Харвестерная головка

Харвестерная головка — это навесное технологическое оборудование самоходной лесозаготовительной машины (харвестера), предназначенное для валки деревьев, обрезки сучьев, раскряжёвки (распиловки хлыста на сортименты) и пакетирования полученной древесины. Являясь основным рабочим органом харвестера, головка совмещает функции нескольких лесных инструментов (бензопилы, сучкорезного устройства, захвата) и обеспечивает высокую производительность и точность обработки ствола.

История

Первые прототипы харвестерных головок появились в 1960-х годах в Скандинавии, где началась механизация лесозаготовок. Ранние модели представляли собой громоздкие гидравлические захваты с ручным управлением. В 1970-х годах шведская компания Osa (впоследствии вошедшая в концерн Komatsu Forest) разработала компактную головку с встроенной цепной пилой и гидравлическими ножами для обрезки сучьев. В 1980-х годах внедрение электроники и датчиков позволило автоматизировать процессы измерения длины и диаметра ствола, что дало начало современным компьютеризированным системам. В России массовое применение харвестерных головок началось в 2000-х годах, преимущественно на лесозаготовках в Северо-Западном и Сибирском федеральных округах.

Устройство и принцип работы

Харвестерная головка крепится к стреле манипулятора харвестера через поворотный механизм, обеспечивающий вращение на 360°. Основные конструктивные элементы:

Рама — несущая металлическая конструкция, к которой крепятся все узлы.
Захватные рычаги (вальцы) — два или три гидравлических рычага с прорезиненными или стальными вальцами. Они сжимают ствол, обеспечивают его фиксацию и продольную подачу (протаскивание) через головку.
Пильный механизм — цепная пила с гидравлическим приводом, расположенная в нижней части головки. Предназначена для срезания дерева и последующей раскряжёвки.
Сучкорезные ножи — стальные лезвия, закреплённые на рычагах. При протаскивании ствола они срезают сучья заподлицо с поверхностью.
Измерительная система — датчики длины (энкодеры, измеряющие обороты вальцов) и диаметра (потенциометрические или лазерные датчики). Данные передаются в бортовой компьютер.
Гидравлические цилиндры — обеспечивают движение рычагов, ножей и пилы.

Принцип работы

Валка: Оператор наводит головку на дерево, захватывает его рычагами у основания. Пила срезает ствол.
Обрезка сучьев: Срезанное дерево удерживается захватами. Головка поднимается вверх, а вальцы протаскивают ствол через сучкорезные ножи, которые срезают ветки.
Раскряжёвка: После очистки ствола компьютер, на основе заданной программы, определяет оптимальные длины сортиментов (например, 4 или 6 метров). Пила автоматически отрезает хлыст на нужных отрезках.
Пакетирование: Отпиленные сортименты сбрасываются на землю или в штабель.

Классификация

Харвестерные головки классифицируются по нескольким признакам.

По типу привода

Гидравлические — наиболее распространённый тип. Все движения (сжатие, вращение, пиление) осуществляются за счёт гидравлики харвестера. Отличаются высокой мощностью и надёжностью.
Электрогидравлические — управление гидравлическими клапанами осуществляется электрическими сигналами от бортового компьютера. Обеспечивают более точное позиционирование и быстродействие.
Электрические — используются редко, в основном на лёгких головках для маломерных деревьев. Привод пилы и вальцов — от электромоторов.

По размеру и назначению

Лёгкие (малые) — для валки деревьев диаметром до 30–40 см. Масса 300–600 кг. Используются на прореживании и в молодых лесах.
Средние — для деревьев диаметром до 50–60 см. Масса 600–1200 кг. Самый распространённый класс на промышленных лесозаготовках.
Тяжёлые (крупные) — для деревьев диаметром до 80–100 см и более. Масса 1200–2500 кг. Применяются на сплошных рубках в спелых лесах.

По конструкции захвата

Двухрычажные — два захватных рычага. Проще, дешевле, но менее устойчивы при работе с кривыми стволами.
Трёхрычажные — три рычага, обеспечивающие более надёжную фиксацию и равномерное распределение усилий. Позволяют обрабатывать стволы с большим эксцентриситетом.

Основные производители

На мировом рынке харвестерных головок доминируют скандинавские и североамериканские компании. Крупнейшие производители:

Komatsu Forest (Швеция) — головки серий C, S, Valmet.
John Deere (США) — головки серий H, I, J.
Ponsse (Финляндия) — головки серий H, K, C.
Tigercat (Канада) — головки серий LH, TH.
Waratah (Новая Зеландия, входит в состав John Deere) — головки серий H, S.
Kesla (Финляндия) — головки серий 20, 30, 40.

В России производство харвестерных головок ограничено. Основные предприятия: ЧТЗ-Уралтрак (головки УХГ), Амкодор (Беларусь, модели «Амкодор 2551»), а также ряд мелких производителей, выпускающих головки для маломерных деревьев.

Применение

Харвестерные головки используются в промышленных лесозаготовках для:

Сплошных рубок — массовая заготовка древесины на больших площадях.
Выборочных рубок — удаление отдельных деревьев (больных, перестойных) с сохранением лесного покрова.
Прореживания — уход за молодыми лесами, удаление слабых и деформированных деревьев.
Заготовки топливной древесины (дров) и технологической щепы.

Преимущества и недостатки

Преимущества

Высокая производительность — один оператор харвестера с головкой может за смену обработать до 200–300 деревьев (в зависимости от условий).
Точность раскряжёвки — компьютерная система минимизирует отходы и позволяет получать сортименты заданной длины с точностью до ±1 см.
Снижение травматизма — оператор находится в кабине, исключается ручной труд с бензопилой.
Качество обработки — ровный срез, чистая обрезка сучьев.
Экономия времени — совмещение операций валки, обрезки и раскряжёвки.

Недостатки

Высокая стоимость — цена качественной головки может достигать 3–5 млн рублей.
Сложность ремонта — гидравлика и электроника требуют квалифицированного обслуживания.
Чувствительность к качеству ствола — кривые, сильно сбежистые или повреждённые деревья могут застревать в головке.
Повреждение почвы — при работе на слабых грунтах харвестер может оставлять глубокие колеи.
Ограничения по диаметру — каждая головка рассчитана на определённый диапазон диаметров стволов.

Интересные факты

Современные харвестерные головки оснащаются системами GPS и ГЛОНАСС, что позволяет оператору видеть на экране карту делянки и отмечать места срубленных деревьев.
В некоторых моделях используется технология Active Feed — автоматическое регулирование усилия протаскивания ствола в зависимости от его диаметра и твёрдости древесины.
Первая в мире харвестерная головка с компьютерным управлением была выпущена компанией Osa в 1978 году.
В России наибольшее распространение получили головки финских и шведских производителей, что связано с исторически сложившейся ориентацией на скандинавские технологии лесозаготовок.

Источники

Лесозаготовительные машины и оборудование / Под ред. В. А. Александрова. — М.: Лесная промышленность, 2005.
Технология и оборудование лесозаготовок / А. К. Редькин, В. Д. Никишов. — М.: МГУЛ, 2008.
Komatsu Forest. Руководство по эксплуатации харвестерных головок.
Ponsse. Каталог продукции 2023.
John Deere. Технические характеристики головок серии H.
ГОСТ Р 54806-2011. Машины лесозаготовительные. Харвестеры. Общие технические требования.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →