Першою серійною машиною в СНД, що з'явилася на лісосічних роботах і здатної виробляти спрямовану валку дерев, була гусенична, узкозахватная валочні машина флангового дії ВМ-4 на базі гусеничного трактора ТТ-4, виробництва Абаканского машинобудівного заводу (РФ). Ця машина дозволяла полегшити працю лесозаготовителей, замінюючи трудомістку і травмоопасную операцію механізованої валки на машинну. Флангові важільні валочні машини дозволяли за один прохід освоювати смугу лісу шириною до 2,5 м. Вони відносяться до групи вузькозахватних машин.
Валочні машини призначені для зрізання дерев з кореня і зіштовхування їх в заданому напрямку. Машини ВМ-4, ВМ-4А, ВМ-4Б застосовуються в лісонасадженнях із середнім об'ємом хлиста 0,5 м 3 і більше при суцільних рубках на лісосіках, де відсутня життєздатний під-зростання або не потрібно його зберігати. Для валки дерев в насадженнях із середнім об'ємом хлиста до 0,3 м 3 випускається малогабаритна валочні машина ВМ-55.
Машина ВМ-4 (рисунок 5.1) сконструйована на базі гусеніч-ного трелювального трактора ТТ-4. Вона складається з ходової частини 1 базового трактора і навісного технологи-го обладнання, встановленого на рамі трактора, і включає наступні основні вузли: механізм зрізання дерева з підвіскою 2. механізм направ-ленного повала дерева 5. снігоочисник, гідросистему, кабіну 3 і огорожу кабіни 4. а в машинах, оснащених коником - технологічний важіль навантаження комля дерева 6. валочного машину обслуговує одна людина.
а - вид машини спереду; б - вид машини ззаду:
1 - ходова частина; 2 - механізм зрізання дерев; 3 - кабіна;
4 - огорожа кабіни; 5 - механізм повалення дерев;
6 - технологічний важіль; 7 - снігоочисник
Малюнок 5.1 - валочного машина ВМ-4
Технологічний цикл валки дерев машиною ВМ-4 складається з наступних прийомів: під'їзд машини до дерева, наводка механізму зрізання на дерево, наводка валочного ри-чага, спилювання дерева і його зіштовхування. При роботі машини з перекиданням, крім того, виконується відкиду-вання технологічного важеля і відбувається перекидання комля дерева через машину. При сніговому покриві висотою більше 50 см сніг розчищають близько зрізаних дерев для заглиблення механізму зрізання.
Під'їзд машини до дерева виконується з таким розрахунком, щоб валити дерево в напрямку, найбільш зручному для подальшої трелювання трактором. Напрямок під'їзду машини визначається заданою технологією роботи машини - без перекидання комля дерева через машину або з перекиданням.
При роботі без перекидання машина повинна под'ез-жати паралельно стіні лісу. В цьому випадку спиляне дерево падає паралельно стіні лісу. При роботі з перекиданням машина підходить до дерева з невеликим поворотом (на кут 10-15 °) з боку вирубки. Цей маневр дозволяє звалити дерево так, що між його вер-шиною і деревами утворюється прохід шириною 2-3 м.
Механізм зрізання дерева з підвіскою 2 призначений для забезпечення беззажім-ного зрізання дерева і спрямованої його валки. Застосовуються ланцюгові для пилок меха-нізми з гідроприводом. Підвіска служить для кріплення механізму зрізання на машині і Орієнтир-ції останнього щодо спилювати дерева.
Механізм срезаніяв вихідному транспортному положенні знаходиться над лівою гусеницею. За допомогою подве-скі він може бути висунутий вліво на відстань 1 м і опущений вниз на 1,1 м. З урахуванням довжини пильної шини загальна ширина робочої зони становить 2 м. Консольна пила механізму зрізання оснащена ланцюгом ПЦУ # 8209; 30, яка має швидкість різання 18,5 м / с, середню швидкість насування 6-8 м / с і ширину пропилу 24 мм. Максимальний діаметр зрізаного дерева 120 см.
Пільний механізм підводиться до дерева так, щоб висота пня була найменшою - не більше однієї третини діаметра де-реву в місці різу, а при зрізанні дерев діаметром до 30 см - не більше 10 см. Наведення пильного механізму зазвичай совме-ється за часом з висуненням механізму зрізання.
До дерева машина під'їжджає таким чином, щоб відстань між деревом і гусеницею становило не менше 0,7 м. Механізм зрізання ви-рухається з розрахунком, щоб серединою пильної шини сере-залась центральна частина дерева в площині спилювання. При цьому зазор між корпусом механізму зрізання і деревом повинен бути не менше 15 см.
Що знаходиться в зоні наведення підріст і чагарник, який заважає нормальній роботі машини і погіршує оглядовість, повинен в процесі наведення відгинатися, а безпосередньо у дерева - підминати або зрізати.
Коли недопил стане не більше 0,1 діаметра стовбура дерева, пильний механізм оператором відводиться у вихідне положення, одночасно вводиться в дію механізм спрямованого пова-ла дерева 5 і валить дерево на технологічний важіль 6 або на землю.
Механізм спрямованого повала деревапредставляет собою важільно-телескопічну конструкцію, встановлену на огородженні кабіни опера-тора (рисунок 5.2).
1 - зовнішня балка; 2 - видвіж-наябалка; 3 - важіль упору; 4 - тяга;
5 - поворотний важіль; 6 - гідроциліндр висування балки;
7 - гідроциліндр валки; 8 - опорна плита; 9 - вісь
Малюнок 5.2 - Механізм спрямованого повала машини ВМ-4А
Механізм спрямованого поваласостоіт з зовнішньої 1 і видвіж-ної 2 балок, важеля упору 3. тяги 4, поворотного важеля 5 і гідроциліндрів висування 6 і валки 7. Наруж-ва 1 і висувна 2 балки телескопически встановлені одна в іншу. Зовнішня балка 1 закріплена шарнірно в крон-штейн на правій стороні огорожі кабіни і спирається своєю опорою на плиту 8, по якій ковзає під час валки дерева і відведення в початкове положення. При цьому переміщення в горизонтальній площині зовнішньої балки 1 здійснюється гідроциліндром 7. головка штока якого кріпиться до проуші-нам балки 1. а задньою кришкою - до кронштейну огорожі кабіни.
Тяга 4. поворотний важіль 5 і гідроциліндр 6 забезпе-ють кінематичну силову зв'язок між зовнішньою 1 і ви-ресувні 2 балками механізму валки дерев. Для забезпечення спрямованої валки дерев в висувний балці 2 за допомогою осі встановлений упор 3, від-кривает під дією пружини при висуненні балки 2 і топиться в транспортний поло-ження при поверненні балки 2 в зовнішню балку 1.
Працює механізм валки дерев наступним чином: після зупинки валочного машини біля дерева балка 2 ви-рухається гідроциліндром 6 до упору важеля 3 в дерево, за-тим дерево попередньо поджимается балкою 2 за допомогою гідроциліндра 7 з подальшою (після спилювання) валянням дерева цим гідроциліндром.
Процес спилювання дерев повинен бути чітко взаємопов'язані за часом і зусиллям з прийомом став-кивання. Якщо зусилля натискання докладено до дерева перш-тимчасово, може статися скол стовбура або утворитися тре Київщини. Якщо зусилля натискання запізнюється, можливий затиск пилки і падіння дерева в довільному напрямку.
У зв'язку з вищевикладеним висунення ва-молочного важеля повинно проводиться одночасно з наведенням ме-ханізм зрізання на дерево. Воно закінчується киснем дерева важелем і впровадженням шипів в кору.
Кут повороту балок щодо осі 9 становить не більше 22 ° і вони можуть висуватися вліво від машини на 1,9 м створюючи зусилля до 24,6 кН. Зусилля прикладається до дерева на висоті 3 м від опорної поверхні гусениць. Мінімальний валочного (перекидаючий) момент дорівнює 75 кН · м.
Технологічний важіль 6 (рисунок 5.1) служить для перекидання комля дерева через машину і шарнірно кріпиться до рами базового трактора. Важіль має два положення - транс-кравців і робоче. Вантажопідйомність технологічного ри-чага становить 3 тонни. При перекиданні комля дерева через машину технологічний важіль опу-скается на землю. Це робиться одночасно з наведенням ме-ханізм зрізання і висуненням валочного важеля. Дерево падає на важіль комлевой частиною - на відстані 1,4-1,6 м від окоренкову зрізу. Після перекладу механізму зрізання і механізму повала дерева в початкове положення включається циліндр технологиче-ського важеля і комель дерева переноситься через машину. Відстань, на яке перекидається комель, становить 4,5-5 м, що цілком достатньо для наступного проходу машини.
Снігоочисник 7 (рисунок 5.1) встановлено попереду кабіни і зрізати механізму і пред-ставлять собою висувний відвал, уп-равлять за допомогою гідроциліндра. При висоті снігового покриву до 50 см механізм зрізання заглибити-ляется за рахунок ущільнення снігу при опусканні і наводкою ме-ханізм зрізання. При висоті снігового покриву понад 50 см очищувач розчищає траншею, в яку потім опус-кається пильна шина. Поворот пильної шини та зрізання де-реву відбувається під снігом.
Огорожа кабіни 4 (рисунок 5.1) захищає кабіну оператора зверху і ззаду, забезпечує його безпечну роботу, і є підставою для кріплення механізму спрямованого повала дерев.
Однак, валочні машина має цілий ряд істотних недоліків.
Відсутність гідроманіпулятора (вузькозахватними) призводить до того, що під час виконання робіт машина змушена під'їжджати до кожного дерева, що веде до знищення підросту і збільшує час робочого циклу.
Внаслідок невеликої енергоємності процесу валки дерев економічний ефект від застосування звалювальних машин в чистому вигляді вкрай незначний, а з урахуванням екологічних наслідків часто негативний.
Використання звалювальних машин економічно неефективно через її низьку продуктивність в порівнянні з багатоопераційної машинами, а собівартість заготівлі лісу з їх допомогою значно вище, ніж при застосуванні бензіномоторних пив.
Через перерахованих недоліків застосування звалювальних машин на лісосічних роботах скорочується, але вони можуть вико-тися для розрубування просік при будівництві доріг, ліній зв'язку та електропіч-дач, в умовах техногенного забруднення лісів і в зонах стихійних лих.
В даний час в РФ випускається універсальна малогабаритна валочні машина ВМ-55 (малюнок 5.3).
Малюнок 5.3 - валочного машина ВМ-55