Функция леса как источника получения древесины остается одной из важнейших. Несмотря на то, что заменители древесины все шире применяются в народном хозяйстве, потребность в ней не только не снижается, а, наоборот, возрастает.
В связи с возрастающими потребностями в древесине, а также важной почвозащитной, водорегулирующей и оздоровительной ролью лесов особое значение придается необходимости рационального использования и непрерывного воспроизводства лесных богатств. Характерной особенностью использования лесных богатств, развития и роста промышленного потребления древесины в СССР и в других странах является в последние годы увеличение глубокой переработки древесного сырья при всемерной экономии исходных лесных ресурсов. Особенно быстрыми темпами возрастают объемы производства древесноволокнистых и древесностружечных плит. Исходным сырьем для изготовления плит все в большей степени служит древесина низких сортов, а также отходы лесозаготовок и деревообработки. Предусмотрено дальнейшее совершенствование комплексного использования древесины для сбережения и рационального использования лесных богатств. При этом главная задача заключается в постоянном увеличении выпуска продукции за счет наиболее полного использования всей древесной биомассы при незначительном росте объемов лесозаготовок.
Способность леса непрерывно восстанавливать свои запасы создает предпосылки для постоянства лесоэксплуатации. Принцип постоянного, неистощительного пользования лесами имеет для лесозаготовителей исключительно важное значение, так как позволяет эффективно использовать капиталовложения, строить фундаментальные промышленные и культурно-бытовые объекты, рассчитанные на многие годы, что способствует созданию благоприятных условий для труда и отдыха работающих, повышению производительности труда, высокой эффективности производства.
Принцип непрерывности пользования лесом нельзя, однако, рассматривать изолированно от таких важных факторов, как особенность экономического развития региона, его географическое расположение, возрастная структура лесного массива. В районах с высокоразвитой промышленностью или сельским хозяйством, дорожной сетью, с большой плотностью населения должно вестись неистощительное хозяйство при непрерывном пользовании. В стране имеется большое число постоянно действующих лесозаготовительных предприятий. Отпуск леса в этих хозяйствах ведется в пределах ежегодного прироста по массе древесины, что создает у них заинтересованность в проведении эффективных лесохозяйственных мероприятий, направленных на повышение продуктивности древостоев. Эта прогрессивная форма ведения хозяйства будет повсеместно распространяться.
Значительные лесные площади, на которых сосредоточены большие запасы древесины, располагаются в отдаленных от промышленных центров местах, обычно в суровых климатических условиях. Эти девственные леса в основном состоят из спелых и перестойных древостоев. В целях повышения экономической эффективности лесоэксплуатации в этих лесах допускается периодическая форма лесопользования. При этом на площадях, пройденных рубкой, обязательно ведутся работы по лесовосстановлению. По мере промышленного освоения и массового заселения этих районов периодическая форма лесопользования будет трансформироваться в постоянную. При этом следует учитывать, что сохранение периодической формы лесопользования в отдельных лесоизбыточных районах при едином плановом, управлении лесозаготовками и лесовосстановлением не нарушает принципа постоянства пользования в масштабах страны. Наоборот, это способствует проведению более гибкой лесной политики, направленной на рациональное использование лесных богатств.
При планировании лесной политики в стране основополагающим является предельно объективный комплексный подход к проблемам сохранения лесной среды и лесоэксплуатации, причем важное значение придается тому, что суммарные затраты на лесозаготовки и лесовосстановление были минимальными.
Лесозаготовки, как часть многообразного процесса пользования лесом, влияют на его состояние и развитие. В свою очередь лес, являющийся предметом труда по отношению к лесозаготовительному процессу, существенно влияет на технику и технологию лесозаготовок. Основной объем лесосечных работ (валка, очистка стволов от сучьев, трелевка и погрузка) выполняется бензиномоторными пилами, гусеничными трелевочными тракторами и тракторными челюстными погрузчиками.
Валка леса — самая тяжелая операция лесозаготовительного процесса. Ведутся работы по совершенствованию ручного моторного инструмента для валки леса. Особенно важное значение
при проектировании и эксплуатации бензиномоторных пил придается снижению вредного воздействия шума и вибрации на организм работающих. Одна из важнейших задач повышения технического уровня бензиномоторных пил — уменьшение их веса и обеспечение надежной работы в различных условиях лесозаготовительного производства.
Промышленность выпускает узкоспециализированный моторный инструмент (пилы с высокой рамой, «Дружба» и МП-5 «Урал-2», сучкорезки БС-1 и РЭС-2), позволяющий рабочему при опиливании дерева и обрезке сучьев работать в естественной позе. Благодаря этому уменьшается воздействие шума и отработавших газов, улучшается обзорность, что особенно важно при валке леса. Бензиномоторная безредукторная универсальная пила «Тайга-214» применяется на валке леса и обрезке сучьев в насаждениях со средним объемом хлыста 0,3—0,35 м3. Для облегчения работы вальщика леса бензиномоторные пилы комплектуются специальными приспособлениями для направленной валки дерева: гидроклином К. ГМ-1А и гидродомкратом ДГМ-16.
Машинизация валки леса и лесосечных работ затрудняется большим многообразием деревьев, изменчивостью условий окружающей среды, а также необходимостью соблюдать большой комплекс всевозможных лесохозяйственных требований. Потребовалось не менее полутора десятилетий для отработки технологии и принципов машинизации лесозаготовительных процессов, коренным образом изменивших технологию лесосечных работ и условия труда лесозаготовителей.
Первыми машинами, которые полностью механизировали труд вальщика, были ЛП-2 и ВТМ-4. Валочно-трелевочная машина ВТМ-4 механизирует труд и на трелевке леса. При создании этой машины были исследованы процессы срезания и валки деревьев различными срезающими и валочными устройствами, а также отработаны конструкции пильных аппаратов, захватных органов, формировочных устройств, манипуляторов и других рабочих органов.
В результате накопленного опыта была создана валочно-пакетирующая машина ЛП-19. Эта машина, скомпонованная по классической экскаваторной схеме, имеет гидроуправляемый манипулятор с вылетом 8 м и максимальной грузоподъемностью на вылете 3,2 т. Это дает возможность применять машину ЛП-19 в различных природно-производственных условиях и технологически согласовывать ее работу с последующими операциями. Например, деревья для обрезки сучьев, трелевки или пакетирования можно укладывать в любом направлении. Наличие гидроманипулятора создает также благоприятные условия для сохранения окружающей лесной среды оргработе машины.
Машины ЛП-19 освоены на лесозаготовительных предприятиях Восточной и Западной Сибири, Урала, Центра европейской части СССР. Цепной пильный агрегат ЛП-19 в отличие от аппаратов ножевого типа исключает трещины в наиболее ценной, комлевой, части ствола, что способствует более рациональному использованию древесины, а также позволяет срезать деревья диаметром до 90 см. Машина укладывает деревья в пачки, способствуя более производительной работе трелевочных средств.
Для эксплуатации в крупномерных лесах, имеющихся во многих районах нашей страны, создана на базе трактора ТТ-4 унифицированная с машиной ВТМ-4 валочная машина ВМ-4. Она оборудована цепным пильным аппаратом, при помощи которого можно срезать и валить деревья диаметром до 1200 мм. Эти машины освоены на предприятиях Восточной Сибири, где производительность их наиболее высокая.
К числу важнейших лесосечных операций относится трелевка леса, трудоемкость которой составляет около 30% в общем комплексе лесосечных работ. Основной объем трелевки леса в стране выполняется специализированными гусеничными трелевочными тракторами ТТ-4 мощностью 77 кВт и ТДТ-55 мощностью 52,5 кВт. Эти тракторы оборудованы специальными щитами, лебедками и тросо-чокерной оснасткой для сбора и формирования пачек деревьев или хлыстов. Недостаток этого способа трелевки заключается в необходимости выполнять ручные работы по чокеровке деревьев на лесосеке для сбора пачки. Ручная чокеровка деревьев ограничивает производительность тракторов, так как занимает 40—50% времени трелевочного рейса.
Для повышения эффективности трелевочных тракторов разработано бесчокерное технологическое оборудование, позволяющее исключить ручные операции при сборке и трелевке деревьев. Существует технологическое оборудование для бесчокерной трелевки двух конструктивно различных типов — манипуляторы и пачковые захваты. Манипулятором осуществляется сбор пачки по одному-два дерева за цикл, пачковым захватом вся сформированная пачка берется обычно за один прием. Бесчокерные машины, оборудованные гидроуправляемыми манипуляторами, выпускаются на базе гусеничных тракторов ТТ-4 (ЛП-18) и ТДТ-55 (ТБ-1). Эти машины работают на многих лесозаготовительных предприятиях страны.
Манипуляторные машины могут эффективно работать на сборе деревьев, поваленных бензиномоторными пилами или валочными и валочно-пакетирующими машинами. При сборе предварительно сформированных пачек производительность трелевочных машин возрастает на 30—35%.
Пачковыми захватами оборудуются гусеничные (ЛТ-89) и колесные тракторы (ЛТ-157). Тракторы, оборудованные пачковыми захватами, могут эффективно работать только при наличии заранее сформированных пачек деревьев. Эти машины хорошо вписываются в технологический процесс лесосечных работ в комплекте с валочно-пакетирующими машинами ЛП-19 и ЛП-2. При этом на лесосеке сохраняются подрост и молодняк.
На колесном трелевочном тракторе ЛТ-157 по желанию потребителя устанавливается тросо-чокерное технологическое оборудование или пачковый захват. На грунтах с высокой несущей способностью (более 2 кг/см2) трактор ЛТ-157 значительно эффективнее гусеничных машин.
Создается специальный лесопромышленный колесный трактор, который будет использоваться как трелевочное средство и как база для других лесозаготовительных машин.
Осуществляется машинизация такой трудоемкой операции, как очистка стволов от сучьев. В соответствии со сложившейся технологией лесозаготовительного производства эта операция выполняется или на лесосеках, или на нижних складах, На лесосеке очистка стволов от сучьев выполняется бензиномоторными пилами и самоходными сучкорезными машинами. Машинный способ позволяет полностью исключить ручной труд и травматизм на этой операции, резко повышает производительность труда. Расширяется программа создания и внедрения самоходных сучкорезных машин. Промышленность выпускает две самоходные сучкорезные машины: ЛО-72 на базе трактора ТТ-4 и ЛП-30 на базе трактора ТДТ-55.
Очистка стволов от сучьев производится преимущественно в лесу. Однако все больше предприятий производят вывозку леса деревьями и очистку стволов от кроны осуществляют на нижних складах. Такая технология позволяет использовать сучья в качестве сырья в производстве древесностружечных и древесноволокнистых плит и экономить благодаря этому стволовую древесину. Для очистки стволов от сучьев на нижних складах применяются стационарные сучкорезные машины ПСЛ-2А с индивидуальной обработкой отдельных деревьев и МСГ-3, обрабатывающие деревья групповым методом. Производительность стационарных машин значительно выше самоходных. Так, производительность машины МСГ-3, обрабатывающей одновременно пачку деревьев объемом 25—30 м3, достигает 500—600 м3 в рабочую смену. Более широкое внедрение машинной очистки стволов от сучьев позволит высвободить рабочих с ручных работ.
В Советском Союзе погрузка древесины на лесосеке полностью механизирована. Эта операция выполняется преимущественно челюстными погрузчиками на базе тракторов ТДТ-55, ТТ-4, Т-100, Т-130, работающими по принципу переноса пачки «через себя». Маневренность челюстных погрузчиков и минимальные затраты на подготовку погрузочных пунктов позволили сократить расстояние трелевки леса и значительно повысить эффективность лесосечных работ. Независимость погрузчиков от других лесосечных машин позволяет организовать двух — и трехсменную работу транспорта леса, а также создавать на лесосеках межоперационные и сезонные запасы хлыстов или деревьев.
Конструкция погрузчиков постоянно улучшается. Наиболее совершенными в настоящее время являются погрузчики ЛТ-65 грузоподъемностью 34,3 кН и ЛТ-73 грузоподъемностью 61,7 кН. Погрузчик среднего типоразмера ЛТ-65, смонтированный на наиболее распространенном в лесной промышленности трелевочном тракторе ТТ-4, широко применяется на лесозаготовительных предприятиях страны и высоко оценивается производственниками. Производительность его достигает 400 м3 в смену. Погрузчик более тяжелого типа ЛТ-73 смонтирован на базе нового гусеничного трактора общего назначения Т-130Г-1. Производительность его достигает 600 м3 в смену.
Транспорт леса в СССР — составная часть технологического процесса лесозаготовительного производства, тесно организационно связанная с другими фазами работ — лесосечными и нижнескладскими. Более 80% всей заготовляемой в нашей стране древесины вывозится автомобильным транспортом, остальная — узкоколейным железнодорожным (УЖД). При разработке лесного массива в нем прокладывается сеть лесовозных дорог, которая состоит из магистралей, веток и временных дорог (усов). Магистрали, по которым производится вывозка всей заготовляемой древесины на нижний склад, составляет около 2—3% всей протяженности лесовозных дорог. Ветки, примыкающие к магистралям, служат для освоения отдельных частей лесного массива. Они составляют 12—18% протяженности всей транспортной сети. Временные дороги, которые примыкают к магистралям или веткам, составляют 80—85% общей протяженности транспортной сети. По ним осваиваются ежегодно отводимые в рубку участки леса.
В Советском Союзе при освоении лесного массива для вывозки 1 млн. м3 заготовленной древесины строится в среднем 33 км постоянных дорог (магистрали и ветки) и 130—160 км временных дорог. В лесной промышленности СССР насчитывается 1900 автомобильных дорог общей протяженностью магистралей и веток 82 тыс. км и 265 железных дорог колеи 750 мм общей протяженностью 17 тыс. км.
Вовлечение в эксплуатацию каждого нового лесного массива связано с развитием в нем широкой сети транспортных путей. Это в свою очередь становится важным фактором, влияющим на процесс взаимосвязи человека с лесом. Наличие транспортной связи различных частей лесного массива с пунктом примыкания, находящимся обычно у железнодорожной или водной государственной транспортной магистрали, способствует развитию имеющихся или возникновению новых населенных пунктов на осваиваемой лесной территории. Транспортные лесовозные пути, являясь средствами лесозаготовок, создают благоприятные условия для посещения широким кругом людей ранее труднодоступных мест. Это ведет к развитию туризма, привлекает большие массы людей к сбору различных недревесных продуктов леса (грибов, ягод, орехов и т. д.), способствует развитию спортивной охоты и рыбной ловли, иными словами, создает условия для проникновения цивилизации в отдаленные районы. С другой стороны, развитие в лесном массиве постоянной транспортной сети создает исключительно благоприятные условия для проведения всего комплекса мероприятий по восстановлению лесов, ведения рубок ухода за лесом, осуществления необходимых мер по защите его от пожаров и вредителей.
Транспорт древесины от лесосек до мест переработки — наиболее трудоемкая операция лесозаготовительного процесса. Современные лесозаготовительные предприятия с объемом производства более 300 тыс. м3 в год затрачивают за период освоения лесосырьевых баз около 70—-75% капиталовложений на строительство дорог, приобретение транспортных средств и их эксплуатацию. Удельный вес лесотранспорта в себестоимости продукции составляет 48%, трудозатраты при вывозке хлыстов достигают 22% и более.
На вывозке хлыстов и деревьев широко применяются лесовозные автопоезда на базе автомобилей ЗИЛ-131, МАЗ-509А, КрАЗ-255Л и КрАЗ-260Л.
Для вывозки с лесосек короткомерных балансов, пневого осмола и других лесоматериалов применяются специальные контейнерные автопоезда ЛТ-43 на базе автомобиля МАЗ-509А. Такой автопоезд состоит из автомобиля, переоборудованного в седельный тягач, специального полуприцепа и сменных контейнеров. Преимущество сменных контейнеров состоит в том, что в течение смены их можно предварительно загружать, резко сокращая простои автопоездов. Контейнер погружается на шасси полуприцепа лебедкой, установленной на автомобиле. Контейнерные автопоезда наиболее эффективны при вывозке короткомерных сортиментов на короткие и средние расстояния. Для небольших объемов вывозки, преимущественно в лесах I и II групп, применяются лесовозные автопоезда ЛТ-25 на базе автомобиля ЗИЛ-131 с устройством для самозагрузки хлыстами с простейших погрузочных площадок, вывозки и разгрузки хлыстов на нижних складах.
Для перевозки щепы используются щеповозы ЛТ-7А на базе автомобиля МАЗ-504Г с объемом кузова 37 м3 или более мощные щеповозы на базе автомобиля КрАЗ-258 с объемом кузова 70—75 м3. С лесосек щепа вывозится щеповозом на базе автомобиля ЗИЛ-131В с объемом кузова 20 м3. Для вывозки хлыстов и сортиментов по УЖД применяются тепловозы ТУ-7 и ТУ-6А.
В качестве подвижного состава УЖД для перевозки хлыстов длиной от 10 до 24 м используются вагоны-сцепы ЛТ-22 грузоподъемностью 274,4 кН для перевозки сортиментов, лесопродукции, оборудования и хозяйственных грузов платформы ЛТ-14 грузоподъемностью 137,2 кН. Разгрузка лесовозных автопоездов и подвижного состава УЖД на нижних складах лесозаготовительных предприятий полностью механизирована и производится разгрузочно-растаскивающими устройствами РРУ-10М, ЛТ-74, козловыми кранами К-305, ЛТ-62, К. М-30/5, которые снабжены специальными захватами, обеспечивающими разгрузку подвижного состава лесотранспорта за один прием.
С целью обеспечения ритмичной работы предприятий в течение всего года создаются промежуточные склады у трасс лесовозных дорог, запасы хлыстов на нижних складах.
Для строительства и содержания лесовозных дорог используются дорожно-строительные машины как общего назначения (бульдозеры, грейдеры, экскаваторы, скреперы, катки), так и специализированные машины (корчеватели, укладчики деревянных щитов и железобетонных плит, снегоочистители, водополивщики, пескоразбрасыватели и др.). Применение этих машин позволяет обеспечить высокую эффективность работ и почти полностью исключить ручной труд на строительстве и содержании лесовозных дорог.
Первичная обработка древесины — очистка стволов от сучьев, раскряжевка хлыстов, сортировка круглых лесоматериалов (сортиментов) может выполняться на лесосеке, на нижних складах, примыкающих к транспортным магистралям общего пользования, на биржах сырья потребителей круглых лесоматериалов. Возможны другие варианты, когда часть операций первичной обработки (например, очистка стволов от сучьев) выполняется на лесосеке, остальные операции — на нижнем складе леспромхоза или бирже сырья потребителя.
В настоящее время преобладает технология первичной обработки древесины, при которой стволы очищаются от сучьев на лесосеке, а раскряжевка хлыстов и сортировка круглых лесоматериалов производятся на нижних складах. По этой технологии обрабатывается около 85% всей заготовляемой древесины. Однако в последнее время значительно возрастают объемы вывозки на нижние склады деревьев, когда все операции по первичной обработке древесины с лесосеки переводятся на нижний склад.
Практика показала, что принятое в 50-е годы в лесозаготовительной промышленности СССР генеральное направление, в основу которого положена концентрация первичной обработки древесины на нижних складах лесопромышленных предприятий, полностью себя оправдало. Дальнейшее логическое развитие этого направления проявилось в перемещении первичной обработки древесины на биржи сырья перерабатывающих производств, т. е. «во двор» потребителя. По этой технологии, интенсивно развивающейся в связи с созданием в многолесных районах страны таких крупных лесопромышленных комплексов, как Братский и Усть-Илимский, создаваемых в Восточной Сибири с участием стран-членов СЭВ, потребителям поставляется около 66 млн. м3 древесины в виде деревьев и хлыстов (по Минлеспрому СССР).
Технология лесозаготовительного производства, при которой все или большинство операций, связанных с первичной обработкой и переработкой древесины, выполняются на нижних лесных складах леспромхозов или биржах сырья перерабатывающих комплексов высокопроизводительными стационарными машинами, в наибольшей степени отвечает принципам, положенным в основу развития лесозаготовительной промышленности в стране.
К этим принципам относятся:
- высокая эффективность производства, обеспечивающая максимальную производительность при минимальных удельных затратах;
- комплексное и рациональное использование всей заготовляемой древесной массы;
- высокий уровень условий труда и быта работников, занятых в отрасли;
- сохранение экономического баланса и полное восстановление лесов в районах лесозаготовок.
В лесной промышленности определилась устойчивая тенденция к укрупнению нижних складов. Увеличение грузооборота, например, со 100 тыс. до 200 тыс. м3 позволяет снизить себестоимость лесозаготовок от 8 до 14%. С увеличением грузооборота нижнего склада создаются необходимые условия для внедрения более эффективной технологии и техники лесоскладских работ, в частности бункерных сучкорезных установок, многопильных раскряжевочных агрегатов и т. д. С развитием перерабатывающих производств на нижних складах сокращается объем отгрузки древесины в круглом виде. Нижний склад превращается в биржу сырья перерабатывающих производств. На базе нижнего склада формируется лесоперерабатывающий комплекс, являющийся не столько поставщиком древесины, сколько ее потребителем.
Создание крупных складов с глубокой переработкой древесины, прямые поставки хлыстов или деревьев на лесоперерабатывающие комплексы — это последовательные этапы процесса концентрации и укрупнения производств по первичной обработке и переработке древесины.
Номенклатура вырабатываемой на нижних складах лесопродукции (сортиментная программа) существенно влияет на эффективность лесоскладского производства. Важнейшее значение придается обеспечению потребностей народного хозяйства в лесоматериалах определенной номенклатуры и качества, а также рациональному использованию лесосырьевого фонда предприятий.
В основу применяемых сейчас технологических процессов и систем машин для первичной обработки древесины положены различные способы раскряжевки хлыста на сортименты. Система машин 1НС рассчитана на раскряжевку хлыстов по индивидуальным варьируемым программам при их продольном перемещении. Система 2НС основана на базе многопильных раскряжевочных агрегатов, осуществляющих раскряжевку хлыстов по стационарным (слешер) или полустационарным (триммер) программам при их поперечном перемещении. Особенность системы машин ЗНС заключается в групповой (пачковой) раскряжевке хлыстов на сортименты. По способу выполнения остальных технологических операций, начиная с разгрузки лесовозного транспорта и кончая штабелевкой и погрузкой лесоматериалов, отличительные признаки у перечисленных систем машин или неустойчивы, или же полностью отсутствуют. Так, для разгрузки лесовозного транспорта и подачи древесины на обработку во всех трех системах могут применяться мостовой кран, козловой кран и колесный погрузчик. Агрегат МСГ для очистки стволов от сучьев применяется в системах 2НС, ЗНС и как вариант в системе 1НС. Сортировка круглых лесоматериалов во всех системах производится продольными транспортерами. Системы 1НС, 2НС, 3НС не различаются и по способу выполнения погрузочно-штабелевочных работ.
В технологии первичной обработки древесины преобладает первый тип технологического процесса, основанный на индивидуальной обработке хлыста (дерева) при его продольном перемещении. Эта технология, очевидно, пока сохранится.
Достоинство системы машин 1НС заключается в возможности получения из хлыста широкой номенклатуры сортиментов при максимальном выходе товарной продукции, а также сравнительно небольшая металлоемкость и стоимость оборудования. По производительности оборудования и комплексной выработке на одного рабочего она уступает системам 2НС и 3НС.
Наиболее совершенным является вариант технологической схемы нижнего склада на базе системы машин 1НС, при котором обеспечивается предельно высокая производительность основных агрегатов системы и наибольшая комплексная выработка на одного рабочего. Главная особенность компоновки состоит в том, что основные агрегаты потока (ПСЛ-2А, ЛО-15С и ЛТ-86) могут работать как по жесткой схеме, когда предмет обработки передается непосредственно от агрегата к агрегату, так и в автономном режиме, при котором любой из агрегатов способен достаточно долго работать независимо от других агрегатов потока, находящихся по каким-либо причинам в неработоспособном состоянии. Благодаря этому исключаются так называемые наложенные потери времени, когда исправный агрегат простаивает из-за неисправности смежного агрегата. Важной технологической особенностью является также автономное расположение узла пакетирования, штабелевки и погрузки круглых лесоматериалов.
Показана принципиальная схема поточной линии для первичной обработки древесины с продольной подачей и непрерывным режимом работы всех ее агрегатов. В ее состав входят: сучкорезно-раскряжевочный агрегат, сортировочный транспорт, система контроля размеров и качества хлыста, управления линией и учета продукции на основе ЭВМ и гамма-дефектоскопа, торцевой манипулятор для подачи деревьев на обработку. Управляет линией один оператор, в обязанность которого входят подача деревьев манипулятором в сучкорезно-раскряжевочный агрегат, ввод в ЭВМ информации о породе обрабатываемого дерева, а также визуальный контроль за работой оборудования.
Информация о размерно-качественных характеристиках хлыста (диаметр, наличие пороков и их распределение подлине и т. д.) от дефектоскопа поступает в ЭВМ, которая на основе этой информации, а также информации о породе, поступающей от оператора, вырабатывает оптимальную программу раскряжевки хлыста и программу сортировки получаемых сортиментов. Управляющее устройство, сблокированное с ЭВМ, вырабатывает команды, которые автоматически исполняет раскряжевочный агрегат и сбрасывающие устройства сортировочного транспорта. Учет вырабатываемой продукции осуществляет ЭВМ. При двух — и многопоточной компоновке липни одна ЭВМ может обслуживать несколько линий.
Перспективна технология с применением пачковой раскряжевки хлыстов и сортировки хлыстов перед их раскряжевкой. Особенность ее заключается в том, что хлысты перед раскряжевкой поперечными и продольными транспортерами рассортировываются по их размерным и качественным признакам на некоторое число сорторазмерных групп. Производительность этой системы машин 700—800 м3, комплексная выработка на основных операциях при введении автоматизации управления отдельными агрегатами (бункерная сучкорезка, рубильная машина, сортировочные транспортеры) может достигать 80—90 м3 на человека в смену.
Для глубокой переработки древесины на лесозаготовительных предприятиях создаются специальные производства: по выработке технологической щепы, пилопродукции, древесных плит, столярно-строительных изделий (черновые заготовки, паркет, арболит) и др., а также цехи по выпуску товаров народного потребления. Развитие производств по химико-механической переработке древесины создает условия для почти полного использования древесины низких сортов и короткомерных отходов производства путем переработки их на технологическую щепу.
Вырабатывается щепа двух видов: технологическая для целлюлозно-бумажной промышленности (более качественная) и для производства плит и арболита. Производство щепы для целлюлозно-бумажной промышленности организовано на базе установок УПЩ производительностью 5, 10 и 20 тыс. м3 в год при односменной эксплуатации. Для обеспечения высокой эффективности производства технологической щепы сырье необходимо подготовить на линиях ЛО-73 или ЛО-34, применяя зимой теплоподогрев паром или каким-либо другим высокотемпературным теплоносителем.
Технологическая щепа для производства древесных плит, арболита и гидролиза приготовляется из сучьев, порубочных остатков и тонкомерной древесины, получаемых при рубках ухода. Для производства этой щепы на нижнем складе используются специальные стационарные рубильные машины ДУ-2А и ЛО-56 (производительностью соответственно 9 и 30 м3/ч). Для производства щепы непосредственно на лесосеке применяется специальная передвижная рубильная машина Л0-63-производительностью 8 м3/ч, созданная на базе трактора ТБ-1 с гидроманипулятором.
Эффективное направление использования древесины низких сортов — производство короткомерной пилопродукции. Переработка низкокачественного сырья хвойных и лиственных пород на короткомерную пилопродукцию целесообразна, так как она позволяет получить из 1000 м3 сырья до 300 м3 товарных материалов и сберечь 500—600 м3 деловой древесины. Разработаны принципиальные технологические потоки переработки низкокачественной древесины на короткомерную пилопродукцию и типовые проекты цехов переработки древесины низких сортов мощностью от 10 до 80 тыс. м3 в год. На многих лесозаготовительных предприятиях имеются лесопильные производства.
Технико-экономический анализ деятельности цехов переработки древесины низких сортов подтверждает, что в качестве базовых станков для них наиболее приемлемы ленточнопильные типа ЛБ-150. Для распиловки бревен могут применяться также шпалорезные станки ЦДТ-6-3, лесопильные рамы Р-63, РК, РД75-6, РД75-7, РД-80, многопильные станки и другое оборудование.
Всемерное развитие производства столярно-строительных изделий, древесных плит, арболита и других эффективных заменителей деловой древесины привело к увеличению выхода товарной продукции с каждого кубометра заготовляемой древесины, к ее комплексному использованию. В строительстве вследствие целого ряда преимуществ перед другими видами все большее применение находят паркетные покрытия. Выпускается несколько видов паркетных покрытий: штучный паркет, паркетные доски и паркетные щиты. Кроме того, древесина низких сортов, в том числе лиственная, используется на производство колотых балансов, технологической стружки, шпона, кровельной драни, гонта и др. При внедрении глубокой переработки древесины стоимость товарной продукции, выпускаемой предприятиями, возрастает более чем в 2 раза.
В связи с большим многообразием условий нашей страны объемы производства, технологические процессы и системы машин прогнозируются с учетом природно-производственных и других факторов применительно к трем укрупненным регионам: европейского Севера и Центра; Урала и Западной Сибири; Восточной Сибири и Дальнего Востока.
Прогнозирование развития лесозаготовок и лесного машиностроения позволяет сделать предположение, что в СССР основным технологическим процессом до 2000 г. останется заготовка и вывозка леса в виде хлыстов. Будет развиваться и технология, основанная на вывозке деревьев, и некоторые новые технологические процессы, например заготовка и вывозка щепы с лесосеки во двор перерабатывающих предприятий (на европейском Севере и в Центре) или на экспорт (на Дальнем Востоке).
Комплексная механизация и автоматизация лесозаготовительного производства будут базироваться в основном на уже разработанных системах машин и оборудования. Основные работы планируется выполнять пятью подсистемами машин: лесосечной, лесотранспортной, нижнескладской, по производству технологической щепы и по строительству лесовозных дорог. Комплексная механизация лесосечных работ будет осуществляться путем замены ручного труда машинным. Это означает, что на лесосечных работах будут применяться самоходные машины с навесными рабочими органами, управляемыми оператором. Трелевочный трактор в основном утратит свое узкоспециализированное значение и превратится в самоходное шасси, приспособленное для монтажа различных навесных устройств: срезающих, валочных, пакетирующих, сучкорезных, погрузочных и т. д. Для комплексной механизации лесосечных работ рекомендуется несколько перспективных подсистем машин.
Каждая система будет применяться только в тех природно-производственных условиях, где она способна дать наибольший эффект. Однако примерно на 30% лесных площадей нашей страны (в горных лесах, на заболоченных участках равнинных лесов и в других труднодоступных местах) на лесозаготовках сохранится валка деревьев бензиномоторными пилами и трелевка леса чокерным способом с помощью тракторов, лебедок, воздушно-трелевочных установок и другого оборудования, так как заготовку древесины производить существующими машинами здесь сложно, а иногда и невозможно. Подсистемы машин, рекомендованные для лесосечных работ в обычных условиях, укомплектованы машинами, которые прошли длительную производственную проверку, подтвердившую эффективность их применения.
Освоение лесных массивов намечено осуществлять несколькими способами: по традиционной схеме — с круглогодовой вывозкой леса по устроенным дорогам, с сезонной вывозкой по зимним дорогам и по двухступенчатой схеме с применением на лесосеке и неустроенных дорогах высокопроходимых тракторных (на колесной базе) и автомобильных поездов малой и средней грузоподъемности (на базе ЛТ-157, К-703 и ЗИЛ-131) и с использованием на магистралях тяжелых автопоездов, в том числе многокомплектных.
Основными типами лесовозных дорог будут гравийные и щебеночные с черным покрытием, а там, где не окажется гравия и щебня, будут строиться колейные железобетонные дороги. На грузосборочных дорогах будут применяться и более совершенные покрытия.
Наиболее широкое применение на вывозке леса найдут автопоезда КрАЗ-260Л, а также автопоезда на базе автомобилей КамАЗ. Грузоподъемность и энергонасыщенность автопоездов будут возрастать. Автопоезда на базе КамАЗ наиболее широко будут применяться на вывозке сортиментов, а также при вывозке небольших объемов древесины с мелких лесосек, древесины, полученной при рубках ухода и промежуточного пользования, и т. д.
На ближайшую перспективу основными погрузочными средствами будут челюстные погрузчики перекидного типа на гусеничном ходу. Наиболее совершенным и производительным из них является лесопогрузчик ЛТ-73 на базе трактора Т-130Г-1. В промышленность поступают колесные челюстные погрузчики фронтального типа различной грузоподъемности.
Быстрый технический прогресс создает условия использования летательных аппаратов, сочетающих качества вертолета и аэростата, способных перевозить крупногабаритные и длинномерные грузы массой до 125 т и более со скоростью до 200 км/ч. Наиболее перспективные летательные аппараты — вертостаты, способные брать груз в любом пункте и доставлять его на большие расстояния, а самое главное, производить погрузочно-разгрузочные работы без посадки на землю. Наибольший эффект от их применения будет получен при работе челночным методом с транспортировкой предварительно сформированных пачек древесины массой до 50—120 т на расстояние до 400 км и более.
Комплексная механизация и автоматизация нижнескладских работ будет решаться с учетом максимального использования всей вывозимой из леса древесины. Оптимальными для всех лесозаготовительных районов нашей страны признаны нижние склады с годовым грузооборотом 300—600 тыс. м3, для которых разработаны технологические схемы на базе следующих подсистем машин:
- 1НС — с продольной подачей дерева (хлыста) при его индивидуальной обработке стационарными машинами;
- 2НС — с поперечной подачей и индивидуальной обработкой дерева (хлыста) стационарными машинами;
- 3НС — с пачковой обработкой деревьев (хлыстов) стационарными машинами;
- 4НС — с продольной подачей и индивидуальной обработкой дерева (хлыста) мобильными машинами.
Будет применяться также технологическая схема с пачковой обработкой деревьев и индивидуальной раскряжевкой хлыстов на агрегатах слешерного и триммерного типов.
Значительный объем переработки древесины будет выполняться на береговых складах, на которых будет широко применяться подсистема мобильных нижнескладских машин 4НС на базе многооперационных раскряжевочно-сортировочных агрегатов с передвижными транспортерами и колесными погрузчиками.
Для обеспечения глубокой переработки древесного сырья нижние склады должны иметь:
- цех арболита с годовой производительностью 12 тыс. м3 при грузообороте нижнего склада не менее 100 тыс. м3 в год;
- цехи древесноволокнистых и древесностружечных плит при концентрации на складе отходов древесины в объеме 50 тыс. м3 в год;
- цехи лесопиления при наличии на складе пиловочника в объеме 80 тыс. м3 в год.
Все большее распространение получают комплексные лесные предприятия, сочетающие в своей деятельности интересы лесного хозяйства и лесозаготовительной промышленности. Комплексные лесные предприятия успешно работают на Украине, в Прибалтике, Молдавии, Краснодарском крае, Калининской, Новгородской, Владимирской областях и в других районах СССР. Они выполняют, во-первых, работы по лесному хозяйству, обеспечивающие правильную, рациональную эксплуатацию, сохранение и воспроизводство сырьевой базы, повышение ее продуктивности. Во-вторых, комплексные лесные предприятия ведут заготовку, вывозку и первичную обработку древесины; в-третьих, производят из нее различные виды продукции, начиная с круглых лесоматериалов и кончая художественными изделиями народных ремесел, включая всевозможные сувениры. Они стремятся так организовать свою деятельность, чтобы не допустить истощения сырьевой базы и обеспечить себе статус постоянно действующего предприятия. Интенсивное ведение лесного хозяйства позволяет значительно повысить годичный прирост древесины в сырьевой базе, а следовательно, и расчетную лесосеку.
В комплексных предприятиях осуществляется полная обработка и переработка всей заготовляемой древесины, максимально используются производственные фонды, достигнута высокая интенсификация производства. Благодаря комплексному ведению хозяйства выход товарной продукции возрастает обычно при одних и тех же лесосырьевых ресурсах по меньшей мере вдвое.
Преимущества комплексных лесных предприятий можно проиллюстрировать на таком примере. В Карпатах (Украинская ССР) на площади 1240 тыс. га с 1959 г. действует более 30 лесных комбинатов. В них осуществляются комплексные работы по лесному хозяйству, лесоэксплуатации, переработке древесины и побочным пользованиям леса. За 15 лет комплексные предприятия Карпат сократили рубки главного пользования с 5,5 млн. до 1,7 млн. м3. Одновременно заготовка древесины по промежуточному пользованию возросла почти в 3 раза. Балансовая прибыль предприятий за счет резкого увеличения выпуска древесностружечных плит, клееной фанеры, мебели, технологической щепы, изделий ширпотреба из отходов и другой продукции с 1965 по 1975 г. возросла с 14 609 тыс. до 28 400 тыс. руб.
Наряду с максимально полным использованием всей древесной массы комплексные лесопромышленные предприятия особое внимание уделяют восстановлению лесных ресурсов Карпат, повышению продуктивности и биологической устойчивости лесов. Лесные культуры создаются из смешанных пород, соответствующих лесорастительным условиям. Помимо заготовки древесины в лесах собирают плоды, ягоды, грибы, мед. Леса выполняют защитные и рекреационные функции.
Другим убедительным примером высокой эффективности комплексных лесопромышленных предприятий, но расположенных уже на территории Российской Федерации, могут служить опытные леспромхозы ЦПИИМЭ: Крестецкий (в Новгородской области), Мостовской (в Калининской обл.) и
Гузерипльский (в Краснодарском крае). Эти леспромхозы помимо функций, свойственных всем комплексным лесопромышленным предприятиям, решают и такие важные задачи, как отработка и испытание на лесозаготовках, в лесном хозяйстве, на производствах по переработке древесины наиболее производительной и эффективной техники, технологии и организации производства.
В СССР совершенствование комплексных лесопромышленных предприятий осуществляется в таком направлении, чтобы они могли решать такие задачи:
- в максимальной степени удовлетворять общественные потребности в изделиях из древесины, лесоматериалах и других полезностях леса при одновременном росте сырьевого потенциала и всестороннем улучшении состояния лесов;
- производить готовую продукцию, необходимую для сферы потребления и строительства, с наименьшими затратами совокупного общественного труда;
- шире использовать высокопроизводительную технику в лесном хозяйстве, на лесозаготовках и в лесоперерабатывающих производствах;
- сочетать эффективную специализацию производства таким образом, чтобы создавать условия для трудоустройства людей различного возраста и пола, наклонностей и физических возможностей.