Технология и оборудование лесозаготовок

 
 
 
 
ǧ. Ǵ. ǮȇȏȑȏȔ, ǩ. ǧ. dzȇȑȚȌȉ 
 
 
 
 
 
 
ǹǬǼǴǵDzǵǪǯȆ ǯ ǵǨǵǷǺǫǵǩǧǴǯǬ 
DzǬǸǵǮǧǪǵǹǵǩǵDZ 
 
 
 
 
ǫȕȖȚȠȌȔȕ ȚȞȌȈȔȕ-ȓȌșȕȋȏȞȌȘȑȏȓ ȕȈȡȌȋȏȔȌȔȏȌȓ Ȗȕ ȕȈȗȇȎȕȉȇȔȏȥ ȉ ȕȈȒȇȘșȏ  
ȒȌȘȔȕȊȕ ȋȌȒȇ ȉ ȑȇȞȌȘșȉȌ ȚȞȌȈȔȕȊȕ ȖȕȘȕȈȏȦ ȋȒȦ ȘșȚȋȌȔșȕȉ ȉȢȘȟȏȜ ȚȞȌȈȔȢȜ ȎȇȉȌȋȌȔȏȐ, 
ȕȈȚȞȇȥȠȏȜȘȦ Ȗȕ ȔȇȖȗȇȉȒȌȔȏȦȓ ȖȕȋȊȕșȕȉȑȏ 15.03.02 «ǹȌȜȔȕȒȕȊȏȞȌȘȑȏȌ ȓȇȟȏȔȢ  
ȏ ȕȈȕȗȚȋȕȉȇȔȏȌ» ȏ 35.03.02 «ǹȌȜȔȕȒȕȊȏȦ ȒȌȘȕȎȇȊȕșȕȉȏșȌȒȣȔȢȜ  
ȏ ȋȌȗȌȉȕȖȌȗȌȗȇȈȇșȢȉȇȥȠȏȜ ȖȗȕȏȎȉȕȋȘșȉ», ȓȕȍȌș ȈȢșȣ ȏȘȖȕȒȣȎȕȉȇȔȕ  
ȋȒȦ ȋȗȚȊȏȜ ȔȇȖȗȇȉȒȌȔȏȐ Ș ȚȞȌșȕȓ ȕȈȡȌȓȇ ȞȇȘȕȉ,  
ȉȢȋȌȒȌȔȔȢȜ ȋȒȦ ȏȎȚȞȌȔȏȦ ȋȇȔȔȕȐ ȋȏȘȝȏȖȒȏȔȢ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
dzȕȘȑȉȇ    ǩȕȒȕȊȋȇ 
«ǯȔțȗȇ-ǯȔȍȌȔȌȗȏȦ» 
2023 
1 

УДК 630*3 
ББК 43.90 
З-17 
 
Рецензент: 
Московский государственный университет леса (Мытищинский филиал МГТУ 
им. Н. Э. Баумана), профессор кафедры «Технология и оборудование  
лесопромышленного производства» В. В. Быков 
 
 
 
 
 
Заикин, А. Н.  
З-17  
Технология и оборудование лесозаготовок : учебное пособие / 
А. Н. Заикин, В. А. Макуев. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 
2023. – 380 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-1508-8 
 
Изложены основные теоретические положения технологии лесосечных и лесоскладских работ, раскрывающие принципы работы и технологические расчеты применяемых машин. 
Для подготовки бакалавров по направлению 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» и 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств». Может быть использовано для других направлений с учетом объема часов, выделенных для 
изучения данной дисциплины.  
 
УДК 630*3 
ББК 43.90 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1508-8 
© Заикин А. Н., Макуев В. А., 2023 
 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
 
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
 
2 

 
СОДЕРЖАНИЕ 
 
Введение .................................................................................................................... 7 
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. Общие понятия о лесозаготовительном  
производстве 
............................................................................................................. 9 
1. Основные понятия о лесозаготовительных предприятиях 
........................ 9 
1.1. Лесные ресурсы РФ и их значение для развития экономики страны ........... 9 
1.2. Этапы развития лесозаготовительной отрасли ............................................. 10 
1.3. Лесозаготовительные предприятия ................................................................ 16 
1.4. Виды технологических процессов и состав работ ........................................ 20 
1.5. Особенности лесозаготовок ............................................................................ 24 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................... 25 
2. Основные понятия о резании древесины ..................................................... 26 
2.1. Виды резания древесины и элементы простого резца 
.................................. 26 
2.2. Определение усилия резания и мощности. Факторы, влияющие  
на усилие и мощность при элементарном резании 
.............................................. 28 
2.3. Пиление, строгание, фрезерование, раскалывание 
....................................... 29 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................... 35 
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. Лесосечные работы ............................................................. 36 
3. Общие вопросы лесосечных работ ................................................................ 36 
3.1. Общие понятия и состав лесосечных работ .................................................. 36 
3.2. Способы размещения усов на лесосеках ....................................................... 39 
3.3. Схемы разработки делянок и способы разработки пасек ............................ 41 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................... 42 
4. Валка деревьев 
................................................................................................... 43 
4.1. Общие понятия. Способы механизированной и машинной валки 
деревьев .................................................................................................................... 43 
4.2. Бензомоторные цепные пилы и вспомогательный инструмент .................. 49 
4.3. Машины для валки деревьев ........................................................................... 70 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 110 
5. Трелевка древесины ....................................................................................... 112 
5.1. Общие понятия, классификация способов трелевки .................................. 112 
5.2. Тракторная трелевка и условия ее применения .......................................... 112 
5.3. Расчет рейсовой нагрузки и производительности на трелевке ................. 130 
5.4. Область применения и способы трелевки леса лебедками 
........................ 133 
5.5. Типы и особенности устройств установок для полуподвесной  
и подвесной трелевки леса ................................................................................... 133 
5.6. Самоходные канатные установки 
................................................................. 135 
5.7. Расчет основных параметров лебедки 
.......................................................... 138 
5.8. Меры по охране труда 
.................................................................................... 141 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 142 
6. Обрезка сучьев с деревьев и очистка лесосек от порубочных  
остатков ................................................................................................................. 143 
6.1. Место и способы очистки деревьев от сучьев 
............................................. 143 
3 

6.2. Самоходные сучкорезные машины .............................................................. 144 
6.3. Стационарные сучкорезные установки 
........................................................ 149 
6.4. Расчет основных параметров и производительности сучкорезных  
установок 
................................................................................................................ 152 
6.5. Основные направления утилизации отходов .............................................. 154 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 155 
7. Анализ и разработка технологического процесса лесозаготовок  
с углубленной переработкой древесины с учетом радиоактивного  
загрязнения местности ....................................................................................... 156 
7.1. Сведения об объемах и плотности загрязнения земель лесного фонда ... 156 
7.2. Пользование лесным фондом в зоне радиоактивного загрязнения  
почвы цезием-137 .................................................................................................. 161 
7.3. Пути предотвращения переноса радиоактивной пыли и грязи ................. 162 
7.4. Сохранение лесной среды ............................................................................. 164 
7.5. Технологические процессы заготовки древесины 
...................................... 166 
7.6. Технологии и машины для заготовки окоренных сортиментов  
и пиломатериалов на лесосеке ............................................................................. 168 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 181 
8. Погрузка заготовленного леса. Системы машин  
для лесосечных работ ......................................................................................... 182 
8.1. Способы погрузки леса и применяемое оборудование .............................. 182 
8.2. Крупнопакетная погрузка леса ..................................................................... 182 
8.3. Самопогружающиеся автопоезда ................................................................. 186 
8.4. Челюстные погрузчики 
.................................................................................. 188 
8.5. Манипуляторные погрузчики ....................................................................... 190 
8.6. Системы машин для комплексной механизации лесосечных работ 
......... 192 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 193 
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ. Работы на нижних лесных складах ................................ 195 
9. Технологические процессы и оборудование лесопромышленных  
складов. Выгрузка заготовленного леса 
......................................................... 195 
9.1. Классификация и характеристика нижних складов 
.................................... 195 
9.2. Способы разгрузки ......................................................................................... 198 
9.3. Краны и установки для разгрузки подвижного состава 
............................. 199 
9.4. Расчет производительности машин и оборудования на выгрузке леса 
....... 
214 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 215 
10. Раскряжевка хлыстов 
................................................................................... 216 
10.1. Общие требования при раскряжевке хлыстов 
........................................... 216 
10.2. Механизированная и машинная раскряжевка ........................................... 216 
10.3. Типы раскряжевочных установок 
............................................................... 221 
10.4. Установки с продольным перемещением хлыста 
..................................... 222 
10.5. Особенности конструкции и компоновки установок с продольным  
перемещением хлыста 
........................................................................................... 227 
10.6. Расчет производительности установок с продольным перемещением  
хлыста ..................................................................................................................... 226 
10.7. Установки с поперечным перемещением хлыста ..................................... 230 
4 

10.8. Групповая раскряжевка хлыстов ................................................................ 233 
10.9. Техника безопасности при раскряжевке хлыстов 
..................................... 235 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 235 
11. Сортировка, штабелёвка и погрузка круглых лесоматериалов ......... 237 
11.1. Сортировка и применяемое оборудование ................................................ 237 
11.2. Расчет усилий в тяговом органе ................................................................. 246 
11.3. Значение и необходимость штабелёвки лесоматериалов ........................ 253 
11.4. Оборудование, применяемое для штабелёвки и погрузки  
лесоматериалов 
...................................................................................................... 254 
11.5. Расчет устойчивости крана 
.......................................................................... 254 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 256 
12. Круглопильные станки для продольной распиловки древесины ...... 257 
12.1. Назначение и классификация станков ....................................................... 257 
12.2. Элементы и узлы круглопильных станков ................................................ 259 
12.3. Конструктивные особенности круглопильных шпалорезных станков.  
Расчёт производительности 
.................................................................................. 272 
12.4. Обрезные и ребровые станки ...................................................................... 273 
12.5. Станки для выпиловки тарных дощечек 
.................................................... 275 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 281 
13. Лесопильные рамы и околорамное оборудование.  
Ленточнопильные станки 
.................................................................................. 282 
13.1. Назначение и классификация лесопильных рам 
....................................... 282 
13.2. Элементы и узлы лесопильных рам ........................................................... 283 
13.3. Околорамное оборудование ........................................................................ 290 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 290 
14. Ленточнопильные станки ........................................................................... 291 
14.1. Назначение и классификация ленточнопильных станков ....................... 291 
14.2. Конструктивные особенности ленточнопильных станков ...................... 294 
14.3. Мобильные установки для продольной распиловки лесоматериалов 
....... 
302 
14.4. Возможные пути совершенствования лесопильных станков .................. 307 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 310 
15. Станки и оборудование для переработки низкокачественной  
древесины 
.............................................................................................................. 311 
15.1. Ресурсы низкокачественной древесины и отходов  
в лесозаготовительной отрасли 
............................................................................ 311 
15.2. Назначение и типы дровокольных станков ............................................... 312 
15.3. Станки для выработки колотых балансов и производства древесной 
стружки 
................................................................................................................... 318 
15.4. Производство щепы в условиях нижнего склада и на лесосеке 
.............. 319 
15.5. Производство арболита и других строительных материалов 
.................. 323 
15.6. Энергохимическое использование древесных отходов ........................... 326 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 328 
16. Окорочные станки ........................................................................................ 329 
16.1. Назначение и классификация станков ....................................................... 329 
16.2. Станки для поштучной окорки лесоматериалов ....................................... 331 
5 

16.3. Элементы и узлы станков для поштучной окорки 
.................................... 332 
16.4. Окорочные, окорочно-зачистные станки 
................................................... 336 
16.5. Шпалооправочные станки ........................................................................... 340 
16.6. Установки для групповой окорки 
............................................................... 341 
16.7. Определение основных параметров станков с кольцевой ножевой  
головкой.................................................................................................................. 341 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 344 
17. Транспортеры для лесных грузов 
.............................................................. 345 
17.1. Поперечные транспортеры и элеваторы .................................................... 345 
17.2. Ленточные транспортеры ............................................................................ 347 
17.3. Скребковые транспортеры .......................................................................... 350 
17.4. Роликовые транспортеры ............................................................................ 351 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 354 
18. Буферные магазины ..................................................................................... 355 
18.1. Назначение буферных магазинов ............................................................... 355 
18.2. Классификация буферных магазинов ........................................................ 355 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 359 
19. Внутрискладской транспорт ....................................................................... 360 
19.1. Классификация и область применения ...................................................... 360 
19.2. Назначение, классификация и конструктивные особенности  
автопогрузчиков .................................................................................................... 360 
19.3. Портальные автолесовозы ........................................................................... 368 
19.4. Погрузчики-штабелёры ............................................................................... 369 
19.5. Пневматический транспорт 
......................................................................... 369 
Вопросы для самопроверки 
.................................................................................. 371 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................. 372 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 

 
ВВЕДЕНИЕ 
 
Обеспечение потребностей в древесине производится в основном лесозаготовительной промышленностью – отраслью лесной промышленности, занимающейся заготовкой, вывозкой, первичной обработкой, частичной переработкой круглых лесоматериалов и поставкой лесопродукции потребителям. 
Лесозаготовительная промышленность относится к добывающим отраслям промышленности. В отличие от горнорудной и других добывающих отраслей промышленности она имеет некоторые специфические особенности. 
Так, леса расположены на большой территории, запасы древесины на единице 
площади незначительны и составляют в среднем 0,02 м3 на 1 м2. В связи с 
этим для удовлетворения потребностей промышленных предприятий Российской Федерации в древесине необходимо ежегодно вести ее заготовку по 
главному пользованию на площади около 30 тыс. га. 
Заготовка древесины ведется лесозаготовительными предприятиями 
(ЛЗП) различных форм собственности. ЛЗП, ведущие лесозаготовки в Республике Беларусь, Российской Федерации и некоторых других странах СНГ подразделяются на производственные лесозаготовительные объединения (ПЛО) и 
леспромхозы.  
ПЛО – более крупные лесозаготовительные предприятия, имеющие в 
своем составе несколько леспромхозов, один из которых является головным, а 
другие могут быть самостоятельными или работать на правах филиалов. В состав ПЛО может входить один леспромхоз (ЛПХ) и одно-два деревообрабатывающих предприятия. При наличии развитого лесопромышленного производства перспективными являются комплексные лесные предприятия, сочетающие в себе лесозаготовительные и лесообрабатывающие функции с лесохозяйственными. На них лучше решаются вопросы рационального и комплексного использования древесного сырья, утилизации отходов, лесовосстановления и побочного пользования. 
Основной производственной хозрасчетной единицей, производящей заготовку, вывозку, первичную обработку, частичную переработку и отгрузку 
лесоматериалов потребителям, является леспромхоз. 
Развитие науки и техники и их роль в качественном преобразовании 
производительных сил, переводе экономики на рельсы всесторонней интенсификации, повышении эффективности производства ставят большие задачи перед высшей школой в подготовке высококвалифицированных специалистов 
для различных отраслей и для лесной промышленности в частности. 
Любые технологические процессы неразрывно связаны с машинами и 
оборудованием, выполняющими их. Создание новой техники для лесозаготовительной промышленности осуществляется при активном участии инженеров-механиков по направлению подготовки 15.03.02 «Технологические машины и оборудование», а ее эксплуатация – инженеров-технологов по направле7 

нию подготовки 35.03.02 Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств. Для создания этой техники и квалифицированной ее 
эксплуатации необходимы знания технологии лесопромышленного производства, предмета труда и условий, в которых она будет работать. 
Настоящее учебное пособие в полной мере решает эти задачи. В материалах пособия рассматривается технология лесозаготовок, изучаются применяемые на лесопромышленных предприятиях машины и оборудование, а также 
изложены методы технологических расчетов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ 
 
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ  
О ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ 
 
 
 
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ  
О ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ 
  
1.1. Лесные ресурсы РФ и их значение 
 для развития экономики страны 
 
Лес покрывает около 30 % суши земного шара и имеется на всех континентах, кроме Антарктиды. Лесопокрытая поверхность земли составляет  
3,8 млрд га. 
По площади и запасам лесов Россия занимает первое место в мире. Общая площадь лесов РФ составляет около 1 млрд га с запасом 82 млрд м3. Это 
1/5 часть лесопокрытой площади земного шара с объемом 1/4 мировых запасов 
древесины. Площадь, занятая лесом, приходящаяся на одного жителя России, 
более чем в 2 раза превышает среднюю на каждого жителя земного шара.  
Спелые и перестойные лесонасаждения, т. е. годные к эксплуатации, составляют около 55 млрд м3 (70 % общего запаса). Запас древесины в освоенных 
лесах определяется в 49383 млн м3, из которых 20 млрд м3 находится в Европейской части страны. Спелые насаждения в освоенных лесах составляют 69 % 
их общего запаса. 
На долю России приходится свыше половины мировых запасов хвойной 
древесины. В лесах РФ преобладают насаждения ценных хвойных пород, которые занимают 78 % покрытой лесом площади; насаждения твердолиственных 
пород составляют 5 % и мягколиственных – 17 %. Хвойные насаждения составляют 82 % эксплуатационных запасов, в том числе сосны 19,3 %, ели – 15,4 %, 
пихты – 3,4 %, лиственницы – 34,6 % и кедра – 9,3 %. 
Запасов хвойной древесины в России в 3,5 раза больше, чем в США, и в 
14 раз больше, чем в Бразилии. 
Запасы спелых насаждений в эксплуатационных, а также в доступных и 
возможных для лесоэксплуатации лесах всех групп составляют 28,2 млрд м3, 
или 54 % запасов всех древостоев. 
По данным учета лесного фонда ежегодный общий средний прирост составляет 881 млн м3, из которых 600 млн м3 приходится на долю хвойных древесных пород. Общий средний прирост в Европейской части страны и Урале 
равен 291 млн м3, в том числе 150 млн м3 хвойных пород. 
Лес является одним из важнейших видов природных богатств, имеет 
огромное значение в общественном производстве и в жизни населения. Глав9 

ным продуктом леса является древесина, широко применяемая почти во всех 
отраслях народного хозяйства. По количеству заготавливаемой древесины Россия занимает первое место в мире. Ежегодная вырубка леса по стране составляет 2,2 млн га, что в 3 раза больше, чем в Канаде. 
Лес также является элементом природного ландшафта, составной частью 
биосферы, имеющей исключительное значение в улучшении санитарногигиенических условий жизни человека. Он является источником нашего здоровья, собирателем и хранителем влаги, смягчает климат, предохраняет реки от 
обмеления. Ученые подсчитали, что с 1 м2 площади листьев выделяется количество кислорода, достаточное для жизни двух человек. 
Лес служит сырьем для строительной, деревообрабатывающей, химической, пищевой и многих других отраслей промышленности. Чтобы добыть 100 т 
угля или руды, требуется израсходовать 4 м3 леса. В строительстве на каждый  
1 м2 жилья уходит по 1/4 м3 древесины (полы, двери, рамы и т. п.). 
Древесина является ценным сырьем для современной лесохимии. Из 1 м3 
древесины можно получить 200 кг целлюлозы или бумаги, 90 л спирта, 20 кг 
сухих кормовых дрожжей или 15 кг пищевого ванилина. 
Древесина является также исходным сырьем для получения пластмасс, 
искусственного шелка, лаков и красок. 
В настоящее время путем химической и механической переработки из 
древесины получают свыше 25 тысяч самых разнообразных продуктов и изделий. Невозможно указать на какую-либо отрасль производства, в которой деятельность человека не была бы связана с употреблением древесины или изготовленных из нее продуктов. Важную статью валютного дохода страны составляет экспорт леса. 
Кроме древесины лес дает человеку много других ценных продуктов. К 
ним можно отнести пушнину, ягоды, грибы, лекарственные травы и др. 
Ежегодный урожай ягод в наиболее продуктивных районах лесной зоны 
Европейской части России составляет около 300 тысяч тонн. В современной 
медицине используется около 12 тысяч диких лекарственных растений. Охотничий промысел дает в среднем около 20 млн шкурок зверей в год, значительная часть которых идет на экспорт. Из общего количества заготовленной пушнины почти 37 % составляют шкурки лесных зверей. 
Таким образом, лес имеет не только большое значение для развития производительных сил страны, но является регулятором климата и источником 
ценных продуктов питания. 
 
1.2. Этапы развития лесозаготовительной отрасли 
 
В развитии лесозаготовок нашей страны можно выделить семь характерных периодов: дореволюционный (до 1917 г.), довоенных (1917–1945 гг.) и 
послевоенных пятилеток (1945–1960 гг.), механизации (1961–1970 гг.), машинизации – доперестроечный (1970–1984 гг.), перестроечный (1984–1990 гг.) и 
постперестроечный – становление рыночных отношений (1990 г.). 
10