Харвестер что это такое
Харвестер — комбайн для автоматизированной валки леса
Еще полвека назад профессия лесоруба требовала большой физической силы и выносливости, а сегодня на лесозаготовках вместо лесорубов и трелевщиков, все больше требуются специалисты, знающие компьютер. Технический прогресс шагнул вперед настолько, что то, что считалось в 70-80 годах фантастикой, уже давно стало реальностью. И эта реальность такова, что харвестеры и форвардеры сегодня выступают как основные многоцелевые машины, способные выполнить самые сложные задачи на лесозаготовке.
История создания харвестера
Лесозаготовительный комбайн, а именно так изначально называлась валочная машина, в качестве рабочего образца в СССР был создан в 1984 году. Специалистами Карельского НИИ Леспрома были разработаны машины для валки деревьев и одновременно их раскряжевки. Прогресс заключался в том, что основную работу по валке деревьев выполнял агрегат, оснащенный манипулятором с захватом, на котором устанавливались пилы. Но это была первая машина лесозаготовительного комплекса. Производительность работы комплекса существенно повышалась за счет второй машины комплекса – комбайна для раскряжевки. Этот лесоповалочный комплекс обрабатывал древесину в два этапа – валочная машина осуществляла валку леса, а вторая машина осуществляла раскряжевку и резку деревьев по размеру. При этом лесозаготовка таким комплексом имела еще одни элемент – доставку заготовленного материала, обычно осуществляемого трелевочным трактором.
Новым этапом развития техники стало изобретение харвестерной головки, позволивший объединить две машины в один агрегат – харвестер, или лесозаготовительный комбайн. Новация заключалась в том, что действие по валке дерева и его начальной обработке совмещалось в одном устройстве – пильной головке.
С внедрением компьютерных технологий управление харвестером стало легче, оператор харвестера получил возможность контролировать все процессы. Начиная от определения объема заготовленной древесины и заканчивая определением геолокации выработки.
С момента появления прототипа принцип работы харвестера не изменился, но стал существенно отличаться благодаря новым функциям. Основное действие теперь сконцентрировано в одном агрегате – головке с несколькими пилами. Поперечная пила применяется для валки деревьев и резки согласно сортаменту, другие пилы используются для удаления веток и сучьев. Гусеничный харвестер со временем был заменен машиной, на более универсальной, колесной платформой.
Что такое современный харвестер было представлено в 1996 году John Deere – именно он выпустил машину, которую можно назвать первым современным харвестером.
Развитие этого вида техники привело к появлению нескольких видов таких машин. Мини версию можно увидеть не только в лесу, в Москве тоже нашлось применение этому виду техники. Эти машины незаменимы в лесной и парковой зонах столицы. Что касается транспортировки, то на замену тяжелому гусеничному трактору пришла концепция форвардера – колесного трактора с манипулятором и кузовом для перевозки древесины.
Устройство и принцип работы комбайна
Производители харвестеров чаще всего используют переломную схему компоновки машины. В большинстве моделей отсутствует цельная рама шасси, исключение составляет модели на гусеничном ходу. Устройство харвестера состоит из таких частей и агрегатов:
Харвестер – самоходный лесозаготовительный комбайн в качестве двигателя имеет мощный 6 или 8 цилиндровый дизельный двигатель. Мощность двигателя обеспечивает работу электрооборудования и гидравлической системы машины. Гидравлическая система обеспечивает выполнение основных функций манипулятора – вынос рабочего органа, захват и удержание спиленного дерева, раскладка спиленной древесины. Гидравлика, кроме того, обеспечивает работу тормозной системы и установку наклона кабины оператора. Электрооборудование обеспечивает работоспособность системы управления. Трансмиссия обеспечивает передвижение машины, в том числе и по сильнопересеченной местности.
Отдельным элементом выступает манипулятор с рабочим органом – харвестерной головкой, он обеспечивает поднос валочной головки к дереву, захват и удержание ствола, перемещение обработанной части к месту складирования.
Харвестерные головки включают в себя несколько механизмов:
В этих механизмах имеются гидроприводы пильных ножей и цепного механизма, подвижные сучкорезные ножи и поперечная цепная пила, четырехвальцовый протяжный и тормозной механизмы.
Принципы работы
Принцип работы харвестера основан на комплексном решении задач в условиях сплошных или выборочных валок леса. Предназначенная для валки машина обеспечивает выполнение ряда других сопутствующих задач:
Производительность машины зависит от модификации – самые мощные имеют цепные пилы с длиной шины 750 мм и применяются для лесозаготовки в таежных массивах. Вид мини харвестеров предназначен для обрезки сучьев и прореживания деревьев в лесопарковой зоне, работает такая техника в основном в молодых насаждениях, где деревья имеют стволы до 40 см в диаметре.
Общая схема работы лесного комбайна имеет следующий вид:
Преимущества и недостатки харвестеров
Как и для большинства видов узкоспециализированной техники харвестеры обладают как положительными сторонами, так и недостатками. К преимуществам стоит отнести:
С другой стороны, к недостаткам нужно отнести:
Виды лесозаготовительных комбайнов
Классификация комбайнов сегодня делается в основном по назначению машины и возможностей его использования. На основании описания и устройства машин можно выделить следующие типы харвестеров:
Технические характеристики
Представить, что такое харвестер, можно изучив технические характеристики John Deere 1270D.
| двигатель | Дизельный, 6 цилиндровый, объемом 9 литров |
| Мощность двигателя | 160 кВт |
| Максимальный крутящий момент | 1100 Нм |
| Общая масса | 17,4 т |
| Объем топливного бака | 480,7 л |
| Объем гидравлической системы | 290 л |
| Напряжение | 24 в |
| Максимальная скорость | 24,9 км/ч |
| Дорожный просвет | 624 мм |
| Максимальная дальность вылета стрелы | 9,3 метра |
| Максимальный наклон машины вперед | 11 ° |
| Боковой наклон | 15 ° |
| Высота | 3,7 м |
| Ширина | 2,7 м |
| Колесная база | 4,0 м |
| Длина шины поперечной пилы | 750 мм |
| Шаг цепи | 10 мм |
| Максимальный диаметр реза ствола дерева | 56 см |
| Усилие протяжки ствола дерева через головку | 22-27 кН |
| Скорость протяжки | Макс 4,7 м/с |
| Количество сучкорезных ножей головки | 4 |
| Диаметр полного охвата ствола в зоне обрезки сучьев | 48 см |
| Погрешность измерительного колеса | 0,1 мм |
Управление харвестером
Центр управления харвестером находится в кабине – это рабочее место оператора. Это место обеспечивает управление харвестером, кабина оборудована всем необходимым для работы от джойстиков (обычное рулевое колесо у многих машин отсутствует) до мониторов, передающих данные с харвестерной головки и видеокамер, установленных на стреле.
Кабина изготовлена из высокопрочного металла и имеет большое остекление – оператор имеет возможность, не выходя из кабины, контролировать все процессы. Кроме того, сама кабина имеет автономный механизм выравнивания, поэтому оператор не испытывает больших нагрузок при работе.
Непосредственно процессом заготовки леса оператор руководит при помощи нескольких джойстиков манипуляторов – рычаги и штурвалы в кабине не предусмотрены. Зато предусмотрен кондиционер, магнитола, радиоприемник, радиостанция и зарядка для мобильного телефона. Стекла имеют тонировку, а кресло больше похоже на кресло болида, чем на рабочее место. Дополнительный обзор происходит за счет камер, передающих изображение на мониторы.
Контроль сортамента, количество и качество заготовленной древесины во время работы харвестерной головки сразу передается на центральный компьютер. При санитарной резке и прореживании массивов компьютер сам проводит фиксацию мест вырубки, на основании чего составляется карта промышленных насаждений.
Обработанная древесина складируется в штабеля, при этом компьютер фиксирует местонахождения штабеля, рассчитывает его объем и передает необходимую информацию на компьютер форвардера.
Популярные модели харвестеров
Производители харвестеров предлагают в своей модельной линейке разные типы машин. Но одними из самых популярных, остаются многоцелевые тяжелые машины для промышленной заготовки леса.
Komatsu 941.1 японского концерна Komatsu считается одним из самых больших харвестеров. К числу достоинств машины можно отнести высокую проходимость и надежность. Кабина оператора имеет функцию автоматической стабилизации. Облегчает работу и возможность кругового вращения кабины и стрелы с манипулятором. Машина имеет солидный вес – 23,5 тонны. Вылет стрелы (в зависимости от комплектации модели) составляет 8 или 10 метров.
Харвестер Cat 521B американского производства характеризуется высокой производительностью, отличной проходимостью и надежностью. Как и все машины Caterpillar он оснащен мощным, но одновременно экономичным дизельным двигателем. Кабина имеет систему независимого выравнивания. Масса машины одна из самых больших – 27 тонн. Максимальный вылет рабочей головки – 9,9 метра. Трансмиссия и шасси обеспечивают уверенное передвижение как по болотистой местности, так и на скалистых участках.
Как видно технический прогресс не стоит на месте. Современные лесозаготовительные машины практически достигли своего совершенства, обеспечив замену человека в большинстве производственных операций. Но и здесь в истории развития средств механизации лесозаготовок ставить точку еще рано. Ведь применение новых компьютерных технологий в оборудовании харвестера это только начало его широкого внедрения в лесном хозяйстве.
Харвестеры и форвардеры: эффективная техника для лесной промышленности
Механизированная заготовка леса набирает обороты. В скандинавских странах применяется особая технология — ассортиментная, с использованием тяжелой спецтехники. В последние десятилетия этот способ активно внедряется в России, странах СНГ, Восточной Европы, Южной Америки, постепенно вытесняя более старый, хлыстовой метод.
Лесная техника (харвестер +форвардер) позволяет за сутки выполнить работу, на которую бригаде вальщиков деревьев потребуется в шесть раз больше времени.
Всего один комплекс для ассортиментной лесозаготовки, состоящий из этих двух агрегатов, заменяет до 80 человек, заготавливающих лес ручным способом. Производительность на одного вальщика возрастает более чем в 8 раз.
Что такое харвестер и форвардер
Лесозаготовительный комбайн — это прошедшая долгий эволюционный путь сучкорезная машина. Первые модели обрабатывали лес в два этапа: дерево срезали головкой, а затем укладывали на раскряжевку в процессор. Управляли таким агрегатом водитель и два оператора. Для повышения эффективности работы создали мультифункциональную насадку, отвечающую за спил дерева, очистку от сучьев, замер длины, разрезание на кряжи.
После того как харвестер выполнил свою функцию, в дело вступает другая уникальная спецтехника — форвардер (перевозчик). Он состоит из двух модулей — манипулятора и тележки — и выполняет сортировку, сбор и вывоз стволов с участка. Благодаря этому транспорту можно перевезти в среднем 15 кбм/час.
Работая в связке под управлением операторов-профессионалов, харвестер и форвардер достигают невиданных высот производительности. О маневренности, скорости и эффективности лесных комбайнов можно судить по многочисленным видео работы харвестера на YouTube.
Процесс работы состоит из двух этапов:
Этот слаженный тандем работает в режиме 24/7.
Харвестер: технические характеристики
Основная особенность лесозаготовительного комбайна — уникальная конструкция рамы. Благодаря сочленениям на шарнирах она может складываться практически пополам по горизонтали и вертикали. Это позволяет харвестерам покорять рыхлый снег, болота, жидкую грязь.
Главный элемент машины — голова-насадка, управляя которой профессиональный оператор способен ювелирно порезать дерево на тончайшие диски. Головка приводится в движение гидравлическим приводом из кабины. Это помещение больше похоже на кабину межпланетного корабля. Оператор сидит перед панелью управления, в которую интегрированы монитор, клавиатура и чувствительная сенсорная панель.
В компьютер харвестера загружается программа, в которую заложены сотни параметров: порода и стоимость дерева, диаметр стволов, длина кряжей, необходимый объем, местонахождение техники, границы лесозаготовительного участка и т.д. Если по невнимательности оператор направит харвестерную головку к дереву, которое не подходит под заданные критерии, машина не будет его пилить.
Вместо привычного руля для управления самим комбайном оператор действует рычагами и педалями, для изменения положений стрелы и головки — двумя джойстиками.
Кабина комбайна усилена трубами, устойчивыми к ударной нагрузке. Лобовое стекло толщиной 1,2 см изготовлено из поликарбоната и защищено решеткой.
В чем отличия между моделями харвестера
Устройства бывают циклического и непрерывного действия. При обработке деревьев задействуются:
По количеству операций делятся на:
По диаметру обрабатываемых деревьев и грузоподъемности выделяют:
Харвестеры устанавливают на колесную или гусеничную базу. Есть модели, в которых сочетаются колеса и гусеницы для повышения устойчивости и скорости.
Устройство и разновидности форвардеров
Почти все модели сборщиков и перевозчиков хлыстов устроены по одному принципу. Впереди располагается кабина оператора, а платформа для древесины и манипулятор размещаются на задней полураме. Погрузчиком управляют с помощью рычагов на электрогидравлике. Они размещаются на подлокотниках кресла в операторской кабине.
Почти все форвардеры оборудованы шарнирно-сочлененной рамой. По горизонтали полурамы складываются относительно друг друга на 40-60 градусов благодаря универсальному шарниру, а по вертикали — до 15. Это обеспечивает технике высокую проходимость и устойчивость.
На сортиментовозы устанавливают четырех- или шестицилиндровые двигатели, с турбонаддувом, мощностью до 280 л. с., и механико-гидростатическую трансмиссию с двумя диапазонами скорости: в пределах 8-10 км/ч и до 35 км/ч. Это позволяет технике двигаться плавно при тяговой нагрузке до 22 тонн.
Ведущие мосты имеют планетарные колесные редукторы, идеально подходящие для самоходной тяжелой техники на гусеничном ходу или колесной базе. Функция блокировки дифференциала значительно увеличивает проходимость и помогает при пробуксовках. Все модели оснащены высокоэффективными гидравлическими многодисковыми тормозами.
По грузоподъемности транспорт делится на три группы:
Преимущества харвестера и форвардера
Плюсы комбайна для лесозаготовки:
Минусы лесной спецтехники
Основной недостаток умного мультифункционального оборудования в его сложном устройстве. При поломке много времени уходит на заказ и доставку необходимой детали, ожидание приезда специалиста, который сможет ее установить.
Второй минус — дефицит кадров, необходимость обучения и постоянного повышения квалификации персонала. Импортные модели оснащены электроникой, с которой справятся только подготовленные сотрудники.
Критерии выбора лесотехники
Наиболее популярные марки
На рынке представлено ограниченное количество производителей лесотехники, которым доверяют лесозаготовочные предприятия. Лидирующие места в рейтинге популярности занимают машины таких производителей, как Ponsse, John Deere, Komatsu. Хорошо зарекомендовали себя шведские машины ECOLOG, Rottne. Пользуются спросом также американские лесные комбайны от CAT. В России конкурируют четыре производителя: «Лестехком», «Амкадор», «Онежский тракторный завод», «Велмаш».
Харвестер Ponsse Ergo (Понссе Эрго): описание, технические характеристики, цена
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.
Только интенсивное, комплексное использование лесных ресурсов может привести к эффективности лесопользования. Использование дровяной древесины, порубочных остатков и древесины после рубок ухода во всем мире принято для производства гранулированного биотоплива (пеллет) и топливных брикетов. Компания P&B MACHINE обращает внимание потенциальных производителей пеллет на колосальные сырьевые объекты — погибшие, поврежденные, захламленные и перестойные лесные насаждения. Информацию по таким участкам можно получить в виде выписки из государственного лесного реестра от органов местного самоуправления. Для выработки сырья представляем вам лесную технику, предназначенную для работы в тяжелых условиях: слабые грунты, работа в гористой местности.
Валочная машина
Валочная машина позволяет подготавливать фронт работ для производительной работы рубительной машины. За счет большего вылета манипулятора (8,3 метра) увеличивается зона рубок и значит полоса прохода намного шире. Для валочной машины берется база харвестера. На машину устанавливается валочно-пакетирующая головка с управляемым наклоном и накопителем для спиленных деревьев. Ее использование позволяет формировать пачки деревьев. Это очень удобно для работы самоходного измельчителя. Максимальный диаметр реза — 350 мм.
| Видео работы валочной машины | Видео валочной головки с накопителем |
Самоходный измельчитель древесины с бункером-накопителем для щепы
Принцип работы — оператор подбирает поваленные и уложенные должным образом деревья и направляет в приемное окно рубительного механизма. Щепа направляется в бункер-накопитель, после наполнения которого необходимо его разгрузить. Восьми колесная база с фронтальной загрузкой древесины. Оператор с одной позиции может управлять и движением машины и одновременно загрузкой рубительного узла. Бункер щепы имеет систему стабилизации вертикального положения. Самоходный измельчитель можно укомплектовать пильным устройством на захвате, позволяющем самостоятельно проводить валку леса. Подробнее>>
Выработка комплексом «Измельчитель-Перевозчик щепы» за 9 часов — 700 куб.м. щепы у автодороги, затраты топлива 0,8-0,85 литров/куб.м. Мобильный вариант по итоговым показателям производит щепу по стоимости на 26% меньше, чем стационарный вариант. Это связано с меньшим количеством машин, участвующих в работе (отсутствие трелёвки хлыстов или сортиментов, отсутствие нижнего склада и мест штабелей). Нет необходимости дополнительно подбирать порубочные остатки. Происходит переработка цельного дерева. Ветки и вершинная часть составляют 8% всего объема заготавливаемой древесины. Техника также может применяться при расчистке леса после ветровала, очистке участков для строительства, прокладке трасс.
Видео работы чипера с выгрузкой щепы из бункера
Варианты техники
Получить коммерческое предложение:
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 программируемые контроллеры, 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.
Технические характеристики
При выборе харвестера под конкретные задачи и условия эксплуатации, рекомендуется обратить внимание на такие технические характеристики, как:
Правильно подобранная техника, обеспечит выполнение самых сложных задач, даже в тяжелых эксплуатационных условиях, к примеру, на местности с пересеченным рельефом.
Классификация харвестеров
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.
Двигатель
Во всех моделях техники рассматриваемого типа используется одинаковый двигатель: MB OM906 LA EU Stage IIIA. Он имеет поистине выдающиеся рабочие параметры.
Именно поэтому Ponsse Ergo обладает отличной производительностью и может передвигаться в самых сложных условиях. Данный мотор работает на дизельном топливе, неприхотлив.
Отличительной особенностью двигателя является приспособленность к эксплуатации в регионах, где присутствует существенный недостаток кислорода (в горах).
Рабочие параметры MB OM906 LA EU Stage IIIA:
Данный мотор комплектуется особой системой впрыска топлива, существенно снижающей расход. Емкость топливного бака составляет целых 380 л. С учетом экономичности харвестера Ponsse Ergo работать можно без дозаправки в течение многих часов подряд.
Как работает харвестер
Работу оборудования можно разбить на следующие этапы:
Последний этап сортировки иногда доверяют автоматике, закладывая программу по раскряжевке, но чаще всего этот процесс осуществляется в ручном режиме.
Конструктивные преимущества харвестеров Cat
По сравнению с обычной лесозаготовительной техникой харвестеры обладают следующими базовыми преимуществами:
Дополнительно: Работа кусторезами
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.
Новый модельный ряд
В 2020 году модельный ряд Ergo был обновлен. Свет увидели:
Эти две модели несколько отличаются друг от друга.
Ponsse Ergo представляет собой эргономичную и очень мощную машину для выполнения самых сложных работ по заготовке леса. Легко справляется со своей задачей в неблагоприятных условиях – на склонах, бездорожье, при наличии иных препятствий.
Фото: харвестер Ponsse Ergo 8W
Модельная линия 2020 года существенно отличается от аналогичной техники более ранних версий. Обновления коснулись в первую очередь кабины, рабочей гидравлической системы, рамы и самой важной части машины – трансмиссии.
Сильно изменились внешний вид и рабочие параметры манипулятора. Данная составная часть стала гораздо более надежной, выносливой. Производитель укомплектовывает Ponsse Ergo сегодня различными типами манипуляторами:
Рабочий угол в рассматриваемой модельной линии составляет +/- 200. Это делает работу максимально продуктивной, а также незатруднительной независимо от крутизны склона.
Что представляет собой харвестер от Джон Дир и какими функциями он обладает, можно прочитать в нашей статье. А здесь рассмотрены технические характеристики трелевочного трактора ТДТ-55.
В стандартную комплектацию обновленного Ponsse Ergo входит целых два гидромотора, обеспечивающих более точный процесс управления и еще больший максимально возможный для подъема груз.
Обновления коснулись также кабины. Весьма увеличен угол обзора с водительского кресла. Стало намного больше места для расположения предметов внутри кабины, органы управления – эргономичнее, комфортнее.
Все это в совокупности гарантирует продуктивность и комфортную работу.