Использование погрузчиков на лесопромышленных складах

В настоящее время в России доминирует сортиментная заготовка древесины, и потребность в классических основных потоках нижних складов, предусматривающих очистку деревьев от сучьев, раскряжевку и сортировку получаемых бревен, во многом отпала. Большая часть нижних складов, лишившись основных потоков, а также лесообрабатывающих цехов с небольшим объемом переработки, превратилась в перегрузочные пункты. На лесопромышленных складах (биржах сырья) деревоперерабатывающих предприятий осуществляется логистика двух видов сырья: круглые лесоматериалы и легкие сыпучие материалы – щепа, опилки, кора. Работа погрузочной техники с этими видами сырья различается.

Существуют три способа погрузки и разгрузки круглых лесоматериалов: поштучный – лесоматериалы укладываются на подвижной состав по одному; пачковый – подвижной состав загружается в несколько приемов; крупнопакетный – подвижной состав загружается за один прием пакетом, равным грузоподъемности транспортной единицы. Работа техники при перегрузке круглых лесоматериалов сводится к следующим операциям: выгрузка сырья из различных типов транспорта (автолесовозы, железнодорожные полувагоны и платформы, баржи); формирование штабелей различной высоты – до 10–12 м; подача сырья на загрузочные столы на различной высоте – до 10–12 м; перемещение сырья по площадке на различные расстояния – от нескольких метров до километров. При этом перемещение сырья на расстояния до 20–30 м условно принято называть «перевалка», перемещение на большие расстояния – «перевозка». Работа с сыпучими материалами от работы с круглым лесом отличается тем, что нет необходимости высокого складирования и не требуется точное позиционирование груза при выгрузке.

Основные типы оборудования

В настоящее время на лесопромышленных складах применяются неполноповоротные и полноповоротные погрузчики различных типов. Среди неполноповоротных погрузчиков чаще всего применяются фронтальные погрузчики с ломающейся рамой и фронтальные погрузчики класса High-Lift: Volvo L180 High-Lift и Liebherr L580 LogHandler, рабочая масса составляет 33–34 т. Менее распространены стреловые фронтальные погрузчики. Основные про- изводители этой техники: Kalmar, Liebherr, Mantsinen, Manitou, Merlo, JCB. Электрические стационарные перегружатели для крупных лесопромышленных складов, как и стационарные краны, имеют ограниченную зону работы, высокую надежность, большую производительность и малые эксплуатационные затраты. Это обеспечивает низкую удельную себестоимость перевалки 1 м3 древесины. Они могут быть смонтированы как на железобетонном, так и на металлическом основании.

При определении эффективности их использования нужно руководствоваться не только себестоимостью работы техники, но и обращать внимание на такой фактор, как стоимость простоя техники. Например, на лесопромышленном складе задействованы четыре единицы техники Sennebogen: три колесных и одна электрическая стационарная. В этом случае мобильные транспортно-перевалочные машины обеспечивают выгрузку автотранспорта, штабелирование и подачу на производство, а электрическая стационарная перевалочная машина интегрирована в производственную линию на участке обработки древесины. При этом мобильные машины функционально дублируют друг друга, и недолгий простой одной из них, например небольшая поломка или проведение большого технического обслуживания, не особенно сказывается на работе всей системы. Электрическая машина имеет более высокий коэффициент технической готовности, но при незапланированной остановке ее работы останавливается весь завод, так как заменить ее нечем. Соответственно, одни сутки простоя этой техники обойдутся компании очень дорого.

Современные транспортно-перевалочные машины – основное и самое современное средство перемещения круглого леса на лесопромышленных складах. Они позволяют максимально быстро переваливать лес на месте (плечо до 15–20 м), а также достаточно эффективно перевозить лес – в грейфере или в прицепе. Транспортно-перевалочные машины имеют собственную массу от 27 т (Sennebogen 723) до 44 т (Sennebogen 735, Liebherr LH 60 Timber). При этом масса захватываемого груза от массы машины зависит нелинейно. При росте массы машины в полтора раза эксплуатационные расходы также возрастают примерно в полтора раза, в то время как производительность увеличивается в два раза. Таким образом, более тяжелые машины работают эффективнее своих легких аналогов. Эта же тенденция характерна и для фронтальных погрузчиков.

С другой стороны, иногда технические характеристики сопряженного стационарного оборудования диктуют параметры обслуживающих их транспортно-перевалочных машин. Например, для сортировочной линии круглых лесоматериалов на 24 кармана-накопителя, мощностью 100 плотных м3 в час, с емкостью кармана-накопителя для отсортированного леса 7 плотных м3 применение транспортно-перевалочной машины класса 44 т с грейфером на 10 м3 нецелесообразно, так как объем леса в грейфере будет ограничен размером кармана – 7 м3. Для классических перевалочных машин увеличение массы служит для двух целей. Первая – увеличение рабочего вылета. При этом производительность не изменяется, а удельная себестоимость произведенной работы растет. Вторая – повышение производительности путем использования больших грейферов и коротких стрел. При этом удельная стоимость работы может снижаться.

Сравнение фронтальных погрузчиков классического типа и High-Lift

Классический фронтальный погрузчик имеет основной фиксированный параметр – номинальная (полезная) нагрузка (грузоподъемность). Полезная нагрузка равна половине статической опрокидывающей нагрузки, которая определяется в наименее устойчивом положении – на максимальном вылете стрелы и с полностью согнутой рамой. Например, для погрузчиков Volvo L180 и Liebherr L580 (собственная масса около 28 т) полезная нагрузка составляет около 9,2 т, что соответствует применению грейфера сечением 3,4 м2 для сортимента 6 м. Опрокидывающая нагрузка – это нагрузка в центре тяжести ковша, при которой погрузчик опрокидывается на передний мост. При этом погрузчик находится в самом статически неблагоприятном положении, то есть стрела находится в горизонтальном положении, а рама погрузчика – в положении максимального излома. Номинальная, или полезная, нагрузка не должна превышать 50% статической опрокидывающей нагрузки при максимальном изломе рамы. Это соответствует коэффициенту запаса устойчивости 2.0. Максимально допустимый объем устанавливаемого на погрузчик ковша определяется через опрокидывающую и номинальную нагрузку. Номинальная нагрузка = опрокидывающая нагрузка/2. Допустимый объем ковша = номинальная нагрузка (т) / насыпной вес материала (т/м3).

В настоящее время фронтальные погрузчики класса High-Lift производят две компании – Volvo (модель Volvo L180 High-Lift) и Liebherr (модель Liebherr L580 LogHandler). Рабочая масса этих погрузчиков составляет 33–34 т. Для машин такого класса традиционное определение полезной нагрузки не применяется, а опрокидывающая нагрузка существенно зависит от положения стрелы. Например, для Volvo L180 High-Lift нагрузка опрокидывания составляет: максимальная высота подъема (прямая машина) – 11 610 кг, максимальная высота подъема (полный поворот) – 10 780 кг, максимальный вылет стрелы (прямая машина) – 11 000 кг и максимальный вылет стрелы (полный поворот) – 9450 кг. В этом случае полезная нагрузка машины должна составлять около 5,5 т. Но для погрузчиков данного класса существует термин «рабочая нагрузка» в 8,5 т и рекомендуется грейфер сечением 3,2 м2. Однако следует учитывать, что такая «рабочая нагрузка» соответствует достаточно выгодному положению грейфера (вблизи и внизу), а при работе со штабелями выше 3 м и некоторым вылетом нагрузка падает до 5,5–6 т. Этот факт играет особую роль в случаях, когда фронтальные погрузчики рассматриваются как технологические аналоги полноповоротных транспортно-перевалочных машин.

Критерии оценки эффективности

Оценивать эффективность работы погрузчиков на лесопромышленных складах можно по-разному. Первый подход – определение эффективности конкретной операции, производимой техникой. При этом основные критерии оценки – скорость работы и себестоимость модели. Второй подход – оценка эффективности комплексной логистики сырья. Она определяется себестоимостью и устойчивостью работы всей системы. Эффективность перемещения материала сильно связана с энергозатратностью. Чем ниже расход энергии на перемещение тонны материала, тем ниже будут расходы на эту операцию. Если речь идет о перевозке леса по площадке, то данный вопрос сводится к соотношению массы перевозимого сырья и массы механизма, его перевозящего, так называемого коэффициента тары. Для перевалки круглого леса на расстояние до 20 м можно использовать и полноповоротную перевалочную машину, и фронтальный погрузчик. Полноповоротная перевалочная машина имеет массу 30 т, грейфер сечением 1,7 м2, объем леса в захвате составляет 5,6–6 плотных м3, время цикла при повороте на 180° – 30 сек., расход топлива около 15 л/час. Масса фронтального погрузчика составляет около 30 т, он имеет грейфер сечением 3,5 м2, объем леса в захвате 11–12 плотных м3, время цикла при перемещении на 20 м – около 60 сек., расход топлива 20–22 л/час.

При перемещении сырья на небольшое расстояние полноповоротные машины работают в квазистационарном режиме – стоя на месте и вращая поворотной платформой с навесным оборудованием. Для выполнения одного рабочего цикла машина два раза поворачивает (ускоряет и замедляет) свою поворотную платформу (примерно 2/3 своей полной массы – 20 т) вокруг оси, проходящей близко к центру масс. Выполнение того же рабочего цикла у фронтального погрузчика сопровождается ускорением и торможением всей массы машины, также дважды. С точки зрения энергозатрат вращение полноповоротной перевалочной машины экономичнее, чем возвратно-поступательное движение фронтального погрузчика аналогичной массы. С другой стороны, в силу конструкции грузоподъемность фронтального погрузчика примерно вдвое больше, чем у полноповоротного перегружателя аналогичной массы. Этот факт частично компенсирует более энергозатратный режим работы.

Кроме того, при перегрузке на коротком плече полноповоротная перевалочная машина имеет несколько дополнительных

преимуществ:

• высота штабелирования до 9 м;

• выгружает железнодорожные платформы и полувагоны и баржи;

• выполняет прецизионные операции с одним бревном;

• может торцевать бревна в грейфере.

В данном режиме работы у полноповоротной перевалочной машины и фронтального погрузчика сопоставимая производительность, но при этом полноповоротный перегружатель потребляет меньше топлива, а также технологически имеет более широкую сферу применения. При работе на высоте более 5 м – высокие штабели, высокие загрузочные столы – можно использовать только полноповоротные перевалочные машины.

Для перемещения сырья на расстояния свыше 30 м применяются:

• транспортно-перевалочная машина массой 38 т с грейфером 3,2 м2, расход топлива 18–20 л/час;

• транспортно-перевалочная машина, буксирующая прицеп 40 м3, расход топлива 20 л/час;

• фронтальный погрузчик класса 30 т, грейфер 3,5 м2, расход топлива 20–22 л/час.

Транспортно-перевалочные машины перевозят сырье в грейфере. Они наиболее производительны при плече перевозки до 80 м.

Фронтальные погрузчики на прямом участке при хорошем покрытии развивают скорость до 40 км/час – это вдвое больше, чем у транспортно-перевалочной машины. За счет этого на плече свыше 150 м фронтальный погрузчик производительнее транспортно-перевалочной машины. Если транспортно-перевалочная машина перевозит лес не в грейфере, а в прицепе, то ее производительность на плече перевозки 100–150 м выше, чем у фронтального погрузчика с аналогичным размером грейфера. Номинальная производительность погрузочной техники (м3/час) зависит от плеча перевалки древесины. Однако на практике она ограничивается не производительностью машины, а другими факторами, например, производительностью сортировочной линии или скоростью подвоза сырья.

Средняя статистическая ходимость большинства погрузчиков составляет 20 тыс. моточасов. При сроке амортизации машины 30-тонного класса себестоимость ее работы составляет порядка 50–60 евро/час, включая амортизационные расходы, затраты на топливно-смазочные материалы, зарплаты операторов, плановое техническое обслуживание, ремонт и НДС. Структура себестоимости существенно зависит от локальных условий работы, но в целом выглядит следующим образом: для машины 45-тонного класса в тех же условиях себестоимость составляет 70–80 евро/час. Если речь идет о транспортно-перегрузочной машине, то производительность возрастает почти вдвое.

Плюсы аутсорсинга перевалки сырья

В последние годы не только в заготовке древесины, но и в транспортных операциях лесопромышленные предприятия начинают работать с компаниями, предоставляющими услуги по строительству и содержанию лесовозных дорог, вывозке заготовленной древесины. Это касается и лесоперевалки. При передаче работ по лесоперевалке на аутсорсинг компания получает ряд преимуществ. Во-первых, это снижение стартовых инвестиций, так как нет необходимости приобретать технику. Во-вторых, сокращается количество сотрудников, что улучшает финансовые показатели предприятия и решает кадровую проблему. В-третьих, компании, предлагающие лесоперевалку по аутсорсингу, располагают большим парком техники, что позволяет использовать различное количество машин в разное время года, компенсируя сезонные колебания объемов. Услуги стороннего подрядчика позволяют компании полностью снять с себя все риски по выбору оптимальной техники под решение конкретных задач. Еще одним преимуществом аутсорсинга является отсутствие социальных обязательств по отношению к персоналу в случае необходимости свернуть производство, что актуально для многих предприятий с головными компаниями в Европе.