Корчеватель Российский патент 2023 года по МПК A01G23/06 

Изобретение относится к лесохозяйственному машиностроению, в частности к корчевателям, как непрерывного действия для корчевания пней, расположенных параллельными рядами (лесные культуры, полезащитные лесные полосы и другие им подобные насаждения), так и позиционного действия, применяемым для корчевания пней при хаотичном их расположении на вырубках и гарях естественных лесов.

Известен корчеватель, включающий несущую раму, механизм навески, опорные колёса, подрезающую скобу, дополнительную раму с ротором, гидромеханизмы управления дополнительной рамой, стойки подрезающей U-образной скобы, соединённые с несущей рамой шарнирно и выполненные в виде двуплечных гидроуправляемых рычагов, верхние и нижние плечи рычагов стоек, которые соединены между собой шлицевыми ступицами, неподвижно установленными на шлицевых концах осей, зафиксированных от осевого смещения с обеих сторон упорными шайбами и резьбовым соединением, при этом оси свободно проворачиваются в шарнирах, запрессованных в расточках несущей рамы, шарниры выполнены в виде блоков, состоящих из двух втулок - внутренней, выполненной из износостойкой стали, и наружной, выполненной из эластичного материала, неподвижно закреплённых на стальных втулках блоков, предназначенных для поглощения энергии циклических знакопеременных нагрузок, передаваемых на несущую раму от вибратора, дополнительно установленного на трапецевидной траверсе, соединяющей неподвижно между собой нижние плечи рычагов стоек подрезающей скобы [Патент № RU 2764808, МПК A01G23/06, 2022].

Недостаток конструкции заключается в том, что, несмотря на защиту несущей рамы упругими эластичными элементами шарниров, соединяющих её с подъёмными рычагами подрезающей скобы, при длительном принудительном воздействии вынужденных колебаний вибратора происходит разрушение шарниров и, как следствие, усталостное разрушение элементов несущей системы корчевателя. Кроме этого, вибратор обеспечивает только вертикальную силовую составляющую режущего аппарата, эффективность которой уступает касательной силе воздействия ножа подрезающей скобы на корневую систему пня, что снижает тягово-динамические свойства и эксплуатационную производительность корчевателя.

Известен корчеватель, включающий несущую раму, механизм навески, опорные колёса, подрезающую скобу, дополнительную раму с ротором, гидромеханизмы управления дополнительной рамой, стойки подрезающей U-образной скобы, соединённые с несущей рамой шарнирно и выполненные в виде двуплечих гидроуправляемых рычагов, при этом подрезающая скоба выполнена в виде пилообразных ножей, симметрично расположенных под углом к продольной оси несущей рамы, обеспечивающих безостановочное подрезание корневой системы пня [Патент № RU 2774189, МПК A01G 23/06, 2022].

Недостаток устройства заключается в том, что воздействие касательной силы лезвия ножа подрезающей скобы на корневую систему пня с корнями большого диаметра и мощными корневыми лапами для преодоления сопротивления грунта и резания корневой системы недостаточно. При этом повышается время корчевания пня и снижается эксплуатационная производительность корчевателя, также не исключены случаи поломки лезвия ножа.

Наиболее близким является корчеватель, включающий несущую раму, механизм навески, опорные колёса, ротор, двуплечные гидроуправляемые рычаги, упоры, U-образную подрезающую скобу, при этом ротор размещён на кронштейнах несущей рамы, а правые и левые верхние плечи рычагов выполнены в виде коленообразной балки, шарнирно установленной на несущей раме, управляемой гидроцилиндром, расположенным на продольной оси несущей рамы, при этом нижние плечи рычагов выполнены в виде стоек верхними концами, неподвижно соединёнными с коленообразной балкой, а нижними с корпусами дополнительно установленных гидромоторов, предназначенных для привода режущего аппарата, выполненного в виде дисковых фрез, горизонтально расположенных относительно друг друга с зазором h, исключающим взаимный контакт и повреждение их в рабочем положении, а подрезающая скоба, стойки которой заточены как режущий элемент, неподвижно установлены на несущей раме резьбовым соединением, предназначена для подрезания корневой системы пня, неохваченной фрезами в зоне зазора h, и транспортировки его на ротор для окончательной очистки от почвы, при этом подрезающая скоба расположена между фрезами режущего аппарата и ротором [Патент № RU 2767353, МПК A01G 23/06, 2022].

Недостаток устройства заключается в том, что при установке дисковых фрез с зазором h относительно друг друга для удаления в этой зоне мощных корневых лап (дуб, клён и др.) или центрального корня большого диаметра (осина, сосна и др.) требуется дополнительный режущий аппарат, что усложняет конструкцию корчевателя и увеличивает его материалоёмкость. Отказ в работе одного из приводов фрез приведёт к дополнительному сопротивлению корчевания и повреждению стойки фрезы.

Задачей изобретения является разработка конструкции корчевателя, обладающей меньшей материалоёмкостью и обеспечивающей высокую производительность корчевателя.

Технический результат - упрощение конструкции корчевателя при снижении тягового сопротивления движению агрегата, а также снижение материалоемкости устройства при одновременном повышении эксплуатационной надёжности (за счет исключения заклинивания дисковых пил).

Технический результат достигается при использовании корчевателя, включающего несущую раму, механизм навески, опорные колёса, ротор, размещённый на кронштейнах несущей рамы, коленообразную балку в виде двуплечных рычагов, шарнирно установленную на несущей раме, управляемой гидроцилиндром, расположенным на продольной оси несущей рамы, упоры и U-образную подрезающую скобу с подъёмниками в виде направляющих спиц, при этом нижние плечи рычагов подрезающей скобы вверху неподвижно связаны между собой посредством параллельных стоек и перемычки, а внизу неподвижно закреплены на полотне подрезающей скобы, с образованием жёсткой рамы, причём верхние концы стоек подрезаюшей скобы установлены на шлицевых концах коленообразной балки с возможностью осевого возвратно-поступательного движения от кривошипно-шатунного механизма, неподвижно закреплённого на коленообразной балке, а нож подрезающей скобы, управляемой подвижной рамой, выполнен в виде пилы.

Сущность изобретения заключается в том, что в корчевателе за счёт применения активного режущего аппарата в виде пилообразного ножа подрезающей скобы, предназначенного для усиления резания корневой системы пня возвратно-поступательным движением ножа, с приводом от кривошипно-шатунного механизма, обеспечивается упрощение конструкции корчевателя при снижении тягового сопротивления движению агрегата и безостановочное корчевание пней, а также снижение производственных и эксплуатационных затрат при одновременном повышении эксплуатационной надёжности (за счет исключения заклинивания дисковых пил), что обеспечивает повышение производительности и экономической эффективности корчевателя, при этом, в сравнении с прототипом, снижается материалоёмкость устройства.

Изобретение поясняется графическим материалом:

- на фиг. 1 схематично представлен корчеватель (вид сбоку);

- на фиг. 2 схематично представлен корчеватель (вид сверху);

Корчеватель содержит несущую раму 1, на которой размещены навеска 2, опорные колёса 3, коленообразная балка 4 в виде двуплечных рычагов, рама 5 U-образной подрезающей скобы 6 и ротор 7.

Несущая рама 1 П-образной формы выполнена из лонжеронов коробчатого профиля, на передней части которых установлены нижние шарниры 8, а на опоре 9, расположенной перпендикулярно оси несущей рамы 1 шарнир 10. Шарниры 8 и 10 предназначены для присоединения корчевателя к навесной системе трактора. На противоположном конце несущей рамы 1 на кронштейнах 11 установлен ротор 7, а на боковых стенках несущей рамы 1 размещены винтовые пары 12 для регулировки опорных колёс 3 по высоте, а также шарниры 13 для установки коленообразной балки 4.

Навеска 2 несущей рамы 1 корчевателя выполнена трехточечной, с двумя нижними шарнирами 8, симметрично расположенными относительно продольной оси несущей рамы 1 и одного верхнего шарнира 10, установленного на опоре 9.

Опорные колёса 3, регулируемые по высоте посредством винтовых пар 12, предназначены для установки на заданную глубину подрезающей скобы 6 и ротора 7.

Коленообразная балка 4, установленная на шарнирах 13 несущей рамы 1, соединена с гидроцилиндром 14, расположенным на продольной оси несущей рамы 1 и предназначенным для управления рабочим положением подрезающей скобы 6. Для ограничения перемещения коленообразной балки 4 за пределы рабочего положения установлены с двух сторон несущей рамы 1 упоры 15. На горизонтальном участке 16 коленообразной балки 4 между шарниром 17 головки гидроцилиндра 14 с двух сторон на расстоянии L выполнены шлицевые участки, предназначенные для установки свободно перемещающейся рамы 5 подрезающей скобы 6.

Рама 5 состоит из двух параллельно расположенных стоек 18 неподвижно соединённых между собой сверху перемычкой 19, а снизу с полотном подрезающей скобы 6. Рама 5 шлицевыми головками 20 стоек 18 подрезающей скобы 6 установлена на горизонтальном участке 16 коленообразной балки 4 с возможностью в зоне L возвратно-поступательного движения от кривошипно-шатунного механизма 21 с приводом от двигателя 22 (электрического или гидравлического), неподвижно закреплённого через кронштейн 23 на коленообразной балке 4.

Подрезающая скоба 6 выполнена в виде полотна, на котором впереди установлен пилообразный нож 24, а с противоположной стороны подъёмник 25, выполненный в виде направляющих спиц, предназначенных для предварительной очистки срезанного пня от почвы, транспортировки его на ротор 7 и окончательной очистки.

Ротор 7 предназначен для окончательной очистки пней от почвы с помощью бил 26, неподвижно закреплённых на цилиндрической поверхности ротора 7, привод которого осуществляется от гидромотора 27.

Устройство работает следующим образом.

При непрерывном корчевании пней, расположенных параллельными рядами, опорными колёсами 3 с помощью винтовых пар 12 устанавливают подрезающую скобу 6 под углом вхождения в почву на заданную глубину до горизонтального положения (показано на фиг.1). При движении корчевателя за счёт силы тяги трактора и возвратно-поступательного движения пилообразного ножа 24 кривошипом 21 с приводом от двигателя 22 производится подрезание корневой системы пня, в том числе мощных корневых лап (дуб, клён и др.) или центрального корня большого диаметра (осина, сосна и др.), что обеспечивает снижение тягового сопротивления движению агрегата и безостановочное выкорчёвывание пеня.

Функция режущего аппарата обеспечивается пилообразным ножом с возвратно-поступательным движением, размещенным на подрезающей скобе с подъёмником, что упрощает конструкцию, обеспечивает снижение материалоёмкости и повышение эксплуатационной надёжности корчевателя.

После подрезания корневой системы пень транспортируется по поверхности подрезающей скобы 6 на подъёмник 25, где почва частично отделяется от пня и через спицы подъёмника 25 просыпается на поверхность почвы, а окончательная очитка пня осуществляется билами 26 ротора 7. Очищенный от почвы пень выбрасывается на поверхность почвы или в прицепную тележку, а в случае одновременного дробления пней в прицепную дробилку. При удалении очередного пня процедура корчевания повторяется. Завершив корчевание пней в заданном ряду лесопосадки, корчеватель переводят в следующий ряд и технология корчевания повторяется.

При позиционном корчевании пней, хаотично расположенных на вырубках и гарях естественных лесов, корчеватель устанавливают над пнём и опускают на поверхность почвы в такой же последовательности, как и при непрерывном корчевании. После удаления пня несущую раму 1 поднимают в транспортное положение и корчеватель транспортируют к следующему пню, после чего операция повторяется.

Таким образом, корчеватель, включающий несущую раму, механизм навески, опорные колёса, ротор, размещённый на кронштейнах несущей рамы, коленообразную балку в виде двуплечных рычагов, шарнирно установленную на несущей раме, управляемой гидроцилиндром, расположенным на продольной оси несущей рамы, упоры и U-образную подрезающую скобу с подъёмниками в виде направляющих спиц, в котором нижние плечи рычагов подрезающей скобы вверху неподвижно связаны между собой посредством параллельных стоек и перемычки, а внизу неподвижно закреплены на полотне подрезающей скобы, с образованием жёсткой рамы, причём верхние концы стоек подрезающей скобы установлены на шлицевых концах коленообразной балки с возможностью осевого возвратно-поступательного движения от кривошипно-шатунного механизма, неподвижно закреплённого на коленообразной балке, а нож подрезающей скобы, управляемой подвижной рамой, выполнен в виде пилы, обеспечивает упрощение конструкции корчевателя при снижении тягового сопротивления движению агрегата, а также снижение материалоемкости устройства при одновременном повышении эксплуатационной надёжности.

Изобретение относится к области лесохозяйственного машиностроения. Корчеватель содержит несущую раму, механизм навески, опорные колёса, ротор, размещённый на кронштейнах несущей рамы, коленообразную балку в виде двуплечных рычагов, шарнирно установленную на несущей раме, управляемой гидроцилиндром, расположенным на продольной оси несущей рамы, упоры и U-образную подрезающую скобу с подъёмниками в виде направляющих спиц. Нижние плечи рычагов подрезающей скобы вверху неподвижно связаны между собой посредством параллельных стоек и перемычки, а внизу неподвижно закреплены на полотне подрезающей скобы, с образованием жёсткой рамы. Верхние концы стоек подрезающей скобы установлены на шлицевых концах коленообразной балки с возможностью осевого возвратно-поступательного движения от кривошипно-шатунного механизма, неподвижно закреплённого на коленообразной балке. Нож подрезающей скобы, управляемой подвижной рамой, выполнен в виде пилы. Обеспечивается упрощение конструкции корчевателя, снижение материалоемкости устройства при одновременном повышении эксплуатационной надёжности. 2 ил.

Корчеватель, включающий несущую раму, механизм навески, опорные колёса, ротор, размещённый на кронштейнах несущей рамы, коленообразную балку в виде двуплечных рычагов, шарнирно установленную на несущей раме, управляемой гидроцилиндром, расположенным на продольной оси несущей рамы, упоры и U-образную подрезающую скобу с подъёмниками в виде направляющих спиц, отличающийся тем, что нижние плечи рычагов подрезающей скобы вверху неподвижно связаны между собой посредством параллельных стоек и перемычки, а внизу неподвижно закреплены на полотне подрезающей скобы, с образованием жёсткой рамы, причём верхние концы стоек подрезающей скобы установлены на шлицевых концах коленообразной балки с возможностью осевого возвратно-поступательного движения от кривошипно-шатунного механизма, неподвижно закреплённого на коленообразной балке, а нож подрезающей скобы, управляемой подвижной рамой, выполнен в виде пилы.