Каждое дерево как предмет труда имеет неповторимые параметры: развитость и асимметричность кроны, диаметр, высоту, наклон ствола, пороки. Чтобы обеспечить безопасность лесосечных работ, вальщик должен производить направленный повал деревьев без больших физических затрат и времени. Для этих целей используются различные валочные приспособления. Выбор их конструкции зависит от крупности спиливаемых деревьев и способа валки (одиночный или двумя рабочими).
Валочные приспособления по месту приложения сталкивающей силы можно подразделить на две группы: с приложением усилия в плоскости спиливания и выше плоскости спиливания. Совершенство сталкивающего приспособления определяется его грузоподъемностью, возможной высотой подъема комля, массой и размерами, а также усилием рабочего.
Основным видом валочных приспособлений являются приспособления с приложением усилия сталкивания в плоскости спиливания: простые клинья (из легких сплавов или ударостойкой пластмассы), валочные лопатки (ножные и ручные), валочные рычаги (рис. 1).
Валочные лопатки применяют для сталкивания деревьев небольшого диаметра (не более 0,25 м), клинья и рычаги – деревьев средней крупности (диаметр до 0,6 м).
Валочная лопатка изготовляется из рессорной стали и состоит из рукоятки и собственно лопатки. Она может быть складывающейся, шарнирно сочлененной, иметь на рукоятке удобную пластмассовую ручку. Ее ребра могут быть острыми или зубчатыми. Масса валочной лопатки 2–4 кг, длина 0,5–1,4 м.
Рис. 1. Валочные приспособления: а – клинья; б – лопатка с подвижным крюком; в – ножная лопатка; г – большая лопатка; д – рычаг с поворачивающимся крюком
Валочный рычаг – это штамповочно-кованый инструмент из боросодержащей стали с мощным наконечником. Выкован из одного куска стали для обеспечения максимальной прочности. Рукоятка из термоэластопласта гарантирует хороший захват.
Валочные лопатки и рычаги, имеющие захватный крюк, могут использоваться для перемещения или кантовки бревен.
В отдельных случаях, при одиночной валке крупных деревьев, может использоваться гидравлический клин или гидравлический домкрат.
Гидравлический клин КГМ-1А (рис. 2) приводится в действие от двигателя пилы. Щеки клина вставляют в рез, образованный пилой в дереве.
Рис. 2. Общий вид гидравлического клина КГМ-1А
При нагнетании гидравлической смеси в цилиндр поршень вместе с клином выдвигается вперед, разжимает щеки и создает вертикальное сталкивающее усилие на ствол дерева гидравлическим клином. Гидравлический клин имеет грузоподъемность 5 т и может сталкивать в нужном направлении деревья диаметром до 60 см с обратным наклоном до 5°. Масса клина 3,6 кг.
Для сталкивания крупномерных деревьев (диаметром 60–120 см) выпускается гидравлический домкрат ДГМ-16 грузоподъемностью 14,4 т (рис. 3). Для его использования в дереве вырезается специальная ниша. Принцип работы гидравлического домкрата аналогичен работе гидравлического клина. Следует отметить, что оба приспособления работают с бензопилами «Урал» российского производства.
Рис. 3. Общий вид гидравлического домкрата ДГМ-16
Облегчить работу по валке крупных деревьев позволяют и ручные гидравлические клины различной конструкции (рис. 4). Их принцип работы мало чем отличается от работы гидравлического клина с приводом от бензопилы.
Рис. 4. Ручные гидравлические клины
Основная работа ручного гидравлического клина рассчитывается на 15 т при подъемной силе 40 кг. Одно из преимуществ ручного гидравлического клина перед приводным
гидравлическим клином состоит в отсутствии вибрации, которая может стать причиной преждевременного слома дерева, что случается при валке сухостоя или подгнившего дерева. Также весомый плюс – работа на склонах с крупными деревьями, которые имеют наклон, противоположный направлению валки.
Ручной гидравлический клин полезен при слабом ветре и его порывах, так как способен более оперативно, равномерно и со значительной силой воздействовать на дерево.
Рекомендуется использовать данное приспособление и при валке аварийных и нежелательных деревьев в санитарной или жилой зоне. Более толстый недопил и сильное воздействие гидравлического клина на дерево позволяют ему упасть в назначенное место.
При валке деревьев двумя рабочими (вальщиком и помощником) применяют валочные вилки, валочные приспособления типа «медведь», телескопические валочные рычаги. В этом случае сталкивающее усилие прилагается выше плоскости спиливания.
Валочная вилка представляет собой металлическое основание, надетое на деревянный шест.
Металлическое основание изготовляется из прочной стали. Предприятие «Спецлесмаш» производит валочные вилки ВУВ (рис. 5) со следующими размерами: длина 220 мм, ширина 138 мм, диаметр трубчатой насадки 50 мм. Масса валочной вилки 0,85 кг.
Рис. 5.Валочная упорная вилка ВУВ
Металлическую часть валочной вилки насаживают на шест из сухой прочной древесины длиной 5–6,5 м, диаметром примерно 5 см в верхнем отрубе и 10 см – в нижнем. Вилку закрепляют на шесте металлическим гвоздем.
Шипы валочной вилки должны быть острыми.
«Медведем» называют вагу-рычаг, изготовленную из подручного материала непосредственно на месте валки. Ее используют для повала крупного дерева, которое физически невозможно столкнуть вилкой одним человеком в нужном направлении (рис. 6). Как правило, вагу делают из отрезка сухостойного хвойного дерева. Длина ваги может колебаться от 2 до 4 м, диаметр 16–20 см. Все зависит от таких обстоятельств, как размер, наклонность ствола дерева и структура кроны. У ваги зарубается комлевая часть для надежного упора в землю и место для упора вилки на горизонтальной поверхности ваги. Вершинная часть ваги играет роль рычага, на которую воздействуют вальщик и его помощник, после того как были произведены соответствующие подпил в дереве и спиливание. Вага в свою очередь воздействует на вилку, а вилка – на ствол дерева. Название «медведь» вага получила за мощное усилие, создаваемое рычагом на дерево.
Рис. 6. Схема валочного приспособления «медведь»
Для безопасной вырубки больших деревьев возле дорог, вдоль и под линиями электропередачи, в непосредственной близости от домов в России выпускают заводской аналог «медведя» (рис. 7, а).
Рис. 7. Телескопические рычаги для направленного повала дерева
Приспособление изготовлено из прочной стали, представляет собой круглый шест, из которого при помощи талевой ручки с фиксатором выдвигается дополнительное стальное колено (телескопический принцип) на полметра в длину. Движение осуществляется прочным стальным тросом, который наматывается с помощью рукоятки на барабан. Кривошип может быть освобожден без риска отдачи, даже под нагрузкой. Функция безопасности, состоящая из дисков, противостоит возвратному движению.
На наземной торцовой части устройства имеется зазубренное основание, которое обеспечивает надежный упор в землю. Длина в собранном состоянии 110 см, длина толкания 50 см, создаваемое усилие 29,4 кН, масса 14,5 кг.
Существуют и зарубежные аналоги заводского «медведя». Показанный на рисунке 7, б валочный рычаг имеет длину в собранном виде 135 см, а длину толкания 270 см.
Применение валочных приспособлений позволяет обеспечить повал дерева в заданном направлении.