КОРЧЕВАЛЬНЫЕ МАШИНЫ

КОРЧЕВАЛЬНЫЕ МАШИНЫ применяются для корчевания пней и леса, подтаскивания и подъёма тяжестей и др. работ при освоении лесных земель. В СССР наиболее распространены К. м., действующие по принципу лебёдки (ворота), наматывающей на свой барабан трос, др. конец к-рого зацепляют за пень или дерево. Реже встречаются машины, работающие по принципу рычага, домкрата и др. В зависимости от рода двигателя, приводящего К. м. в действие, различают след. группы: К. м., работающие от двигателей внутреннего сгорания, электромоторные, тракторные (прицепные и навесные), паровые, пневматические, конные и ручные. К. м. лебёдочного типа бывают одно - и двухбарабанные (реже трёхбарабанные и более).

Большое количество применяемых типов К. м. связано с разнообразием условий выполнения корчевальных работ. Диаметры пней и деревьев, подлежащих корчеванию, м. б. от 5 - 10 до 70 - 80 см и более. Деревья распределены по расчищаемой площади крайне неравномерно - от 200 - 300 до 2500 - 3000 штук на га и более. Корневые системы деревьев и пней по толщине корней и распределению их в почве весьма различны. Не менее разнообразны и почвы, их механический состав, влажность и рельеф поверхности. В связи с этим потребное тяговое усилие для корчевания пней и деревьев на одном и том же участке может колебаться в широких пределах (от 300 до 30000 кг и более). Большое влияние на тяговое сопротивление пней оказывает направление силы тяги, приложенной к корчуемому пню (см. табл.).

Сопротивление пней лиственницы корчеванию в горизонтальном и вертикальном направлениях (данные исследований ВНИИГиМ)

Корчевание пней с приложением силы тяги в горизонтальном направлении требует значительно меньше тягового усилия, чем корчевание с приложением силы тяги в вертикальном направлении. При горизонтальном корчевании корни пней обрываются неодновременно, а один за другим, при вертикальном - напряжение создаётся сразу во всей корневой системе. Кроме того, при горизонтальном корчевании канат зацепляют за пень на нек-рой высоте, создавая рычаг, облегчающий опрокидывание пня. Чтобы снизить тяговое сопротивление пней при вертикальном корчевании, целесообразно производить их захватывание рабочим органом машин не за середину корневого узла, а на нек-ром расстоянии (30 - 60 см) от головки пня.

Из всех существующих машин наиболее производительны и оригинальны в конструктивном отношении К. м. отечественного производства.

Корчеватель марки ВКМ - 2 (рис. 1) предназначен для корчевальных работ на осушенных и неосушенных болотах. Пни выкорчёвываются этим корчевателем в горизонтальном и вертикальном направлениях и складываются по обе стороны машины в валы, расположенные на расстоянии ок. 15 м друг от друга. Корчеватель состоит из захвата 1, стрелы 2, шарнирно укреплённой к поворотному кругу 11. стойки (двуноги) 3, сварной рамы 4, двух передних гусениц 5, направляющей (задней) гусеницы б, двигателя 7, трёхбарабанной лебёдки 8, передаточных механизмов 19 и рычагов управления. Захват состоит из двух подвижных и двух неподвижных рычагов, смонтированных на тележке, перемещающейся вдоль стрелы. Закрытие и раскрытие захвата, а также подъём и опускание стрелы при корчевании пней производятся с помощью трёхбарабанной лебёдки канатами: тяговым Т, подъёмным П и оттяжным О. Тяговый канат служит для раскрытия захвата и кантовки пня; подъёмным канатом осуществляется закрытие захвата и подъём стрелы с корчуемым пнём; оттяжным канатом производится перемещение тележки захвата вдоль стрелы. С одной стоянки ВКМ-2 расчищает полосу шириною в 15,6 м. В один приём она выкорчёвывает пни диам. 12 - 35 см. Более крупные пни выкорчёвывает в неск. приёмов, предварительно раскалывая их на 2 - 3 части. Вес машины 18 200 кг, удельное давление на грунт 0,14 кг/см², тяговое усилие захвата 5000 кг, мощность мотора 32 л. с, производительность в час до 90 пней, диам. от 10 до 25 см.

Рис. 1. Корчевальная машина ВКМ-2: 1 - рабочий орган - рычажный захват; 2 - стрела; 3 - стойка (двунога); 4 - рама; 5 - передние ведущие гусеницы; 6 - направляющая гусеница; 7 - двигатель; 8 - лебёдка; 9 - рычаги управления; 10 - передаточные механизмы; 11 - поворотный сектор, несущий стрелу 2; 12 - растяжки; Т - тяговый канат; П - подъёмный канат; О - оттяжной канат

Корчеватель Тыпермаса (Ин-т торфа) корчует пни, кустарник и деревья, а также свозит их в валы и кучи. Он представляет собой самоходную машину со спец. гусеницами (рис. 2). Основной рабочий орган машины - сочетание реечного домкрата с подвижным рычагом. Рычаг подводится под пни или корневые узлы деревьев и выкорчёвывает их в вертикальном направлении. Назначение реечного домкрата - передача рычагу необходимого для работы движения и достаточного рабочего усилия. В конечных пунктах (верхнем и нижнем) выключение рабочего органа происходит принудительно - автоматически, что облегчает управление машиною и повышает её производительность. В действие машина приводится тракторным двигателем мощностью в 30 л. с. Корчевальный снаряд, коробка скоростей и механизмы управления смонтированы на переднем конце машины, а на заднем - поставлен двигатель, к-рый одновременно служит и противовесом. Вес машины 7500 кг, удельное давление на грунт 0,11 кг/см², подъёмная сила рычага 3000 кг, рабочие скорости (в м/сек): вперёд - 0,42 и 0,83, назад - 0,18 и 0.37; транспортные скорости (в км/час): вперёд - 5 и назад - 223. Максимальная производительность - до 122 пней в час, диам. 10 - 25 см, ср. - 80 пней.

Наибольшим распространением в СССР пользуется прицепная однобарабанная лебёдка марки ТД-1 распространенная в МТС и работающая с трактором СХТЗ (рис. 3). Машина выкорчёвывает пни с помощью стального каната, навиваемого на барабан 1. Барабан с желобчатой поверхностью поставлен горизонтально, на прочную раму 2. Рама на переднем конце имеет прицепное устройство 3, а на заднем - транспортные колёса. В действие машина приводится от бокового отъёмника мощности трактора посредством роликовой цепи и системы шестерёнчатых передач. Шестерёнчатые передачи, помимо передачи движения, увеличивают тяговое усилие барабана до размеров, достаточных для корчевания самых толстых и крепких пней. Передача движения от двигателя трактора на барабан лебёдки осуществляется в такой последовательности: зубчатка 4, насаженная на вал бокового отъёмника мощности трактора, с помощью роликовой цепи 5 и двух вспомогательных зубчаток приводит во вращение вал с эксцентрированными подшипниками. Поворачиванием эксцентриков производится включение машины в работу или её выключение. От вала с эксцентриками усилие передаётся промежуточному валу 8, валу 9 с шестернями скоростей, кулачковой муфтой и диском тормоза и далее валу барабана 14. Кулачковая муфта служит для перемены скорости вращения барабана. На барабан навивается 60 м троса, диам. 25 мм. Скорости навивания троса на барабан 0,05 и 0,24 м/сек, тяговое усилие до 35000 кг, вес машины ок. 1100 кг, производительность до 30 пней в час. Наиболее целесообразно применять её для корчёвки пней и деревьев диам. от 25 до 40 см и выше. Машину обслуживает бригада в 4 - 5 чел. Способы работы этой машиной, как и др. канатными корчевателями, изображены на рис. 8.

Рис. 2. Корчевальная машина инж. Тыпермаса (Институт торфа): 1 - рабочий орган - рычаг; 2 - реечный домкрат; 3 - рычаги управления; 4 - двигатель; 5 - устройство по технике безопасности

Рис. 3. Корчевальная машина ТД-1 к трактору СХТЗ: 1 - барабан; 2 - рама; 3 - прицепное устройство, состоящее из планок и хомутов, прикрепляемых к кожуху задних полуосей трактора; 4 - звёздочка, насаживаемая на боковой вал трактора; 5 - роликовая цепь; 6 - вал с эксцентрированными подшипниками; 7 - рычаг включения - выключения машины; 8 - промежуточный вал; 9 - вал с шестерней 10 первой скорости, шестерней 11 второй скорости и кулачковой муфтой 12; 13 - рычаг переключения скоростей; 14 - вал барабана; 15 - рычаг ленточного тормоза. Тяга управления транспортными колёсами, насаживаемая одним концом на ось этих колёс, а вторым - укрепляемая к рулевой сошке трактора (на рисунке не показана)

Прицепная К. м. марки Д-78 к трактору АСХТЗ-НАТИ имеет 2 барабана, из к-рых нижний (главный) служит для корчевания пней, а верхний (вспомогательный) - для подтаскивания рабочего каната к корчуемым пням. Наличие второго барабана облегчает работу корчёвщиков, повышает производительность машины и расширяет область её применения (трелёвочные работы и др.). К. м. Д-78 имеет фрикционные муфты включения и ленточный торхмоз. В действие она приводится от вала отъёма мощности трактора посредством роликовой цепи. Ёмкость главного барабана 70 м троса, диам. 25 мм, скорости навивания троса на первом слое витков 0,14 и 0,33 м/сек, тяговое усилие, соответственно, 18000 и 7700 кг; ёмкость вспомогательного барабана 200 м троса, диам. 13 мм, скорость навивания троса 0,94 м/сек, тяговое усилие 3000 кг. Вес машины 1 330 кг, производительность 50 - 75 пней в час.

У навесной двухбарабанной лебёдки, выпускаемой к тракторам ЧТЗ "С-60" и "С-65", барабаны поставлены друг над другом (рис. 4). В работу барабаны м. б. включены с прямым и обратным ходом, каждый в отдельности. В действие барабаны приводятся от вала отъёма мощности трактора посредством конических и цилиндрических передач. Лебёдка снабжена ленточными тормозами. На оба барабана навивается по 200 м троса, диам. 14 мм. Скорости вращения барабанов 0,65 и 1,66 м/сек, тяговые усилия на 1-й скорости 5628 кг а на 2-й - 3132, вес лебёдки 1559 кг.

Из навесного и прицепного оборудования к тракторам, предназначенного для корчевальных и лесорасчистительных работ, наша пром-сть выпускает бульдозеры, корнедёры и рыхлители. Бульдозер представляет навесное на трактор орудие, состоящее из отвала с ножом, рамы и механического или гидравлического управления. Корчевание пней и леса производят отвалом бульдозера в два приёма: сначала поднятым ножом бульдозера толкают в головку пня, пока последний не будет стронут с места, а затем ножом подрезают корни и оттаскивают пень от подкоренной ямы. Производительность бульдозера на корчевании леса 0,3 - 0,4 га в час. На раму бульдозера м. б. установлены раскалыватель пней, корчеватель пней, корчеватель деревьев, корчевальная лопата, корчеватель-погрузчик, кустарниковые грабли. Раскалыватель пней представляет собой металлические клинья, весом по 800 - 1500 кг, к-рые (в количестве двух) устанавливаются по углам рамы бульдозера; раскалывание пней производится возвратно-поступательными движениями трактора. Корчеватель пней состоит из четырёх резцов, укреплённых на середине рамы; два крайних резца служат для разрушения корневой системы, а два средних - для извлечения пней из земли; производительность корчевателя до 300 пней в смену. Корчеватель деревьев состоит из горизонтального толкающего бруса, поставленного над отвалом бульдозера, на 1,5 - 2 м впереди его, и четырёх резцов, смонтированных на отвале. Корчевание производят поступательным движением трактора, при к-ром ствол дерева с помощью бруса наклоняется вперёд и поднимает вверх корневую систему; нож бульдозера и резцы окончательно её подрезывают и удаляют из почвы; этим же оборудованием выкорчеванные деревья стаскиваются в кучи. Корчевальная лопата представляет хорошо заточенную стальную полосу, шир. от 35 до 90 см, весом от 150 до 360 кг. устанавливаемую на середине отвала бульдозера; ударным действием этой лопаты подрезаются корни пней и деревьев на глубине 25 - 50 см, а при дальнейшем поступательном движении трактора происходит опрокидывание и оттаскивание их от подкоренной ямы. Корчеватель-погрузчик имеет рабочий орган в виде совка, смонтированного в середине рамы бульдозера; он производит корчевание пней, погрузку различных материалов, копку траншей и дорожных кюветов и др. виды работы. Кустарниковые грабли представляют собой щит с 6 - 8 зубьями-резцами, усиленный продольными и поперечными брусьями; кустарниковые грабли корчуют пни и деревья, расчищают участки от срезанной кусторезом древесины и производят укладку последней в штабели и кучи; производительность их на корчевальных работах при работе с трактором С-80 от 0,4 до 1 га в смену.

Рис. 4. Двухбарабанная навесная лебёдка, применяемая на строительстве: 1 - рычаг включения - выключения; 2 - рычаг ленточного тормоза; 3 - верхняя балка рамы; 4 - приводной вал; 5 - храповик; 6 - хомут нижней балки; 7 - нижняя балка рамы; 8 - тормозной шкив; 9 - щёки рамы лебёдки; 10 - вал нижнего барабана; 11 - нижний барабан; 12 - верхний барабан; 13 - вал верхнего барабана

Рис. 5. Корчевальная борона: 1 - зуб; 2 - боковые брусья; 3 - задний брус; 4 - верхние полосы оковки; 5 - нижние полосы оковки; 6 - скобы и 7 - накладки, скрепляющие переднюю часть рамы; 8 - прицеп; 9 - транспортные полозки

Рис. 6. Конная корчевальная машина, применяемая в колхозах: 1 - барабан; 2 - стальная рама; 3 - салазки; 4 - водильная коробка; 5 - рычаг включения - выключения; 6 - блок на раме машины; 7 - подвижный блок; 8 - укорачиватель; 9 - рабочий канат; 10 - якорный канат; 11 - корчуемый пень; 12 - упорный пень

Корнедёры предназначены для корчевания мелкого кустарника и пней, а также для рыхления грунтов при дорожных, строительных и мелиоративных работах. Они изготовляются 3 типов: а) плужный, б) с одним горизонтальным прямым или V-образным ножом и в) с 3-5 стальными резцами. Последний тип корнедёров называется также рыхлителями. Вес корнедёров от 1500 до 2500 кг. Роторный корчеватель (корнедёр) работает с трактором ЧТЗ "С-60", имеет шир. рабочего захвата 1575 мм, вес 2000 кг; резцы (зубья) у него закреплены во вращающейся обойме, что упрощает их очистку от корней и пней; производительность его до 5 - 6 га в смену (при работе в 1 след).

Рис. 7. Ручная корчевальная машина КРВ-2: 1 - барабан; 2 - храповая зубчатка на внешней стороне фланца барабана; 3 - храповая зубчатка в боковом углублении фланца барабана; 4 - плечо, насаженное на вал барабана; 5 - собачка нижнего храпового механизма; 6 - рукоятка; 7 - вал верхнего храпового механизма; 8 - рычажок переключения рабочего хода барабана на обратный

Рис. 8. Новые способы работы корчевальными машинами канатной тяги: 1 - направляющие пни; 2 - направляющий блок; 3 - корчуемые пни; а - корчевание с направляющим пнём и блоком, поставленным для изменения направления рабочего каната; б - корчевание с направляющим пнём и блоком (блок поставлен для увеличения тягового усилия, передаваемого на корчуемый пень); в - корчевание групповое

Корчевальная борона (рис. 5) предназначена для корчевания пней и рыхления почвы перед работой плугов и дисковых борон. Изготовляется в мастерских МТС из трёх деревянных брусьев, скрепляемых треугольником. В два боковых бруса вставляются 7 - 11 зубьев, изготовленных из выбракованных ж.-д. рельсов. Шир. рабочего захвата корчевальной бороны для работы с трактором АСХТЗ-НАТИ - 2,0-2,5 м и для трактора ЧТЗ "С-60" и "С-65" - 4,0 - 4,25 м. Производительность при работе с трактором ACXT3. ЛАТИ - 0,4 - 0,6 га в час и с тракторами ЧТЗ -0,7 - 1,0. Лесные вырубки обрабатывают корнедёрами, рыхлителями и корчевальными боронами, направляя трактор между пнями. Докорчёвку единичных оставшихся пней производят прямой тягой трактора или же бульдозером.

Пневматические К. м. применялись у нас лишь с опытными целями и оказались в 2 - 4 раза производительнее ручного корчевания.

Из конных К. м. наибольшим распространением пользуется конный корчеватель, применяемый в колхозах (рис. 6). Вертикально поставленный барабан корчевателя смонтирован на стальной раме, установленной, в свою очередь, на деревянную раму - салазки. Тяговое усилие корчевателя ок. 7000 - 8000 кг, вес (с рабочим комплектом) 540 кг. Для обслуживания машины необходимы 1 - 2 лошади и 2 рабочих, кроме того, 3 - 5 рабочих для обивки земли с выкорчеванных пней. Производительность до 12 - 15 пней в час. Применение целесообразно при корчёвке пней диам. от 15 до 40 см.

Ручные К. м. используют обычно на вспомогательных работах по корчеванию мелких пней (перед работой тракторных корчевателей), а также для корчевания отдельных деревьев, не срезанных кусторезом'. Ручной корчеватель марки КРВ-2, применяемый в колхозах (рис. 7), имеет горизонтально поставленный барабан, два храповых механизма, раму и два транспортных колеса. На барабан наматывается 30 м троса диам. 19 мм. Скорость навивания троса на барабан (при 60 качаниях рычага в мин.): первая (при работе на валу верхнего храпового механизма) - 0,01 м/сек, вторая (при работе на валу барабана) - ок. 0,2 м/сек. Максимальное тяговое усилие каната по расчёту 6 150 кг. Выкорчёвывает пни диам. до 30 - 35 см. Часовая производительность 10 - 20 пней диам. 16 - 20 см. Удобен для работы на болотах и горных склонах. Обслуживает корчеватель бригада в 3 - 4 человека.

Рабочее оборудование канатных К. м. включает: рабочий и якорный тросы, блок, укорачиватель, кисть для групповой тяги, крюк для корчевания полусгнивших и низко срубленных пней. Все К. м. канатной тяги весьма несовершенны в конструктивном отношении: малоподвижны, требуют много металла для изготовления, малопроизводительны, расходуют большое количество стальных тросов. Производительность существующих К. м. канатной тяги м. б. значительно повышена (до 200 - 300%) применением следующих новых способов работы, разработанных Всесоюзным н.-и. ин-том гидротехники и мелиорации (ВНИИГиМ): 1) корчевание с направляющим пнём и направляющим блоком (рис. 8, а и б); 2) корчевание полностью размотанным с барабана рабочим канатом (зацепление последнего за пни и отцепление производится без остановки машины); 3) групповое корчевание петлеванием (рис. 8. в) и др. Помимо описанных выше К. м. заводского изготовления, применяются для корчёвки: корнедёр - вертелка, рычажный корчеватель, корчевальный молоток, корчевальный цепной кнут и др., которые изготовляются на месте работ.

Литература: Верховский А., Вопросы теории корчевальных машин, в кн. "Теория, конструкция и производство сельскохозяйственных машин", т. IV, М.-Л., 1936; Коробейников В., Основы теории корчевания. "Труды Лесотехнической академии", вып. 1(38),М.-Л., 1931; Незнаев М., Механизация корчевальных работ, М.-Л., 1935; его же, Механизация корчевальных работ, в кн.: Коковин Е. и Незнаев М., Механизация мелиоративных работ нечернозёмной полосы СССР, М., 1941, стр. 171 - 270; его же, Механизация культуртехнических работ, в сб. "Освоение и сельскохозяйственное использование новых земель нечерноземной полосы", М., 1936, стр. 130 - 45; его же. Ручная корчевальная машина ВНИИГиМ "КРВ-2", М., 1939; Справочная книга по дорожным машинам. Под общ. ред. А. И. Анохина, М.-Л., 1935.