лесозаготовительное устройство

Формула изобретения

1. ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее шарнирно установленную на конце стрелы крана и поворотную в горизонтальной плоскости посредством привода подвеску, имеющую Г-образную форму, процессор с основанием, блоком поперечной распиловки, измерительным средством для установления длины распиловки ствола дерева, группой обрезающих сучья элементов и подающим механизмом в виде по меньшей мере двух приводных вальцов, которые установлены на основании процессора по разные от оси захватываемого дерева стороны, причем один из приводных вальцов установлен на основании процессора посредством поворотного рычага, кроме того, основание процессора соединено с нижним концом подвески со стороны соединения ее со стрелой крана посредством горизонтальной оси с возможностью поворота вокруг нее, и привод вращения вальцов, выполненный в виде гидравлических моторов, отличающееся тем, что оси приводных вальцов расположены горизонтально, параллельно друг другу, перпендикулярно основанию процессора и под острым углом к горизонтальной оси.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гидравлические моторы привода вращения вальцов соединены друг с другом последовательно.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что второй приводной валец жестко установлен на основании процессора и является опорой для дерева в момент его обработки.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным приводным вальцом, который жестко установлен на основании процессора вертикально основному жестко установленному на основании процессора вальцу и соединен с ним посредством бесконечной цепи.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что гидравлический мотор приводного вальца, установленного на рычаге, соединен последовательно с гидравлическим мотором одного из жестко установленного на основании процессора вальцов, а гидравлический мотор другого жестко установленного на основании процессора приводного вальца соединен параллельно с гидравлическими моторами двух других приводных вальцов.

6. Устройство по пп. 1 4, отличающееся тем, что угол между горизонтальной осью и каждой из осей приводных вальцов составляет 15^o.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что оно снабжено гидравлическим цилиндропоршневым блоком, который одним концом соединен с подвеской, а другим с процессором.

8. Устройство по пп. 1 6, отличающееся тем, что оно снабжено валочной створкой, которая установлена на нижней стороне процессора посредством оси, которая параллельна осям приводных вальцов, причем створка имеет привод поворота относительно указанной оси, который выполнен в виде дополнительного гидравлического цилиндропоршневого блока.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено вторым дополнительным гидравлическим цилиндропоршневым блоком, который одним концом соединен со стрелой крана, а другим с подвеской.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для валки деревьев, очистки стволов от сучьев и раскряжевки и может быть использовано в лесной промышленности.

Известно лесозаготовительное устройство, содержащее шарнирно установленную на конце стрелы крана и поворотную в горизонтальной плоскости посредством привода подвеску, имеющую Г-образную форму, процессор с основанием, блоком поперечной распиловки, измерительным средством для установления длины распиловки ствола дерева, группой образующих сучья элементов и подающим механизмом в виде, по меньшей мере, двух приводных вальцов. Вальцы установлены на основании процессора по разные от оси захватываемого дерева стороны, причем один из приводных вальцов установлен на основании процессора посредством поворотного рычага. Основание процессора соединено с нижним концом подвески со стороны соединения ее со стрелой крана посредством горизонтальной оси с возможностью поворота вокруг нее. Привод вращения вальцов выполнен в виде гидравлических моторов.

Общей особенностью всех известных лесозаготовительных устройств описанного типа является то, что в процессе валочного движения дерево удерживается путем захвата ствола главным образом лишь с помощью обрезающих сучья элементов или ножей. Чтобы надежно удержать ствол дерева в этом положении, необходимо, чтобы образующие сучья элементы в каждой группе сжимались относительно друг друга и, следовательно, относительно ствола дерева с очень большой силой. Следствием этого будет высокая сила трения, которую необходимо будет преодолеть с помощью приводных вальцов при подаче ствола дерева на этапе обрезки сучьев. Результатом подобной ситуации будет то, что обрезающие сучья ножи будут чрезмерно глубоко врезаться в древесину ствола дерева, а расположенные на приводных вальцах штырьки или другие подобные элементы увеличения трения будут оставлять в древесине ствола дерева глубокие разрезы. Таким образом, теряется довольно большая часть самого верхнего слоя древесины. Поскольку обрезающие сучья элементы не могут удерживать ствол дерева в полностью стабильной позиции во время процесса обрезки сучьев, это приводит к тому, что не происходит точного разрезания стволов деревьев на части заданной длины, из-за довольно сильного нарушения нормальной работы используемых для этой цели измерительных средств.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков за счет создания лесозаготовительного устройства, которое отличается тем, что валочное движение процессора организовано таким образом, чтобы все время оси приводных вальцов удерживали свои по существу горизонтальные позиции.

На фиг. 1 изображено лесозаготовительное устройство в момент захвата ствола дерева и удержания его в позиции для последующей валки; на фиг.2 то же, в позиции для обрезки сучьев и поперечной распиловки; на фиг.3 то же в аксиальном направлении движения приводных вальцов, вид сбоку; на фиг.4 то же, вид сверху; на фиг.5 вариант лесозаготовительного устройства в позиции, когда начинается процесс валки ствола дерева; на фиг.6 гидравлическая схема для приводных вальцов лесозаготовительного устройства, показанного на фиг.5.

Лесозаготовительное устройство поворотно подвешивается на конце стрелы 1 крана с возможностью вращения вокруг своей оси, предпочтительно с помощью гидравлического средства 2, чтобы можно было установить лесозаготовительное устройство в правильную позицию относительно предназначенного для валки дерева. С целью гарантирования оптимального уравновешивания лесозаготовительного устройства подвеска 3 выполнена в основном в форме перевернутой буквы L, что хорошо видно на фиг.2,4. На нижнем конце плеча подвески 3 установлен процессор 4 с возможностью его вращения вокруг оси. Между процессором 4 и плечом подвески 3 установлен гидравлический цилиндр 5, который образует валочное движение лесозаготовительного устройства. Процессор 4 снабжен блоком 6 поперечной распиловки, работающим в плоскости, перпендикулярной к главной оси процессора 4. Вдоль этой же боковой стороны расположены также две группы обрезающих сучья элементов 7 и 8, причем эти группы обрезающих сучья элементов расположены на определенном расстоянии друг от друга и находятся на одной линии с блоком поперечной распиловки. Рабочие плоскости обрезающих сучья элементов будут параллельны рабочим плоскостям блока 6 поперечной распиловки. Однако группа образующих сучья элементов 7 расположена справа около блока 6 поперечной распиловки, а вторая группа обрезающих сучья элементов 8 расположена справа в верхней точке процессора 4. В соответствии с показанным на фиг.1-4 вариантом изобретения между двумя группами образующих сучья элементов расположена пара совместно работающих приводных вальцов 9,10, которые устанавливаются с регулируемым взаимным интервалом относительно друг друга. Чтобы можно было распиливать ствол дерева на заданные длины, блок процессора можно оборудовать измерительным средством 11, которое в течение выполнения этапов обрезки сучьев и распиловки будет находиться в постоянном контакте со стволом дерева. Блок 6 поперечной распиловки, обрезающие сучья элементы 7,8 и приводные вальцы 9,10 снабжены индивидуальными предпочтительно гидравлическими приводными блоками, которые получают необходимую им рабочую мощность, например, от гидравлического насоса, установленного на транспортном средстве, например на тракторе, на котором смонтирована стрела 1 крана.

Характерным признаком лесозаготовительного устройства является то, что валочное движение процессора 4 организовано таким образом, чтобы оно происходило в сторону вокруг оси 12 в вертикальной плоскости с таким расчетом, чтобы оси 13,14 приводных вальцов постоянно удерживали свою по существу горизонтальную позицию, посредством чего предназначенное для валки дерево остается лежать на одном из приводных вальцов 9, что хорошо видно на фиг.2. Ось 12 направлена в сторону процессора 4 и установлена на нем с таким расчетом, чтобы между вертикальной частью плеча подвески 3 и главной осью процессора 4 образовывался острый угол, например, в 15^о. Преимуществом подобного наклонного расположения оси является то, что появляется возможность установить горизонтальную часть плеча подвески 3 вместе со средством 2 несколько позади верхней группы обрезающих сучья элементов 8, когда лесозаготовительное устройство находится в своей вертикальной или стартовой позиции. Это означает, что плечо подвески 3 не будет мешать стволу дерева в момент выполнения операции валки и что при нахождении лесозаготовительного устройства в горизонтальной позиции вращающее средство 2 устанавливается, по существу, в вертикальной плоскости, проходящей через центр соединения силы тяжести лесозаготовительного устройства и ствола дерева, находящегося на приводном вальце 9, что и показано пунктирными линиями на фиг.4. Поскольку ствол дерева покоится, в основном, на нижнем приводном вальце 9, который вместе с верхним приводным вальцом 10 участвует в протягивании ствола дерева через лесозаготовительное устройство, на этапе обрезки сучьев, то и не происходит никакого увеличения трения между обрезающими сучья элементами 7,8 и стволом дерева, связанного с весом самого дерева и зажимающим эффектом обрезающих сучья элементов 7,8 относительно ствола дерева. Это объясняется тем фактом, что обрезающие сучья элементы 7,8 окружают ствол дерева эластичным или нежестким образом.

При нахождении лесозаготовительного устройства в горизонтальном положении рекомендуется устанавливать нижний приводной валец 9 на процессоре 4, неподвижным образом, чтобы гарантировать образование оптимально стабильного привода, тогда как верхний приводной валец 10 устанавливается на рычаге 15 с возможностью поворота с помощью гидравлического цилиндра 16. В момент, когда лесозаготовительное устройство должно приходить в рабочее зацепление со стволом дерева, приводной валец 10 разворачивается гидравлическим цилиндром 16 на максимальное расстояние от приводного вальца 9. На этом рабочем этапе обрезающие сучья элементы 7,8 в обеих группах должны уже находиться в своих крайних открытых позициях. После того, как лесозаготовительное устройство достигает своей правильной позиции относительно ствола дерева, образующие сучья элементы поворачиваются в рабочие позиции таким образом, чтобы они охватывали ствол дерева и одновременно устанавливались между двумя приводными вальцами 9,10 в тот момент, когда приводной валец 10 прижимается гидравлическим цилиндрическим цилиндром 16 к стволу дерева. Благодаря этому между приводными вальцами 9,10 и стволом дерева на этапах обрезки сучьев и распиловки ствола дерева после его валки гарантируется образование оптимальной и неразрушающей передачи мощности. Чтобы свести к минимуму возможные повреждения ствола дерева в момент его протягивания через лесозаготовительное устройство на этапе обрезки сучьев рекомендуется соединять гидравлические моторы обоих приводных вальцов последовательно и чтобы они были выполнены таких размеров, чтобы при одинаковом потоке гидравлической жидкости они могли надежно гарантировать образование одинаковой периферийной скорости для каждого приводного вальца 9,10. Следовательно, с помощью этого последовательного соединения гарантируется полная синхронизация скоростей вращения приводных вальцов 9,10 независимо от любого внешнего эффекта.

Чтобы устранить вероятность непреднамеренного поворота лесозаготовительного устройства в сочлененном соединении между стрелой 1 и вращающим средством 2 и чтобы облегчить установку лесозаготовительного устройства относительно ствола дерева независимо от расположения сучьев, можно будет установить соответствующим образом поперек сочлененного соединения дополнительный гидроцилиндр 17, который в своей свободной позиции оказывает демпфирующее влияние на качающееся движение в сочлененном соединении, тогда как в рабочей позиции упомянутый блок будет устанавливать и блокировать сочлененное соединение в желаемой угловой позиции.

В соответствии с предпочтительным вариантом лесозаготовительное устройство снабжено двумя стационарными одинаково большими приводными вальцами 9, расположенными один за другим, и ствол дерева после его валки удерживается на этих вальцах 9, и одним приводным вальцом 10, установленным на поворотном рычаге 15, причем этот приводной валец 10 располагается таким образом, чтобы находился напротив верхней стороны ствола дерева в точке между точками контактирования двух нижних приводных вальцев 9, чтобы на этапе обрезки сучьев можно было добиться исключительного стабильного фиксирования и надежной подачи ствола дерева, а следовательно, и оптимально равномерной нагрузки со стороны обрезающих сучья элементов 7,8.

Три приводные вальца 9,10 лесозаготовительного устройства приводятся в действие соответствующими гидравлическими моторами, причем гидравлический мотор 18, приводного вальца 10, установленного на поворотном рычаге 15, последовательно соединен с гидравлическим мотором 19 одного из стационарных приводных вальцов 9, а гидравлический мотор 19 другого стационарного приводного вальца 9 соединен параллельно с гидравлическими моторами 19 и 18 двух других приводных вальцов 9 и 10, одновременно два стационарных приводных вальца 9 соединяются вместе с помощью бесконечной цепи 20. Благодаря такому расположению вальцов и прочих средств гарантируется вращение всех приводных вальцов с одинаковой окружной скоростью.

В частности, если лесозаготовительное устройство, установленное, например, на тракторе менее тяжелого типа, то часто возникает ситуация, когда мощности стрелы крана при ее нахождении в своей крайней позиции явно недостаточно для образования адекватной подъемной мощности для нормального осуществления валочного движения. Чтобы устранить этот недостаток, на нижней стороне процессора 4 установлена валочная створка 21, которая приводится в действие гидравлическим цилиндром 22 и которая устанавливается с возможностью вращения вокруг оси 23, которая будет параллельной оси 13,14 приводных вальцов и которая расположена по существу на одной линии с осями 13 двух стационарных приводных вальцов 9, тогда как гидравлический цилиндр 22 установлен на противоположном конце процессора 4. Рекомендуется, чтобы нижняя часть валочной створки 21 была снабжена рабочим колесом для облегчения процедуры подтягивания тяжелого ствола дерева ближе к транспортному средству.

Лесозаготовительное устройство по изобретению работает следующим образом.

Лесозаготовительное устройство устанавливается в вертикальную позицию при открытых срезающих сучья элементах 7,8 и при раскрытых приводных вальцах 9,10, которые находятся в контакте с нижней частью ствола дерева, а после закрытия групп обрезающих сучья элементов 7, 8 вокруг ствола дерева и прижатия приводных вальцов 9,10 к стволу дерева приводится в действие блок 6 поперечной распиловки, чтобы срезать дерево у самого его корня. На последнем этапе срезания приводится в действие гидроцилиндр 5, а если необходимо, то и гидравлический цилиндр 22, чтобы свалить дерево в валочном направлении лесозаготовительного устройства, а нижняя часть ствола дерева остается на стационарном приводном вальце или вальцах 9 лесозаготовительного устройства. Теперь начинается этап обрезки сучьев, для чего приводятся в действие гидравлические моторы 19 и 18 приводных вальцов 9,10, а ствол дерева подается в продольном направлении через лесозаготовительное устройство, в результате чего обрезающие сучья элементы 8 осуществляют предварительную обработку ствола, а обрезающие сучья элементы 7 осуществляют "чистовую" обработку ствола. В процессе подачи ствола дерева измерительное средство 11 фиксирует длину, которая уже была подана, и выдает в блок 6 поперечной распиловки начальный или стартовый импульс в тот момент, когда уже подана заданная длина ствола. После поперечной распиловки начинается обрезка сучьев следующей длины ствола и эти рабочие этапы повторяются до тех пор, пока не будет очищен от сучьев и распилен на заданные длины весь ствол дерева.