СПОСОБ ЗАГОТОВКИ СОРТИМЕНТОВ И РАБОЧИЙ ОРГАН МАШИНЫ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2009 года по МПК A01G23/02 

Изобретение относится к заготовке сортиментов с растущих деревьев в приспевающих и спелых березняках, а также в осинниках и других смешанных древостоях, причем обработка растущих деревьев и заготовка сортиментов выполняется существующими типами отечественных валочно-пакетирующих машин, оснащенных сменными малогабаритными захватно-срезающими устройствами модульного изготовления с предельно заданными массой и грузоподъемностью, установленными на конце манипулятора с большим вылетом (вылет рабочего органа не менее 12,5 м по горизонтали и 18 м в вертикальной плоскости).

Известен способ заготовки сортиментов манипуляторной машиной с использованием типичного захватно-срезающего устройства (см. книгу: Анисимов С.Е., Мазуркин П.М. Многозвенные манипуляторы. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003. - 76 с.). Этот способ включает в себя действия: вначале срезается кроновая часть и кладется (или просто сбрасывается) в одну пачку сзади волока, а затем срезаются сортименты последовательно по принципу действия "сверху вниз" от вершинной части стоящего ствола к его комлю.

Недостатком многоступенчатой обработки является то. что способ затруднен при обработке одного дерева, и он не позволяет увеличить выход ценных сортиментов.

Известен также способ обработки деревьев и заготовки сортиментов валочно-пакетирующей машиной (пат. 2250599 Российская Федерация, МПК⁷ A01G 23/02, 23/08, 213/081, 23/083, авторы Мазуркин П.М., Анисимов С.Е., Голомидова И.А., Владимиров А.А., Иванова Н.С. (РФ)), включающий удаление кроновой части растущего дерева и оставление ствола на несколько месяцев для естественной сушки древесины, а затем срезание сортиментов сверху вниз по стволу к его комлю захватно-срезающим устройством валочно-пакетирующей машины.

Недостатком является то, что в результате последовательного срезания сортиментов от вершинной части стоящего ствола к его комлю получаются только три типа немерных сортиментов (вершинного, срединного и комлевого бревна). При этом не учитывается потребность в ценных сортиментах разных размеров с допусками по длине. Немерные сортименты не позволяют получить в дальнейшем мерные сортименты с высокой точностью, так как это приведет к большим потерям древесины. Поэтому прототип применим только к низкокачественным древостоям. А в приспевающих и спелых березняках экономически выгодно заготовлять иерархию видов сортиментов по убывающей ценности.

Технический результат - повышение выхода ценных сортиментов, например фанерного кряжа при заготовке мерных сортиментов в приспевающем или спелом березняке.

Этот технический результат достигается тем, что способ заготовки сортиментов и рабочий орган машины для его осуществления, включающий вначале срезание ветвей дерева снизу вверх, а затем срезание сортиментов сверху вниз по стволу к его комлю захватно-срезающим устройством валочно-пакетирующей машины, отличающийся тем, что захватно-срезающее устройство наводится на ствол с укладкой его упора на торец ствола, далее оно опускается вниз с измерением длины сортимента, после измерения захватывается ствол и срезается сортимент, затем цикл заготовки сортиментов повторяют до опускания рабочего органа на землю, в конце цикла срезается комлевой немерный сортимент.

Упор укладывается на торец ствола, и он остается на нем при движении захватно-срезающего устройства вниз, причем измерение длины сортимента происходит до фиксации упора.

Измерение березового или осинового сортимента на деловых стволах выполняют на длину ценного сортимента, например фанерного кряжа длиной 1,3 или 1,6 м, причем выбор длины из указанных двух размеров выполняют по требуемым для отечественных лущильных станков фанерным кряжам, а на стволах с фаутными участками измерение дровяного кряжа выполняют на длину в один метр, причем с фаутных стволов заготовляют только дровяные сортименты.

При обработке ствола с тонкой вершинной частью дополнительно измеряют с помощью захватов захватно-срезающего устройства диаметр ствола около места срезания, если диаметр меньше 16 см, то измерение длины кряжа выполняют до одного метра.

На верхней части стойки установлена крышка с отверстием, в котором размещена подвижная стойка с фиксатором на ее нижнем конце, причем фиксатор расположен внутри стойки с возможностью перемещения до крышки, на верхнем конце подвижной стойки выполнены две пары отверстий для закрепления, например болтами, разъемного упора, а на сторонах подвижной стойки нанесены две метки через 300 мм для измерения длины дровяного кряжа в один метр.

Сущность способа заключается в том, что при заготовке сортиментов захватно-срезающим устройством валочно-пакетирующей машины со стоящего ствола деловых (высококачественных) деревьев последовательно сверху вниз спиливаются мерные сортименты, а со стволов с фаутными участками кроме мерных сортиментов спиливаются дровяные кряжи длиной в один или иной (меньше длины ценного сортимента, для фанерного кряжа 1,3 или 1,6 м) метр.

Сущность заключается также в том, что рабочий орган укладывается с помощью упора на торец ствола, который выполняет функцию жесткой опоры для рабочего органа и даже манипулятора при пилении ствола поперек для заготовки сортимента с точной длиной. Поэтому измерение длины отпиливаемого сортимента происходит до полного поднятия подвижной стойки изнутри стойки до прижима фиксатора к крышке стойки и это повышает точность измерения длины сортимента. Причем высокая точность измерения обеспечивается вне зависимости от резких колебаний манипулятора и гидравлической системы машины, а оператору остается только опускать захватно-срезающее устройство до полной длины спиливаемого сортимента, то есть до полного контакта фиксатора подвижной стойки с крышкой стойки.

Сущность конструкции рабочего органа валочно-пакетирующей машины заключается в том, что захватно-срезающее устройство выполнено модульно с существующими узлами машины типа ЛП-19В и при этом подвижная стойка, выполненная с издалека видными метками и упором для укладки рабочего органа на торце ствола, выполняет полезные существенные технические функции измерения различной длины ценного или дровяного сортимента. Подвижная стойка с метками и переставляемый упор захватно-срезающего устройства позволяют заготавливать мерные и немерные сортименты с одного ствола.

При этом в зависимости от положения упора на подвижной стойке предусматривается возможность заготовки ценных сортиментов в виде фанерного кряжа двух размеров 1,3 или 1,6 м. Кроме того, регулируя по меткам ход подвижной стойки, можно спиливать сортименты длиной около 1 м. Для одной машины можно изготовлять набор захватно-срезающих органов для заготовки сортиментов и других длин, причем длиной вплоть до 6,5 м.

Новизна технического решения заключается в том, что существующая валочно-пакетирующая машина оснащена модульным захватно-срезающим устройством с подвижной стойкой и упором об торец ствола, на которой также нанесены метки, и упор об торец ствола выполнен сменным и переставляемым по отверстиям на верхнем конце подвижной стойки. Упор закреплен с разъемным соединением и поэтому можно применять набор подвижных стоек и сменных упоров для укладки рабочего органа на торец ствола.

Положительный эффект заключается в том, что использование захватно-срезающего устройства с подвижной стойкой и упором позволяет получать ценные сортименты одинаковой длины, равной ходу подвижной стойки 1,3 м или 1,6 м с малым допуском. Например, при заготовке фанерного кряжа точность спиливания будет такой, что погрешность длины будет меньше допуска по ГОСТ в 2...5 см. Это позволяет увеличить выход ценных сортиментов и уменьшить потери древесины при заготовке сортиментов с растущих деревьев различного товарного качества.

Положительный эффект заключается также и в том, что предлагаемый способ и рабочий орган для его осуществления позволяют выполнять выборочные рубки отведенных лесоводам деревьев при уходе лесом. При этом соседние оставляемые на доращивание деревья не повреждаются из-за того, что сортименты заготовляются непосредственно на стволе.

Положительный эффект заключается также и в том, что этой же машиной с сменным стандартным захватно-срезающим устройством, оснащенным сучкорезной головкой, вначале выполняют срезание нижних сучьев и ветвей растущего дерева, а затем срезают кроновую часть дерева, оставляя ствол с торцом наверху. После обработки всех отведенных в рубку деревьев на машине меняют захватно-срезающее устройство на предлагаемый рабочий орган, которым заготовляют сортименты разной длины в виде фанерного кряжа с точной длиной и дров с ориентировочной длиной с вертикально расположенных стволов.

Совокупность функциональных и конструктивных отличительных признаков обладает существенной новизной и обладает положительным эффектом, а также простотой реализации в условиях лесных предприятий.

В научно-технической и патентной литературе материалов, порочащих новизну технического решения, не обнаружено.

На фиг.1 приведена схема заготовки сортиментов валочно-пакетирующей машиной типа ЛП-19В, оснащенной сменным малогабаритным захватно-срезающим устройством с подвижной стойкой и упором для укладки рабочего органа на торец ствола; на фиг.2 - схема наводки рабочего органа на торце ствола, например, березы; на фиг.3 - схема срезания захватно-срезающим устройством мерного сортимента, например фанерного кряжа, длиной 1,3 м; на фиг.4 - схема спиливания фанерного кряжа около комля; фиг.5 - схема обработки тонкомерной вершинной части ствола; на фиг.6 - схема обработки ствола при наличии кривизны на сортименте; на фиг.7 - схема стойки (в разрезе) с опущенной подвижной стойкой; на фиг.8 - схема стойки с полностью выдвинутой подвижной стойкой; на фиг.9 - вид по стрелке А на фиг.3; фиг.10 - вид сбоку на подвижную стойку с упором для укладки рабочего органа на торец ствола, поставленным в верхнее положение для заготовки фанерного кряжа длиной 1,6 м.

Способ заготовки сортиментов валочно-пакетирующей машиной включает следующие действия.

Захватно-срезающее устройство 1 со стойкой 2 и подвижной стойкой 3, на верхней части 4 которой закреплен, например, с помощью болтового соединения упор 5, наводится на верхнюю часть стоящего ствола дерева. Затем оператор укладывает упор на торец ствола. При этом упор 5 захватно-срезающего устройства опирается на верхний торец ствола, выполняющий техническую функцию жесткой и прочной опоры. Далее оператор опускает рабочий орган вниз и при этом подвижная стойка остается на месте с торцом ствола и одновременно выдвигается из стойки захватно-срезающего устройства. Вместе со стойкой опускается вдоль ствола пильный механизм 6. После полного выдвижения подвижной стойки включается пильный механизм и совершается пропил 7, срезая мерный сортимент, который сбрасывается на землю или же укладывается в пачку.

Затем цикл повторяется, захватно-срезающее устройство снова наводится на торец оставленной части ствола и постепенно циклически перемещается вниз по стоящему стволу и аналогичным образом заготавливается следующий сортимент. Так обрабатывается весь стоящий ствол до пня.

На фаутном участке ствола оператор опускает рабочий орган до метки 8, что позволяет спиливать сортимент в виде дровяного кряжа длиной около одного метра.

Способ заготовки сортиментов валочно-пакетирующей машиной реализуется, например, при заготовке фанерного кряжа и дров из стволов березы и осины, следующим образом.

Вначале отведенные в рубку деревья обрабатываются с удалением кроны и, сучьев и ветвей и с оставлением стоящих стволов деревьев березы. Для этого применяется существующее устройство в виде сменного захватно-срезающего устройства с сучкорезной головкой. Для заготовки сортиментов на манипуляторе валочно-пакетирующей машины монтируется предлагаемый рабочий орган.

Захватно-срезающее устройство 1 наводится на ствол березы с укладкой его упора 5 на торец ствола, далее оно опускается вниз с измерением длины сортимента с помощью метки 8, после измерения захватывается ствол и срезается сортимент пильным механизмом 6, затем цикл заготовки сортиментов повторяют до опускания рабочего органа на землю, в конце цикла срезается комлевой немерный сортимент.

Упор 5 укладывается на торец ствола, и он остается на нем при движении захватно-срезающего устройства 1 вниз, причем измерение длины сортимента происходит до фиксации упора.

Измерение березового или осинового сортимента на деловых стволах выполняют на длину ценного сортимента, например фанерного кряжа длиной 1,3 или 1,6 м, причем выбор длины из указанных двух размеров выполняют по требуемым для отечественных лущильных станков фанерным кряжам, а на стволах с фаутными участками измерение дровяного кряжа выполняют на длину в один метр, причем с фаутных стволов заготовляют только дровяные сортименты.

При обработке ствола с тонкой вершинной частью дополнительно измеряют с помощью захватов захватно-срезающего устройства 1 диаметр ствола около места срезания 7, если диаметр меньше 16 см, то измерение длины кряжа выполняют до одного метра.

Каждый сортимент, спиленный со стоящего ствола последовательно от вершинной части к его комлю захватно-срезающим устройством 1 с подвижной стойкой 3, на которую нанесены метки 8, и упором 5, сбрасывается на землю. При необходимости дрова можно сбрасывать в одну сторону машины, а ценные сортименты в другую. Если машина имеет прицеп, то ценные сортименты укладываются в него с помощью манипулятора машины и самим захватно-срезающим устройством.

Регулируя положение упора на подвижной стойке, получаются сортименты длиной 1,3 м или 1,6 м. Выбор длины сортимента определяется потребителем фанерного кряжа. Затем полученные мерные сортименты оцениваются по качеству. Высококачественные сортименты отбираются на фанерный кряж, а низкокачественные сортименты - на дрова.

При обработке тонкомерных стволов с помощью захватно-срезающего устройства, оснащенного подвижной стойкой 3, на которую через 30 см нанесены метки 8 для отмера длины дровяного сортимента, заготавливаются сортименты длиной около 1 м, пока диаметр ствола не будет равен или больше требуемого диаметра, позволяющего заготавливать ценные мерные сортименты в виде фанерного кряжа.

При обработке части ствола с кривизной захватно-срезающим устройством 1 спиливается сортимент длиной около 1 м, отмеряемый по метке 8 на подвижной стойке 3.

Если при обработке ствола длина комлевого сортимента менее 1,3 или 1,6 м, то захватно-срезающее устройство 1 опускается на землю и у комля срезается немерный сортимент различной длины (или же дровяной сортимент длиной один метр и обрубок менее 30 см).

Рабочий орган машины в виде захватно-срезающего устройства 1 для осуществления предлагаемого способа заготовки сортиментов содержит неподвижную стойку 2 и подвижную стойку 3 с верхней частью 4.

На верхней части с помощью разъемного соединения закреплен упор 5 Г-образной формы. В нижней части стойки неразъемно установлен пильный механизм 6, позволяющий выполнить спиливание в плоскости пропила 7.

С боковых сторон подвижной стоки нанесены метки 8, например краской в виде поперечных полос по числу отмериваемых длин ценных сортиментов так, чтобы эти метки были видны из кабины оператора. При этом метки также могут быть оснащены фиксаторами, например в виде пружинящих шариков для временного удержания движения опускания рабочего органа вниз по стволу.

На верхней части стойки установлена крышка 9 с отверстием, в котором размещена подвижная стойка 3 с фиксатором 10 на ее нижнем конце, причем фиксатор расположен внутри стойки с возможностью перемещения до крышки, на верхнем конце подвижной стойки выполнены две пары отверстий 11 для закрепления, например болтами 12, разъемного упора 5, а на сторонах подвижной стойки нанесены две метки 8 через 300 мм для измерения длины дровяного кряжа в один метр.

Рабочий орган машины для осуществления способа заготовки сортиментов работает следующим образом.

После укладки на торец ствола упор 5 нижней стороной лежит на торце и тем самым удерживает неподвижно подвижную стойку 3. По мере опускания захватно-срезающего органа 1 вниз по стволу фиксатор 10 поднимается вверх внутри стойки 2 до остановки движения крышкой 9. В этом случае отмеривается ценный сортимент длиной 1,3 или 1,6 м с высокой точностью. Изменение длины ценного сортимента выполняется перестановкой упора 5 относительно верхней части 4 подвижной стойки 3 с помощью болтов 12, вставляемых в отверстия 11.

После контакта фиксатора 10 с крышкой 9 включается пильный механизм 6 и отпиливается ценный сортимент по пропилу 7. Этот процесс можно автоматизировать с использованием концевых гидравлических или иных датчиков.

При отмере длины дровяного кряжа в один метр оператор опускает рабочий орган до метки 8, а затем включает пильный механизм 6 для выполнения пропила 7.

Предлагаемый способ позволяет увеличить выход ценных короткомерных сортиментов в виде фанерных кряжей и уменьшить потери древесины при заготовке мерных ценных сортиментов и немерных сортиментов в виде дровяных кряжей. Способ можно применять в приспевающем или спелом березняке, а также при проведении рубок прореживания и проходных рубках в смешанных березово-еловых или в иных типах березняков.

Способ заготовки сортиментов включает срезание ветвей дерева снизу вверх, а затем срезание сортиментов сверху вниз по стволу к его комлю захватно-срезающим устройством валочно-пакетирующей машины. При срезании сортиментов захватно-срезающее устройство наводят на ствол с укладкой его упора на торец ствола, опускают вниз захватно-срезающее устройство с измерением длины сортимента, после измерения длины сортимента захватывают ствол и срезают сортимент, затем цикл заготовки сортиментов повторяют до опускания захватно-срезающего устройства на землю, в конце цикла срезают комлевой немерный сортимент. Рабочий орган машины для заготовки сортиментов содержит захватно-срезающее устройство валочно-пакетирующей машины со стойкой. На верхней части стойки установлена крышка с отверстием, в котором размещена подвижная стойка с фиксатором на ее нижнем конце. Фиксатор расположен внутри стойки с возможностью перемещения до крышки. На верхнем конце подвижной стойки выполнены две пары отверстий для закрепления, например болтами, разъемного упора. На сторонах подвижной стойки нанесены две метки через 300 мм для измерения длины дровяного кряжа в один метр. Технический результат - повышение выхода ценных сортиментов, например фанерного кряжа при заготовке мерных сортиментов в приспевающем или спелом березняке. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ заготовки сортиментов, включающий срезание ветвей дерева снизу вверх, а затем срезание сортиментов сверху вниз по стволу к его комлю захватно-срезающим устройством валочно-пакетирующей машины, отличающийся тем, что при срезании сортиментов захватно-срезающее устройство наводят на ствол с укладкой его упора на торец ствола, опускают вниз захватно-срезающее устройство с измерением длины сортимента, после измерения длины сортимента захватывают ствол и срезают сортимент, затем цикл заготовки сортиментов повторяют до опускания захватно-срезающего устройства на землю, в конце цикла срезают комлевой немерный сортимент.2. Способ заготовки сортиментов по п.1, отличающийся тем, что упор укладывают на торец ствола и оставляют на нем при движении захватно-срезающего устройства вниз, причем измерение длины сортимента осуществляют до фиксации упора.3. Способ заготовки сортиментов по п.1, отличающийся тем, что измерение березового или осинового сортимента на деловых стволах выполняют на длину ценного сортимента, например фанерного кряжа, длиной 1,3 или 1,6 м, причем выбор длины из указанных двух размеров выполняют по требуемым для отечественных лущильных станков фанерным кряжам, а на стволах с фаутными участками измерение дровяного кряжа выполняют на длину в один метр, причем с фаутных стволов заготовляют только дровяные сортименты.4. Способ заготовки сортиментов по п.2, отличающийся тем, что при обработке ствола с тонкой вершинной частью дополнительно измеряют с помощью захватов захватно-срезающего устройства диаметр ствола около места срезания, если диаметр меньше 16 см, то измерение длины кряжа выполняют до одного метра.5. Рабочий орган машины для заготовки сортиментов, содержащий захватно-срезающее устройство валочно-пакетирующей машины со стойкой, отличающийся тем, что на верхней части стойки установлена крышка с отверстием, в котором размещена подвижная стойка с фиксатором на ее нижнем конце, причем фиксатор расположен внутри стойки с возможностью перемещения до крышки, на верхнем конце подвижной стойки выполнены две пары отверстий для закрепления, например, болтами, разъемного упора, а на сторонах подвижной стойки нанесены две метки через 300 мм для измерения длины дровяного кряжа в один метр.