ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Производство клина к трактору ЛХТ – 55 для расчистки полос при лесовос-становлении на вырубках»

Рекомендуемая область пременения

Лесовосстановление на вырубках

Назначение, цели и задачи проекта

Основная цель проекта – создание производства клинак трактору ЛХТ – 55 для расчистки полос для лесовосстановления на вырубках и   решение проблемы лесовосстановления на вырубках в таёжной зоне.

Главным объектом лесовосстановительных работ в таёжных зонах являются концентрированные вырубки, которые имеют большое количество пней (от 400  до 2000 штук на 1 га). Кроме того, часть вырубок заросла кустарником и малоценными древесными породами (осина, берёза). Всё это ограничивает возможность применения лесохозяйственных машин и орудий при выполнении лесовосстановительных  работ и отрицательно сказывается на их качестве.

Для повышения качества подготовки почвы на вырубках необходимо производить их полосную расчистку. Для этой цели ВНИИПОМлесхозом был разработан трактор ЛХТ – 4, агрегатируемый с клином КРП – 2,5 на передней навеске. В настоящее время данный трактор по стоимости для большинства лесхозов недоступен. Проблема расчистки полос при подготовке почвы под лесные культуры может быть решена созданием орудия (клина) для расчистки полос к имеющимся в лесхозах более дешёвым тракторам ЛХТ – 55.

Также актуальна задача расчистки дорог, трелёвочных волоков и проездов к запасам леса при выполнении работ по лесозаготовкам. В настоящее время эта задача выполняется с применением бульдозеров на тракторах типа Т – 170. Применение на данной операции трактора ЛХТ – 55 с проектным клином позволит снизить расходы на расчистку дорог, повысить производительность труда. 

Применение орудия для расчистки трасс позволяет исключить из технологического цикла трактор ЛХТ – 4 и бульдозер на гусеничном тракторе классов тяги 40 и 60 кН соответственно.

Также  возможно применение орудия для выполнения работ по расчистке дорог, снегозадержанию на полях, а также для решения задач по гражданской обороне и чрезвычайным ситуациям, в частности борьбе с лесными пожарами (для прокладки технологических коридоров, обеспечивающих проезд технических средств пожаротушения и доставки людей и оборудования к очагам горения, повышения скорости движения тракторов с лесопожарным оборудованием в лесных условиях).

В лесном хозяйстве Российской  Федерации около 40 % вырубаемых площадей восстанавливается искусственно, что позволяет ускорить цикл лесовосстановления и исключить смену пород. В подзоне смешанных лесов на долю искусственно восстанавливаемых площадей приходится 60 – 65 %. В абсолютных показателях ежегодный объём этих работ составляет 250 – 300 тыс. га. Выбор наиболее рациональных способов искусственного лесовосстановления зависит от зональных особенностей вырубаемых площадей, типов леса, состава насаждений, количества пней, наличия и характера распределения порубочных остатков, валежника, а также давности вырубок.

Опыт лесовосстановления свидетельствует о том, что при хорошей очистке от порубочньгх остатков и валежника части­чную подготовку почвы с достаточно хорошим качеством мо­жно проводить только на вырубках, насчитывающих до 600 пней на 1 га. Следовательно, на остальных 55 % вырубок по­требуется проводить полосную расчистку. Если учесть, что в таежной зоне Российской Федерации ежегодно вырубается 500 тыс. га, то требующая расчистки площадь составит 250 - 280 тыс. га.

При частичной подготовке почвы двухотвальными плу­гами, которая обычно проводится на вырубках с дренирован­ными почвами при количестве пней до 600 шт/га, среднее расстояние между бороздами составляет 3 – 4 м, что соответ­ствует 3330 - 2500 м полос на 1 га.

В настоящее время трактор ЛХТ – 4 недоступен большинству лесхозов по цене, в лесном хозяйстве преобладают более дешёвые трактора ЛХТ – 55. В отличие от ЛХТ – 4 они не могут быть оборудованы клином для расчистки полос, так как передняя навеска ЛХТ – 55 предназначена только для присоединения к ней толкателя, который не применим для установки на неё клина.

Успех лесовосстановления в лесной зоне в основном зави­сит от решения двух проблем: на первом начальном этапе - расчистки вырубок от пней, порубочных остатков и валежника и на последующих этапах формирования культур - от свое­временного удаления поросли лиственных пород. От того, как выполнена первая технологическая операция, будут зависеть и все последующие, включая и лесоводственные уходы за культурами.

Цель проведения полосной расчистки - обеспечить комплексную механизацию процессов лесовосстановления на вырубках и, несмотря на некоторое уве­личение расходов вначале, в конечном итоге добиться их снижения благодаря созданию лучших условий прохождения лесохозяйственных агрегатов.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

В 1980 году было начато серийное производство клина для расчистки полос КРП – 2,5 к трактору ЛХТ – 4, представляющему собой лесохозяйственную модификацию  трелёвочного трактора ТТ – 4. Клин КРП – 2,5 предназначен для полосной расчистки вырубок от порубочных остатков, валежника и пней диамет­ром до 16 см. Навешивают орудие впереди трелевочного трак­тора ТТ-4 при помощи специального навесного устройства, управляемого гидроцилиндрами. Основные узлы клина - боко­вые отвалы, лемех с наконечником, рама, два гидроцилиндра для подъема орудия в транспортное положение и центральная  тяга.

В процессе работы клина лемеха срезают поросль и мелкие пни, а отвалы сдвигают их в межполосное пространство вместе с порубочными остатками и валежником. Ширина захвата клина составляет 2,5 м, производительностьдо 8 км полос в смену.

Технические характеристики орудий для расчистки полос при лесовосстановлении приведены в таблице 1.

Таблица 1 – технические характеристики орудий для расчистки полос

При положительных качествах перечисленных в таблице 1 орудий, которые решают задачу комплексной механизации  работ по подготовке почвы на вырубках, они имеют и ряд недостатков. Поскольку все  названные орудия для расчистки полос КРП –2,5, ОРП – 2,6, К – 3,6 предназначены для эксплуатации на вырубках в летнее время, форма рабочих поверхностей отвалов по производственно - технологическим соображениям принята прямой (вертикальной).

Недостатками таких отвалов при работе зимой на расчистке снежного покрова является повышенная энергоёмкость технологического процесса. В период создания названных выше орудий при достаточной мощности двигателя  базового трактора и крайне низкой стоимости горюче – смазочных материалов данное соображение не играло существенной роли. На первое место была поставлена возможность их серийного  изготовления в экспериментально – механических мастерских ВНИИПОМлесхоза на станочном парке достаточно высокого уровня.

В настоящее время производство тракторов ЛХТ – 4 передано на Боровлянский механический завод Алтайского края. При стоимости трактора ТТ – 4 1529 тыс. руб. стоимость ЛХТ – 4 составляет 1729 тыс. руб. Данная цена  обоснована, но для большинства лесхозов она недоступна. Лесхозы для подготовки почвы используют более дешёвые трактора ЛХТ –55, хотя они и обладают меньшей производительностью. Необходимо оснастить трактора ЛХТ – 55 орудием для расчистки полос при подготовке почвы на вырубках. 

Простое механическое агрегатирование трактора ЛХТ – 55 с клином КРП – 2,5 не представляется возможным по следующим критериям:

ввиду нарушения устойчивости агрегата в продольно – вертикальной плоскости из –за чрезмерной массы орудия, рассчитанного на более тяжёлый трактор;

повышенных затрат энергии на выполнение технологического процесса расчистки снежного покрова отвальной поверхностью, не обеспечивающей поворота пласта;

неудовлетворительной конструкцией сцепного устройства, в котором присоединение клина к трактору требует нахождения рабочего перед движущимся трактором.

Основной целью данного проекта является расширение диапазона использования тракторов ЛХТ – 55 в лесном хозяйстве. Это может быть обеспечено оснащением тракторного агрегата специальным клином, который позволит:         

обеспечивать полосную расчистку лесных площадей от валежа, подроста малоценных пород и пней диаметром до 0,1 м в лёгких лесорастительных условиях;

прокладывать временные подъездные пути, расчищать дороги от снежных заносов;

прокладывать технологические коридоры и заградительные полосы при тушении лесных пожаров.

Масса клина должна соответствовать условиям проходимости трактора ЛХТ – 55 и его устойчивости при работе на склонах. Клин при выполнении перечисленных выше работ должен заменять прототипы, которыми  являются клин КРП – 2,5 на тракторе ЛХТ – 4 (ЛХТ – 4 М) и бульдозер Д - 694 П на тракторе Т – 170 при расчистке дорог от снега.

Учитывая объёмы работ, применение клина обеспечит значительное снижение расхода горюче – смазочных материалов на объём работ, повышение производительности труда.

Расчистка дорог от снежных заносов выполняется бульдозерами на тракторах класса 60 кН. Применение на данной операции трактора  ЛХТ – 55 класса 30 кН с клином позволит снизить расходы, повысить производительность труда. Ввиду сказанного выше спрос на проектируемый клин к трактору ЛХТ – 55 будет обеспечен во всех регионах Российской Федерации, где встречаются перечисленные выше проблемы.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Предлагаемый агрегат с клином для расчистки полос при выполнении лесовосстановительных работ представлен на рисунке.

Рисунок. Клин для расчистки полос при выполнении лесовосстановительных работ , где:

1 – клин; 2 – навеска; 3 – гидроцилиндр изменения угла резания; 4 – трактор ЛХТ – 55 (ЛХТ – 100)

Клин для расчистки полос предназначен для выполнения следующих видов работ:

- полосной расчистки лесных площадей от валежа, подроста малоценных пород диаметром до 0,1 м при лесовосстановлении на вырубках;

-                     прокладки временных подъездных путей, расчистки дорог от снежных заносов;

-                     прокладки технологических коридоров и минерализованных заградительных полос при тушении лесных пожаров.

Агрегат включает трактор ЛХТ - 55, в передней части которого на специальной навесной системе установлен клин.

Клин представляет собой орудие раздвигающего типа. Основными рабочими органами клина являются лемеха и отвалы. Высокая жёсткость конструкции обеспечивается системой балок и раскосов, соединяющих узлы клина и навески. Для присоединения клина к нижней рамке переднего навесного механизма на нём смонтирован механизм автосцепки.

Клин навешивается на монтируемую к трактору оригинальную переднюю навесную систему. Она позволяет на вырубках с выраженным микрорельефом производить подъём или опускание носка клина для копирования поверхности почвы.

Показатели технической характеристики проектируемого клина к трактору ЛХТ – 55 представлены в таблице 2.

 Показатели технической характеристики проектного клина

Возможно применение орудия для решения задач  лесного хозяйства, а также гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций, а именно спасения лесных посёлков от пожаров.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Расчет стоимости материалов необходимых для изготовления проектного оборудования, приведен в таблице 2.

Таблица 2 Расчет стоимости материалов

Цена на основные материалы принята по данным ЭММ ВНИИПОМлесхоза на 01.02.2006 года, а на вспомогательные материалы и комплектующие изделия рыночные на 01.02.2006 года.

Сравним расчистку полос при лесовосстановлении по существующей технологии клином КРП – 2,5 на тракторе ЛХТ -4 с расчисткой полос проектным клином на тракторе ЛХТ - 4 по новой технологии.

Общая стоимость орудия включает в себя:  общую заработную плату          - 18831 руб., отчисления на социальные нужды - 4896 руб., материалы - 22668 руб., расходы на содержание - 2471 руб. и общепроизводственные расходы - 94157 руб. Балансовая стоимость орудия составит 150 тыс. руб. 

Для базового варианта по данным ЭММ ВНИИПОМлесхоза цена  трактора ТТ – 4 Ц_тб  = 1529000  руб. и цена навесной системы передней и клина КРП – 2,5 200000 руб.

Цена трактора ЛХТ - 55 по тем же данным составляет 955000 руб.

Для проектного варианта капитальные вложения составят 1105 тыс. руб.

Возможное число часов работы ЛХТ – 4 с клином КРП – 2,5 и клина на ЛХТ – 55 для годового объёма  составит 990 часов.

Объём работ с клином  за сезон Р, км:

- для  ЛХТ – 4 с КРП – 2,5 2376 км.

- для ЛХТ - 55 с проектным клином 2118,6 км.

Меньшая на 12 % выработка проектного клина объясняется меньшей мощностью базового трактора ЛХТ – 55 по сравнению с ЛХТ – 4.

Расчет текущих затрат на эксплуатацию агрегата в базовом и проектном варианте представлен в таблице 3.

Таблица 3Расчет затрат на эксплуатацию техники

Текущие затраты на эксплуатацию оборудования :

- Базового 812 руб/ч

- Проектного 454 руб/ч

  Экономия текущих затрат на содержание и эксплуатацию оборудования составит 355 тыс. руб.                         

Прирост  прибыли 251 тыс. руб., срок окупаемости  0,6 года. 

Технико-экономические показатели эффективности проекта представлены в таблице 4.

Таблица 4

Технико-экономические показатели эффективности проекта  клина для расчистки  полос на тракторе ЛХТ – 55

Стоимость эксплуатации агрегата снизилась за счёт  исключения из технологического процесса трактора ЛХТ – 4 с клином КРП – 2,5 и применения трактора ЛХТ – 55 с меньшим расходом топлива и стоимостью, а также менее материалоёмким клином  взамен толкателя, что расширяет его технологические  возможности. Снижение удельных расходов на эксплуатацию агрегата дает возможность получить прирост прибыли 251 тыс. руб. в год.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

В настоящее время трактор ЛХТ – 4 не выпускается, в лесхозах преобладают трактора ЛХТ – 55, более доступные по цене. В отличие от ЛХТ – 4 они не могут быть оборудованы клином для расчистки полос, передняя навеска  ЛХТ – 55 предназначена только для присоединения к ней толкателя, который не применим для выполнения перечисленных выше работ.

В проекте предлагается разработка клина для оснащения им лесохозяйственного трактора ЛХТ – 55 для расширения диапазона его применения, то есть их круглогодичного использования. Клин должен обеспечивать полосную расчистку лесных площадей от валежа и подроста в лёгких лесорастительных условиях, расчистку дорог от снега, снегозадержание на полях, выполнение работ по тушению лесных пожаров.

Масса клина должна соответствовать трактору ЛХТ – 55. Клин при выполнении перечисленных выше работ заменяет лесохозяйственный трактор ЛХТ - 4.

Применение орудия снижает трудоемкость в 1, 4 раза и себестоимость работ в 1,8 раза  за счет снижения стоимости техники в 1, 6 раза. 

Затраты на 1 час работы сокращаются в 1, 8 раза, при этом затраты на амортизацию техники сокращаются в 1, 57 раза, на ремонт – в 1, 54 раза, на ГСМ – в 2, 13 раза.

За счет  снижения расхода горюче-смазочных материалов  снижаются объемы вредных выбросов (выхлопных газов) в окружающую среду также  в 2,13 раза.

Кроме того, предлагаемый клин расширяет диапазон применения трактора за счет выполнения дополнительной  функции – расчистки дорог, проездов, трелевочных волохов и  лесовозных усов от снега на глубину  до 0,8 м.

Новые потребительские свойства продукции

- высокая эффективность технологического процесса;
- повышение безопасности при эксплуатации;
- снижение металлоёмкости и стоимости;
- повышение удобства эксплуатации;
- расширение сферы применения.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам

Стадия и уровень разработки

Данное оборудование по одному функциональному назначению прошло этап экспериментального освоения и отработку технологии в Мининском опытно-механизированном лесхозе Красноярского края.
Коммерческий анализ выполненных работ и успешный опыт эксплуатации оборудования в Мининском опытно-механизированном лесхозах Красноярского края подтверждает конкурентные преимущества технологии полосной расчистки вырубок и реконструкции малоценных лесных насаждений с применением про-ектного орудия.
Трудности в освоении технологии отсутствуют, так как лесное хозяйство многих регионов РФ имеет опыт эксплуатации клина КРП – 2,5 на тракторах ЛХТ – 4. В настоящее время имеется комплект технической документации. Данному оборудованию не требуются усилия для сопровождения, кроме соблюдения пра-вил эксплуатации.

Предлагаемые инвестиции

3,5 млн. руб.

Рынки сбыта

Оборудование может применяться в лесном хозяйстве на всей территории РФ. Таким образом, применение этого оборудования в лесном хозяйстве позво-лит снизить стоимость работ, сократить выбросы диоксида углерода в окружаю-щую среду.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемая в проекте технология и оборудование для ее реализации не имеет ана-логов на мировом рынке аналогичной продукции и услуг.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

8

Дата поступления материала

08.11.2006