Харвестер и форвардер как работают. История создания хаарвестеров

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.
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.

Харвестер является лесозаготовительной техникой универсального назначения, которая может одновременно выполнять ряд производственных задач. Машины харвестеры используют в процессе выборочных или сплошных рубок деревьев для валки. Кроме этого, их применяют для обрезки сучьев, раскряжевки и пакетирования сортамента. Харвестер, управление которого осуществляется довольно легко, - отличная техника, существенно облегчающая работу в лесу.

Харвестер - это самоходное шасси, имеющее просторную кабину и манипулятор. На конце манипулятора установлена многофункциональная головка. Стрела вылетает на расстояние до 10 м, а это дает возможность реализовывать работы в посадках шириной до 20 метров. Применение харвестеров позволяет отказаться от большого количества техники и работников, однако с сохранением быстрой, качественной и безопасной заготовки леса.

Невзирая на многозадачность, харвестеры отличаются простотой функционирования. Их работу можно описать следующим образом:

машину подгоняют близко к насаждениям
подводят рабочую головку плотно к стволу и одним-двумя пропилами срезают его.

Если дерево вдруг начнет падать, рабочий блок в автоматическом режиме отсоединится от ствола, что исключает его повреждение. После этого харвестер помещает срезанное дерево на технологическую площадку.

Дальнейшая работа состоит в проталкивании ствола вперед и срезании сучьев. После этого срезанная древесина загружается на спецтехнику и перевозится в место назначения.

Типы харвестеров

Сегодня все харвестеры имеют практически одинаковую конструкцию и набор рабочих узлов. Однако, они имеют разный внешний вид и определенные параметры. Существует такая классификация по весу и сечению срезаемого дерева:

легкий - малогабаритный харвестер. Такими машинами пользуются для рубки с целью прореживания лесопарковых зон. Легкий харвестер может свалить дерево диаметром от 5 до 40 см
средний - универсальный харвестер. Его используют для более широкого спектра лесохозяйственных работ. Он может валить деревья до 50 см в диаметре
тяжелый - производительный харвестер. Такая машина предназначена для крупномасштабных лесозаготовительных работ. Она с легкостью справится со спилом дерева до 60 см в диаметре
сверхтяжелый - мощный и высокоэффективный агрегат. Только такая машина может спиливать стволы, диаметр которых превышает 1 метр.

По типу ходовой все харвестеры делятся на:

колесные. Они отличаются мощной базой с колесной формулой 4 х 4, 6 х 6 или 8 х 8. В дополнение к этому идет полный привод и особые внедорожные покрышки
гусеничные. У таких машин ходовые колеса и гусеничные цепи имеют механизмы натяжения, которые часто установлены в паре с цепями противоскольжения.

По типу харвестерной головки выделяют:

комбинированные машины. Они оборудованы шарнирно-сочлененной стрелой и удобной телескопической рукоятью (самая распространенная разновидность)
параллельные харвестеры отличаются подъемной стрелой, созданной в виде параллелограмма и дополненной телескопической рукоятью.

Харвестер - характеристики

Показатели эффективности работы харвестера зависят от его исходных параметров. Прежде чем сделать выбор такой многофункциональной машины, нужно обратить внимание на следующие технические характеристики:

вес и размеры машины
тип шасси и размер клиренса
уровень мощности силового агрегата
тип манипулятора
вылет и угол поворота стрелы
показатель грузоподъемности рабочего органа.

Харвестер Джон Дир

Харвестеры марки «Джон Дир» представляют собой узкоспециализированный тип лесозаготовительных машин. Компания выпускает широкий модельный ряд сельскохозяйственной техники начиная с 1867 года. Технологи компании много сил тратят на внедрение инноваций. Эти машины имеют очень высокую маневренность, проходимость и эффективность при минимальных для такой техники топливных затратах.

Эта техника используется и на лесных площадках, и при строительстве дорог. Они отлично зарекомендовали себя на мягких грунтах, болотистых почвах, а также и на ровном асфальтовом покрытии.

Компания производит харвестеры, которые предназначены для реализации следующих функций:

прореживание и заготовка небольших сучьев
сплошная вырубка тонкоствольных и более крупных деревьев
валка леса экстремальной сложности.

Появившаяся в 1996 году у бренда John Deer серия харвестеров 1270, предназначена сплошной рубки. Технические параметры оказались столь удачными, что харвестеры с артикулом 1270 существуют и сегодня, при этом в обновленном и более совершенном виде. Каждая из модификаций серии - это настоящий революционный прорыв в области развития техники категории. Всю серию 1270 делят на группы машин D и E.

Эти машины отличаются такими характеристиками:

база из шести колес
мощный 6-цилиндровый силовой агрегат
кабина, которая поворачивается
интеллектуальный механизм навигации распиловочным процессом
диагностика функционирования главных механизмов и узлов.

Система измерения и контроля TimberMatic H-09, которая установлена на всех харвестерах обновленной серии, дает возможность более удобно и легко управлять машиной. Программа TimberLink™ выгодно отличается эти харвестеры от прочих подобных машин. Она позволяет контролировать все рабочие процессы, находит поломки, дает советы по их ликвидации.

Имеющаяся беспроводная связь с базой и остальными агрегатами дает возможность корректировать рабочий процесс, тем самым облегчая разработку маршрутов перевозки и перехода на новые участки. Отметим, что максимальная скорость движения у 1270 D достигает 25 км/ч, а 1470 D - 22 км/ч. Конструкция агрегатов предусматривает пропорциональное управление углом поворота рамы, который достигает 42°. Контролируется угол при помощи мини-рычага. О том, как работает этот харвестер, видео расскажет более подробно.

Высококачественный гидроманипулятор, который находится в передней части, может быть выполнен в различных вариантах. К примеру, версия 1270 D имеет стрелу с четырьмя степенями вылета и возможностью наклона на 13° и вперед, и назад. Управлять им можно вручную и автоматически. Расположенный на харвестере 1470 D гидроманипулятор СН 8 создается в трех технологических версиях с возможностью наклона вперед на 25°, и назад - на 15°.

Отдельно стоит рассказать о комфортной эргономичной кабине. Отличный угол обзора, который гарантируется панорамными окнами из противоударного стекла, позволяет оператору видеть всю рабочую площадку. В кабине присутствует система кондиционирования, обогрева и вентиляции. Все вместе они гарантируют правильный микроклимат внутри кабины, отличные условия даже в процессе длительной работы. Кабина способна поворачиваться в обе стороны на 50° и наклоняться во все стороны. В кабину оператор поднимается по специальной лесенке, имеющей противоскользящее покрытие.

Цена новых моделей этой марки из серии 1270Е начинается от 22 650 000 рублей. В тоже время агрегат с наработанными моточасами можно приобрести за 12 000 000 рублей. Бывшие в употреблении харвестеры 1270 D и 1470 D (примерно 2006-2007 гг. выпуска) будут стоить от 8 250 000 рублей, а за новую машину придется заплатить свыше 17 000 000 рублей.

В заключение отметим, что валка харвестером еще не означают окончания всего процесса по лесозаготовке. После валки нужно собрать и перевезти сортименты, но харвестер эту работу не выполняет. Для этой работы применяется еще более уникальная машина - форвардер, о которой мы расскажем в следующей статье.

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.

Харвестер - лесозаготовительная техника универсального назначения, способная одновременно выполнять несколько производственных операций. Используется во время выборочных или сплошных рубок деревьев для валки, обрезки сучьев, раскряжевки и пакетирования сортамента.

Харвестер представляет собой самоходное шасси с просторной кабиной и манипулятором, на конце которого закреплена многофункциональная головка. Стрела вылетает на расстояние до 10 м, что позволяет выполнять работы в посадках шириной до 20 метров. Использование харвестеров дает возможность отказаться от большого количества техники и рабочих, но при этом обеспечить быстрое, качественное и безопасное проведение заготовки леса.

Принцип работы

Харвестеры, несмотря на многозадачность, отличаются простотой функционирования. Их рабочий цикл можно разделить на следующие основные этапы:

оператор подгоняет харвестер как можно ближе к деревьям, а затем посредством стрелы-манипулятора подводит головку техники вплотную к стволу;
осуществляется захват дерева сучкорезными ножами и вальцами харвестера, при этом датчики определяют толщину ствола;
по команде оператора осуществляется срез дерева. Для этого понадобится 1-2 пропила (в зависимости от толщины ствола);
рабочий блок харвестера автоматически отсоединяется от дерева и поворачивается, что предотвращает его повреждение при падении спиленного ствола;
срубленное дерево продвигается вальцами вперед, при этом срезаются сучки и ветки со ствола;
датчики харвестера подают сигнал, когда заканчивается необходимая толщина дерева. На этом участке ствол обрезается;
подготовленные материалы складываются все сразу либо по пачкам (партиями), после чего осуществляется их погрузка на спецтехнику и транспортировка на технологический участок.

Работу комбайна контролирует оператор из кабины. Используя специальную систему управления, он перемещает харвестер по участку, устанавливает оптимальную скорость хода манипулятора и темп выполнения операций.

Управление харвестером

Кабина оператора располагается на раме и по внешнему виду похожа на тракторную. Из нее открывается хороший обзор, что повышает безопасность выполнения работ. Управление харвестером осуществляется посредством программируемых контроллеров. Каждый из них отвечает за определенный модуль техники: раму, двигатель, кабину, головку, манипулятор, автоматическую коробку скоростей. Контроллеры управляются с помощью джойстиков, для отслеживания процесса работы в кабине имеется монитор.

Оператор закладывает основные параметры в компьютер харвестера перед началом работы. В частности, туда нужно ввести данные о породе древесины, необходимых диаметрах сортамента и др. (в сумме несколько сотен параметров). Исходя из введенной информации, компьютер харвестера автоматически определяет длину элементов, но окончательное решение остается за оператором. После программирования машины оператор посредством джойстиков подгоняет головку к стволу, включает режим пиления, затем - обработки и распиловки древесины.

Несмотря на кажущуюся простоту манипуляций джойстиками, для эффективной и быстрой работы необходима высокая координация движений. Поэтому харвестерами могут управлять только специалисты, которые прошли обучение на соответствующих курсах.

Виды лесозаготовительных комбайнов

Современные харвестеры обладают практически одинаковой конструкцией и набором рабочих узлов. При этом они различаются внешним видом и определенными параметрами. На сегодняшний день ведущие производители используют классификацию харвестеров по следующим критериям.

По массе и диаметру обрабатываемого ствола:

легкие - малогабаритные харвестеры используются для рубки в целях прореживания лесопарковых зон. Способны валить деревья диаметром 5-40 см;
средние - универсальные харвестеры, применяемые для широкого спектра лесохозяйственных работ, отлично справляются с валкой деревьев толщиной до 50 см;
тяжелые - производительные харвестеры, которые предназначены для крупномасштабных лесозаготовительных работ. Легко спиливают деревья диаметром до 60 см;
сверхтяжелые - мощная и высокоэффективная техника для сложных работ. Способна резать стволы деревьев толщиной более 1 метра.

По типу ходовой:

колесный харвестер - имеет мощную базу с колесной формулой 4 х 4, 6 х 6 или 8 х 8, дополненную полным приводом и специальными внедорожными покрышками;
гусеничный харвестер - имеет ходовые колеса и гусеничные цепи с механизмами их натяжения, часто дополняемые цепями противоскольжения.

По виду харвестерной головки:

комбинированного типа - имеют шарнирно-сочлененную стрелу и удобную телескопическую рукоять (наиболее распространенная разновидность);
параллельного типа - имеют подъемную стрелу, сделанную в виде параллелограмма и дополненную телескопической рукоятью.

Технические характеристики

Эффективность работы харвестера определяется его исходными параметрами. При выборе такого многофункционального комбайна под конкретные задачи и условия эксплуатации рекомендуем в первую очередь обратить внимание на такие технические характеристики, как:

масса и габариты техники . Указанные параметры подбираются с учетом особенностей местности, на которой предстоит работать. Компактные и легкие модели обладают большей маневренностью, но меньшей устойчивостью на холмистой местности, производительность и грузоподъемность тоже обычно ниже по сравнению с тяжелой техникой;
тип шасси и размер клиренса . Харвестеры на гусеничном шасси обладают повышенной проходимостью и часто используются на неровной, болотистой местности. Колесные харвестеры более маневренны. Клиренс напрямую влияет на проходимость машин и тоже подбирается с учетом характеристик местности, в которой предстоит работать;
мощность силовой установки . Для выполнения лесозаготовки на труднодоступных участках и/или пиления крупных деревьев требуются харвестеры с более мощным двигателем;
вид манипулятора . Данный узел отвечает за подъем и перемещение грузов. Современные харвестеры обычно комплектуются гидравлическими манипуляторами, поскольку механизмы такой конструкции отличаются надежностью и производительностью;
вылет и угол поворота стрелы . Чем дальше вылетает стрела, тем большую площадь может охватить харвестер. Соответственно, возрастает и производительность техники. Значительный вылет стрелы и большой угол разворота повышают комфортность работы и в горах, на сопках, труднодоступных участках;
грузоподъемность рабочего органа . Она подбирается с учетом толщины и веса деревьев, которые будут спиливаться посредством харвестера. Чем массивнее стволы, тем выше должна быть грузоподъемность.

Преимущества харвестеров

По сравнению с обычной лесозаготовительной техникой харвестеры обладают следующими базовыми преимуществами:

высокой производительностью . В зависимости от модели, она может составлять 150-300 м 3 леса за смену. В сочетании с форвардером харвестер способен обеспечить заготовку более 60 000 м 3 материалов в год;
качеством лесозаготовки . Харвестеры обеспечивают качественную раскряжевку хлыстов, позволяют точно соблюдать длину и диаметр сортиментов, что повышает эффективность заготовки леса и снижает объем дополнительных обрабатывающих манипуляций;
точным учетом заготовленных материалов . При этом полностью исключается человеческий фактор, что позволяет предотвратить случайные или намеренные ошибки. Точный расчет обеспечивает возможность эффективного планирования сортаментов по диаметрам, предварительного определения получаемых объемов;
автоматизацией лесозаготовительных процессов . Это позволяет вести учет простоев и рабочего времени, затрат топлива, определять производительность по местности и времени, предоставляет другие полезные возможности для аналитики;
снижением количества отходов . Обеспечивает возможность получения максимальной отдачи от процесса лесозаготовки;
возможностью проведения работ на труднодоступных участках и/или в ночное время суток . Это еще больше повышает производительность и эффективность лесозаготовки;
повышением безопасности лесозаготовительных работ . При использовании харвестеров отсутствует риск травмирования вальщика бензопилой или упавшим деревом;
улучшением условий труда . Оператор работает в комфортабельной удобной кабине с вентиляцией и обогревом/охлаждением, без насекомых и с минимальным количеством пыли. Таким образом, снижается риск профессиональных заболеваний у вальщиков;
низкой себестоимостью . Она достигается за счет повышения производительности процесса лесозаготовки, снижения количества персонала при сохранении или даже увеличении объемов производства деревоматериалов.

Харвестеры Cat®

Знаменитая компания Caterpillar, один из мировых лидеров по производству спецтехники, создает гусеничные харвестеры с образцовыми показателями надежности и эффективности. Техника прекрасно адаптирована для работы в сложных условиях, легко преодолевает пересеченную местность и выполняет широкий спектр операций по валке и обработке леса. Харвестеры Caterpillar оборудованы многофункциональной рабочей головкой, комфортабельной кабиной, высокоточной системой управления IQAN, мощными двигателями и выносливой ходовой частью.

Конструктивные преимущества харвестеров Cat

Надежная силовая передача. Харвестеры Cat 521B и Cat 522B комплектуются запатентованными двигателями Cat C9 ACERT, которые отвечают требованиям Tier 3. Такие приводы обеспечивают отличную мощность, высокий крутящий момент, сравнительно низкие топливные затраты. Они являются долговечными, исключительно надежными, простыми в обслуживании, а по экологичности отвечают американским стандартам.
Многофункциональная гидравлика. Харвестеры оснащаются гидравлическими системами с закрытым центром и электронными органами управления, которые можно программировать под конкретные задачи и условия эксплуатации. В состав гидросистемы также входят отдельные насосы для пилы, рабочего оборудования, хода и контуров управления, что повышает удобство и стабильность выполнения технологических операций, задания нужных настроек.
Наличие системы выравнивания (наклона). Она является единственной системой, которая при наклоне обеспечивает одновременное перемещение в двух направлениях по всей длине хода харвестера. Система выравнивания Cat комплектуется тремя гидравлическими цилиндрами и отличается высоким уровнем надежности, длительным сроком службы.
Универсальная и надежная ходовая часть. Машины оснащаются новой ходовой частью, имеющей размер D7. Указанное решение обеспечивает надежную эксплуатацию при выполнении лесозаготовки, позволяет проводить работы на различной местности, включая скалистые склоны, болотистые низины.
Комфортабельная кабина. Она спроектирована специально для лесозаготовительной техники. Кабина харвестеров Cat обеспечивает максимальный в своей отрасли комфорт и защиту оператора, что положительно сказывается на качестве работы. Новая крепежная система ISO уменьшает вибрационные и акустические воздействия. Элементы управления имеют продуманное эргономичное расположение. Кабины прошли испытания в расчете на 120 % массы техники, отвечают стандартам OPS, ROPS, WCB и др.
Долговечность. Она обусловлена надежной конструкцией харвестеров и тем, что при их производстве используются узлы и детали повышенной прочности, а также наличием защитных элементов. Например, на гусеничных лентах предусмотрены накладки, предотвращающие повреждение ходовой части. Имеются защитные элементы (решетки, ограждения) и других важных узлов, включая радиатор и др.
Удобное управление. В харвестерах Cat оно осуществляется с помощью электронной системы IQAN. Она позволяет задавать и настраивать множество параметров, данные выводятся на большой монитор.

Основу современной полностью машинизированной сортиментной технологии составляют харвестеры (валочно-сучкорезно-раскряжёвочные машины манипуляторного типа) и форвардеры (самозагружающиеся машины для трелёвки сортиментов в полностью погруженном положении – подборщики-сортиментовозы).

Харвестеры

В настоящее время наибольшее распространение получили однозахватные (одномодульные) харвестеры. Именно этот тип манипуляторных машин используется для механизации рубок ухода.

Большинство машин данного типа представляет собой колесное шасси с шарнирно-сочлененной рамой. Колесная формула, как правило, 8х8 и 6х6 для достаточно мощных моделей и 4х4 – для более легких и маневренных. Незначительная часть харвестеров базируется на экскаваторных гусеничных шасси (Ляннен Лако, МЛ-20, CombiCat 4.3s, AFM-Magnum и AFM-60). Ряд моделей имеет специальные гусеничные или полугусеничные шасси, обеспечивающие работу машин на заболоченных участках с низкой несущей способностью грунтов (NOKKA 16WD, Farmi Trac 575H), или в качестве базового шасси используется сельскохозяйственный трактор (Patu 400 SH, FARMI). Ширина шин или гусениц обеспечивает достаточную проходимость при низком уровне удельного давления на грунт (примерно 40-50 кПа).

По общему компоновочному решению машин их можно разделить на две группы:

С передним моторным и задним технологическими модулями. На переднем моторном модуле монтируется кабина оператора с поворотным сиденьем. На технологическом модуле размещен гидроманипулятор с харвестерной головкой. По этой схеме скомпонованы, например, Ponsse HS 10, HS 15, Logset 106H, Valmet 892, 862.
С задним моторным модулем и передним технологическим. При этом кабина оператора находится на технологическом модуле, и управление машиной в режиме передвижения и манипуляторном в режиме валки осуществляется с кресла без его разворота. На большинстве машин кабина неповоротная, а поворотный манипулятор располагается перед ней (Timberjack 1270, 870, 570, FMG 990, 0470, Valmet 701). На других машинах кабина вместе с манипулятором располагается на поворотном круге (Valmet 901, 911).

Манипуляторы, устанавливаемые на харвестерах, имеют в основном достаточно сложную комбинированную конструкцию с вылетом около 10 метров и грузовым моментом 90–100 кНм. На конце манипулятора навешивается харвестерная головка. При этом одна и та же модель харвестера может оснащаться различными альтернативными головками, отвечающими требованиям заказчика по условиям характеристик древостоя и способа рубок. Управление манипулятором и харвестерной головкой электрогидравлическое с помощью двух рычагов, размещаемых на подлокотниках сидений.

Харвестерные головки предназначены для захвата растущего дерева, его срезания, валки с последующим протаскиванием через сучкорезные ножи, смонтированные непосредственно на самой головке, и раскряжёвке ствола на сортименты различной длины. Таким образом, харвестерная головка объединяет в себе захватный механизм, срезающе-раскряжёвочное устройство, валочное устройство, сучкорезно-протаскивающий механизм.

Харвестерная головка представляет собой металлическую сварную раму, на которой монтируются захватные рычаги, управляемые гидроцилиндрами. На концах рычагов смонтированы высокомоментные гидравлические моторы. На выходные валы моторов установлены барабаны (вальцы) протаскивающего механизма. Вальцы с помощью гидроцилиндров управления захватными рычагами прижимаются к дереву и удерживают последнее в силовом контуре харвестера при валке. При этом вальцы блокируются от проворачивания. После валки дерево вращающимися вальцами протаскивается относительно сучкорезных ножей. Конструктивное исполнение вальцов и используемые материалы достаточно разнообразны. Однако главным требованием к их конструкции является низкая повреждаемость обрабатываемого ствола при достаточных усилиях протаскивания, обеспечивающего качественную обрезку сучьев.

Сучкорезные ножи (подвижные и неподвижные) также смонтированы на раме головки. На разных моделях харвестеров число ножей различно (от 3 до 5). На ряде моделей привод прижима рычагов протаскивающих барабанов механически объединен с приводом сучкорезных ножей на охват ствола (Valmet 935, 945, 948, 955, 960), на других моделях привод ножей независимый (FMG 730, 740, 746, 762). На нижней части рамы размещается пильный механизм для срезания дерева при валке и раскряжёвке его на сортименты после обрезки сучьев. Привод всех механизмов харвестерной головки – гидравлический.

Харвестерная головка навешивается на конце рукояти или телескопической стрелы манипулятора через поворотный ротатор и связанную с ним скобу валочного устройства. Относительно скобы головка может поворачиваться из вертикального в горизонтальное положение с помощью гидроцилиндра.

Процессы протаскивания дерева через сучкорезные ножи, отмера длин сортиментов и раскряжёвки автоматизированы на подавляющем большинстве моделей харвестерных головок. Контроль за процессами компьютеризирован и позволяет проводить учет заготовленной древесины по объему и сортиментам. Характеристики и точность измерения различных электронных устройств примерно одинаковы. Точность измерений в сравнении с контрольными замерами по объему соответствует – 0,4…+0,6%.

Трансмиссия большинства машин гидростатическая. Это обеспечивает плавное движение харвестера в лесу, снижающее повреждаемость почвы. Машина может двигаться даже при работающих манипуляторе и харверстерной головке. Соответственно увеличивается эффективное рабочее время и повышается производительность.

Производительность современных харвестеров при рубках ухода варьируется в широком диапазоне в зависимости от древостоя и в среднем соответствует 10 куб. м/час.

Форвардеры

Большинство современных машин данного типа представляет собой шасси с шарнирно сочлененной рамой. Передняя и задняя части рамы соединены универсальным шарниром с двумя степенями свободы. Таким образом, поворот машины осуществляется за счет изменения взаимного расположения полурам относительно вертикальной оси шарнира. Исполнительный механизм поворота представляет собой один или два гидроцилиндра для изменения угла взаимной ориентации полурам в горизонтальной плоскости. Значение угла складывания полурам находится в пределах 38–60º. Кроме того, универсальный шарнир позволяет полурамам наклоняться в вертикальной плоскости относительно друг друга на угол до 15º. Это разгружает раму при движении машины по пересеченной местности и обеспечивает высокую проходимость при значительной длине продольной базы. За счет возможности блокировки шарнира по горизонтальной оси обеспечивается повышенная устойчивость при работе машины в режимах погрузки и разгрузки.

Большинство форвардеров имеет шести- или восьмиколесную ходовую систему с приводом на все колеса. Для снижения удельного давления машины на грунт ширина шин на большинстве моделей составляет 600 мм. При этом по желанию покупателя фирмы-производители машин могут оснащать их альтернативными шинами в зависимости от будущих условий эксплуатации (от 500 до 800 мм). Для повышения проходимости и снижения удельного давления на грунт на шины одеваются цепи и гусеничные ленты. Незначительная часть особо легких малогабаритных форвардеров имеет гусеничный движитель с резиновыми катками и резинометаллической гусеничной лентой.

Трансмиссия машин гидростатическая или гидромеханическая, имеющая два скоростных диапазона. Это обеспечивает плавное движение форвардера в лесу при высокой силе тяги и благоприятно сказывается на взаимодействии машины с почвой. Максимальная скорость движения машин на первом скоростном диапазоне 7-10 км/ч, на втором – 25-34 км/ч.

Компоновка всех машин примерно одинакова: на передней полураме располагаются двигатель и кабина оператора, на задней полураме – грузовая платформа со стойками для перевозки сортиментов. Технологическое оборудование – манипулятор с захватом – на большинстве моделей располагается на задней полураме перед грузовой платформой и отделяется от нее ограждением. Только на некоторых моделях манипулятор размещен за кабиной на передней полураме, например Timberjack 810 B, или на кабине (FMG 678 MINI, Valmet 870), за счет чего несколько увеличиваются размеры грузовой платформы на задней полураме.

Все форвардеры оснащаются, как правило, комбинированными манипуляторами с телескопической рукоятью (фирмы Loglift, Cranab и др.), ротатором и захватом. Вылет манипуляторов – 7-10 метров, средний грузовой момент – 66-100 кНм. Управление манипулятором – электрогидравлическое, с помощью двух рычагов, размещаемых на подлокотниках сидений.

Производительность современных машин данного класса зависит от характеристик древостоя и принятой технологии валки леса (полностью машинизированная или ручная бензопилами). Средняя производительность современных форвардеров на рубках ухода при работе после харвестера приблизительно соответствует 12 куб. м/ час, при работе вслед за вальщиком с бензопилой – 10 куб. м/ час.

По материалам НИИ леса Финляндии, Исследовательский центр Йоэнсуу