Устройство для валки деревьев

Сфвз Советских Сещалистичеспих Республик(22) Заявлено 0208.77 (21) 251209 4/29-1 оединеиием заявки осударственный коиСССРно дмам нзобретен открытнй.И,Аболь, А.М,Ародзеро, В,Л,Божа В,Н. Савинов и Б.А,.гаубер ентральный научно-исследовательскийроектно-конструкторский институт механизациии энергетики лесной промышленности 71) Заяви ТРОЙ ДЛЯ ВАЛКИ ДЕРЕВЬЕ тение относится кьной технике и можано в лесной промышлвалки деревьев бе обще Иэобре лесоэаготовител ет бытьиспользов енности для з оставления пней,Известны устройства для валкидеревьев, включающие раму, режущие элементы в виде цепных пил, упордля направленного повала и привод 11Недостатком таких устройствявляется то, что ими вначале перерезают корни, расположенные впереди валочной машинь 1, а затем корни,расположенные с двух боковых сторондерева, отчего время на перерезаниекорней увеличивается, Кроме того,требуется затрачивать время и усилиена сталкивание дерева, так как впереди дерева по ходу машины остается еще значительная часть неперерезанных корней, которые связывают стощее дерево с грунтом, после чеготребуется затрачивать дополнительновремя на обрезание оставшихсяна сваленном дереве необреэанных инеочищенных от грунта корней,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому изобретению является устройство для валки деревьев, включающее раму с захватами, режущие элементы и привод 2)Недостатком этого устройстваявляется то, что перерезание корневой системы осуществляется пассивными пластинчатыми ножами, ввиду чегомежду режущим элементом и захватомвозникают большие усилия, для преодоления которых требуются мощныеприводы. отчего конструкция получается металлоемкой и громоздкой.Общим недостатком известныхустройств является частичная илипочти полная потеря работоспособ 5 ности при изменении Физическихсвойств обрабатываемых деревьев,например при перереэании корней вмерзлом и талом грунте, а такжепри изменении породы и толщины20 деревьев и корней,Целью изобретения является повышение производительности путем сония устройству возможности перерезания корней одновременно с четырех сторон быстросменяемыми активными режущими элементами различных типов в зависимости от физических свойств деревьев и грунта.Это достигается тем, что предла 30 гаемое устройство снабжено суппортами У-образной Формы и кареткамидля режущих элементов, причем одинлуч каждого суппорта установленна раме подвижно, а два других выполнены в виде направляющих, в каждую нз которых при помощи держателяустановлена каретка с режущим элементом.Каретка выполнена разъемной иэдвух частей, одна иэ которых снабжена пазом, а другая - выступом,копирующим Форму паза, причем од"на иэ частей соединена с держателем,а другая - с режущим элементом.Каждцй держатель снабжен приводом его поворота относительно продольной оси направляющей.По другому варианту суппортырасположены в разнесенных по высоте параллельных плоскостях, а направляющие выполнены прямоугольными в поперечном сечении.На Фиг.1 схематично изображеноустройство для валки деревьев сизвлеченным из грунта деревом; на Фиг.2 - суппорт и цепной режущий элемент консольного типа с капле- видной шиной на Фиг,З - то же и цепной режущий элемент с клиновидной шиной; на Фиг.4 - то же и режущий элемент в виде комбинированной (с режущим кольцом) дисковой фрезы с ннецентренным приводом; на Фиг.5 - то же с ножом бесстружеч" ного резания и виброударным приводом; на Фиг.б схематично изображен процесс перерезания корневой системы деревьев режущими элементами, изображенными на Фиг.2,3 и 4; на Фиг.7 " вариант устройства, у кото" рого суппорты расположены в разнесенных по высоте плоскостях; на Фиг.8 - разрез по А-Ь на Фиг.7, с цепной передачей для перемещения каретки с режущим элементом; на фиг.9 - кинематическая схема цепной передачи для перемещения каретки с режущим элементом вдоль направляющей; на Фиг.10 - то же, с винтовой передачей; на Фиг.11 варианты перерезания корневой системы деревьев путем поворота цепного режущего элемента в плоскости резания на фиг.12 - схема установки режущих элементов с виброударным приводом до перерезания корневой системы, вид сбоку и план на Фиг,13 - то же, после включения виброударного привода, погружения режущих элементовв грунт и перерезания всех корней вокруг дерева.Устройство для валки деревьев включает П-образную раму 1 с захватами 2, два суппорта 3 У-образной Формы, два луча которых расположены предпочтительно под пря-. мым углом один к другому и выпол" нены в виде направляющих 4, в каждую из которых при помощи держателя 5 установлена каретка б сактивным режущим элементом 7,Третий луч 8 каждого суппортаустановлен подвижно относительно5 конца рамы 1, которая соединена сострелой 9. Каретка выполнена разъемной и состоит из верхней 10 и нижней 11 частей (Фиг.2). Верхняя часть10 каретки, соединенная с держателем5, имеет, например, паз 12, а нижняячасть 11, соединенная с режущим элементом, имеет например, выступшип 13, Форма и размеры которогосоответствуют пазу 1 2, Соединениеверхней и нижней частей каретки осу"ществляется болтами (винтами) 14.На держателе 5 может быть установлен двигатель 15, предназначенный для поворота каретки б и установки режущего элемента с наклоном2 О к плоскости суппорта.Привод держателя 5 для перемещения его вдоль направляющей 4 выполнен гидравлическим, при этом направ"ляющая 4 является цилиндром, а дер 25 жатель.5. - его штоком.Кроме того, устройство снабженодвигателем 16 привода цепи 17 в цепных режущих элементах с каплевиднойили клиновидной шиной, или приводаЗО режущего кольца 18, в режущем элементе типа кольцевой фрезы, или привода ножа 19 бесстружечного резания.Двигатель 16 ножей бесстружечногорезания может быть выполнен вибро 35 ударным или импульсным (фиг.5),Одним из вариантов изобретенияявляется расположение суппортовв разнесенных по высоте параллельных плоскостях (Фиг.7).В этом случае привод держателя 5может быть выполнен в виде цепной(Фиг.8 и 9) или винтовой (Фиг.10)передачи размещенной внутри направляющих 4, при этом поперечное сече 45 ние направляющих 4 имеет вид прямоугольника.К держателю 5 прикреплена цепь 20,взаимодействующая с ведущей звездочкой 21, установленной на валу двигателя 22, при этом верхняя часть 10каретки соединена с держателем 5посредством пальцев 23, на которыхустановлены ролики 24, взаимодействующие с прорезями 25 в направляющих 4 (Фиг.7).55В случае винтовой передачи двигатель 22 соединен с винтом 26, взаимодействующим с кареткой б (фиг.10),Для обеспечения одинакового6 заглубления режущих элементов верхнего и нижнего суппорта (фиг.7)верхняя часть 10 каретки (фиг.8)верхнего суппорта выполнена длиннее верхней части 10 каретки ниж него суппорта на величину, равнуювысоте направляющей 4, 67918125 Для перерезания корней, располо"женных ближе к поверхности грунта,и деревьев разных диаметров устройство снабжено двигателями 27 и 28поворота режущих элементов в плоскости резания с различными радиусами поворота (фиг.11) .Ножи 19 бесстружечного резания(фиг.5) с ниброударным приводомсоединены со штоком 29, последнийпри помощи фрикционной муфты (захвата) 30 и амортизатора 31 соединенс нижней частью 11 каретки б. Дляобеспечения перекрытия плоскостейрезания, при схождении ножей 19в грунте,в каждом суппорте 3 одиниэ держателей 5 выступает из направляющей 4 на постоянную величину, равную или больше толщины ножа19.Перекрытие плоскостей резания(фиг.13, план) может быть достигнуто также при нццвижении всех держателей 5 иэ направляющих 4 на одинаковую длину, если Форма ножа 19будет выполнена несимметрично поширине относительно его продольнойоси.На стреле 9 имеются захваты 2для извлечения дерева из грунта иукладки его после перерезания корневой системы (фиг,1)Устройство работает следующимобразом.К дереву, намеченному для валки,стрелой 9 подводят раму 1 так, чтобыдерево оказалось между раздвинутьнчи 35суппортами 3, а режущие элементыие касались грунта,Зажимая дерево захватами 2, одновременно сближают суппорты 3 путемперемещения луча 8 относительно 4 Оконцов ражи 1, до визуально намеченных линий перерезания корневойсистемы.В зависимости от физическихсвойств деревьев и грунта, а такжевыбранного типа режущих элементов,перерезание корневой системы производят разными приемами.Для предотвращения сталкиваниярежущих элементов 7 цепных или с 50кольцевой Фрезой в процессе резанияпоследние перед эаглублением ихв грунт устанавливают так, что вкаждом суппорте 3 (Фиг.б) один держатель 5 с режущим элементом вццвинут из направляющей 4, а другой держатель 5 в этом же суппорте утопленв направляющей 4.При этом заглубление н грунт режущих элементов, установленных .вертикально к поверхности грунта,производят опусканием рамы 1 относительно стрелы 9.В случае расположения суппортовв двух уровнях (фиг.7), в каждомсуппорте одна каретка б с режущим элементом перед заглублением послед-него в грунт сдвинута вдоль направляющей 4 от угла, образованногонаправляющими, на расстояние, зависящее от диаметра обрабатываемогодерева, а другая каретка в каждомсуппорте находится у вершины этогоугла.При низких температурах валкудеревьев целесообразно произвоДитькольцевыми фрезами (фиг.4) или ножами бесстружечного резания с виброударным или импульсным приводом,(фиг.5,12,13). В последнем случаеперерезание корневой системы осуществляют заглублением ножа дозамыкания плоскостей резания вплане. Для этого включают ниброударный или импульсный двигатель 16(фиг.5) и оснобождают муфту 30,при этом шток 29 находится н плавающем положении.При валке деревьев цепными режущими элементами с капленидной шиной,когда суппорты 3 расположены в двухразнесенных по нысоте плоскостях(фиг.7), после заглубления режущихэлементов н грунт включают двигатели 22 (Фиг.7 и 8) для перемещения режущих элементов вдоль поверхности грунта, до перекрытия плоскостей резания.При температуре выше 0 С предпочтительно работать цепными режущимиэлементами (фиг.2 и 3),При расположении корневой системыблизко к поверхности грунта корниперерезают кольцевыми фреэами (фиг.4)или цепными режущими элементами (фиг,2,3,7), путем перемещения их вдольповерхности грунта, передвижениемдержателей 5 в напранляющих 4 доперекрытия взаимно перпендикулярныхплоскостей резанияТакую же корневую системы целесообразно перерезать цепными режущими элементамипутем поворота их вокруг оси двигателя 27 с малым радиусом поворотадля валки деревьев с малым диаметром или поворотом режущих элементоввокруг оси двигателя 28 с большим радиусом поворота для валки деревьевс большим диаметром.Валку деревьев с центральным корнемцелесообразно осуществлять цепнымрежущим элементом или дисковой Фрезой, при этом включением днигателя15 (Фиг.2) режущий элемент вначалеустанавливают с наклоном к оси дерева, затем включением днигателя 27или 28, в зависимости от диаметрадерева, поворачивают режущий элементдлинной режущей гранью параллельноповерхности грунта и, включив двигатель 16 привода режущей цепи,заглубляют режущий элемент поворотом в грунте (фиг.11) . При этомкорневая система дерева перерезаетосвобожденное от корневой системыдерево захватами 2 и стрелой 9 .(Фиг.1) извлекают из грунта, затемраздвигают суппорты и укладываютдерево в коник или пачку. Послеуборки дерева в грунте остаетсяконусная выемка, расширяющаясякв ерху. 679181ты времени на выполнение основных операций по валке деревьев и тем самым повысить производительность труда, а также увеличить выход то" варной древесины на 8-15 благодаря использованию ствольной части, которая теряется в виде пней, на длину которой увеличивается длина хлыста.По сравнению с известными устройствами аналогичного назначения предлагаемое изобретение имеет следующие отличия, дающие положительный эФфект.1. Установленные активные режущие элементы обладают большей произ. водительностью и требуют меньших усилий резания, а наличие У-образных суппортов позволяет валить деревья разных диаметров, обрезая при этом корневую систему одновременно с четырех сторон, отчего время резания значительно сокращается.2. Наличие унифицированной каретки позволяет сравнительно быстро производить замену режущих элементов различных типов в зависимости от Физических свойств деревьев и грунта, а также в случае выхода их из строя, Это облегчает эксплуатацию и техническое обслуживание предлагаемого устройства.3. Наличие привода наклона режущего элемента к поверхности грунта позвоЛяет формировать в грунте выемку, расширяющуюся кверху, что облегчает извлекать дерево из грунта после перерезания корней.4. Отсутствие пней на лесосеке значительно облегчает работу трелевочных тракторов, погрузчиков, лесовозных поездов и других специальных машин. 5. Остающиеся после валки деревьев готовые выемки облегчают лесовосстановительные работы и освобождают от затрат труда на корчевание пней.Таким образом, изобретение позволяет значительно сократить затра 10 формула изобретения 1Устройство для валки деревьев,включающее раму с захватами, режущиеэлементы и привод, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью ловы 15 шения производительности, устройствоснабжено суппортами Ъ-образной Формыи каретками для режущих элементов,причем один луч каждого суппортаустановлен на раме подвижно, а два20 других выполнены в виде направляю-,щих, в каждую из которых при помощидержателя установлена каретка срежущим элементом.2. Устройство по п.1, о т л и25 ч а ю щ е е с я тем, что кареткавыполнена разъемной из двух частей,одна из которых снабжена пазом,а другая - выступом, копирующим Форму паза, причем одна из частейЗ 0 соединена с держателем, а другаяс режущим элементом.3. Устройство по п.п.1,2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждыйдержатель снабжен приводом его35 поворота относительно продольной осинаправляющей.4. Устройство по п.п.1,2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что суппортырасположены в разнесенных по высоте40 параллельных плоскостях, а направляющие выполнены прямоугольными в поперечном сечении,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе45 1. Авторское свидетельство СССР9404450, кл. А 01 С 23/08, 1972.2, Патент финляндии Р 49899,кл, А 01 С 23/08, 1975.