Средства малой механизации

Рудник Александр Михайлович, инженер-механик
февраль 2012г.

Ученые и специалисты лесной отрасли считают, что человек начал "заготавливать лес" почти 2 миллиона лет тому назад, как только взял в руки палку, чтобы сделать из неё лопатку для выкапывания съедобных корешков. А когда первобытный человек освоил огонь, то стал заготавливать древесину как топливо. Где-то в 11 ... 7 веках до нашей эры привязав к палке примитивное каменное рубило с острыми кромками, полученное в результате скола или после некоторой обработки камня, неведомый первобытный человек стал обладателем пратопора. Это техническое устройство использовалось не только как грозное оружие, но и как инструмент для заготовки древесины, тем более что к этому времени потребности человеческого общества в древесине возросли, она применялась и как строительный материал. Да и в настоящее время, несмотря на большие успехи в создании искусственных материалов, потребность в древесине не снизилась.

А когда сегодня заходит разговор о средствах механизации заготовки леса, то большинство людей считают, что этим занимаются только "серьезные машины": валочные, трелевочные и лесовозные, вес которых колеблется от 10 до 30 тонн и мощность двигателя – от 50 до 230 кВт. Но в лес эта техника пришла совсем недавно, и каких-то сто лет тому назад арсенал дровосека состоял из топора, пилы и конной тяги.

Использование большинства машин современной лесозаготовительной техники оправданно только на промышленных лесосеках с большим запасом древесины. А как же быть с использованием древесины из перестойных лесов, что находятся в труднодоступных местах, в устранении захламленности лесонасаждений, чтобы так часто не возникали лесные пожары, а также в проведении лесовосстановительных и лесохо-зяйственных работ в заповедниках, парках и других непромышленных лесных насаждениях. Здесь на помощь придут средства малой механизации, предназначены для работ по заготовке леса, выполняемых один раз или в небольших объемах, под пологом крон деревьев, на заболоченных, холмистых землях и неудобьях, где применение другой техники невозможно или нецелесообразно.

Свалить дерево, не такая уж большая проблема, лишь бы был остро заточенный топор, ствол диаметром в полметра можно перерубить за полчаса. Но что дальше с этим стволом делать и как его транспортировать? Это настоящая проблема.

Побродив по просторам российского интернета, я не смог найти исчерпывающую информацию о средствах малой механизации заготовки леса. Можно отыскать отдельные машины, и то если ты специалист в данной области.

К этим средствам относятся малогабаритные тракторы (мини-тракторы, минитрелевщики), мотоблоки, мотоорудия (мотокультиваторы, моторыхлители, мотофрезы, мотокосилки и др.) и приспособления (лебедки, гужевые повозки, трелевочные конусы и арки и др.).

В зависимости от массы и мощности двигателя мини-тракторы и мотоблоки подразделяются на три типа: легкий, средний, тяжелый (см. таблицу ниже).

Типы мини-тракторов и мотоблоков *

Тип	Конструкционная масса, кг	Номинальная мощность двигателя, кВт	Максимальная скорость, км/час		Ширина колеи (не более), мм
			рабочая	транспортная
Малогабаритные тракторы двухосные
Легкий	до 500	до 10	6	15	800
Средний	500 ... 650	10 ... 14	6	25	800
Тяжелый	свыше 650	14 ... 16	6	25	1 200
Малогабаритные тракторы одноосные (мотоблоки)
Легкий	до 70	до 3	6	15 (с прицепом)	700
Средний	70 ... 100	3 ... 5	6	-	-
Тяжелый	свыше 100	свыше 5	6	-	-

* "Справочник по технологическим и транспортным машинам лесопромышленных предприятий и техническому сервису",
М., Издательство МГУЛ, 2000г.

По конструкции ходовой части мини-тракторы бывают колесные, колесно-гусеничные и гусеничные. Разновидностью этих тракторов можно считать самоходные тележки (микро-шасси).

Большинство мини-тракторов имеет аналогичную "большими" тракторам традиционную схему компоновки:

- с задними ведущими колесами большого размера и передними, ведущими или неведущими, колесами меньшего размера;

- шарнирно-сочлененную конструкцию со всеми ведущими колесами одинакового размера.

Мотоблоки и мотоорудия имеют колесный движитель. По числу колес различаются двух- и одноколесные мотоблоки. Одноколесные используются, как мотоорудия для обработки почвы и скашивания трав.

Отличительной особенностью компоновочных схем мотоблоков и мотоорудий является расположение двигателя. Выделяются следующие схемы:

• двигатель устанавливается консольно. Коленчатый вал двигателя соосен ведущему валу трансмиссии и перпендикулярен оси ведущих колес. С трансмиссией он соединен жестко и является единым агрегатом. Относительно ходовых колес двигатель вынесен вперед или назад. Считается что это европейская схема компоновки;
• двигатель устанавливается на специальном кронштейне. Связан с трансмиссией клиноременной передачей, выполняющей одновременно роль муфты сцепления (японская схема компоновки);
• двигатель представляет собой легкосъемный энергетический модуль. Коленчатый вал расположен вертикально. Модуль соединяется с различными технологическими модулями: тяговым, косилочным, насосным и др.

К малогабаритным транспортным средствам, имеющим гусеничную ходовую часть с приводом от двигателя внутреннего сгорания, которые уже давно используются для перевозки древесины, относятся мотосани (снегоходы), оснащенные санным прицепом-роспуском.

Фирма "VELSA" (Финляндия, данные за 1976 год) на базе серийно выпускаемых ею снегоходов создала гусеничный вездеход "Терри 30" (см. Рис. 1.). Эта машина может использоваться в различных условиях, как зимой, так и летом. Силовая двухскоростная передача вездехода с переключением движения взад-вперед состоит из бесступенчатого редуктора с автоматическим изменением скорости. Управление машиной достаточно простое и осуществляется с помощью руля и рукоятки газа. Вес вездехода "Терри 30" распределен равномерно. Вместе с водителем он создает давление на почву 30 г/см², благодаря этому можно даже преодолевать болота и трясины. Максимальная скорость машины – 40 км/час. Стандартное оборудование содержит лебедку на навесной раме, с тяговым усилием 1500 кг.

Вездеход "Терри 30" пригоден для самых требовательных перевозок грузов в лесном хозяйстве, например, для трелевки срубленных деревьев к дороге, для перевозки саженцев, для внесения удобрений, для очистки дорог зимой и других работ. Его можно также использовать для проверки периметра ограждений пастбищ, электросиловых и телефонных линий передач, в дозоре на пожарных станциях, в аэропортах и на аэродромах, при спасательных операциях в труднодоступной местности, для разравнивания слаломных спусков, а также при прокладке маршрутов для лыжных кроссов по пересеченной местности.

В 80-х годах прошлого века некоторые зарубежные фирмы, выпускающие лесозаготовительную технику, разработали и создали малогабаритные транспортные гусеничные тележки, специально предназначенные для трелевки леса. Такие машины оснащены двигателем внутреннего сгорания для привода гусениц и управляются идущим впереди машины оператором за дышло с рукоятками. Машины оборудовались лебедкой и коником для трелевки, в качестве дополнительного оборудования предлагаются прицепы-роспуски со стойками для трелевки леса в полностью погруженном положении.

Примером такой машины служит "Iron Horse" шведской фирмы "Husqvarna". Свое название машина получила из-за того, что она используется в том же качестве, в котором использовалась лошадь. Машина достаточно сильна, двигатель мощностью в 6,5 кВт, маневренна, имеет малые размеры и небольшую массу, благодаря большой опорной площади резинометаллических гусениц повреждения растительности и почвы минимальны. "Железная лошадь" предназначена, главным образом, для трелевки древесины при лесохозяйственных работах. Машина выпускается в трех модификациях, кроме стандартного оборудования имеет большой выбор принадлежностей и дополнительного оборудования, которыми может быть оборудована в зависимости от условий использования, по желанию заказчика.

Стандартная модель – более простая версия, без поворотного коника, управляющих тормозов, противовеса и лебедки, хотя ее возможно модернизировать всеми принадлежностями, что имеются у модели "Pro". У модели "Pro" лебедка бывает двух видов – с приводом от двигателя и без. Оборудование и принадлежности применяемые для оснащения стандартной и "Pro" моделей приведены на рисунке 2.

Эти машины, прежде всего, предназначены для заготовки леса и рекомендуется использовать их совместно с прицепом со стойками. Валку деревьев производят рядом с машиной. После обрезки сучьев и вершины хлыст загружается в коники трелевщика и прицепа. При достижении полной загрузки, воз трелюется к дороге (см. рис. 3).

Модель "Piraya" служит для проведения выборочных и осветительных рубок. Деревья валятся в направлении коника трелевщика (см. Рис. 4).

Вместе с дополнительным оборудованием машина используется для механизации работ по лесовосстановлению, транспортировки грузов и туш убитых животных на охоте, для ухода и ремонта ограждений периметра пастбищ, линий электропередачи и связи, для защиты лесов от пожаров.

Аналогичная машина выпускается фирмой "Martimex" (Словакия). Модель "МПН 3,7" – универсальная самоходная машина, состоит из гусеничного шасси, карбюраторного четырехтактного двигателя с воздушным охлаждением и механическим приводом гусеничных лент, лебедки и поворотного коника (см. Рис. 5.).

Оператор управляет трелевщиком при помощи дышла, имеющего рычаги акселератора и тормоза. Для осуществления поворота машины дышло отклоняется в сторону поворота, отключается внутренняя к направлению поворота лента и рабочая лента осуществляет поворот. Машина имеет реверсивную коробку передач с тремя скоростями. Скорость машины рассчитана шаг человека и варьируется в диапазоне: вперед – от 2,2 до 5,4 км/час; назад - от 1,8 до 4,5 км/час. Трогание и остановка машины обеспечивается рычагом акселератора, благодаря соединению двигателя с коробкой передач центробежным сцеплением. Максимальная сила тяги трелевщика с нагрузкой в 600 кг достигает 5,6 кН при движении вперед.

Фирмой "Image Forestry" (Канада) создана машина "Workhorse" такого же назначения. Привод гусеничных лент – гидравлический. Трелевщик оборудован лебедкой с тяговым усилием 800 кг, поворотной стрелой для облегчения загрузки леса и прицепом для вывозки сортиментов длиною до 4 м. Машина поставляется с двигателями различной мощности – от 22 до 37 кВт и резинометаллическими гусеницами шириной 300 и 400 мм.

Отечественные производители также создали ряд аналогичных машин. В 1992 году по заказу научно-технического управления Федеральной службы лесного хозяйства России инженеры НПО "Рыбинские моторы" в содружестве с ВНИИтрансмаш начали разработку малой универсальной лесной трелевочной машины (МУЛ), предназначенной для механизации работ при уходе за лесом, охраны и защиты лесов от пожаров. Опытный образец машины был изготовлен в 1993 году.

Соответствуя своему "рабочему" названию, "МУЛ" хорошо приспособлен для эксплуатации в условиях бездорожья, грунтовых дорог, дорог с твердым покрытием и снежной целины (см. Рис. 6.). Машина позволяет механизировать основные технологические процессы по уходу за лесом, садами и парками с минимизированными потерями для растительного слоя почвы в любое время года.

При создании машины разработчики применили уже испытанные двигатель, трансмиссию и ходовую от снегохода. В конструкции трелевщика использован бензиновый двигатель снегохода "Икар" РМЗ-320, одноцилиндровый, двухтактный, карбюраторный, мощностью 8,7 кВт при частоте вращения коленчатого вала 5200…5500 об/мин, объем топливного бака 25 л, что обеспечивает запас работы двигателя (по топливу) на 10 час. Трансмиссия: двухступенчатая коробка передач, клиноременный вариатор с центробежным регулятором и кулачковой нагрузочной муфтой. Гусеничный движитель обеспечивает высокую проходимость с возможностью преодоления подъемов и спусков от 15 до 250 в зависимости от влажности грунта или глубины снежного покрова. Высота преодолеваемых препятствий между гусеницами - 150 мм, гусеницами - 200 мм. Предельные давления на грунт без груза на раме – 0,0061 МПа, с водителем на сиденье – 0,0074 МПа, с грузом на раме (300 кг) - 0,0107 МПа.

Машина оборудована коником и лебедкой. Имеется вал отбора мощности для привода прицепного и навесного технологического оборудования. Машина может буксировать колесно-лыжный прицеп весом до 500 кг. Для расширения функциональных возможностей машины предусмотрено управление, как с земли (идущим оператором), так и с удобного сидения. Скорость движения машины при управлении с земли – 1,5…4,5 км/ч, при управлении с сиденья - 1,5…14,5 км/ч, при заднем ходе машины - 1,5…4,5 км/ч. Техническое обслуживание и ремонт машины может проводиться не только в стационарных условиях.

В ассортимент разрабатываемой и выпускаемой НПО "Старт" (г. Екатеринбург) малогабаритной моторизованной техники для лесной и деревообрабатывающей промышленности входит лесной мини-трактор "Гном". Машина такого же назначения, как и ранее упомянутые. Привод гусеничных лент – гидравлический. В конструкции машины использованы четырехтактный бензиновый двигатель с воздушным охлаждением, мощностью – 8,7 кВт. Машина снабжена лебедкой с гидравлическим приводом и поворотной погрузочной стрелой. Грузоподъемность машины с прицепной колесной тележкой - 1000 кг.

Из современных разработок можно привести минитрелевщик "Scottrac OX14" (см. Рис. 7.) предлагаемый шведской фирмой "Artcom Tradebridge Ltd", который является идеальным решением в небольшом лесном хозяйстве для транспортировки грузов по пересеченной местности. Вес машины с лебедкой всего 500 кг. Это мощная самоходная гусеничная тележка с гидравлическим приводом, давление в гидросистеме составляет 14 МПа и расходом насоса - 36 л/мин. Поставляется с двигателями различной мощности – 11, 13 и 14 л.с. Объем топливного бака 6 литров. Коник машины может вращаться вокруг собственной оси, и выдерживает нагрузку в тонну. Машина обладает удивительным соотношением тяги к массе. Тяговое усилие машины до 1000 кг. Она легко трелюет тяжелые бревна со скоростью 4 и 6 км/ч, преодолевая крутые склоны, оставляя на мягкой почве минимальные повреждения растительного покрова. Если машину заякорить, то гидравлическая лебедка может тянуть до 600 кг. Машина оборудована резинометаллическими гусеницами шириной 400 мм. Длина самой машины составляет 1 700 мм при ширине 1 150 мм.

К рассматриваемому типу транспортных средств малой механизации следует отнести и мини-трактора с кабиной для водителя, имеющие аналогичную "большим" тракторам традиционную схему компоновки.

Здесь, как пример, можно привести разработанный в 1983 трелёвочный минитрактор Owren Variotrac 912 с мощностью двигателя 45 л.с. при массе машины около 3,5 тонны для работ в геологоразведке, транспортировки и трелёвки леса (см. Рис. 8.). Минитрактор имел гидравлическую трансмиссию и электро-гидравлическую лебёдку. Создавшая его компания Tryge Owren AS, была основана в 1951 году в Lillehammar (Норвегия), наиболее известна в области лесозаготовок канатной установкой Owren 400. Минитрактор проходил испытания в Лаборатории Лесных Исследований Норвегии.

Фирма "Nordtrac" (Финляндия) выпускает мини-трактора под маркой "Terri". Универсальная машина «Terri 2020» из наиболее известных ранее, имела механический привод на гусеницы. Машина представляет собой двухмодульное шасси с возможностью поворота их в горизонтальной плоскости с помощью гидроцилидров. Мини-трактор был оснащен четырехтактным дизельным двигателем мощностью 17 кВт, скорость движения 27 км/час. Компоновочная схема энергетического модуля машины представлена на рис. 9.

На базе энергетического модуля фирмой выпускается ряд машин с различным технологическим назначением прицепного модуля машины, но наибольшее распространение получили форвардеры.

С 1994 года фирма выпускает новую модель мини-трактора "TERRI 2040 D". Машина имеет гидравлический привод на гусеницы, увеличенную мощность двигателя 21 кВт и грузоподъемность прицепа до 2000 кг.

Машины "TERRI" имеют низкое удельное давление на грунт без груза 80 г/см², а с грузом - 250 г/см², в то время как у вальщика с бензиномоторной пилой оно составляет 400 г/см². По дорогам общего пользования их можно перевозить на прицепах с грузоподъемностью 3…3,5 тонны, которые легко буксируются легковыми автомобилями (см. Рис. 10.).

Машины конструкции аналогичной "TERRI" производит также финская фирма "Pellonpaja OY" под маркой "PONTUS". Известно четыре типа машин, такие как форвардер, сучкорезка, харвестер.

Шведская фирма "Husqvarna" выпускает машину "Iron Horse" и на колесном ходу. Машина состоит из энергетического одноосного модуля и четырехколесного прицепа. Модуль и прицеп между собой в плане имеют шарнирное соединение, которое служит для осуществления поворота машины. По конструкции энергетический модуль аналогичен мото-блоку. Двигатель расположен на кронштейне и соединен с трансмиссией клиноременной передачей. Назначение, принцип управления и большинство узлов машины те же, что и у гусеничных "лошадей".

Практически любую малогабаритную машину повышенной проходимости можно приспособить для транспортировки леса. Для этого необходимо ее оборудовать трелевочными арками (см. Рис. 11.) или прицепом со стойками для перевозки длинномерных грузов. Некоторые скандинавские фирмы, такие как "NOKKA-TUME", "Orion Corporation NORMET" (Финляндия), выпускают специальные прицепы для перевозки сортиментов (см. Рис. 12.). Некоторые оборудованы гидроманипуляторами с аутригерами, и в основном они буксируются сельскохозяйственными тракторами. Двухосные прицепы, колеса которых выполнены тандемом, для увеличения проходимости имеют силовой приводом от гидросистемы трактора в виде приводного ролика, расположенного между колесами.

Малогабаритные транспортные средства с колесной ходовой частью представлены моделями машин "Minimaster" фирмы Niab (Швеция). Функциональные технологические возможности машин фирмы Niab аналогичны ранее рассмотренным типам машин с гусеничной или гусенично-колесной базой. Наличие прицепа с силовым приводом колесной тележки позволяет использовать машину для выполнения, практически, любых лесо-, сельскохозяйственных и пр. технологических операций, в том числе в условиях работы её на пересеченной местности. Выпускаемые фирмой прицепы имеют различные альтернативные варианты по их длине: 255 мм, 295 мм, 325 мм, что соответствует требованиям потребителя.

Да и живых лошадей в настоящее время рано считать потерявшими свою значимость на лесозаготовках, для них некоторые зарубежные фирмы выпускают гужевые повозки на пневмоколесном ходу. Так по данным сайта "www.Gotakrabrukshastar.se" одной лошадкой на восьмиколесной повозке можно вывозить до 600 кг древесины. Некоторые из этих повозок для облегчения погрузки леса оборудуются автономным манипулятором (см. Рис. 13.).

В парках, заповедниках, да и на личных участках очень часто приходится удалять или перемещать поваленные ураганным ветром деревья, которые завалились на другие деревья или постройки. А чтобы эти деревья при трелевке не задевали за пни и корни, а также, чтобы предотвратить повреждения растительного покрова и окружающих деревьев, то здесь ни как не обойтись без таких приспособлений, как лебедка, трелевочный конус и трелевочная арка (см. Рис 14, 15 и 16).

Многообразие средств малой механизации в лесном секторе представлено значительным числом зарубежных фирм, можно сказать, что в настоящее время в России данная техника пока мало востребована.

Отсюда лично у меня мнение, в котором вряд ли кто меня разубедит, что следует государственный лесной фонды разбить на участки размером от 20 до 60 гектаров и снабдить их паспортами. Затем эти участки на аукционах продавать в пользование всем желающим, а работникам лесохозяйственных предприятий чуть ли в принудительном порядке выдавать участки, что не пользуются спросом, конечно, если те не хотят участвовать в торгах. При этом один человек может владеть только одним паспортом, то есть одним участком. Этот паспорт должен передаваться по наследству, и не обязательно ждать, когда владелец помрет, можно передавать по наследству и при живом владельце, но запретить какую либо продажу участка, пусть это будет прерогатива государства. В случае если владелец обанкротился или у него нет наследников, то государственные органы надзора подают документы в суд, который решает судьбу участка, и только решением суда участок может быть продан на аукционе. А если по наследству человеку досталось больше чем один участок, то ему оставляют в пользование тот участок, на который он укажет, остальные решением суда выставляются на торги. Также следует обязать страховать имущество и жизнь владельцев участков, а в случае каких либо противоправных действий при которых будет нанесен ущерб здоровью и имуществу владельца участка, то правоохранительные органы должны в годичный срок найти виновника, иначе страховая выплата должна осуществляться из их кармана. А для остальных жителей России, которые не владеют участком леса, следует принять "Право каждого" существующее в Финляндии.

Какие выгоды сулит для государства передача участков леса в пользование частников? Я думаю, что это позволит трудоустроить около 30 миллионов человек. Они будут постоянно заняты, и у них не будет времени и возможности участвовать в митингах и демонстрациях. Имея свое личное дело, владельцы лесных участков будут исправно платить налоги, да и процент городского населения уменьшиться. Потом, проблема незаконных рубок пропадет сама собой. Ведь владелец не будет у себя воровать, а при неправильном лесопользовании у государства будет возможность у кого спросить, если что-то не так. Да и пожары прекратятся, ведь владелец как никто другой будет тщательно следить за состоянием леса, он вовремя будет убирать сухостой и не допускать захламленности леса, а без его разрешения нельзя посторонним разводить костры на его участке.

И, по моему мнению, политик который осуществит передачу участков леса в собственность физических лиц, в памяти наших потомков встанет на одну ступеньку с такими великими историческими деятелями как Иван Грозный, Петр Первый, Екатерина Вторая, Ленин и Сталин, а может и выше.

В заключении могу сказать, если в дальнейшем у нас стране появится большое количество владельцев участков леса, то средства малой механизации станут, как никогда, очень востребованы.

Данная статья нуждается в доработке, нужен соавтор со свежим взглядом со стороны. Так что уважаемые посетители сайта, хотелось бы услышать ваши мнения.