Технологические расчеты лесопромышленных производств. Часть 2

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 

ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫХ  

ПРОИЗВОДСТВ 

 

Часть 2 

 

Допущено УМО по образованию в области лесного дела  

в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся  

по направлению подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготовительных 

и деревоперерабатывающих производств»  

профиль «Лесоинженерное дело» 

 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

ПГТУ 
2018 

УДК 630*3 
ББК  43.9 

Т 38 

 
Авторы: 
Ю. А. Ширнин, А. Д. Кирсанов, Е. М. Царев, С. Е. Анисимов,  
Н. И. Роженцова, Р. В. Кардакова  
 
Рецензенты:  
профессор кафедры транспортно-технологических машин Поволжского 
государственного технологического университета, доктор технических 
наук М. Ю. Смирнов; 
и.о. директора Института леса и природопользования Поволжского государственного технологического университета, кандидат технических 
наук Е. М. Онучин 
 

Печатается по решению  

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 

Технологические 
расчеты 
лесопромышленных 
произ
водств: учебное пособие: в 2 ч. Ч. 2 / Ю. А. Ширнин [и др.]. – 
Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2018. – 180 с. 
ISBN 978-5-8158-1947-4 

 

Представлены необходимые теоретические сведения, задания и мето
дические указания к выполнению практических работ по дисциплинам 
«Технология и оборудование нижнескладских работ», «Сухопутный 
транспорт леса», «Моделирование процессов лесопромышленных производств», «Организационно-экономическое обоснование производства лесопродукции». Представлены и проанализированы примеры выполнения 
расчетных заданий. 

Для студентов очной и заочной форм обучения направления подготов
ки 35.03.02. 

УДК 630*3 
ББК 43.9 

 

ISBN 978-5-8158-1947-4 (ч. 2) 
© Ю. А. Ширнин, А. Д. Кирсанов,  

ISBN 978-5-8158-1875-0 
Е. М. Царев, С. Е. Анисимов, 

Н. И. Роженцова, Р. В. Кардакова, 2018 

© Поволжский государственный  
технологический университет, 2018 

Т 38

ОГЛАВЛЕНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................. 6 
 
4. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ  
НИЖНЕСКЛАДСКИХ РАБОТ ................................................................ 8 

4.1. Параметры лесопромышленного склада ......................................... 8 
4.2. Раскряжевочные установки с продольным перемещением  

хлыста .............................................................................................. 14 

4.3. Раскряжевочные установки с поперечным перемещением  

лесоматериалов ............................................................................... 21 

4.4. Продольные сортировочные транспортеры ................................. 26 
4.5. Окорка лесоматериалов .................................................................. 30 
4.6. Круглопильные станки для продольной распиловки .................. 34 
4.7. Раскалывание короткомерных лесоматериалов ........................... 37 
4.8. Расчет пневмотранспортных установок нагнетательного типа .. 40 
4.9. Определение объемов работ, количества отходов, выхода  

готовой продукции ......................................................................... 48 

4.10. Технологическая схема нижнего  

лесопромышленного склада ........................................................ 52 

Приложение 4. Исходные и справочные данные для выполнения  

заданий по разделу «Технология и оборудование  
нижнескладских работ» ................................................................ 54 

Список литературы к разделу 4........................................................... 69 

 
5. СУХОПУТНЫЙ ТРАНСПОРТ ЛЕСА ............................................ 70 

5.1. Определение состава дорожной службы ...................................... 70 

5.1.1. Характеристика дорожной сети в лесном массиве ..................... 70 
5.1.2. Расчет требуемого объема дорожного строительства  

в расчетной лесосеке ................................................................. 71  

5.1.3. Определение эксплуатационной и приведенной длины  

лесовозных дорог в расчетном году........................................... 72 

5.1.4. Установление количества дорожных мастерских участков,  

составление штатного расписания и табеля машин  
дорожной службы ..................................................................... 73 

5.1.5. Исходные данные для расчетов ................................................. 74 
5.1.6. Пример расчета......................................................................... 78 

5.2. Определение потребности лесовозного автотранспорта  

в топливе ......................................................................................... 83 
5.2.1. Факторы, влияющие на расход топлива  

на автомобильном транспорте ................................................... 84 

5.2.2. Определение расхода топлива на вывозку древесины  

автопоездами ............................................................................ 85 

5.2.3. Исходные данные для расчетов и анализ полученных  

результатов ............................................................................... 89 

5.2.4. Пример выполнения задания ..................................................... 91 

Приложение 5. Исходные и справочные данные для выполнения  
заданий по разделу «Сухопутный транспорт леса» .......................... 97 
Список литературы к разделу 5 ........................................................ 114 

 
6. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ  
ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВ ................................. 115 

6.1. Теоретические основы моделирования ....................................... 115 
6.2. Статистическое моделирование данных  

с использованием программных сред. ........................................ 117 
6.2.1. Анализ данных средствами Microsoft Excel ............................. 117 
6.2.2. Статистический анализ данных наблюдений  

с использованием средств Mathcad .......................................... 125 

6.3. Моделирование процессов лесопромышленных производств  

на основе задачи линейного программирования ....................... 130 
6.3.1. Решение задачи линейного программирования  

в среде Mathcad....................................................................... 131 

Список литературы к разделу 6 ......................................................... 133 

 
7. ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ 
ТЕХНИЧЕСКОГО ПЕРЕВООРУЖЕНИЯ  
И РЕКОНСТРУКЦИИ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОГО  
ПРОИЗВОДСТВА .................................................................................. 135 

7.1. Общие сведения и методические указания  

к выполнению расчетной работы ................................................ 135 

7.2. Пример выполнения расчетной работы ...................................... 139 

7.3. Расчет технико-экономических показателей использования   

машин и оборудования ................................................................. 144 

7.4. Расчет времени простоя машин и механизмов  

на техобслуживании и в ремонте ................................................ 150 

7.5. Расчет трудозатрат и средств на оплату труда  

основных рабочих ......................................................................... 156 

7.6. Расчет трудозатрат и средств на оплату труда  

вспомогательных рабочих............................................................ 160 

7.7. Расчет себестоимости содержания и эксплуатации машин  

и механизмов ................................................................................. 163 

Приложение 7. Исходные данные для выполнения  
расчетной работы .............................................................................. 174 
Список литературы к разделу 7......................................................... 178 

 

ВВЕДЕНИЕ 

В соответствии с учебным планом  направления подготовки ба
калавров 35.03.02 – «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» (ТЛДП) для студентов очной и заочной формы обучения предусмотрено изучение ряда дисциплин 
по кафедре «Лесопромышленных и химических технологий». 

В учебном плане отводится значительное место для выполне
ния студентами практических заданий. Большинство дисциплин, 
входящих в учебный план, содержат превосходящий объем часов 
именно на практические работы по сравнению с лекционными 
занятиями. В связи с этим в настоящем издании раскрываются и 
анализируются методики выполнения технологических расчетов, 
предусмотренных дисциплинами учебного плана.  

Данное учебное пособие состоит из двух частей. В первой ча
сти издания представлен материал следующих дисциплин: «Законодательные основы лесопользования», «Лесное ресурсоведение», «Технология и машины лесосечных работ». 

 Предлагаемая вниманию читателей вторая часть пособия 

включает теоретические и справочные сведения, а также необходимый методический материал для выполнения практических 
работ по дисциплинам: «Технология и оборудование нижнескладских работ», «Сухопутный транспорт леса», «Моделирование процессов лесопромышленных производств», «Организационно-экономическое обоснование производства лесопродукции».  

Учебное пособие предназначено прежде всего для самостоя
тельного выполнения студентами предусмотренных программой 
практических работ. 

Студенты очной формы обучения во время практических за
нятий по видеофильмам, материалам интернет-ресурсов изучают 
устройство и технологию работы заданного оборудования. По 
индивидуальному заданию производят расчеты усилий мощности 
при различных видах обработки лесоматериалов, определяют 
производительность оборудования и другие параметры лесотех

нических объектов. На конкретных примерах учатся юридически 
правильно оформлять связанные с лесопользованием документы. 

Рекомендуется следующий порядок выполнения практических 

работ: 

1. При подготовке к очередному занятию изучить по предла
гаемой литературе суть вопроса, углубив знания в аудитории по 
плакатам, натурным установкам и видеофильмам. 

2. Из приложения в соответствии с номерами зачетной книж
ки выписать исходные данные. При выполнении очередной практической работы, кроме исходных данных, приведенных в приложениях, использовать результаты вычислений, полученных при 
выполнении предыдущих практических заданий. 

3. На черновике согласно предлагаемой методике произвести 

требуемые расчеты. 

4. Проверить порядок вычисления, обратив внимание на фи
зический смысл полученных результатов. 

5. Оформить отчеты с использованием компьютера и принтера. 
Расчет практического задания на ЭВМ предполагает следую
щий порядок выполнения работы: 

 ввод исходных данных; 
 набор формул и расчет значений искомых параметров со
гласно приведенной в учебном пособии методике; 

 построение графика. 
В подготовке данного учебного пособия принимали участие  

д-р техн. наук, проф. Ю. А. Ширнин (общ. ред., введение, разд. 4 
(п. 4.1, 4.8)), д-р техн. наук, проф. Е. М. Царев (разд. 4), канд. 
техн. наук, доц. А. Д. Кирсанов (разд. 5), канд. техн. наук, доц. 
С. Е. Анисимов (разд. 4), канд. техн. наук, доц. Н. И. Роженцова 
(разд. 6), канд. экон. наук, доц. Р. В. Кардакова (разд. 7). 

Авторы выражают признательность профессору кафедры 

транспортно-технологических машин Поволжского государственного технологического университета, доктору технических 
наук М. Ю. Смирнову и и.о. директора Института леса и природопользования Поволжского государственного технологического 
университета, кандидату технических наук Е. М. Онучину за рецензирование рукописи. 
 

4 

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ 

НИЖНЕСКЛАДСКИХ РАБОТ  

 

4.1. Параметры лесопромышленного 

склада 

При изучении данного вопроса следует усвоить основные по
нятия, характеризующие параметры склада: грузооборот, режим 
работы, ёмкость, удельная ёмкость и др. Следует знать, где располагаются и какими механизмами формируются на складе сырьё, полуфабрикаты и готовая продукция. 

Прежде чем приступать к построению интегрального графи
ка, необходимо заполнить таблицу 4.1. Часть данных берётся из 
задания.  
 

Таблица 4.1 

Режим работы лесопромышленного склада 

Режим
Единица 
измерения

Месяцы

I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII

Поступ
ление

%

тыс. м3
18 18
18

6
12

5
10
18

9
18
18
18

9
18

8
18
18

Отгрузка
%

тыс. м3





25
50

25
50

25
50

25
50





 

Для определения процента поступления (отгрузки) древесины 

в каждом из незаданных месяцев воспользуемся формулой 

1

100
100
(6
5
9
9
8)
9%,

12
12
5

m
n

i

i

P

P

n


















             (4.1) 

где nm – число месяцев, для которых задан процент поступления 
(отгрузки) древесины; Pi – процент поступления (отгрузки) древесины в i-м месяце. Объём поступления (отгрузки) древесины в i-м 
месяце, тыс. м3, Qi = Q · Pi /100, где Q – грузооборот склада, 
тыс. м3 . 

На основе данных таблицы 4.1 построен интегральный график 

режима работы склада, представленный на рисунке 4.1. 
 

 

Рис. 4.1. Интегральный график работы сухопутно-водного склада 

 

Каждая линия графика означает нарастающий итог: поступле
ния сырья на склад (I и I')  или в обработку (2); выхода готовой 
продукции (3) или её отгрузки (4) со склада. Для обеспечения 
равномерной нагрузки технологических потоков и цехов нижнего 
склада линия I поднята вверх от линии I'  на величину запаса сырья на начало года Зс = Д+Мс, где Д – дефицит сырья – макси

мальная отрицательная разность между ординатами линий I'  и 2, 
тыс. м3 ; Мс – суточный объём переработки сырья, тыс. м3 . 

Мс = Q/(К – П – В – Н),                           (4.2) 

где К, П, В и Н – количество соответственно календарных, 
праздничных, выходных и нерабочих (вследствие ремонта,  
Н = 10….14) дней в году. Объём отходов, получаемых на складе в 
процессе обработки древесины, Qот = Q · Pот /100, где Рот – процент отходов после первичной обработки [7, с. 27-29; 13, с. 66]. 

Для сухопутных складов линия отгрузки 4 располагается ниже 

линии выхода готовой продукции на величину запаса  

Зг.п. = 2 · Z · Мг.п., 

где Z – число рабочих дней в неделе; Мг.п – суточный объём выпуска готовой продукции, тыс.м3 : 

Мг.п. = (Q – Qот)/(К – П – В – Н).                       (4.3) 

Для сухопутно-водного склада (см. рис. 4.1) в 1-5 и 10-12 ме
сяцы сплава нет, поэтому линия 4 параллельна оси абсцисс. Максимальная разность между ординатами линий 1 и 2 будет в конце 
3 месяца. Она определяет ёмкость склада сырья (Ес = 24,5 тыс.м3). 
Максимальная разность ординат линий 3 и 4 будет в конце 5 месяца, и она определит ёмкость склада готовой продукции  
(Ег.п = 120 тыс.м3). Для сухопутного склада Ег.п = Зг.п . 

Размеры и форма площади склада зависят от типа применяе
мых механизмов на штабелёвке сырья и готовой продукции. 
Схемы работы кранов представлены на рисунке 4.2. Для определения площади склада, занятой под сырьё и готовую продукцию, 
необходимо определить объём одного штабеля V, м3, и число 
штабелей  n.  Для склада сырья  

ш
x
c
V
l
l
h


 ,                              (4.4) 

где lш – длина штабеля, м; lx – ширина штабеля (длина хлыста), м; 
h – высота штабеля, м (h = hк – 2м, где hк  максимальная высота 
подъёма крюка крана, м); ∆ – коэффициент полнодревесности 
штабеля [7, с. 41-43; 13, с. 74].  

Рис. 4.2. Технологические схемы работы кранов на выгрузке и штабелёвке 

сырья (а, б, в, г) и на штабелёвке, погрузке и сброске на воду (д, е)  
готовой продукции: а – козловый (ЛТ-62); б – мостовой (КМ-30Г);  

в – консольно-козловый (ККЛ-32); г – кабельный (КК-20);  

д – башенный (КБ-572); е – мостокабельный и консольно-козловый 

 

Для козлового и консольно-козлового кранов 

lш = Р – а – в,                                                      (4.5) 

для кабельного крана 

 

lш = Р – lп – 2а – в,                                                (4.6) 

а)
б)
в)

г)
д)
е)

где Р – пролёт крана (расстояние между опорами), м; а – расстояние от подкранового пути или опор крана до штабеля или подающего транспортёра, м (а = 1…3 м); ln – ширина площадки с подающим транспортёром, м (ln = 15…20 м); в – ширина лесовозной 
работы, м (в = 6 м). Значения параметров р, hк, L и lк берутся из 
технической характеристики кранов [13, с. 5-8; II, с. 21-24].  Объём штабеля, формируемого мостовым краном и под консолями 
консольно-козлового крана, определяется по формуле (4.4), с 
учётом, что lш = lф, где lф – длина фронта штабелёвки. 

Число штабелей сырья для козлового крана (для кабельного 

КК-20 находится число кранов) рассчитывается по формуле  

nc = Ec /Vc ,                                       (4.7) 

 Длина фронта штабелёвки сырья 

lф = nc ∙ (lx + C),                                     (4.8) 

где C – ширина разрыва между штабелями, м (С = 3…5 м). 

У мостового крана весь запас сырья размещается в двух шта
белях, поэтому 

2
2
,

2

ф

c
c
x
x
ф

l
E
V
l
h
l
h
l




 

 
                  (4.9) 

откуда 

/
ф
c
x
l
E
l
h

  .                                   (4.10) 

Для консольно-козлового крана число штабелей сырья nc , рас
положенных в пролёте и их ёмкость Епр определяются соответственно по следующим формулам: 

nc = lф /(lх + с),                                      (4.11) 

Епр = Vс ∙ nc= (р – а – в) ∙ lх ∙ h ∙ ∆ ∙ lф /(lх – с).             (4.12) 

Вместимость склада сырья Ес, формируемого консольно
козловым краном, размещается на длине lф под двумя консолями 
и в пролёте, т.е.  

Ес = Епр + 2Vс = lф ∙ lх ∙ р ∙ ∆(р – а – в)/(lх – с)+2lф ∙ lх ∙ h ∙ ∆,  (4.13) 

откуда 

lф = Ес / lх ∙ h ∙ ∆ [(р – а – в)/(lх – с) + 2].                 (4.14) 

Площадь склада брутто Fбр, м2, учитывает площадки, занятые 

штабелями (Fн – площадь нетто), механизмами, проездами, разрывами между штабелями и т.п., и вычисляется для козлового и 
мостового кранов так: 

Fбр = р (lф + lх),                                     (4.15) 

Fбр = Р [lф + f + 2(в + lп)], 
(4.16)  

соответственно для консольно-козлового и кабельного кранов:   

Fбр = lф [2(lх + а) + Р] + Р (lх + с),  
(4.17) 

Fбр = nк ∙ Р (lх +с), 
(4.18)  

где f – расстояние между подающими транспортёрами, м (f = 
= 1…2 м); nк – число кабельных кранов. 
 

Удельная вместимость склада сырья  

е = Ec/Fбр ,                                                               (4.19) 

Расчёт склада готовой продукции ведётся в такой же последо
вательности. Объём штабеля готовой продукции 

Vг.п. = lш ∙ lс ∙ h ∙ ∆,                                  (4.20) 

где lc – средняя длина сортимента, м. 

Для консольно-козлового крана lш определится по формуле 

(4.5) при в = а, а для башенного – из следующего выражения:  

lш = L – lр / 2 – а – а,                                (4.21) 

где L – максимальный вылет крюка башенного крана, м; lp  – расстояние между рельсами подкранового пути, м (lp = 6 м); a1 – расстояние от штабеля до сортировочного транспортёра, м (a1 = 4…6 м). 
Число штабелей готовой продукции nг.п  определяется по формуле 
(4.7) при Ес = Е г.п   и Vс = V г.п . Длина фронта штабелёвки готовой 
продукции находится по формуле (4.8) при условии, что lx = lc ,  
nc = nг.п  для консольно-козлового крана и nc = nг.п/2 – для башенного крана. Площадь брутто склада готовой продукции опреде