт. И не важно, каким способом это делается. В последнее время часто стали использовать термин «подвозка» для отражения трелевки полностью погруженным способом. На самом деле - это та же трелевка, только без волочения древесины по поверхности почвы. Мы не станем рассматривать все возможные машины для трелевки полностью погруженным способом. Остановимся только на тех, что получили наибольшее практическое распространение в Беларуси. Это, прежде всего, форвардеры и тракторные тележки с гидроманипуляторами.

Если любой форвардер можно безо всяких натяжек отнести к профессиональным лесным машинам, поскольку он создавался изначально только для одной цели - транспортировке сортиментов от мест валки до мест погрузки, то с тракторными тележками ситуация несколько иная. Основная их масса - это сочетание обычного колесного пропашного сельскохозяйственного трактора с двухосным прицепом и гидроманипулятором. Это в большинстве случаев - компромисс, поскольку машина не является специализированной и в любой момент может быть переоборудована для совершенно иных целей. Такой вариант зачастую носит название «фермерский». Основной минус «фермерских» машин в их не достаточной маневренности и отсутствии возможности «собирать» буквально поштучно сортименты по ходу своего движения не зависимо от его направления. Для этого нужна специальная конструкция рамы, трансмиссия и органы управления самой машиной и гидроманипулятором в виде электрических джойстиков. Поэтому «фермерские» машины всегда будут уступать в производительности и качестве трелевки специализированным.

В любом случае качественная техника нужна для конкретных задач. Если вдруг случится сбой или поломка в механизмах, следует обратиться в сервис, так как простой - дорогое удовольствие. Например редукторы общего назначения , равно как и другие запчасти или компоненты лучше приобретать от производителя без посредников.

В странах (в том числе и скандинавских), где фермеры в зимний период занимаются лесозаготовками, «фермерский» вариант вполне оправдан. К преимуществам тракторных тележек можно отнести то, что они могут своим ходом передвигаться с одного объкта работ на другой, чего нельзя сказать о профессиональных лесных машинах, которые, в большинстве своем, требуют, чтобы их превозили, если расстояние между объектами более 5-7 километров. Это обусловлено разницей в конструкциях трансмиссий лесных машин и сельскохозяйственных и промышленных тракторов. В наших лесхозах тракторные тележки за последнее десятилетие также получили весьма широкое распространение. Надо отметить, что они несомненно сыграли свою положительную роль на пути перехода от трелевки волоком к трелевке полностью погруженным способом. Но для профессиональных промышленных круглогодичных лесозаготовок нужны не «фермерские», а специализированные профессиональные лесные машины.

Важно помнить, что технология начинается с трелевки, а не с валки. Поэтому главная технологическая машина в лесу - это форвардер. Каким образом валить и разделывать деревья, вручную или харвестером, - это категория, в первую очередь, чисто экономическая и социальная, а только, во вторую очередь, технологическая. Если в вашем регионе хватает достаточно рабочей силы для работы в качестве вальщиков и стоимость ее еще не настолько высока, как при заготовке харвестером, то с приобретением последнего, можно подождать. А вот, когда стоимость ручной и машинной лесозаготовки сравнялись или попросту, нет желающих работать в качестве вальщиков, вот тогда пришло время задуматься о приобретении харвестера.

Итак, рассмотрим ситуацию, когда нужен весь комплекс лесных машин - харвестер и форвардер. С каждым годом в нашей республике растет количество лесных машин. И если в первое время это были в основном форвардеры, то в последнее время все чаще наши лесозаготовители приобретают харвестеры.

Однако, если вы профессиональный лесозаготовитель и несомненно решили приобрести для себя профессиональную технику, то перед вами стоит не менее сложная задача выбора лесных машин из всего того многообразия, которое представлено на рынке. Принцип здесь действует тот же: специализированная техника, в подавляющем большинстве случаев, производительней и экономически эффективней, чем универсальная.
Профессиональные лесные машины приблизительно можно подразделить на три большие группы по мощности и весу, а, следовательно, и по предназначению.
Первая, самая легкая (примерный вес до 7 тонн), группа лесных машин специально предназначенных только для проведения абсолютно всех видов рубок ухода, причем практически с раннего возраста (осветления, прочистки, прореживания, проходные рубки), а также для проведения большинства прочих рубок.

Многие машины из этой группы имеют такие параметры, что в состоянии проводить рубки ухода даже без прокладки технологических коридоров. А это уже совсем другое качество рубок ухода, поскольку не приходится «жертвовать» деревьями будущего и сопутствующими деревьями при прокладке технологических коридоров.
Вторая, средняя или универсальная (примерный вес 8-12 тонн), группа лесных машин, которые могут быть использованы, как при проведении некоторых видов рубок ухода (проходные рубки, иногда прореживания), так и при проведении рубок главного пользования с относительно не большим объемом хлыста, включая постепенные и выборочные рубки, а также для проведения прочих рубок.

Третья, самая тяжелая (примерный вес 14 тонн и более), группа лесных машин специально созданных для максимально производительной работы на сплошно-лесосечных рубках главного пользования, особенно на участках с большими объемами хлыста.

Если проанализировать основной поток лесных машин, ввезенных в Беларусь за весь период (Справочно: первые финские лесные машины были ввезены в Беларусь в 1990 году), то окажется, что подавляющее число их было представлено машинами второй, средней или универсальной, группы. И это притом, что основными владельцами лесных машин тогда являлись предприятия - лесофондодержатели, т.е. лесхозы или организации, которые имеют ежегодные гарантированные объемы, как главных, так и промежуточных рубок.

Универсальные машины хороши именно своим универсализмом, т.е. возможностью быть использованными на различных видах рубок. Эти машины наиболее подойдут небольшим подрядчикам, которые не имеют больших гарантированных ежегодных объемов по конкретным видам рубок. Другими словами, сегодня машина работает на главной рубке, завтра - на прочей, послезавтра - на рубках ухода и т.д.. В этом случае выбор универсальной машины абсолютно оправдан. Но следует иметь в виду, что в большинстве случаев, себестоимость работ этих машин будет выше, чем у специализированных. Так, на рубках ухода они будут иметь ту же производительность, что и более легкие (а значит и более дешевые) специализированные машины и за счет большей амортизации и эксплуатационных расходов будут формировать большие затраты. На рубках главного пользования они будут ощутимо отставать от более мощных машин, также показывая большие затраты. К этой группе относятся также лесные машины для рубок главного пользования на слабых и болотистых грунтах. Их уже с полным правом можно назвать специализированными.

Из всего этого следует вывод: если вы вынуждены работать в самых разнообразных по своему характеру и объему хлыста участках рубок, то вы выбираете средние по размерам универсальные машины. Если же у вас есть возможность четкого планирования работ с разделением по видам рубок, то ваш выбор - специализированные лесные машины. Для рубок ухода - это одни машины, для главных рубок - совершенно другие. Этот выбор позволит рационально использовать имеющиеся у вас инвестиционные средства и получить максимальный эффект от их вложений. Что касается организаций, ведущих лесное хозяйство (лесхозов), то здесь налицо гарантированные ежегодные объемы, и самых различных рубок ухода за лесом, и рубок главного пользования, и прочих рубок. Именно поэтому при рассмотрении инвестиционных проектов для лесхозов важно иметь в виду эти рекомендации. Другими словами, для лесхозов лучше иметь два типа лесных машин: один для проведения рубок ухода за лесом, другой - для проведения рубок главного пользования. Тогда каждый рубль инвестиций даст максимальную отдачу. То же самое относится и к достаточно крупным подрядным организациям, располагающим ежегодными объемами рубок по различным видам пользований и имеющим в своем распоряжении не один комплекс лесных машин. Что касается традиционных профессиональных лесозаготовительных предприятий (леспромхозов), основные объекты которых - рубки главного пользования, то для них выбор однозначен - только тяжелая лесная техника специально созданная для проведения рубок главного пользования.

Стоит несколько слов сказать об организации работы лесных машин. В течение своего многолетнего опыта мною были опробованы самые различные варианты организации работ. Подробное описание займет слишком много места. Остановлюсь только на главном. Для условий Беларуси оставлять в лесу без присмотра лесные машины даже на несколько часов - дело не безопасное. Результатом таких эксперименов были слитое топливо, масло, снятые магнитолы, аккумуляторы, галогеновые фары и т.п.. Поэтому оптимальным решением является организация круглосуточной работы лесных машин, либо организация их охраны в нерабочее время на лесосеке. Первый вариант, с экономической точки зрения, предпочтительней. Он требует не менее трех подготовленных операторов для каждой машины, которые работают в вахтовом режиме, сменяя друг-друга в соотвентствии с установленным графиком. С каждой лесной машиной в лесу находится либо вахтовая машина, либо прицеп, оборудованные для отдыха и проживания операторов. В этом случае можно организовать практически круглосуточную работу лесных машин. Что позволит получить не плохие результаты по производительности, а, следовательно, и по себестоимоти работ. Справдливости ради, стоит отметить, что ночью, как правило, производительность ниже, чем днем, особенно на рубках ухода. Но это лучше, чем если бы машина просто стояла. Правда для рубок ухода существует не плохое решение. Оно связано с особенностью ряда легких машин. Так если для перевозки средних и тяжелых машин требуется многотонный треллер, то для некоторых легких машин достаточно 4-5 тонного транспортного средства, которое может ежедневно использоваться для доставки техники на объекты. В этом случае нет необходимости организации круглосуточной эксплуатации лесных машин. Достаточно двух операторов на одну машину, которые работают посменно по 11-12 часов. Техника, при этом, ежедневно возвращается на базу. Это значительно упрощает, как организацию труда, так и обслуживание техники и подбор персонала. Кстати, практика показала: подобрать двух операторов на одну машину вполне реальная задача, трех - на порядок сложнее, четырех - почти не возможно.

Несколько слов о производительности труда. Никогда не используйте в расчетах производительность работы за час или за сутки, поскольку простои в работе неизбежны. Старайтесь оперировать цифрами реальной производительности за год или хотя бы за несколько месяцев. Это будут объективные цифры.

Итак, мы пришли к заключению, что каждый вид оборудования создан для определенных условий и лесозаготовитель сам делает для себя выбор в зависимости от его конкретных условий.

Но выбором класса лесных машин дело не заканчивается, поскольку лесные машины могут быть, как на колесном ходу, так, и комбинированные, и на гусеничном ходу. В европейской практике наибольшее распространение получили колесные машины, тандемные тележки которых для повышения проходимости могут дополнительно «переобуваться» в гусеницы. Важный момент, который надо иметь в виду - проходимость и маневренность харвестера, при прочих равных условиях, всегда существенно выше, чем форвардера. Это обусловлено конструкцией машин и тем, что харвестер всегда везет только свой собственный вес, в отличие от форвардера, вес которого с грузом практически удваивается. И еще, если для легких машин обычной является колесная формула 4х4 для харвестера и 6х6 для форвадера, то для средних, и, особенно тяжелых, в большинстве случаев для наших условий, колесная формула харвестера должна быть 6х6, а для форвардера 8х8 с обязательной возможностью установки гусениц на тандемы. Лесные машины на гусеничном ходу получили значительно меньшее распространение и используются в основном в самых тяжелых условиях, там, где требуется максимальная проходимость техники.

Помимо этого, в мире существует огромное количество производителей лесных машин. Одно только их перечисление может занять достаточно много места. Главное, что здесь нужно иметь в виду - это надежность и приспособленность техники работать в тяжелейших условиях в сочетании с возможностью ее эффективной эксплуатации. Для простоты понимания, можно сказать, что лесозаготовительное оборудование для скандинавской технологии лучше самих скандинавов пока еще никто не научился делать. Поэтому мировыми лидерами здесь являются производители из Финляндии и Швеции. В последнее время в центральной и западной Европе появилось достаточно много производителей лесных машин, но даже немецкие производители пока еще уступают скандинавским. Очевидно, что приобретая лесные машины рационально поступают те, кто приобретает харвестер и форвардер одного производителя. «Разнобой» в марках ни к чему хорошему не приводит. Излишне говорить, что это облегчает не только эксплуатацию, но обслуживане, ремонт и т.п.. Вот мы и подошли к тому, что именуется сервис. Справедливости ради, стоит отметить, что по сотоянию на сегодняшний день, к сожалению, полноценного сервиса лесных машин в Беларуси нет ни у одного производителя, включая отечественных. Но в рыночных условиях это - дело времени. Любой производитель, продав сюда хоть одну машину, надеется продать еще. А без наличия реального сервиса сделать это будет не просто. Так что рынок штука могучая, он все расставит по своим местам. Закон эдесь простой - сначала машины, затем сервис, но не наоборот.

Что касается отечественных лесных машин, то пока по качеству их еще рано сравнивать с западными, но прогресс за последние годы налицо. Важно, чтобы развитие отечественного лесного машиностроения происходило в условиях наличия реальной конкуренции. Только в этом случае можно будет надеяться, что мы получим качественную отечественную технику.

Технический прогресс в лесозаготовке привел к тому, что появились машины и механизмы, полностью заменившие лесорубов. Что это такое - харвестер? Под этим термином подразумевается комбайн, позволивший оставить в прошлом ручную и рубку сучьев.

Как появился харвестер

Изначально основными инструментами лесорубов были пила и топор. В дальнейшем им на смену пришли бензопилы и сучкорезы. Производительность труда увеличилась, но не настолько, чтобы ее масштабы удовлетворили заготовителей. Началась разработка машин, способных заменить сразу несколько работников.

На первых порах весь процесс был разделен на два независимых технологических цикла. Валочная машина срезала и укладывала хлыст, сучкорезная - очищала ствол от ветвей. Между работами наблюдался временной промежуток, обусловленный необходимостью подать хлыст на очистку. Но вот разработчикам удалось создать комплексную обладающую функцией первичной обработки.

Что это такое - харвестер? Это слово в буквальном переводе с английского означает "собиратель урожая". Применительно к самоходная машина, которая сначала спиливает ствол дерева, затем очищает от сучков, раскряжевывает его на элементы по сортам, а затем распределяет эти части по одноразмерным пачкам.

Харвестер: что это такое и каково его устройство

Весь комплекс базируется на шасси - колесном, гусеничном либо комбинированном. Выбор между видами диктуется условиями, в которых предполагается использовать машину. Ширина колес или гусениц достаточна для того, чтобы обеспечить хорошее сцепление с грунтом и устойчивость на мягкой почве, но если работать предстоит на заболоченных участках, предпочтение отдается второму варианту.

На раме расположена комфортабельная кабина по типу тракторной, из которой оператор задает нужные операции. Управление осуществляется через каждый из которых отвечает за свой модуль: двигатель, раму, кабину, автоматическую коробку скоростей, манипулятор и головку. Манипулируя специальными джойстиками, оператор добивается нужного результата. Контролировать процесс помогает небольшой монитор, располагающийся перед специалистом.

Работа харвестера по обработке леса ведется с помощью харвестерной головки - основного инструмента комбайна. По сути, это отдельный сложный механизм с захватами, циркулярными пилами, обрезными ножами. Головка закреплена на гидравлическом манипуляторе достаточной мощности, чтобы располагать головку со стволом в различных плоскостях. Стрела манипулятора достигает 70 метров и более.

Классификация харвестеров

Чем мощнее харвестер, тем толще ствол машина способна обработать. Они делятся на следующие классы:

• легкие, весом до 600 кг и способные спиливать и очищать тонкие хлысты для прореживания;
• средние, весом до 1000 кг - универсальные, способные как прореживать, так и заготавливать деловую древесину;
• тяжелые, весящие более 1300 кг и используемые только для лесозаготовки;
• сверхтяжелые, весом больше 3500 кг и нужные для спила и раскряжевки очень толстых стволов.

Приведенная классификация носит условный характер, и производители вольны использовать другое деление.

Производительность машины зависит от мощности и условий, в которых приходится заготавливать лес. Считается нормальным, если в час получится спилить, очистить и подготовить к транспортировке 10 кубометров кругляка в час.

Как работает харвестер

Работу оборудования можно разбить на следующие этапы:

• оператор харвестера с помощью стрелы манипулятора подводит головку машины к стволу дерева;
• производится захват ствола вальцами и сучкорезными ножами, датчики определяют его толщину;
• подается команда, и дерево спиливается;
• поворачивается, и ствол принимает горизонтальное положение;
• ствол продвигается вальцами, и во время движения срезаются ветви и сучья;
• датчики точно сигнализируют, когда заканчивается требуемая толщина ствола, и в этом месте дерево обрезается;
• напиленные элементы раскладываются по пачкам партиями либо все сразу.

Последний этап сортировки иногда доверяют автоматике, закладывая программу по раскряжевке, но чаще всего этот процесс осуществляется в ручном режиме.

Кто управляет харвестером

Основные параметры закладываются в компьютер машины перед началом работы. Вносится информация о породе дерева, о том, какие диаметры сортиментов требуются. Длину элементов, исходя из внесенных данных, харвестер определяет автоматически, но конечное решение остается за специалистом за пультом.

Руководит работой харвестера оператор. Он сначала программирует задание на клавиатуре, с помощью джойстиков подводит головку машины к дереву, включает процесс пиления, а затем переключает на обработку ствола и его распиловку.

Выполнять такую работу способны только высококвалифицированные специалисты, которым помогает трудоустраиваться Союз операторов харвестера. При кажущейся простоте манипулирования джойстиками здесь требуется высокая координация действий. Поэтому перед началом трудовой деятельности обязательно надо завершить специальное обучение на курсах, где не только расскажут о том, что это такое - харвестер, но и научат основам работы на машине.

Машины: харвестер / форвардер - осуществляют лесозаготовку. В мире существует достаточно много различных способов заготовки леса. Способы заготовки можно разделять по многим классификационным признакам, но обычно разделение основывается на том, в какой форме древесина трелюется на придорожный склад. На этом основании способы лесозаготовки можно разделить на четыре основных:

• сортиментный;
• хлыстовой;
• целыми деревьями;
• щепой.

Из-за ужесточения требований к качеству сырья в целлюлозно-бумажной промышленности дробление древесины в щепу непосредственно на лесосеке применяется почти исключительно при заготовке энергетической древесины.

В таблице 1 дана упрощенная схема того, на какой фазе лесозаготовки выполняются отдельные операции при различных способах заготовки леса. Таблица раскрывает лишь принцип способов. При хлыстовой заготовке и заготовке целыми деревьями на практике имеется огромное число вариантов.

При сортиментном способе дерево валят, обрезают сучья и уже на делянке разделывают на готовые сортименты, которые трелюют в отдельные штабели у дороги. Валка, обрезка сучьев и раскряжевка выполняются либо вручную вальщиком при помощи бензопилы, либо харвестером. Трелевка осуществляется грузовым трактором (форвардером) или при помощи трелевочного трактора. Часто лесоматериалы измеряют в ходе заготовки. С придорожного склада древесина перевозится сортиментами на переработку (роспуск, распиловку или лущение).

Таблица 1. Способы лесозаготовки по фазам работ

При хлыстовом способе дерево валят, сучья обрезают на делянке, а ствол трелюют на придорожной склад, где часто производят раскряжевку на сортименты. Пиловочная часть доставляется неразделанной на завод. Погрузку в машины производят обычно отдельным погрузчиком.

Способ заготовки целыми деревьями отличается от хлыстового тем, что обрезка сучьев выполняется на придорожном складе, иногда даже на перерабатывающем предприятии. Часто для хлыстовой и цельно-древесной заготовки характерны отдельные терминалы. На территориях с крупными цельными массивами лесов (например, Северная Америка, Россия, Китай) иногда считается целесообразным сосредоточить полную или частичную раскряжевку всей заготавливаемой древесины и даже иногда обрезку сучьев на одном терминале, откуда части стволов или сортименты вывозят централизованно на различные перерабатывающие предприятия.

Описанное выше разделение основывается на характере разделки стволов и предположении, что трелевка производится самыми различными способами. Однако способы лесозаготовки можно разделить на основании характера самой трелевки. Тогда можно выделить следующие способы:

• ручная трелевка и переноска;
• трелевка тягловыми животными;
• бульдозер;
• трелевочный трактор;
• грузовой трактор (форвардер);
• лебедка;
• канатная дорога;
• воздушный мост (вертолет, аэростат).

Почти со всеми способами первичной транспортировки связаны описанные выше принципы раскряжевки. Поэтому имеют место сотни различных вариантов заготовки леса.

Хлыстовой способ удобен для заготовки крупных стволов, так как производительность трелевки сильно зависит от размеров стволов. К сильным сторонам хлыстового способа можно отнести и то, что требуемые механизмы по своей технологичности просты и способны работать на более крутых склонах, чем техника сортиментной заготовки. Однако слабой стороной хлыстовой заготовки является то, что она плохо подходит к рубкам прореживания и нуждается в большем количестве механизмов и крупных складов. Сортиментный способ считается несколько более экологичным, чем хлыстовой. Древесина повреждается и загрязняется при самой трелевке меньше. Машины для сортиментной заготовки технически сложнее и дороже, чем машины для хлыстового способа.

Сделаны многочисленные попытки сравнительно оценить экономическую эффективность хлыстового и сортиментного способа заготовки древесины. Четких различий не выявлено. Различия маргинальны и касаются отдельных делянок. Механизированная хлыстовая заготовка весьма эффективна на крупных делянках с коротким расстоянием трелевки. По мере увеличения дальности трелевки эффективность способа быстро снижается.

Выбор того или иного способа отнюдь не всегда объясняется его эффективностью или экономичностью. Структурные и общественные факторы каждой страны в значительной мере влияют на выбор способов заготовки. Самыми существенными из этих факторов являются:

• традиции / культура;
• уровень инфраструктуры / техники;
• доступность и квалифицированность рабочей силы;
• расположение объектов работы;
• структура рабочего времени;
• уровень заготовительных затрат, цены на древесину и их соотношение;
• альтернативы переработки.

Способы лесозаготовки можно классифицировать также на основании уровня механизации работ. При полностью механизированной заготовке все операции механизированы. Но в мировом масштабе преобладающая часть древесины заготавливается с использованием ручного труда. Почти везде, где производятся промышленные заготовки, валка выполняется бензопилами, а для трелевки древесины применяются бесчисленное множество вариантов. В развитых странах трелевка в основном механизирована, в отсталых странах по-прежнему актуальны тягловые животные (верблюды, лошади, слоны, мулы, ослы и т.п.).

История механизированной заготовки весьма красноречива. Механизация начинала свое развитие с отдельных операций (валка, пакетирование, раскряжевка, обрезка сучьев и др.) и перешла уже на уровень двухоперационных машин (валочно-пакетирующие, валочно-трелевочные) и многооперационных машин. К многооперационным машинам относятся в первую очередь процессор и харвестер . Процессор (processor) означает машину или оборудование, не выполняющее валку, но производящее обрезку сучьев и раскряжевку стволов. Харвестер (harvester) валит деревья, обрезает сучья и раскряжевывает стволы. В ряде случаев всю заготовку можно выполнить одной машиной. Эта комбинированная машина, или лесной комбайн (harwarder), способна не только заготовить, но и вывезти заготовленную древесину.

В западных странах заготовительная технология переживает период определенной стабилизации, но в глобальном масштабе набор лесозаготовительных способов пока ещё весьма пёстрый. Ниже представлены типичные и широко распространенные варианты лесозаготовительных цепочек.

1) Скандинавский механизированный способ заготовки леса

Древесина заготавливается с помощью современной техники: Это или harvester / forwarder. Данное звено может применяться как на рубках главного пользования, так и на выборочных рубках.

Рисунок 1. Звено для механизированной сортиментной заготовки состоит из двух машин: харвестер / форвардер

2) Сортиментный способ на основе ручной валки

Деревья валятся и разделываются вальщиками на нужные сортименты прямо на делянке с помощью бензопил, трелевка осуществляется форвардером или трелевочным трактором. Ручная заготовка до сих пор широко распространена во всем мире, сильно различаются только расстояния трелевки. В менее развитых регионах возможно использование тягловых животных (например, лошадей).

3) Способ лесозаготовки с канатной трелевкой (cable yard system)

Деревья валят вручную и хлыстами или их частями
доставляют к дороге по построенной на склоне канатной дороге. Это практически единственный способ заготовки, подходящий для местности с уклоном более 30 %. Канатные дороги широко применяются в гористых регионах Норвегии, Швейцарии, Германии, Японии и на западном побережье США. Таким способом, в зависимости от конкретных условий, можно перемещать разделанные стволы как с обрезанными, так и с необрезанными сучьями.

Рисунок 2. На лесосеках с большими уклонами широко применяются канатные дороги. Самой надежной показала себя дистанционно управляемая система running skyline.

4) Валочно-пакетирующая машина, скиддер и отдельная сучкорезно-раскряжевочная машина

Деревья валят и пакетируют в пачки нужного размера валочно-пакетирующей машиной (feller-buncher). Валочно-пакетирующие машины делятся на два основных типа. У машин типа Drive-to-tree валочная головка установлена спереди непосредственно на каркасе машины. Машины типа Swing-to-tree имеют гусеничную базу и манипулятор с мощной валочно-пакетирующей головкой.
Трелевку обычно производят колесными трелевочными тракторами - скиддерами с захватом (grapple skidder), иногда скиддерами с кониковым зажимным устройством (clambunk skidder), имеющими отдельный манипулятор для его загрузки. У дороги сучья обрезают отдельной сучкорезной машиной (delimber), и в некоторых случаях раскряжевывают тоже отдельной раскряжевочной машиной (slasher). В настоящее время все шире применяется совмещающая эти функции сучкорезно-раскряжевочная машина (delimber-slasher, processor). Хлыстовой или цельнодревесный способ особенно эффективен на крупных делянках с короткой дистанцией трелевки. При большой дистанции трелевки скиддер с кониковым зажимным устройством гораздо эффективнее скиддера с захватом благодаря большей грузоподъемности.

Рисунок 3. Заготовительная цепь цельнодревесного способа включает валочно-пакетирующую машину (feller-buncher) и скиддер с захватом (grapple skidder). Валочно-пакетирующая машина должна стараться делать пачки такого размера, чтобы скиддер мог вывозить их за один прием.

5) Экскаватор с валочной или харвестерной головкой (excavator-harvester)

На гусеничный экскаватор или подобную машину устанавливается харвестерная головка.
Машина работает как процессор у дороги в местах с большим уклоном или как полноценный харвестер на делянке. Несущая гусеничная машина надежна и выгодна, однако уровень повреждений почвы выше, чем у колесных машин. Она не годна для прореживания. Тем не менее, такая машина широко распространяется во многих регионах мира. Преимущество данного способа связано с рентабельностью многоцелевого использования несущей машины. Например, экскаватор можно зимой использовать на лесозаготовке, а в теплое время для производства земляных или лесохозяйственных работ. Ныне лесозаготовительное оборудование также монтируют на гусеничное шасси для создания валочно-пакетирующей машины. Хорошую проходимость такой машине обеспечивает большой дорожный просвет, а удобство - поворачивающаяся кабина.

Рисунок 4. Комбинированный экскаватор - харвестер приобрел в последние годы широкую популярность особенно в развивающихся странах Южной Америки и Азии

6) Способ перемещения древесины экскаватором (shovel-logging)

Данный способ лесозаготовки применяется преимущественно на рубках главного пользования, когда заготовленные вручную бревна или хлысты требуется переместить рядами примерно на 40-70 метров за один прием. На экскаватор устанавливается стрела длиной около 20 метров с захватом специальной конструкции. Эффективность основывается на том, что вращение экскаватора быстрое и он легко управляется оператором. Агрегат позволяет поэтапно переместить всю древесину к дороге или перетаскать ее через труднопроходимые места для дальнейшей трелёвки к дороге, например, трелевочным трактором или форвардером.

Рисунок 5. Перемещение древесины экскаватором с близких к дорогам высокополнотных делянок главного пользования обеспечивает очень высокую производительность.

7) Ручная валка и чокерная трелёвка (cable skidder)

На концах заготовленных вручную хлыстов закрепляют чокеры, которыми с помощью лебедки и основного троса формируют пачки по 3-10 хлыстов, пачки трелюют к дороге. В группе из 2-х человек для повышения эффективности труда можно применять два комплекта чокеров. Второй чокеровщик остается крепить чокеры, пока тракторист трелюет предыдущую пачку к дороге. Снятие чокера у дороги занимает довольно много времени и трактористу приходиться часто останавливаться для правильной сортировки хлыстов по кучам. Обрезка сучьев происходит на пасеке или у дороги, разделка хлыстов на сортименты - у дороги или только на заводе. Этот способ заготовки довольно распространен во всем мире.

Рисунок 6. Традиционный чокерный трелёвочный трактор (cable skidder) остается самым используемым типом лесных машин. С помощью чокеров и троса стволы собирают в пачки, которые трелюют на придорожный склад.

8) Ручная заготовка брёвен и вывозка с помощью животных или бульдозера

Распространенный в развивающихся странах способ заготовки, при котором бензопилами
обрезают только самые ценные части стволов и с помощью тягловых животных или бульдозера трелюют к дороге.

Рисунок 7. Слоны до сих пор широко применяются на лесозаготовках в Азии. Обучение слона перетаскиванию и перекладыванию брёвен продолжается до 20 лет.

Базис современной сортиментозаготовки составляют два вида лесных машин: харвестеры и форвардеры. Харвестерами называются валочно-сучкорезные машины манипуляторного типа с функцией раскряжевания. Форвардеры относятся к саморазгружающимся сортиментовозам с богатым функционалом.

Что такое харвестер? Как уже было сказано, это валочно-сучкорезная машина. Она представляет собой колесное шасси (8Х8, 6Х6 или 4Х4) с шарнирно-сочлененной рамой. Харвестеры могут базироваться на гусеничных или колесных шасси, при этом ширина шасси обеспечивает оптимальную проходимость даже на очень мягком грунте. Харвестеры оснащаются манипулятором сложной конструкции, на конце которого навешивается харвестерная головка. Она представляет собой сварную раму с захватами, на которых установлены пилы и обрезные ножи. Т.е. харвестерная головка сначала валит дерево, а потом осуществляет его обдирку. При этомоператор харвестера, форвардера , кстати, тоже, может передвигать машину по местности в процессе обдирки хлыста. Производительность харвестеров, конечно, зависит от древостоя, но в среднем составляет 10 кубометров в час.

Что такое форвардер? Саморазгружающийся сортиментовоз - это не совсем правильное определение, зато краткое. Вообще же, форвардер представляет собой шасси с шарнирно-сочлененной рамой, и это сочленение имеет две степени свободы в горизонтальной плоскости. Т.е. это что-то вроде небольшого трактора с прицепом на короткой и жесткой сцепке. При этом вся эта конструкция полноприводная, следовательно, очень маневренная и вездеходная. На передней полураме расположены двигатель и кабина оператора, на второй полураме платформа с кониками для перевозки сортиментов. Манипулятор с ротатором и захватом чаще всего располагается на второй раме, в самом начале платформы. Понятно, чтохарактеристика форвардера определяется его производительностью, но тут все зависит от вальщика, которые работает перед ним. Если перед сортиментовозом свои функции выполняет оператор харвестера, форвардер способен перегружать до 20 кубометров в час. Средний же показатель колеблется от 10 до 12 кубов.

Эти два вида лесных машин работают максимально эффективно в тандеме, именно поэтому, какими бы высокими не были характеристики форвардера, все зависит не только от них, но и от результата работы харвестера.

Крупногабаритная техника часто сдается в аренду специализированными фирмами, которые имеют свой парк машин и нередко также оказыкают транспортные услуги, например прокат лимузинов , автобусов и т.д.

Что такое Харвестер?

Харвестер - это уникальная машина, представляющая собой основную часть современного лесозаготовительного комплекса.

Техника уникальна тем, что заменяет практических бригаду рабочих, работает в 5 раз эффективнее и отличается повышенной проходимостью. Особенность работы системы заключается в конструкции гидростатического привода: рядом с двигателем установлены два насоса, один из которых работает на навесное оборудование, а второй - на ход.

Ну а самое главное - это уникальная шарнирно-сочлененная конструкция рамы. Подобно скейтборду она ломается не просто пополам, а ещё и в плоскостях, что придает Харвестеру потрясающую проходимость - болото, грязь, снег, неровности грунта ему абсолютно нипочём.

Ну а главный механизм харвестера - это харвестерная головка, которой оператор харвестера управляет с помощью компьютера из кабины, приводя ее в движение гидравлической системой.

Харвестер на лесозаготовке на фото

Когда смотришь на работу харвестера, возникает ощущение фантастического фильма, но тем не менее это абсолютная реальность, и принципы работы лесозаготовительного комплекса, на первый взгляд, довольно просты. Харвестер обхватывает ствол огромными ножами, пильные шины срезают дерево практически под корень, и дальше протяжными вальцами ствол протягивается и очищается от сучков и коры, а затем те же пильные шины отрезают части ствола того размера, который задан оператором. Собственно говоря всё просто, если не принимать во внимание сложность управления и сложность работы всей этой техники.

История создания харвестера

Не секрет, что еще в давние времена существовали такие профессии как дровосек и лесоруб. И тогда их названия действительно соответствовали выполняемой работе, а в качестве инструментов при лесозаготовках использовались только топор и пила - самый примитивный труд. Однако и при таких условиях лесозаготовки Россия всегда была лидером среди мировых поставщиков древесины и при этом полностью удовлетворяла свои потребности в ней. А вот валка деревьев, очистка ствола от сучков и вывозка дерева с просеки - все эти выполнялось вручную.

Однако шли годы, технического прогресс развивался, и стали появляться первые устройства, призванные облегчить труд лесоруба. В начале прошлого века появились первые тягачи, а затем и настоящее чудо прогресса - бензопила. Эти изобретения повысили производительность труда на лесозаготовках, однако в целом такая работа оставалась по-прежнему опасной и тяжелой.

Еще в 1984 году Карельский Научно-Исследовательский Институт Лесной Промышленности создал первый тогда ещё в Советском Союзе комплекс машин для сортиментной заготовки. Правда в то время популярные ныне названия этих машин еще не употребляли.

Лесной комбайн Harvester появился тоже не сразу. Он стал плодом эфолюции сучкорезной машины, которая сперва приобрела функцию раскряжевки и разделки хлыста, а через несколько лет была скомбинирована с валочной машиной. Первый харвестер обрабатывал дерево в два этапа. Сначала дерево закатывалось и срезалось валочной головкой, а потом на него укладывалось сучкорезное раскрыжательное устройство - процессор.

Предшественник харвестера отечественного производства

Причём тогда на Лесном комбайне требовалось два оператора: первый для управления машиной и второй оператор для управления процессором. И тогда с целью сокращения рабочего цикла и трудозатрат почти 40 лет назад была изобретена единая система - харвестерная головка. Она объединила в себе захватный механизм, срезающую машину для валки и раскряжевки дерева, механизм обработки сучьев, протаскивающий вальцы и сучкорезные ножи и устройство замера длин.

Управление харвестером

В кабине харвестера идеальная чистота - операторам принято разуваться, перед тем как войти в кабину, потому что вокруг непролазная грязь. Здесь положено находиться в носках.

Кабина харвестера отчасти напоминает центр управления полетами: прямо перед оператором находится монитор обычного компьютера, который интегрирован в кабину, выдвигается привычная клавиатура. Здесь даже есть тачскрин, и можно смело представить, что вы работаете на ноутбуке.

В компьютер загружается специальная программа, которая настраивается по нескольким сотням параметров. В программе можно задавать практически все параметры от породы дерева до объема бруса и его стоимости. Если вдруг машина определяет что-то дерево стоит дешевле, чем задано в программе, она просто перестает его пилить.

Оператор харвестера управляет системой с помощью джойстиков, которые находятся под руками. Причём руль в привычном нашем понимании заменяет маленький джойстик, а еще два джойстика, практически полностью шарнирные, управляют харвестерной стрелой и головкой.

Кабина харвестера на фото

Если на словах всё выглядит очень просто, то для того, чтобы освоить технику, понадобится несколько месяцев, а то и лет.

Операторы харвестера учатся на специальных курсах, которые вместе с теорией и практикой занимают не один год. Хотя наши операторы осваивают сложнейшую управление и машину за несколько недель, ну максимум за месяц, и потом уже на делянке просто совершенствуют навыки на практике.

Перейдем к технике безопасности. Ветровое стекло защищено специальной решеткой, но даже она вряд ли вас спасет, если оператор допустит ошибку, и ствол длиной в несколько десятков метров и толщиной в полметра упадет на кабину. Поэтому кабина усилена специальными трубами, защищающими от падения стволов.

Как устроен харвестер

Работа харвестера со стороны напоминает работу робота. Шарнирная харвестерная головка, кажется, живет своей жизнью и сама находит дерево, сама валит его, а потом сама избавляет его от сучьев, выплевывая многометровые бревна. Но в этом и заключается мастерство оператора, которому каждую секунду приходится орудовать сразу двумя джойстиками одновременно, контролируя движение навесного механизма, движение стрелы и траекторию падающих каждую минуту деревьев.

Харвестер выполняет всю работу сам, а после него на месте лесоразработки остаются лишь сортименты, подготовленные к вывозу из зоны лесозаготовки. Средняя производительность харвестера составляет 10 кубических метров древесины в час. Но поскольку зарплата оператора целиком зависит от выработки, за восьмичасовую смену один человек умудряется спилить почти в три раза больше, а это 250 кубов дерева.

Уникальность харвестеров заключается в том, что эта техника может делать с лесом всё, что заблагорассудится - нарезать шестиметровые стволы или тонкие почти ювелирные деревянные диски. Правда, всё зависит от мастерства оператора.

Что же представляет из себя эта умная машина? Это самоходная машина предназначена для выполнения основных работ на лесозаготовках. Данная техника может быть установлена как на гусеничной, так и на колесной базе. Некоторые модели харвестера оснащаются полугусеничным шасси.

Харвестеры на гусеничной базе используются в заболоченных местах, а также в районах с неустойчивой, рыхлой почвой. Такие машины обладают отличной проходимостью, и могут использоваться в самых глухих лесных массивах.

Как мы уже сказали ранее, основным рабочим элементом харвестера является харвестерная головка, которая представляет собой сварную металлическую раму, в которую установлены захватывающие рычаги. С помощью данных рычагов происходит управление гидроцилиндрами, которые на концах имеют гидравлические моторы, на выходных валах которых производится захват и распилка дерева.

В зависимости от диаметра сечения ствола применяются разные способы валки: для тонких и средних деревьев делают один распил, а для наиболее толстых стволов применяется распил в несколько приемов. После валки дерева с помощью перетаскивающего устройства ствол продвигается вперед и очищается от сучьев. Для этого применяются ножницы-сучкорезы. Затем Харвестер осуществляет раскряжевку и укладку распиленных частей ствола.

Выпускаемые модели харвестеров разделяютсят на классы в зависимости от диаметра обрабатываемого ствола и массы машины: легкие до 600 кг, средние - до тонны и тяжёлые - до 1300 кг. Легкие харвестеры используют для рубки прореживания, вторые для универсальной рубки, последние - как раз для лесозаготовки.

На рынке есть и более мощные модели массой до 3,5 тонн, которым по силам обрабатывать стволы толщиной более метра. Стоит такая головка почти четверть миллиона долларов.

Видео "Различные модели харвестеров"

Когда харвестер закончил работы, это еще не означает, что весь процесс лесозаготовки завершен. Нужно еще собрать и перевезти сортименты, однако харвестер сделать это уже не может.

Для таких работ используется другая уникальная машина, которая называется Форвардер (Forwarder). Форвардер переводится с английского как "перевозчик", "экспедитор".

Форвардер перевозит лес на фото

Форвардер также предназначен для лесозаготовительных работ. В его функции входит работа по сортировке, сбору и вывозу сортиментов с места, где происходит валка леса. Работая в паре, форвардер и харвестер переводят лесозаготовительные работы на совершенно другой уровень эффективности.

Как устроен форвардер

Что касается конструкции форвардеров, то сонащение практически одинаково у всех моделей. Кабина оператора и двигатель размещаются на передней полураме, а погрузочная платформа вместе со стойками располагается на задней полураме. Основное оборудование машины это - манипулятор-захватчик, который практически всегда размещен перед грузовой платформой на задней полураме. Есть модели, на которых манипулятор с захватом размещают спереди. Сделано это для того, чтобы увеличить размер грузового отсека.

Поворотный механизм реализуется с помощью одного или двух цилиндров, которые изменяют угол ориентации по углам по горизонтали, а угол складывания полурам изменяется от 40 до 60%. По вертикали полурамы наклоняются относительно друг друга на 15% при помощи универсального шарнира. Таким образом всё время перемещения форвардера по пересечённой местности этот поворотный механизм помогает достичь сверхвысокой проходимости несмотря на внушительную длину продольной базы этого транспорта.

Устойчивость форвардера во время погрузо-разгрузочных работ обеспечивается с помощью блокировки шарнира по горизонтали. Что касается ходовой части, то практически все форвардеры оснащены 6-ти или 8-ми колесной системой, оборудованной полным приводом. Большинство шин в ширину достигают 60 см - это нужно для снижения давления транспорта на грунт. Бывает, что производят и модифицированные модели шин шириной от 50 до 80 см в зависимости от будущей эксплуатации. Для обеспечения минимального давления на землю машины могут "обуваться" в цепи или гусеницы.

Почти все модели форвардеров оборудуются шасси с шарнирно-сочлененным видом рамы. Таким образом поворот машины происходит за счёт того, что положение полурам синхронно меняется относительно шарнирной вертикальной оси. Все форвардеры оснащены гидромеханической либо гидростатической трансмиссией, которая может иметь два диапазона скорости. Такая особенность представляет возможность машине плавно двигаться при высокой силе тяги. Скорость движения при первом диапазоне составляет 7-10 км/ч, а во втором форвардер можно разогнать до 35 км/ч.

Что касается двигателя, то здесь используются 4-х и 6-ти цилиндровый дизели с турбонадувом мощностью от 130 до 280 лошадиных сил. В машинах используется бесступенчатая регулировка и передача крутящего момента посредством механико-гидростатической трансмиссии, позволяющая реализовать тяговое усилие в 22 тонны и мягко адаптироваться к возникающим препятствиям на лесосеке.

Форвардер на погрузке древисины на фото

Ведущие мосты форвардера имеют планетарно-колесные редукторы, функцию блокировки дифференциалов и гидравлические многодисковые тормоза. Как правило, техника оснащена комбинированными манипуляторами с телескопической рукоятью, захватом и ротатором. Манипулятор приводится в действие электрогидравлическим управлением двумя рычагами, которые располагаются на подлокотниках сидений.

Важно знать что уровень производительности форвардера зависит от множества факторов. Обычно в паре с харвестером производительность форвардера составляет около 12 кубометров в час. И тут кажущаяся простота работы этой машины полностью подчинена мастерству человека ей управляющего.

Кстати и в Европе и в России наиболее распространенной является скандинавская технология лесозаготовки, разработанная в Швеции и Финляндии. Она подразумевает ассортиментную заготовку леса и предполагает использование мощной техники - как раз харвестеров и форвардеров.

Всего один комплекс, состоящий из харвестера и форвардера может заменить до 80 человек, работающих на лесозаготовке по традиционной технологии. При этом объёмы обработанной древесины несоизмеримы с ручным трудом. При традиционной заготовке леса бригада из 7-8 человек заготавливают 7-8 тысяч кубометров леса в год, а применение связки харвестер + форвардер дает возможность заготавливать до 60-ти и более тысяч кубов. Производительность на одного человека возрастает почти в 8 раз.

Еще один любопытный факт: оказывается стоимость заготовленного леса меняется несколько раз в год в зависимости от сезона. Самый дешевый лес традиционно заготавливается зимой. Самый дорогой лес рубится в межсезонье, когда подступы к делянке залиты дождями, а грязь превращает лесозаготовку в почти боевую операцию.

К слову сегодня более половины всех промышленных лесозаготовок в мире производится вручную. Менее половины - механизированным способом. При этом при механизированной лесозаготовке примененют два метода: технологию хлыстовой заготовки (в 60 процентах случаев) и ассортиментную технологию (описываемую выше) - около 40%. Лидерство в использовании современной технологии комплекса лесозаготовительных машин удерживают скандинавские страны, но в настоящее время эта технология активно внедряется в России и странах СНГ, и даже в Южной Америке.

Подавляющее большинство лесозаготовительных машин является манипуляторными. Таким образом удается обезопасить человека от контакта с тяжёлыми деревьями, хлыстами и сортиментом.

Манипуляторы, устанавливаемые на форвардеры, имеют более скромные параметры: вылет всего до 10 метров. Вместо харвестерной головки их оборудуют грейферным захватом для подъема и погрузки сортимента. Грузовой отсек форвардеров отделен от кабины решетчатой передней стенкой.

Система управления такой машины позволяет производить учет заготовлимаемой древесины по объему и сортименту, и так, что в конце смены оператору не составит большого труда вывести подробный отчет о работе, а отдельные специалисты могут даже послать его в офис по электронной почте, не покиая кабину машины..

Сегодня уже уходят в историю многочисленные рычаги, тумблеры и ручки аналоговых индикаторов. Их сменили удобные многофункциональные джойстики с миниамльным набором горячих клавиш и цветными сенсорным экраном. В последнее время широко применяются и поворотные кабины с системами выравнивания крена, которые особенно эффективны при работе на склонах и косогорах. Кабина может быть установлена как на поворотном устройстве вместе с манипулятором, так и отдельно. В полседнем случае она поворачивается синхронно за манипуляторкулятором.

Операторы харвестера и форвардера

Операторы лесозаготовочных машин должны пройти обучение сначала на тренажёре-симуляторе, и лишь затем на реальной машине.

Любопытный факт: операторы лесозаготовительной техники ведут отшельнический образ жизни. То, что можно увидеть на делянке, поневоле любого заставить уважать эту между прочим хорошо оплачиваемую профессию. В лесу в десятках километрах от ближайшей цивилизации стоит комфортный, оборудованный даже спутниковой антенной вагончик, где несут вахту лесозаготовители. Работают они в паре сменой по 8 часов круглосуточно. Бригада из 8 человек меняется раз в десять суток, а то и в полмесяца. Вот и кто после этого скажет что психологическая совместимость важна только у космонавтов.

Видео "Работа оператора форвардера"

Видео "Работа оператора харвестера"