ФРЕЗЕРНАЯ МАШИНА ДЛЯ РАСЧИСТКИ ЛЕСНЫХ ПЛОЩАДЕЙ Российский патент 1995 года по МПК A01G23/06 

Изобретение относится к лесохозяйственной технике, в частности к фрезерным машинам для удаления надземной части пней.

Преимущественная область применения - подготовка фона к производству лесокультурных работ при лесовосстановлении на свежих и старых вырубках без наличия в почве каменистых и щебенистых включений.

Известна почвообрабатывающая навесная фрезерная машина, содержащая поперечный брус, фрезерный барабан с зубовыми долотами, редуктор, кожух барабана и полозья. Неустойчивость технологического процесса, вызванная размещением полозьев по краям фрезерного барабана и перемещением их при работе по необработанной почве с пнями, является недостатком этого устройства.

Известна фрезерная машина, включающая раму с шарнирной колесной опорой, фрезерный барабан с механизмом привода и подъема, а также отбойную плиту с обрезающими ножами, установленными по границе зоны обработки почвы фрезерным барабаном. Этой машине присущ ряд недостатков.

Невозможно высокопроизводительное использование машины по удалению надземной части пней из-за выглубления фрезерного барабана на отбойной плите (за один прием можно сфрезеровать лишь верхнюю часть пня, а для удаления всей надземной части пня требуется несколько заездов), не обеспечивается высокая долговечность остро заточенных фрезерных ножей по причине контакта их с почвенным абразивом (из-за расположения колесной опоры выше режущих кромок ножей), процесс одновременного фрезерования пневой древесины и почвы является исключительно энергоемким из-за невозможности правильного подбора геометрии фрезерных ножей для одновременной работы в двух различных средах (углы заточки режущих кромок для древесины и почвы различны, оптимизировать их можно только для каких-либо одних условий - либо для обработки почвы, либо дробления древесины).

Известна фрезерная машина для расчистки лесных участков, которая включает раму со смонтированными на ней приводным фрезерным барабаном и опорой, размещенной за ним, при этом опорная поверхность опоры расположена ниже крайней нижней точки барабана. Данное техническое решение наиболее близко к предлагаемому по назначению и содержит наибольшее количество сходных признаков, поэтому принято за прототип.

Известному решению присущ ряд недостатков, заключающихся в недостаточной эффективности и надежности в работе, в частности из-за выступания опорной плиты впереди кронштейна крепления ее, клиновое пространство образуется в виде своего рода кармана, в связи с чем не исключено забивание его древесным хламом, следовательно снижение качества и надежности технологического процесса; равенство ширины захвата шарнирной опоры и фрезерного барабана затрудняет боковые маневры агрегата на вырубках, т.е. повороты при плавающем положении фрезерной машины из-за неизбежности заякоривания шарнирной опоры во время поворотов между такими двумя смежными пнями, которые оказываются зеркально расположенными относительно направления движения и ранее сфрезерованы при прямолинейном движении агрегата.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности работы.

Это достигается тем, что во фрезерной машине для расчистки лесных участков, включающей раму со смонтированным на ней приводным фрезерным барабаном и опорой, которая размещена за ним и имеет расположение опорной поверхности ниже крайней нижней точки барабана, опора передней частью шарнирно закреплена на раме через кронштейн и снабжена регулируемым звеном, которое смонтировано между рамой и задней частью опоры, при этом передние части опоры и кронштейна выполнены обтекаемой формы, ширина захвата опоры предусмотрена меньше ширины захвата барабана, а расстояние от фрезерного барабана до шарнира соединения опоры с кронштейном больше расстояния от фрезерного барабана до передней части кронштейна в горизонтальной плоскости, проходящей через ось барабана. Кроме того, опорная поверхность опоры имеет форму дуги окружности или эллипса.

Кроме того, фрезерная машина снабжена механизмом регулирования величины подъема фрезерного барабана, выполненным в виде гидроцилиндров двустороннего действия или телескопических амортизаторов, или талрепа.

На фиг. 1 изображена фрезерная машина в варианте исполнения шарнирной опоры по форме опорной плиты; на фиг.2 - то же, в работе; на фиг.3 - фрезерная машина в варианте исполнения шарнирной опоры по форме колеса, в работе; на фиг.4 - то же, в транспортном положении.

Фрезерная машина содержит раму 1, жестко прикрепленный к ней фрезерный барабан 2 с редуктором 3 и карданным валом привода 4, а также шарнирную опору, исполненную, например, в виде опорной плиты 6, шарнирно соединенной с кронштейном 5 и регулируемым звеном 7 или же в виде опорного колеса 9, шарнирно соединенного с поводком 8 и регулируемым звеном 7. Рама 1 может быть в прицепном, полунавесном и навесном (основном) вариантах. Фрезерный барабан 2 жестко прикреплен к раме 1 и редуктору 3 привода. В зависимости от породного состава фрезеруемых пней фрезерной барабан может быть оснащен долотообразными (для твердых пород), чашечными или тарельчатыми ножами (для слабых пород). Карданный вал 4 привода фрезерного барабана 2 имеет конструкционное исполнение, аналогичное используемым для привода фрез МЛФ-0,8 или МТР-42. Карданный вал 4 может быть в принципе заменен гидромотором. Кронштейн 5 крепления опорной плиты 6 жестко прикреплен к раме 1, а опорная плита 6 относительно кронштейна 5 закреплена шарнирно со свободой регулируемого перемещения в вертикальной плоскости благодаря изменению длины регулируемого звена 7. В качестве регулируемого звена 7 могут быть использованы гидроцилиндры, телескопические амортизаторы регулируемой длины и регулировочные винты с гайками, имеющими правостороннюю и левостороннюю резьбу. Опорная плита 6 расположена сзади фрезерного барабана. Опорная поверхность плиты выполнена по форме дуги окружности или эллипса.

Передние части опорной плиты (опоры) 6 и кронштейна 5 выполнены обтекаемой формы, а расстояние от фрезерного барабана 2 до шарнира соединения опоры 6 с кронштейном 5 больше расстояния от фрезерного барабана 2 до передней части кронштейна 5 в горизонтальной плоскости, проходящей через ось барабана 2.

Крайняя нижняя точка опорной плиты 6 расположена ниже крайней нижней точки фрезерного барабана 2 на 2,0-12,0 см. При величине меньше 2,0 см неизбежно частое касание быстровращающихся ножей фрезерного барабана о почву и быстрое затупление их, особенно при работе на песчаных и супесчаных почвах с большим содержанием абразивных частиц. При разнице в уровнях фрезерного барабана и опорной плиты на величину 12 см неизбежно оставление пней высотой более 10 см, что недопустимо по условиям работы последующих машин (опорная плита при работе заглубляется в почву примерно на 2 см).

Ширина захвата опорной плиты меньше ширины захвата фрезерного барабана на 10-75%. При ширине захвата плиты больше верхнего предела, например на 5% , неизбежно утыкание ее в несфрезерованные пни, расположенные по краям фрезеруемой полосы, даже при крайне небольших маневровых движениях трактора (на угол до 15^о). При ширине захвата плиты меньше нижнего предела, например на 80%, невозможно придавливание стружки к почве для противопожарных целей, а также затруднено обеспечение стабильности фрезерования пней по высоте из-за частых утопаний узкой плиты во влажные микропонижения.

В варианте исполнения шарнирной опоры по форме опорного колеса 9, шарнирно прикрепляемого к поводку 8 и регулируемому звену 7, требования к взаимо- расположению размеров относительно фрезерного барабана 2 остаются прежними, т. е. такими же, как и в варианте исполнения шарнирной опоры по форме опорной плиты 6.

Фрезерная машина работает следующим образом.

Перед началом работы шарнирную опору (опорную плиту 6 или опорное колесо 9) посредством регулируемого звена 7 опускают в крайнее нижнее положение (разница в уровнях с фрезерным барабаном 12 см). Затем при включенном карданном вале 4, редукторе 3 и фрезерном барабане 2, а также при включенной передаче трактора производят опускание фрезерного барабана 2 в рабочее положение (посредством навесной системы трактора или гидроцилиндров). Направление вращения фрезерного барабана 2 - против направления движения трактора. После пробного заезда производят замер высоты сфрезерованных пней 10 и затем осуществляют уточненную регулировку высоты удаления надземной части пней посредством изменения длины центральной (верхней) тяги навесной системы трактора, изменения присоединительных точек у рамы с присоединительным треугольником навески 1 и изменения длины регулируемого звена 7. В конечном итоге применительно к конкретным условиям работы добиваются низкого среза пней 10 (менее 10 см высотой) при отсутствии частого касания ножей фрезерного барабана 2 о почву.

Работу по удалению надземной части пней 10 осуществляют преимущественно при "плавающем" положении гидропривода навесной системы трактора и прямолинейном движении агрегата. В процессе движения фрезерной машины между пней 10 она тащится на шарнирных опорах 6 или 9, а в процессе фрезерования надземной части пней 10 дополнительно опирается на ножи фрезерного барабана 2. В процессе работы удаленная надземная часть пней 10 превращается в древесную стружку 11, которая затем придавливается к почве шарнирной опорой 6 или 9 в противопожарных целях.

Изобретение позволяет повысить производительность труда по удалению надземной части пней, благодаря отсутствию перед фрезерным барабаном отбойной плиты и связанной с этим возможностью удаления надземной части пней практически любой высоты при непрерывном движении агрегата, т.е. за один прием, так как шарнирная опора расположена сзади фрезерного баpабана, при работе движется вслед за ним и никак не препятствует удалению надземной части пней, а также благодаря фрезерованию пней при непрерывном движении агрегата сразу на значительную ширину, например ширину захвата трактора у почвообрабатывающего посевного посадочного агрегата. Этим самым решается вопрос высокопроизводительного использования всего последующего комплекса машин по лесовосстановлению.

Изобретение позволяет повысить техническую надежность и долговечность благодаря тому, что исключается какое-либо заякоривание шарнирной опоры за пни из-за расположения ее сзади фрезерного барабана и при меньшей ширине, чем ширина барабана (шарнирная опора всегда движется только по полосе с пониженными пнями); уменьшается вероятность контакта фрезерных ножей с почвой из-за расположения шарнирной опоры ниже режущих кромок фрезерных ножей, тем самым уменьшается вероятность быстрого затупления ножей и необходимость частой заточки их. Кроме того, снижаются энергозатраты благодаря тому, что заточка фрезерных ножей может быть произведена применительно к работе только в одной среде по измельчению древесины над почвой. Повышается качество технологического процесса благодаря отсутствию выглубления фрезерного барабана на пнях из-за отсутствия впереди него отбойной плиты, исполнения шарнирной опоры меньшей ширины, чем у фрезерного барабана, как минимум на 10% (шарнирные опоры движутся только по сфрезерованным пням, поэтому не оказывают отрицательного влияния на стабильность фрезерования пней по высоте), а также благодаря отсутствию чрезмерного утопания вниз фрезерного барабана из-за отсутствия чрезмерного утопания шарнирной опоры в переувлажненную почву или микропонижения между пней вследствие сравнительно широкой опорной поверхности ее (не менее 25% ширины захвата фрезерного барабана).

В случае исполнения шарнирной опоры в форме пневматических колес низкого давления дополнительно обеспечивается стабильность хода фрезерного барабана по глубине, поскольку колеса с большой опорной поверхностью мало отзываются на резкие микронеровности, деформируясь при этом и не оказывая влияния на фрезерный барабан. При этом обеспечивается высокая технологическая надежность из-за отсутствия залипания тяжелой липкой почвой в любую сырую погоду.

Обеспечивается также высокая надежность технологического процесса из-за отсутствия забиваний пространства между фрезерным барабаном и кронштейном опоры, так как передние части опоры и кронштейна выполнены обтекаемой формы, а расстояние от фрезерного барабана до шарнира соединения опоры с кронштейном больше расстояния от фрезерного барабана до передней части кронштейна в горизонтальной плоскости, проходящей через ось барабана. Опорная поверхность опоры имеет форму дуги окружности или эллипса.

Использование: в лесном хозяйстве, в частности в устройствах для расчистки лесных площадей. Сущность изобретения: фрезерная машина включает раму 1 со смонтированными на ней приводным фрезерным барабаном 2 и опорой 6. Последняя передней частью шарнирно закреплена на раме через кронштейн 5 и имеет регулируемое звено 7, которое смонтировано между рамой и задней частью опоры 6. Передние части опоры 6 и кронштейна 5 выполнены обтекаемой формы. Расстояние от фрезерного барабана 2 до шарнира соединения опоры 6 с кронштейном 5 больше расстояния от фрезерного барабана до передней части кронштейна 5 в горизонтальной плоскости, проходящей через ось барабана. Опорная поверхность опоры 6 имеет форму дуги окружности или эллипса. Фрезерная машина снабжена механизмом регулирования величины подъема фрезерного барабана. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. ФРЕЗЕРНАЯ МАШИНА ДЛЯ РАСЧИСТКИ ЛЕСНЫХ ПЛОЩАДЕЙ, включающая раму со смонтированными на ней приводным фрезерным барабаном и опорой, размещенной за ним, опорная поверхность которой расположена ниже крайней точки барабана, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности в работе, опора передней частью шарнирно закреплена на раме через кронштейн и снабжена регулируемым звеном, которое смонтировано между рамой и задней частью опоры, причем передние части опоры и кронштейна выполнены обтекаемой формы, а расстояние от фрезерного барабана до шарнира соединения опоры с кронштейном больше, чем расстояние от фрезерного барабана до передней части кронштейна в горизонтальной плоскости, проходящей через ось барабана. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что опорная поверхность опоры имеет форму дуги окружности или эллипса. 3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена механизмом регулирования величины подъема фрезерного барабана, выполненным в виде гидроцилиндров двустороннего действия, или телескопических амортизаторов, или талрепа.