Харвестер плюс форвардер — лучшая пара для заготовки леса

Еще полвека назад профессия лесоруба требовала большой физической силы и выносливости, а сегодня на лесозаготовках вместо лесорубов и трелевщиков, все больше требуются специалисты, знающие компьютер. Технический прогресс шагнул вперед настолько, что то, что считалось в 70-80 годах фантастикой, уже давно стало реальностью. И эта реальность такова, что харвестеры и форвардеры сегодня выступают как основные многоцелевые машины, способные выполнить самые сложные задачи на лесозаготовке.

История создания харвестера

Лесозаготовительный комбайн, а именно так изначально называлась валочная машина, в качестве рабочего образца в СССР был создан в 1984 году. Специалистами Карельского НИИ Леспрома были разработаны машины для валки деревьев и одновременно их раскряжевки. Прогресс заключался в том, что основную работу по валке деревьев выполнял агрегат, оснащенный манипулятором с захватом, на котором устанавливались пилы. Но это была первая машина лесозаготовительного комплекса. Производительность работы комплекса существенно повышалась за счет второй машины комплекса – комбайна для раскряжевки. Этот лесоповалочный комплекс обрабатывал древесину в два этапа – валочная машина осуществляла валку леса, а вторая машина осуществляла раскряжевку и резку деревьев по размеру. При этом лесозаготовка таким комплексом имела еще одни элемент – доставку заготовленного материала, обычно осуществляемого трелевочным трактором.

Новым этапом развития техники стало изобретение харвестерной головки, позволивший объединить две машины в один агрегат – харвестер, или лесозаготовительный комбайн. Новация заключалась в том, что действие по валке дерева и его начальной обработке совмещалось в одном устройстве – пильной головке.

С внедрением компьютерных технологий управление харвестером стало легче, оператор харвестера получил возможность контролировать все процессы. Начиная от определения объема заготовленной древесины и заканчивая определением геолокации выработки.

С момента появления прототипа принцип работы харвестера не изменился, но стал существенно отличаться благодаря новым функциям. Основное действие теперь сконцентрировано в одном агрегате – головке с несколькими пилами. Поперечная пила применяется для валки деревьев и резки согласно сортаменту, другие пилы используются для удаления веток и сучьев. Гусеничный харвестер со временем был заменен машиной, на более универсальной, колесной платформой.

Что такое современный харвестер было представлено в 1996 году John Deere – именно он выпустил машину, которую можно назвать первым современным харвестером.

Развитие этого вида техники привело к появлению нескольких видов таких машин. Мини версию можно увидеть не только в лесу, в Москве тоже нашлось применение этому виду техники. Эти машины незаменимы в лесной и парковой зонах столицы. Что касается транспортировки, то на замену тяжелому гусеничному трактору пришла концепция форвардера – колесного трактора с манипулятором и кузовом для перевозки древесины.

Как работает 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.

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.

Форвардер фото

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 примененяют 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.

Видио и фото Harvester Forwarder

Устройство и принцип работы комбайна

Производители харвестеров чаще всего используют переломную схему компоновки машины. В большинстве моделей отсутствует цельная рама шасси, исключение составляет модели на гусеничном ходу. Устройство харвестера состоит из таких частей и агрегатов:

• переломное шасси;
• дизельный двигатель;
• система управления;
• гидравлическая система;
• электрооборудование;
• трансмиссия;
• манипулятор;
• харвестерные головки.

Харвестер – самоходный лесозаготовительный комбайн в качестве двигателя имеет мощный 6 или 8 цилиндровый дизельный двигатель. Мощность двигателя обеспечивает работу электрооборудования и гидравлической системы машины. Гидравлическая система обеспечивает выполнение основных функций манипулятора – вынос рабочего органа, захват и удержание спиленного дерева, раскладка спиленной древесины. Гидравлика, кроме того, обеспечивает работу тормозной системы и установку наклона кабины оператора. Электрооборудование обеспечивает работоспособность системы управления. Трансмиссия обеспечивает передвижение машины, в том числе и по сильнопересеченной местности.

Отдельным элементом выступает манипулятор с рабочим органом – харвестерной головкой, он обеспечивает поднос валочной головки к дереву, захват и удержание ствола, перемещение обработанной части к месту складирования.

Харвестерные головки включают в себя несколько механизмов:

• механизм валки и раскряжевки;
• механизм протяжки;
• механизм обрезки веток и сучьев.

В этих механизмах имеются гидроприводы пильных ножей и цепного механизма, подвижные сучкорезные ножи и поперечная цепная пила, четырехвальцовый протяжный и тормозной механизмы.

Принципы работы

Принцип работы харвестера основан на комплексном решении задач в условиях сплошных или выборочных валок леса. Предназначенная для валки машина обеспечивает выполнение ряда других сопутствующих задач:

• раскряжевки;
• обрезки сучьев;
• раскладку сортамента;

Производительность машины зависит от модификации – самые мощные имеют цепные пилы с длиной шины 750 мм и применяются для лесозаготовки в таежных массивах. Вид мини харвестеров предназначен для обрезки сучьев и прореживания деревьев в лесопарковой зоне, работает такая техника в основном в молодых насаждениях, где деревья имеют стволы до 40 см в диаметре.

Общая схема работы лесного комбайна имеет следующий вид:

• Оператор харвестера, пользуясь навигацией, пригоняет машину на участок лесозаготовки;
• В параметрах компьютера задается сортамент заготовляемой древесины;
• Машина подгоняется к дереву и разворачивает манипулятор;
• Оператор подводит валочный узел к дереву у основания и делает захват;
• Цепная пила спиливает ствол, после чего манипулятор кладет дерево на грунт;
• Устройство протяжки протягивает ствол, параллельно ножи обрезки срезают ветви и сучья;
• Достигнув заданной длины отрезка, пила делает рез;
• Получившийся отрезок манипулятор складывает в штабель для погрузки на форвардер.

Преимущества и недостатки харвестеров

Как и для большинства видов узкоспециализированной техники харвестеры обладают как положительными сторонами, так и недостатками. К преимуществам стоит отнести:

• Харвестер, может работать в разных климатических и погодных условиях, в сложных формах рельефа;
• Машина применяется как лесорубочный комплекс при сплошной валке леса, прореживании и санитарной рубке;
• С применением харвестера повышается культура производства, снижается количество отходов, ведется анализ объемов вырубки, сортамента продукции;
• Повышается производительность труда.

С другой стороны, к недостаткам нужно отнести:

• Необходимость специальной подготовки оператора харвестера;
• Машина используется в комплексе с транспортным средством, поэтому необходима покупка форвардера;
• Машина отлично работает в лесу на равнине, и на небольших уклонах, для больших углов наклона большинству машин работать опасно;
• При промышленной заготовке не все виды машин смогут справиться с большими диаметрами деревьев. Поперечные пилы имеют максимальную длину 75 см.

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 уборочную технику, обладающую функцией первичной обработки.

Что это такое — харвестер? Это слово в буквальном переводе с английского означает «собиратель урожая». Применительно к лесозаготовке это 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.

Виды лесозаготовительных комбайнов

Классификация комбайнов сегодня делается в основном по назначению машины и возможностей его использования. На основании описания и устройства машин можно выделить следующие типы харвестеров:

• легкий тип машин – предназначен для работы в лесопарковой зоне городов, основное назначение – резка сучьев и деревьев диаметром от 50 до 400 мм
• средние машины – универсальный тип машин для валки деревьев диаметром 500 мм.
• тяжелый лесозаготовительный комбайн – выполняет основную работу по валке промышленным способом на участках сплошных вырубок;
• сверхтяжелые харвестеры – используются в качестве основной рабочей техники в реликтовых лесах, где нужен захват стволов в 1 метр и более.

Трансмиссия харвестера John Deere 1270D

Трансмиссия машины Джон Дир представлена в виде двухдиапазонной раздаточной коробки передач механическо-гидростатического типа. Она включает в себя несколько составляющих элементов:

• гидравлический насос;
• мотор;
• карданные валы;
• раздаточную КПП.

Гидравлический двигатель и насос соединяются специальным контуром, который является как всасывающим, так и нагнетательным. Их объем регулируемый. Для насоса он может достигать 100 куб. см, двигателя – 160 куб. см. При запуске машины последний всегда имеет максимальный объем.

Раздаточная коробка харвестера, в виде передачи зубчатого типа, предназначена для распределения создаваемого крутящего момента между передним и задним мостом. Она обеспечивает широкий диапазон рабочих режимов. При необходимости раздаточная коробка может отключить привод на один из мостов.

Технические характеристики

Представить, что такое харвестер, можно изучив технические характеристики John Deere 1270D.
Технические характеристики John Deere 1270D

Кабина харвестера

Комфорт оператора, работающего на данной технике, обеспечивается просторной кабиной с удобным сиденьем. Присутствует оборудование для ее обогрева и для кондиционирования воздуха. Кабина соответствует требованиям безопасности, обеспечивает хороший обзор во время работы.

Управление харвестером

Центр управления харвестером находится в кабине – это рабочее место оператора. Это место обеспечивает управление харвестером, кабина оборудована всем необходимым для работы от джойстиков (обычное рулевое колесо у многих машин отсутствует) до мониторов, передающих данные с харвестерной головки и видеокамер, установленных на стреле.

Кабина изготовлена из высокопрочного металла и имеет большое остекление – оператор имеет возможность, не выходя из кабины, контролировать все процессы. Кроме того, сама кабина имеет автономный механизм выравнивания, поэтому оператор не испытывает больших нагрузок при работе.

Непосредственно процессом заготовки леса оператор руководит при помощи нескольких джойстиков манипуляторов – рычаги и штурвалы в кабине не предусмотрены. Зато предусмотрен кондиционер, магнитола, радиоприемник, радиостанция и зарядка для мобильного телефона. Стекла имеют тонировку, а кресло больше похоже на кресло болида, чем на рабочее место. Дополнительный обзор происходит за счет камер, передающих изображение на мониторы.

Контроль сортамента, количество и качество заготовленной древесины во время работы харвестерной головки сразу передается на центральный компьютер. При санитарной резке и прореживании массивов компьютер сам проводит фиксацию мест вырубки, на основании чего составляется карта промышленных насаждений.

Обработанная древесина складируется в штабеля, при этом компьютер фиксирует местонахождения штабеля, рассчитывает его объем и передает необходимую информацию на компьютер форвардера.

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.

Популярные модели харвестеров

Производители харвестеров предлагают в своей модельной линейке разные типы машин. Но одними из самых популярных, остаются многоцелевые тяжелые машины для промышленной заготовки леса.

Отличительной особенностью харвестера модели 1270D от John Deere выступает оснащение комбайна современным компьютерным оборудованием. Большая масса машины, полный привод и мощный дизельный двигатель делают этот харвестер одним из лучших в своем классе. Он предназначен для сплошных вырубок леса с диаметром захвата головки 56 см. Модель может оснащаться манипулятором длиной 8,6 , 10 и 11,7 метра. Угол поворота составляет 220 градусов.

Komatsu 941.1 японского концерна Komatsu считается одним из самых больших харвестеров. К числу достоинств машины можно отнести высокую проходимость и надежность. Кабина оператора имеет функцию автоматической стабилизации. Облегчает работу и возможность кругового вращения кабины и стрелы с манипулятором. Машина имеет солидный вес – 23,5 тонны. Вылет стрелы (в зависимости от комплектации модели) составляет 8 или 10 метров.

Харвестер Cat 521B американского производства характеризуется высокой производительностью, отличной проходимостью и надежностью. Как и все машины Caterpillar он оснащен мощным, но одновременно экономичным дизельным двигателем. Кабина имеет систему независимого выравнивания. Масса машины одна из самых больших – 27 тонн. Максимальный вылет рабочей головки – 9,9 метра. Трансмиссия и шасси обеспечивают уверенное передвижение как по болотистой местности, так и на скалистых участках. Как видно технический прогресс не стоит на месте. Современные лесозаготовительные машины практически достигли своего совершенства, обеспечив замену человека в большинстве производственных операций. Но и здесь в истории развития средств механизации лесозаготовок ставить точку еще рано. Ведь применение новых компьютерных технологий в оборудовании харвестера это только начало его широкого внедрения в лесном хозяйстве.

Харвестер

Харвестер это спецтехника? применяемая на лесозаготовительных работах. Не секрет, что для продуктивной работы на лесозаготовительных площадках, нужно использование большого числа специализированной техники, которая будет валить лес, обрезать с него сучья, складировать бревна штабелями, грузить и транспортировать их до места складирования. Вот собственно все самые основные операции, по лесозаготовительным работам.

Эксплуатация харвестера

Раньше данные работы выполнялись с привлечением множества технических устройств, и большой массы рабочей силы. Данный ход работы не являлся особо продуктивным из-за возникающих на содержание техники и оплаты труда рабочим, расходов. Поэтому было введено использование при лесозаготовительных работах такого вида техники, как харвестеры. Данный вид техники выполняет все вышеназванные операции самостоятельно, не привлекая дополнительного оборудования.

В его задачи входит выполнение таких функций, как валка деревьев, обрезание сучьев, обмерные работы, раскряжевка и другие подобные работы. Таким образом становиться понятно, что проще использовать один аппарата, нежели привлекать кучу других и дополнительные трудовые резервы.

Выполнение всех перечисленных видов работ осуществляется харвестером при помощи всего одной головки, которая входит в конструкцию манипулятора. Стрела манипулятора способна к вылету до десяти метров, таким образом, ее рабочая площадь может быть равной порядка двадцати метров. Но если сам харвестер относится к классу тяжелых, то его стрела вылетает не более чем на восемь метров, поскольку должно быть соотношение в весе техники и весе стрелы с грузом, в противном случае техника может перевернуться.

Харвестер — принцип работы и устройство

Сама работа харвестера происходит следующим образом. Харвестер подходит к деревьям на обрабатываемом участке и подводит рабочую головку вплотную к дереву, валку которого он будет производить. Далее одним пропилом, безостановочно производит спил дерева. Но данные манипуляции можно производить лишь с небольшими или среднего размера деревьями. А вот крупные деревья харвестер валит иначе.

Для начала делается первый надпил, а затем происходит разворот головки и проводится еще дин встречный пропил, по оси дерева, таким образом еще и направляет дерево в нужную сторону, куда дерево должно упасть. При падении дерева головка харвестера отсоединяется от него, поскольку сильный удар при падении дерева может повредить электронную систему, которая отвечает за измерительные работы.

После завершения валки, деревья помещаются на технологический участок, где происходит их последующая обработка. Происходит она следующим образом. Специальный толкающий механизм харвестера проталкивает ствол вперед, где посредством применения специальных сучкорезов происходит обработка ствола дерева. Все действия происходят посредством движения манипуляторной головки вдоль ствола дерева, таким образом можно ускорить данный процесс, путем увеличения скорости движения манипулятора.

За все действия отвечает оператор, который в кабине задает нужный темп движения и скорость хода манипуляторной головки. Современные харвестеры в своем оснащении имеют автоматические измерительные устройства, с помощью которых выполняют не только все вышеперечисленные операции, но и посредством которых можно производить работы по разделке и раскряжевке материала.

Как правило, современные харвестеры устроены так, что обработка одного дерева, не занимает более одной минуты. Валка, конечно, осуществляется несколько медленнее, но здесь играет роль насколько просторно на рабочем участке и сколько времени уйдет на подведение рабочей головки к стволу дерева. Харвестеры настолько упрочнили свои позиции в лесозаготовительной промышленности, что сомнений в их пользе не может быть. Эти машины – настоящие рабочие лошадки, которые заменяют множество техники и рабочей силы.

Источник: https://promplace.ru/harvester-336.htm