Тема: Визначення параметрів стовбурів дерев.

Мета: навчитися визначати параметри стовбура дерева.

Об’єкт дослідження: дерево та його стовбур.

Дерево складається з кореневої системи, стовбура та крони. Заготівля лісу проводиться з відділенням надземної частини дерева від кореневої системи. Отже, дерево як предмет праці лісозаготівельників має стовбур і крону. У результаті очищення дерева від гілля і відрізання верхівки отримаємо стовбур, деревина якого є основною метою лісозаготівлі.

Параметри дерев і стовбурів є вирішальними при виборі схем технологічного обладнання та машин. Значення параметрів дерев та стовбурів дає змогу технічно грамотно вирішувати питання про такі параметри лісозаготівельних машин і їх технологічного обладнання як потужність, міцність, швидкість тощо, а також про забезпечення їхньої стійкості, особливо тих машин, що обробляють дерева за допомогою маніпуляторів.

Стовбур – це очищене від гілок звалене дерево без відділених від нього прикореневої частини і верхівки, яка зрізується в місці, де діаметр дерева не менший ніж 6 см. Основними параметрами стовбура є діаметр відземка d _b і діаметр на відстані 1,3 м від відземка (d _1,3), довжина l _c та об’єм стовбура q _c. Між даними величинами існує залежність:

d _b = с · d _1,3, (1)

де с – коефіцієнт, середнє значення якого для сосни с = 1,27; для осики с = 1,16; для берези с = 1,21; для смереки с = 1,25.

Взаємозв’язки між діаметрами стовбурів в сантиметрах та їх довжинами у метрах описуються такими кореляційними рівняннями: для осики l _c = а · d _b – b · d _b²; для смереки l _c = а · d _b – b · d _b + с₁; для сосни l _c = а · d _b + с₁.

Значення коефіцієнтів а, b та с₁ такі: для смереки а = 0,680; b = 0,0047; с₁ = 1,45; для сосни а = 0,246; с₁ = 9,20; для берези а = 1,00; b = 0,0134; с₁ = 0,40.

Стовбур характеризується збіжністю (і) – зменшенням діаметра відземка до верхівки. Збіжність як параметр стовбура використовується для програмування його розпилювання при розкряжовуванні та визначається діленням різниці діаметрів стовбура на відстань між місцями заміру діаметрів (l₁)

і = d ₁ – d ₂ , (2)

l₁

де d ₁ – максимальний діаметр стовбура, м; d ₂ – мінімальний діаметр стовбура, м. Збіжність стовбурів вимірюється у сантиметрах на метр довжини.

Об’єми стовбурів беруться з таксаційних таблиць, однак з достатньою точністю для технічних розрахунків їх можна визначити за формулою:

q _c = · d ²_1,3 l _c К _ф,(3)

де d _1,3 – діаметр стовбура на висоті 1,3 м від шийки кореня; l _c – довжина стовбура, м; К _ф – коефіцієнт, що враховує форму стовбура дерева (для сосни і смереки К _ф = 0,52; для берези К _ф = 0,46).

Маса стовбура m _c є одним із основних його параметрів; вона визначає навантаження на технологічне устаткування машин

m _c = q _c · ,,(4)

де q _c – об’єм стовбура, м³; – середня щільність деревини, т/м³.

Щільністьдеревини: для берези 0,56-0,60 г·см^-3; смереки 0,500 г·см^-3; сосни 0,570 г·см^-3.

Відстань відземкового зрізу до центра тяжіння стовбура з достатньою точністю може бути прийнята

h = 0,37 l _c (5)

Хід роботи:

І. Визначити діаметр відземка стовбура (І-в – сосни; ІІ-в – берези; ІІІ-в – смереки). Для визначення діаметра відземка стовбура необхідно за допомогою мірної вилки виміряти діаметр стовбура дерева на висоті 1,3 м. Підставивши значення у формулу (1), занести їх до таблиці 1.

ІІ. Визначити довжину стовбура дерева (І-в – сосни; ІІ-в – берези; ІІІ-в – смереки) з допомогою кореляційних рівнянь. Дані обрахунків записати у таблицю 1.

ІІІ. Визначити збіжність стовбура (І-в – сосни; ІІ-в – берези; ІІІ-в – смереки) за формулою (2), попередньо визначивши за допомогою мірної вилки максимальний та мінімальний діаметр стовбура та оцінивши різницю між ними. Обчислення записати у протокол (табл.1).

ІV. Визначити об’єм стовбура користуючись попередніми даними та формулою (3).

V. Обрахувати масу стовбура (І-в – сосни; ІІ-в – берези; ІІІ-в – смереки) за формулою (4) та визначити відстань відземкового зрізу до центра тяжіння стовбура (І-в – сосни; ІІ-в – берези; ІІІ-в – смереки) за формулою (5). Дані обрахунків записати у таблицю 1.

Таблиця 1

Протокол визначення основних параметрів стовбура дерева

№ п/п	Назва обрахунків	Сосна	Береза	Смерека
1.	Діаметр стовбура на висоті 1,3 м (см)
2.	Діаметр відземка стовбура (см)
3.	Довжина стовбура, м
4.	Максимальний діаметр стовбура, м
5.	Мінімальний діаметр стовбура, м
6.	Збіжність стовбура, см/м
7.	Об’єм стовбура, м³
8.	Маса стовбура, т
9.	Відстань відземкового зрізу до центра тяжіння стовбура, м

Лабораторна робота № 3