ЧЕЛЮСТНОЙ ПОГРУЗЧИК-ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК A01G23/08 B66F9/06 B27L11/02 

Изобретение относится к лесозаготовительной технике, в частности к машинам для подбора, погрузки и измельчения лесосечных отходов.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является известный челюстной погрузчик, предназначенный для измельчения лесосечных отходов и содержащий самоходное шасси, на раме которого смонтирована поворотная стрела с челюстным захватом, на подвижной и неподвижной челюстях которого между их крайними зубьями, на паре поперечин, установлены измельчающие рабочие органы - пластинчатые ножи.

Недостатком этого устройства является то, что для обеспечения высокой производительности при измельчении пучков сучьев больших диаметров требуется очень большое усилие, так как происходит бесстружечное силовое резание и, как следствие, большая металлоемкость устройства, затрудняющая использование его в условиях лесосеки. Кроме того, при изменении одного режима на другой (например, погрузки хлыстов на измельчение сучьев), требуется время на переналадку (до 1 ч в смену). Это снижает его эффективность.

Цель изобретения - повышение эффективности устройства в условиях лесосеки.

На фиг.1 представлен погрузчик-измельчитель в двух положениях подвижной челюсти (положение I - момент захвата; положение II - момент обжатия пучка сучьев); на фиг.2 - то же при измельчении пучка сучьев на отрезки (положение II подвижной челюсти) и при погрузке отрезков (опорожнении захвата) в кузов транспортного средства (положение III); на фиг.3 - то же, вид спереди (вид по стрелке А на фиг.1) при подвижной челюсти в положении I; на фиг. 4 - фрагмент открытого челюстного захвата, представленного на фиг.3, с местными разрезами рычагов; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.3 с тремя положениями измельчающих рабочих органов: I - на начало измельчения; II - на середине измельчения; III - на окончание измельчения; на фиг.6 представлена технологическая схема работы челюстного погрузчика-измельчителя на погрузочном пункте по трем направлениям:
а) подбор, раскряжевка (измельчение) на чураки обломков стволов деревьев и их погрузка в транспортное средство;
б) подбор, измельчение на отрезки отделенных от ствола дерева элементов кроны и их погрузка на транспортное средство;
в) погрузка хлыстов (деревьев) на лесовоз.

Челюстной погрузчик-измельчитель (фиг.1, 2, 3, 6) содержит самоходное шасси 1, на раме которого установлена поворотная стрела 2 с челюстным захватом, состоящим из неподвижных 3 и подвижных 4 челюстей. Каждая челюсть выполнена в виде захватных органов, поочередно установленных на валу 5 один против другого. В основании рычагов неподвижной челюсти 3 выполнены отверстия, через которые проходит этот приводной (шлицевой) вал. На валу неподвижно посажены рычаги подвижной челюсти 4. При этом для обхвата пучка сучьев при любом его поперечном сечении рычаги подвижной челюсти 4 при движении навстречу рычагам неподвижной челюсти 3 проходят между ними. Для поворота вала 5, а вместе с ним и рычагов подвижной челюсти 4, на его концы посажены звездочки 6, на которые накинуты тяговые цепи 7. Одним концом эта тяговая цепь крепится к зубу звездочки 6, а другим - к штоку гидроцилиндра 8.

Для измельчения в сомкнутом захвате пучка сучьев в рычагах неподвижной челюсти 3 выполнены открытые полости 9, в которых помещаются измельчающие рабочие органы, например двухконсольные цепные пилы 10. Для этой цели рычаги неподвижной челюсти могут быть выполнены в виде спаренных один с другим рычагов, между боковыми стенками которых образуются щелевые полости 9 (фиг. 4). Одна из консолей пилы 10 является направляющей шиной 11 для пильной цепи 12, а другая для обеспечения выдвигания шины 11 из полости 9 в пространство захвата 2 - поворотным рычагом 13 (фиг.1, 2, 4, 5). Свободный его конец шарнирно соединен с штоком гидроцилиндра 14, который в свою очередь шарнирно соединен с основанием неподвижной челюсти 3. На боковых стенках полости 9 имеются отверстия, в одно из которых (правое) подвижно посажена полая (в виде втулки с рычагом) ось 15 пилы 10. Пильная цепь 12 пилы 10 приводится в действие от приводной звездочки 16, которая неподвижно посажена на вал 17. Этот вал на подшипниках установлен в двух отверстиях: в стенке, ограничивающей полость 9, и в полости оси 15. Для привода вала 17 во вращение на одном из его концов неподвижно посажена звездочка 18, которая через цепь 19, звездочку 20, приводной вал 21, соединительную муфту 22 получает движение от гидромотора 23. Приводной вал 21 и гидромотор 23 в приведенном случае установлены для привода пил, находящихся во всех рычагах неподвижной челюсти 3. При необходимости для каждой пилы может быть установлен свой индивидуальный привод.

С другой стороны для выдвижения пил из полости каждого рычага применены индивидуальные для каждой пилы гидроцилиндры 14. Такое решение позволяет выбирать определенный порядок выхода пил и таким образом, получать отрезки различной длины. При необходимости этот привод может быть общим для всех пил. Для смазки пильной цепи на другом конце вала 17 посажен эксцентрик 24, который приводит в действие масляный насос (не показан). Для устранения напряжений вала 21, возникающих при перекосах (наблюдаются за счет отклонения рычагов неподвижной челюсти 3 при обжатии пучка сучьев) вал 21 выполнен сочлененным (прерывистым) и соединен муфтами 22. Они помещаются в полостях рычагов неподвижной челюсти 3. Так как усилия со стороны рычагов при обжатии небольшие, то для уменьшения металлоемкости конструкции захвата его рычаги целесообразно выполнять полыми (пустотелыми) 4. Длина отрезков, получаемых при измельчении сучьев, равна величине "а". Это интервал между продольными осями шин 11 соседних рычагов неподвижной челюсти 3. Для надежного удержания в захвате отрезков сучьев при измельчении пучка ширина "в" рычага неподвижной челюсти 3 должна быть в 2 раза больше ширины "в" рычага подвижной челюсти 4.

Предлагаемый погрузчик-измельчитель является многооперационной и многоцелевой машиной (фиг.6).

Она выполняет следующие операции: подбирает штучные лесоматериалы (элементы кроны), измельчает или раскряжевывает их на отрезки, а также загружает последние в транспортные средства. Эта машина может быть использована в следующих целях: при погрузке деревьев или хлыстов на подвижной состав (фиг.6, в), при подборе, измельчении и погрузке элементов кроны дерева (фиг. 6, б), а также при подборе, раскряжевке и погрузке крупных лесосечных отходов в виде обломков ствола дерева (фиг.6, а).

В режиме погрузки (фиг. 6, в) погрузчик-измельчитель работает как обычный челюстной лесопогрузчик. Наличие чередующихся между собой многочисленных захватных рычагов челюстного захвата позволяет ему осуществлять захват и погрузку мелких лесоматериалов. При работе в режиме погрузки цепные пилы 10 неподвижны и находятся в полостях 9 рычагов неподвижной челюсти 3 (фиг.5, положение пил I).

После погрузки на лесовоз 25 хлыстов 26 (фиг. 6, в) погрузчик-измельчитель переходит к валу сучьев 27 (фиг.6, б), которые получаются в результате отделения их от стволов деревьев 28 сучкорезной машиной 29. Сучья при падении на землю большей частью ориентированы вдоль стрелы сучкорезной машины 29, поэтому продольная ось погрузчика-измельчителя устанавливается поперек продольных осей стволиков сучьев 27. Основания стволиков сучьев при падении тоже большей частью находятся под левым срезом сучкорезной головки. Поэтому правый край челюстного захвата находится на уровне сучкорезной головки машины 29 (показано пунктирной линией).

После правильной установки продольной оси машины начинается процесс подбора, измельчения и погрузки. Он протекает следующим образом.

С откинутой нижней челюстью 4 (фиг.1, положение I) погрузчик-измельчитель накатывается на вал сучьев 27. Подвижная челюсть 4 подводится под сучья 27. Затем, поворачиваясь, нижняя челюсть 4 отсекает пучок сучьев ствола 27 и прижимает его к неподвижной челюсти 3 (фиг.1 и 5, положение нижней челюсти II). После этого погрузчик-измельчитель (фиг.6, б) с пучком сучьев перемещается к транспортному средству 30. Стрела 2 движением "через себя" переводится назад. При этом захват погрузчика-измельчителя зависает над кузовом транспортного средства 30 (фиг.2). Включается гидромотор 23 (фиг. 4, 2, 1, 3) и движение от его вала через соединительные муфты 22, вал 21, звездочки 20, приводные цепи 19, звездочки 18 передается на вал 17, а с него через приводную звездочку 16 на пильную цепь 12. Пилы 10 работают на холостом ходу. Затем при помощи гидроцилиндров 14, штоки которых воздействуют на плечи поворотных рычагов 13 консольных цепных пил 10 (фиг.5), из полостей 9 захватных рычагов неподвижной челюсти 3, выдвигаются шины 11 с пильными цепями 12 и надвигаются на обжатый пучок сучьев (фиг.2, 5). Надвигание может быть одновременным, когда все пилы выдвигаются одновременно, или последовательным, когда поочередно друг за другом.

В первом случае достигается наибольшая производительность, во-втором - сокращение мощности гидромотора.

Шины 11 с пильными цепями 12, двигаясь по дуге окружности из положения I до положения III (фиг.5), перерезают на части весь пучок сучьев. После этого подвижная челюсть 4 раскрывается (поднимается) из положения II в положение III (фиг.2) и измельченный на отрезки 31 пучок высыпается из захвата в кузов транспортного средства 30. Гидромотоp 23 выключается, пильные цепи 12 останавливается и шины 11 пил 10 при помощи гидроцилиндров 14 возвращаются в исходное положение (из положения III в положение I, фиг. 5). Движением "через себя" стрела 2 снова переводится в режим подбора и погрузчик-измельчитель готов к подбору, измельчению и погрузке следующего пучка сучьев. Если длина сучьев (пучка) больше ширины захвата (расстояние между крайними рычагами неподвижной челюсти 3), то процесс подбора, измельчения и погрузки пучка сучьев отличается от рассмотренного. Он выполняется в несколько приемов. Измельчение происходит после подбора и обжатия пучка без перекидывания стрелы 2 с захватом "через себя". Свисающая часть пучка падает на землю, формируя параллельно основному другой вал 32. Менее предпочтителен вариант, когда свисающая часть пучка падает за машиной. Это происходит при перекидывании стрелы "через себя". После измельчения основного вала сучьев 27 переходят к измельчению неизмельченной его части - вала 32. Рабочая длина шины 11 цепной пилы 10 должна быть не меньше поперечного размера (диаметра), сжатого между челюстями (фиг. 4, 2 и 1) пучка сучьев. А поперечный размер (диаметр) сжатого пучка определяется исходя из 5-8 кратного уменьшения площади поперечного сечения разрыхленных в открытом захвате пучка сучьев. Коэффициент разрыхленности (полнодревесности) сучьев в пределах 0,12-0,20. Поэтому форму и размеры рычагов захвата назначают исходя из этих технических требований. Мощность гидромотора 23 определяется исходя из условий измельчения: одновременное или поочередное, а также от размеров, породы и состояния измельчаемых элементов кроны. Кроме того, на мощность гидромотора 23 оказывает влияние скорость надвигания. Она назначается в зависимости от величины требуемой производительности по измельчению и величины мощности гидросистемы привода цилиндров 23 (производительности гидронасоса системы).

При необходимости после измельчения элементов кроны, погрузчик-измельчитель переходит к измельчению (раскряжевке) лесосечных отходов 33 в виде уложенных в штабель частей ствола дерева, например вершинок, обломки стволов дерева, крупные сучья и пр. (фиг. 6, а). Технология измельчения (раскряжевки) крупных лесосечных отходов аналогична рассмотренной. Отличие в том, что измельчение происходит, как правило, на крупные отрезки, кратные величине "а" - расстоянию между продольными осями шин 11 цепных пил 10. Машинист погрузчика-измельчителя выбирает схему раскроя и включает нужные гидроцилиндры 14 привода надвигания пил 10. На фиг. 6, а показаны параллельный основному штабель 34 нераскряжеванных частей лесосечных отходов, транспортное средство 35, на котором вывозятся отрезки (чураки), отрезки (чураки) 36.

Использование предлагаемого челюстного погрузчика-измельчителя позволяет по сравнению с известным улучшить условия измельчения лесосечных отходов, резко сократив при этом металлоемкость захвата и мощность привода подвижной челюсти. Одновременно с этим расширяется возможность использования предлагаемого погрузчика-измельчителя с перепиливающими рабочими органами для измельчения крупных лесосечных отходов, что обеспечивает реализацию безотходной и ресурсосберегающей технологии лесозаготовок.

Использование: в лесной промышленности и лесозаготовительной технике для подбора, погрузки и измельчения лесосечных отходов. Сущность изобретения: погрузчик-измельчитель содержит самоходное шасси 1, на раме которого установлена поворотная стрела 2 с челюстным захватом, имеющим подвижную 4 и неподвижную 3 челюсти с захватными рычагами. Неподвижная челюсть 3 имеет пазы, в которых размещены измельчающие органы, выполненные в виде приводных цепных пил 10. Каждая пила 10 снабжена индивидуальным приводом надвигания. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. ЧЕЛЮСТНОЙ ПОГРУЗЧИК-ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ, содержащий самоходное шасси, на раме которого смонтирована поворотная стрела с челюстным захватом, имеющим подвижную и неподвижную челюсти с захватными рычагами и пазами в них, а также измельчающие органы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе в условиях лесосеки, измельчающие органы выполнены в виде приводных цепных пил, шарнирно смонтированных в пазах захватных рычагов неподвижной челюсти. 2. Погрузчик-измельчитель по п.1, отличающийся тем, что каждая цепная пила снабжена индивидуальным приводом надвигания.