Харвестеры и форвардеры: конструктивные особенности. Харвестеры Форвардер и харвестеры принцип работы

Что такое Харвестер?

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

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

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

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

Харвестер на лесозаготовке на фото

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

История создания харвестера

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

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

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

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

Предшественник харвестера отечественного производства

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

Управление харвестером

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

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

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

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

Кабина харвестера на фото

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

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

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

Как устроен харвестер

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Видео "Различные модели харвестеров"

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

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

Форвардер перевозит лес на фото

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

Как устроен форвардер

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

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

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

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

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

Форвардер на погрузке древисины на фото

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Операторы харвестера и форвардера

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

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

Видео "Работа оператора форвардера"

Видео "Работа оператора харвестера"

Прежде чем дерево попадет на обработку, его надо спилить и вывезти из леса. Все чаще для этой тяжелой работы используются «стальные» лесорубы: харвестеры и форвардеры.

Сегодня половина промышленных лесозаготовок в мире выполняется вручную, другая половина - механизированным способом с применением двух методов: доля технологии хлыстовой заготовки составляет около 60%, а сортиментной - около 40%.

Приоритет применения сортиментной технологии и лесозаготовительных машин принадлежит Скандинавским странам и в настоящее время активно внедряется в странах СНГ и Южной Америки. Основу современной полностью механизированной сортиментной технологии составляют харвестеры (валочно-сучкорезно-раскряжевочные машины манипуляторного типа) и форвардеры (самозагружающиеся машины для перевозки сортиментов). К слову, еще в 1984 г. Карельский НИИ лесной промышленности создал первый в СССР комплекс машин для заготовки сортиментов, правда, в то время специалисты отрасли еще не употребляли популярных ныне названий машин - «харвестер», «форвардер».

Лесной комбайн - харвестер - появился не сразу. Он эволюционировал из сучкорезной машины, которая сначала приобрела функцию раскряжевки (разделки) хлыста, а в дальнейшем была «скрещена» с валочной машиной. Первые харвестеры обрабатывали дерево в два этапа: сначала оно захватывалось и срезалось валочной головкой, потом укладывалось в сучкорезно-раскряжевочное устройство (процессор). Причем на некоторых моделях для работы требовалось два оператора: один для управления машиной, второй - процессором!

С целью сокращения времени рабочего цикла почти 40 лет назад был изобретен единый агрегат - харвестерная головка. Он объединил в себе захватный механизм, срезающее устройство для валки и раскряжевки дерева, механизм обрезки сучьев (протаскивающие вальцы и сучкорезные ножи) и механизм замера длин.

Шасси харвестера и форвардера имеют много общего

Компактные маневренные модели идеально подходят для прореживания леса

Для сплошных рубок требуется техника помощнее

Выпускаемые модели делят на классы по диаметру обрабатываемого ствола и собственной массе: легкие (300-600 кг, Ø 5-40 см), средние (700-1000 кг, Ø 5-50 см) и тяжелые (1000-1200 кг, Ø 10-60 см). Первые используют для рубок прореживания, вторые - универсальные, последние - для рубок главного пользования. На рынке есть и более мощные модели массой до 3 500 кг, которым «по зубам» стволы толщиной более метра! Разработкой и изготовлением харвестерных головок сегодня занимаются компании: AFM-Forest, Arbro-Stroke, Caterpillar, Kesla, Komatsu Forest (Valmet), Kone-Ketonen, Lako Forest, Log Max, Logset, Mense RPK, Naarva, Ponsse, Silvatec, SP Maskiner, Tigercat, Waratah и др.

Подавляющее большинство лесных машин является манипуляторными, тем самым удается оградить человека от прямого контакта с тяжелыми и травмоопасными деревьями, хлыстами и сортиментами. Харвестерная головка через ротатор подвешивается к «стальной руке» гидроманипулятора. Широкое распространение получили манипуляторы комбинированного типа (шарнирно-сочлененная стрела с телескопической рукоятью) и параллельного типа (стрела в виде параллелограмма с телескопической рукоятью). Для харвестеров они выпускаются с вылетом до 12 м и грузовым моментом от 80 до 300 кНм. Изготовлением манипуляторов занимаются компании: Cranab, John Deere, Kesla, Loglift, Ponsse, Rottne, Tigercat и др.

Манипуляторы для форвардеров отличаются более скромными параметрами: вылет до 10 м, грузовой момент от 40 до 160 кНм. Вместо харвестерной головки они оборудованы грейферным захватом для погрузки сортиментов. Форвардер работает в связке с харвестером и служит для доставки сортиментов на специальные площадки для перегрузки на автомобильный транспорт. Как правило, плечо перевозки не превышает 1 км. Грузоподъемность наиболее мощных машин составляет 20 т! Грузовой отсек форвардера сформирован кониками и решетчатой передней стенкой, отдельные модели имеют возможность его трансформации с целью увеличения перевозимого объема легковесной топливной древесины.

Универсальный шарнир с двумя степенями свободы

Балансирная тележка - просто и функционально

Современная харвестерная головка умеет многое

Эксплуатация харвестеров и форвардеров проходит в широком диапазоне условий, которые одним словом можно охарактеризовать как тяжелые, что, в свою очередь предъявляет повышенные требования к конструкции машин. Функционально они разные, но конструктивно имеют много общего.

Это внедорожные полноприводные машины с колесной формулой 4х4, 6х6 или 8х8. Собственный вес находится в пределах 8-24 т. Компоновка двухмодульная с шарнирно-сочлененной рамой, вариации расположения энергетического (с двигателем) и технологического (с рабочим оборудованием) модулей самые разнообразные, особенно у харвестеров. В качестве двигателей используются 4-х и 6-цилиндровые дизели с турбонаддувом мощностью 130 – 280 л.с. Для бесступенчатой регулировки и передачи крутящего момента служит механико-гидростатическая трансмиссия, позволяющая реализовывать тяговые усилия до 22 т и мягко адаптироваться к возникающим препятствиям на лесосеке. Два диапазона ее механической коробки передач обеспечивают технологическую скорость 7-10 км/ч и транспортную 25-34 км/ч. Ведущие мосты имеют планетарные колесные редукторы, блокировку дифференциалов, многодисковые гидравлические тормоза.

Балансирные тандемные тележки объединяют задние оси трехосных, а также задние и передние оси четырехосных машин. Их простая и надежная конструкция позволяет успешно преодолевать пни, валуны, канавы. Отличной проходимости способствует и внушительный дорожный просвет (580-800 мм) вкупе с бронированным днищем. Для снижения удельного давления машин на грунт шины, помимо большого диаметра, имеют ширину 600 мм. Также в арсенале имеются цепи противоскольжения и гусеничные ленты.

Все «телодвижения» рабочих органов осуществляются с помощью гидравлики. Гидросистема имеет один или несколько контуров, которые запитываются регулируемыми аксиально-поршневыми насосами, чувствительными к нагрузке. Рабочая жидкость посредством пропорциональных гидрораспределителей с электрогидравлическим управлением направляется к гидроцилиндрам и гидромоторам манипулятора и харвестерной головки. Сохранению экологической обстановки леса способствует использование биологически разлагаемых масел.

Благодаря системе управления, отвечающей за согласованную работу гидравлики, дизельного двигателя и трансмиссии, машина может двигаться даже при работающем манипуляторе и харверстерной головке. В задачу оператора входит наведение головки на дерево, а дальнейшей обработкой заведует бортовой компьютер, определяющий, как использовать хлыст с наибольшей пользой. Настройки для разных пород деревьев позволяют оператору одним нажатием кнопки переключаться с хвойных деревьев на лиственные. Система управления позволяет проводить учет заготовленной древесины по объему и сортиментам. Так что в конце смены не составит большого труда получить подробный отчет о выполненной работе, а отдельные «гурманы» могут даже направить его в офис по электронной почте, не выходя из кабины!

Система выравнивания кабины обеспечивает комфортную работу на косогорах

Цепи и гусеничные ленты дополнительно увеличивают проходимость

Прицепной форвардер - дешево и сердито!

Ну, а кабина современного «лесоруба» только стимулирует на высокую производительность труда. Рабочее место сконструировано с учетом всех нюансов эргономики и пожеланий операторов.

Стали историей многочисленные рычаги, россыпи тумблеров и кругляши аналоговых индикаторов. Им на смену пришли удобные многофункциональные джойстики с минимумом «горячих» клавиш и цветные сенсорные экраны. Прослеживаются тенденции применения поворотных кабин с системой выравнивания крена, что особенно эффективно при работе на косогорах. Кабина может располагаться как на поворотном устройстве вместе с манипулятором, так и отдельно, при этом она поворачивается синхронно за манипулятором. Чтобы голова не шла «кругом» от последних достижений прогресса, а харвестерная головка не «вспахивала» землю, для операторов предусмотрено обучение: сначала на тренажере-симуляторе, потом на реальной машине.

Напоследок перечислим основные фирмы-производители харвестеров и форвардеров: Caterpillar, Gremo, HSM, John Deere, Komatsu Forest (Valmet), Logset, Ponsse, Rottne, Sampo, Silvatec, Sogedep, Tigercat, TimberPro, Амкодор, МТЗ, ЧЕТРА и др.

Рассмотренные выше колесные харвестеры и форвардеры получили наибольшее распространение. Также широко используются тяжелые харвестеры на базе гусеничных шасси экскаваторов и легкие - на базе колесных тракторов. Существует альтернативный вариант - харвардер, объединяющий в себе два типа машин. Сформировался класс самоходных мини-форвардеров и форвардеров прицепного типа. Проходят испытания роботизированные комплексы машин, набирает обороты гибридный привод. Одним словом, семья лесорубов постоянно увеличивается и развивается!

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.

Популярные модели харвестеров

Американская компания Caterpillar выпускает гусеничные харвестеры Cat 521B и Cat 522B, которые заслуженно считаются эталоном выносливости и стабильности среди лесозаготовительного оборудования. Указанная техника способна выполнять самые сложные задачи, демонстрируя уверенную работу даже в сложных эксплуатационных условиях, например на местности с пересеченным рельефом. Харвестеры Cat также отличаются широкой функциональностью, повышенной комфортабельностью, значительной мощностью при экономичном расходовании топлива.

Они обладают следующими основными характеристиками:

• полная мощность моделей составляет 226 кВт;
• предельный вылет стрелы - 9,9 м (с учетом головки).

Главное отличие заключается в эксплуатационной массе. Для модели Cat 521B она составляет 26,966 т, для Cat 522B - 31,993 т (без учета головки).

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.

Харвестеры от бренда «Джон Дир» – это узкоспециализированный вид лесозаготовительной техники.

Являясь производителем с мировым именем, выпускающим широкий модельный ряд сельскохозяйственных машин с 1867 г., компания в качестве главного направления своей деятельности рассматривает именно создание высококачественной, производительной, интеллектуальной техники для обеспечения нужд лесозаготавливающей отрасли.

Какими функциями обладают

Харвестеры «Джон Дир» аккумулируют в себе последние технические достижения с традиционным качеством и повышенным стремлением к автоматизации всех осуществляемых процессов.

Технологи компании особое внимание уделяют внедрению инноваций, что позволяет оборудованию этого производителя идти в ногу со временем.

Применяемые для валки, раскряжевки, удаления сучьев, сортимента стволов для дальнейшей транспортировки харвестеры упомянутой марки отличаются повышенной маневренностью, проходимостью, высокой эффективностью при сведенных к минимуму топливных затратах.

Эти машины находят применение как на лесных делянках, так и при строительстве дорог, прекрасно реализуя себя на мягких грунтах, болотистых почвах и на ровном асфальтовом покрытии.

Производителем выпускаются харвестеры, предназначенные для выполнения следующих действий:

• прореживание и заготовка небольших сучьев;
• сплошная рубка тонкоствольных и более крупных деревьев;
• валка леса экстремальной сложности.

Наиболее востребованной является техника, ориентированная на выполнение процессов, указанных в последних двух пунктах.

Технические характеристики на примере серии 1270

Запущенная в 1996 г. в производство брендом John Deer серия харвестеров 1270, выпускаемая для осуществления сплошной рубки, сразу приобрела мировое признание.

Технические решения, нашедшие свое воплощение в моделях этой линии, были настолько удачными, что машины с артикулом 1270 существуют и сейчас, продолжая постоянно обновляться и совершенствоваться.

Каждая из модификаций серии представляла собой настоящий революционный прорыв в развитии техники рассматриваемой категории.

Харвестеры серии 1270 подразделяются на группы машин версий D и E. Лесозаготовительные агрегаты этой линейки обладают общими чертами, свойственными для всех вариантов исполнения и заключающимися в следующих параметрах:

• шестиколесная база;
• мощный 6-цилиндровый двигатель;
• поворотная кабина;
• интеллектуальная система навигации управлением распиловочного процесса и диагностики функционирования основных механизмов и узлов.

В целом технические характеристики харвестеров «Джон Дир» имеют лишь незначительные различия, и убедиться в этом можно, проведя сравнительный анализ некоторых моделей данного производителя.

Также подобное рассмотрение поможет более детально вникнуть в первопричины конструктивного совершенства описываемого бренда.

Версия «Е»

Харвестеры модификации 1270 Е, запущенной в массовое производство в 2008 г., представляют собой машины, значительно превосходящие аналоги предыдущей D-серии по показателям производительности, маневренности и надежности.

Теперь валка крупных стволов и прореживание старого леса стали еще более эффективными.

Совпадая по основным конструкционным узлам и элементам с предшествующей техникой, новая версия оборудования обладает рядом улучшенных спецификаций, что можно представить в виде следующего списка:

• увеличение мощности двигателя стандарта Tier IV до 170 кВт;
• повышение крутящего момента , достигающего уже 1 125 Нм при 1 200-1 400 об/мин;
• улучшение показателей тягового усилия до параметров 175 кНм;
• установка нового манипулятора СН7 с увеличенным на 15% моментом поворота и на 11% подъемом, углом разворота стрелы, равным 220°, и максимальным ее выносом в 8.6, 10 и 11.7 м;
• усиление несущих рам и, как следствие, увеличение подвижности кабины и улучшение маневренности всей машины в целом.

Система измерения и контроля TimberMatic H-09, которой комплектуются все харвестеры обновленной серии, позволяет сделать управление еще более удобным и простым.

Были оптимизированы опции быстрого вызова диалоговых окон, появилась функция управления на основе показателей рабочего давления. Программа TimberLink™ продолжает выделять описываемые харвестеры из целого ряда подобной им техники.

Еще никогда контроль над всеми рабочими процессами, протекающими в оборудовании, и обнаружение дефектов и их устранение не были так легко осуществимы. Помимо упомянутых опций с помощью TimberLink™ проводится обучение квалифицированных операторов для работы на этом оборудовании.

1270 D и 1470 D

Данная техника предназначается для сплошной и ухаживающей рубки (1270 D) и для валки деревьев повышенной сложности (1470 D).

Отличия

На обе модели устанавливается 6-цилиндровый двигатель John Deere 6090 PowerTech Plus с турбонаддувом, с возможностью вторичного использования выхлопных газов.

Выходная мощность первой машины составляет 160 кВт, второй – 180 Квт.

Силовая установка соответствует стандартам TIER III, регламентирующим низкий уровень токсичности выхлопов.

Моторы машин в обязательном порядке комплектуются особой автоматизированной системой управления оборотами двигателя. Это означает, что при длительном простое харвестерной головки силовой агрегат сбрасывает количество оборотов, а при начале рабочего цикла вновь увеличивает их число.

Таким образом удается осуществлять не только значительную экономию топлива и понижать уровень шума, но и значительно уменьшать эксплуатационные расходы.

Контроль над этими параметрами происходит с помощью системы Timbermatic™ 300, в которую интегрируется FlashCut™ – механизм, отвечающий за высокую точность распиловки, являющийся уникальным среди всего разнообразия подобной техники.

Кроме того, Timbermatic™ 300, функционирующий на основе ПК в среде Windows, помогает оптимизировать работы по распиловке стволов, собирая информацию обо всех параметрах ствола и предлагая наилучшие варианты калибровки.

Существующая беспроводная связь с базой и другими машинами позволяет корректировать рабочий процесс, облегчая разработку маршрутов транспортировки и перехода на новые делянки.

TimberLink™ – дополнительная опция, устанавливаемая на автоматическое программное обеспечение, облегчающая проведение комплексных оценочных мероприятий работы техники.

Теперь профилактические осмотры и диагностирование неполадок стали еще более надежными и оперативными.

Крутящий момент в 1 100 Нм при 1 400 об/мин у харвестера более легкого исполнения уступает этому параметру у машины, предназначаемой для экстремально тяжелых работ и выдающей 1 250 Нм при частоте вращения в 1 400 об/мин.

Такой высокий показатель гарантирует отличную производительность работы даже в самых тяжелых, неблагоприятных условиях, например, на склонах, местностях с неровным рельефом.

Коробка передач, которой оснащаются рассматриваемые модели, является аналогичной для обеих машин и представляет собой гидростатико-механический двухскоростной агрегат.

Максимальная скорость движения у 1270 D составляет 25 км/ч, у 1470 D – 22 км/ч. Тяговое усилие у первого харвестера равно 160 Нм, у второго – 180 Нм, что обеспечивает отличную функциональность данной техники.

Конструкцией машин предусматривается пропорциональное управление углом поворота рамы, составляющим 42°. Контроль осуществляется мини-рычагом.

Вспомогательные и рабочие тормоза описываемых машин характеризуются как многодисковые в масляной ванне, располагающие гидравлическим приводом. Системы парковочной и аварийной остановки являются пружинными.

Надежный гидроманипулятор, расположенный в передней части рамы машин, выполняется в различных вариантах. Так, модель 1270 D может оснащаться стрелой с четырьмя степенями вылета и возможностью наклона на 13° как вперед, так и назад.

Управление может производиться вручную и автоматически. Монтируемый на харвестер 1470 D гидроманипулятор СН 8 выпускается в трех технологических версиях с возможностью наклона вперед на 25°, а назад – на 15°.

Сходства

Особой гордостью разработчиков описываемой техники следует считать комфортную эргономичную кабину. Превосходный обзор, обеспечиваемый панорамными окнами из противоударного стекла, обеспечивает оператору отличную видимость рабочей площадки.

Наличие системы кондиционирования, обогрева, вентиляции обеспечивает здоровый микроклимат внутри кабины, гарантируя превосходные условия даже при продолжительной рабочей сессии.

Жесткое сиденье, удобно расположенные регуляторы и переключатели делают управление столь мощной техникой весьма простым. Кроме того, кабина может поворачиваться в обе стороны на 50° и наклоняться во всех направлениях.

Регулирование большинства функций может производиться как вручную, так и при помощи программного обеспечения системы Timbermatic™ 300.

2154 Д

Машина 2154 Д на гусеничном ходу, совмещающая в себе возможности экскаватора, харвестера и погрузчика, – еще одна уникальная разработка бренда «Джон Дир».

Оснастив данную спецтехнику усиленной стальной крестообразной рамой, поворотной кабиной с увеличенным подшипником, механизмами удаления мусора, производитель добился достижения рекордных показателей производительности.

Этому способствует и возможность установки такого дополнительного оборудования, как кустарниковые грабли, прокладчики дорог и захват гидравлического типа. Поэтому применение данного оборудования весьма оправдано как на лесозаготовительных работах, так и в дорожном строительстве и для реализации погрузочных работ.

Полезная мощность двигателя, устанавливаемая на этот лесопогрузчик, составляет 119 кВт. Особенности силового агрегата гарантируют высокую работоспособность, экономию топлива и соответствие самым строгим нормам экологии.

Армированные стрелы и рукояти, изготавливавшиеся специально с учетом последующей усиленной эксплуатации, выполняются по методу автоматизированной усиленной сварки узлов. Стрела была оснащена дополнительными ограждениями от возможных ударов стволов.

Модель 2154 D отличается простотой ухода и обслуживания, поскольку все конструктивные элементы, подвергаемые частой замене расходных материалов, вынесены в легкодоступные места.

Кабина данного оборудования представляет собой верх эргономичности и удобства. Подъем к рабочему месту осуществляется по специальной лесенке с противоскользящим покрытием.

Внутренняя отделка кабины и наличие в ней систем охлаждения, обогрева, вентиляции делают работу оператора комфортной и лишенной напряжения. К этому перечню стоит прибавить и такие качества, как присутствующая здесь минимизация уровня шума и вибраций во время функционирования машины.

От чего зависит цена?

Стоимость новых моделей рассматриваемой компании серии 1270Е стартует от 22 650 000 рублей, тогда как эта же машина, имеющая в арсенале наработанные моточасы, стоит 12 000 000 рублей.

За б/у харвестеры 1270 D и 1470 D (2006-2007 гг. выпуска) попросят от 8 250 000 рублей, а вот новое оборудование этого типа будет стоить от 17 000 000 рублей. Диапазон цен на технику, представленную на рынке, весьма широк.

Запрашиваемые суммы зависят не только от технического состояния машин и их наработки, года производства, но и от ценовой политики компании, осуществляющей продажу.

Из следующего видео вы узнаете, какими функциями обладает еще одна модификация харвестера от Джон Дир – 1470 E:

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

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

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

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

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