Захватно-срезающее устройство лесозаготовительной машины Советский патент 1985 года по МПК A01G23/08 

Изобретение относится к лесозаготовительным машинам, а именно к захватносрезающим устройствам лесозаготовительных машин и может быть использовано в лесной промышленности.

Известно захватно-срезающее устройство лесозаготовительной машины, включающее корпус с зажимным рычагом, механизм срезания с пильной шиной и привод ее йадвигання в виде гидроцилиндра 1.

Однако данное устройство недостаточно эффективно в работе вследствие низкой надежности.

Наиболее близким к изобретению по технической суш,ностии достигаемому результату является захватно-срезающее устройство лесозаготовительной машины, содержащее корпус с вогнутой опорой, зажимные рычаги, механизм срезания в виде пильной шины с кронштейном и осью поворота, совмещенной с осью поворотаодного из зажим ных рычагов, гидроцилиндры поворота зажимных рычагов и надвигания пильной шины, причем осБ крапления к корпусу гндроцилиндра надвигания и ось поворота пильной шины расположены на вершинах треугольника, третьей вершиной которого является середина вогнутой опоры 2.

Недостатком известного устройства является нерациональная компановка его составных элементов, приводящая к снижению эффективности срезания деревьев.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса срезания деревьев.

Указанная цель достигается тем, что в захватно-срезающем устройстве лесозаготовительной машины, содержащем корпус с вогнутой опорой, зажимные рычаги, механизм срезания в виде пильной и1ины с кронштейном и осью поворота, совмещенной с осью поворота одного из зажимных рычагов, гидроцилиндры поворота зажимных рычагов и надвигания пильной шины, причем ось крепления к корпусу гидроцилиндра надвигания и ось поворота пильной шинь расположены на вершинах треугольника) третьей вершиной которого является середина вогнутой опоры, сторона .упомянутого треугольника между осью крепления к корпусу гидроцилиндра надвигания пильной шинЬ и осью поворота пильной шины и сторона между осью поворота пильной шины и серединой вогнутой опоры составляют соответственно 0,74-0,83 и 0,58-0,63 длины пильной ШИНЫ; а угол между указанными сторонами равен 60--75°, причем ось крепления к пильной .шине гидроцилиндра ее надвигания расположена на оси симметрии кронштейна пильной шины и на расстоянии от оси поворота пильной шины, равном 0,15-0,20 ее длины

На фиг. 1 изображено захватно-срезающее устройство лесозаготовительной машины, вид сверху; на фиг. 2 - схема срезания дерева.

Захватно-срезающее устройство лесозаготовительной машины монтируется при помощи горизонтального шарнира 1 на подвеске манипулятора (не показана) и содержит корпус 2 с вогнутой опорой 3, зажимные рычаги 4, механизм срезания в виде пильной шины 5 с кронштейном 6 и осью 7 поворота, совмещенной с осью поворота одного из зажимного рычагов 4, гидроцилиндры 8 и 9 соответственно поворота зажимных рычагов 4 и надвигания пильной шины 5. Кронштейн 6 установлен на оси 7 поворота пильной шины 5 и служит для установки на нем пильной шины 5 и оси 10 крепления к пильной шине 5 гидроцилиндра 9 ее надвигания. Если ось 11 крепления к корпусу 2 гидроцилиндра 9 надвигания пильной шины и ось 7 поворота пильной шины 5 соединить линиями между собой и с серединой вогнутой опоры 3, то образуется треугольник ABC

Сторона АС упомянутого, треугольника между осью 11 крепления к корпусу 2 гидроцилиндра 9 надвигания-пильной шины и осью 7 поворота пильной шины 5 и сторона АВ между осью 7 поворота пильной шины 5 и серединой вогнутой опоры 3 составляют соответственно 0,74-0,83 и 0,58-0,63 длины L пильной шины 5, а угол между указанными сторонами равен 60-75. При этом ось 10 крепления к пильной шине 5 гидроцилиндра 9 ее надвигания расположена на оси симметрии кронштейна 6 пильной шины 5 на расстоянии AD от оси 7 поворота пильной шины 5, равном 0,15-0,20 ее длины.

На фиг. 2 также показаны срезаемое дерево 12, плечо усилия гидроцнлнндра надвигания пильной шины относительно точки А-h, начальное, среднее и конечное положение пильной шины в процессе резания соответственно 1, II, III.

Захватно-срезаюшее устройство лесозаготовительной машины работает следующим образом.

Дерево 12 зажимают рычагами 4, включают привод вращения пильной цепи (не показаны) и с помощью гидроцилиндра 9 подводят пильную шину 5 к дереву 12 н срезают его.

Эффективность процесса срезания деревьев в значительной мере определяется величиной усилия надвигания и закономерностью ее изменения в зависимости от положения в реэе. В предложенном устройстве усилие надвигания пильной шины 5 определяется как момент усилия, развиваемого гидроцилиндром 9 относительно точки А. При постоянном усилии на штоке гидроцилиндра 9 меняется плечо усилия h. h, hj. Плечо h минимально в положениях I и 111 и максимально в положении If, гдеНо АЦ. Наиболее тяжелые условия резания наблюдаются при срезании деревьев максимального Йля предложенного захватно-срезающего устройства диаметра. Рассмотрим конкретный случай. Точка В указанного треугольника ABC является точкой зареза ния пильной цепи вместе с пильной шиной 5 в дерево 12. В момент взаимодействия пильной цепи с деревом 12 на нее действуют динамические нагрузки, величина которых зависит от усилия надвигани;(. За счет размещения оси 7 поворота пильной шины 5, оси 11 крепления к корпусу 2 гидроцнлиндра 9 надвигания пильной шины и середины вогнутой опоры 3 на вершинах треугольника ABG с заданным значением сторон АС и АВ по отношению к длине пильной шины 5, как базового параметра, и принятого угла между ними усилие надвигания принимает минимальное значение в положение 1. Это снижает динамические нагрузки, действующие на пильную цепь в момент ее зарезания в древесину, и способствует оптималь-. ному течению процесса резания в начальной стадии, гд€ площадь перерезаемой древеси.ны мала. В положении II, когда пильная шина 5 проходит через центр срезаемого дерева 12, необходимо максимальное усилие надвигания, что обеспечивается за счет выбранного соотношения сторон АС и АВ треугольника ABC и угла между ними. При этом достигается максимальная производительность резания, необходимая в положении II с максимальной площадью перерезаемой древесины, что уменьшает общее время срезания дерева. Расстояние между осью 10 и осью 7, равное 0,15-0,20 длины пильной шины L, выбрано из расчета обеспечения максимальной производительности резания в положении II. Размещение оси 10 на оси симмет. рии кронштейна 6 пильной шины 5 способствует более равномерному распределению нагрузок, передаваемых на пильную шину 5 от усилия гидроцилиндра 9 надвигания пильной шины. В положении III необходимо незначительное усилие надвигания, так как площадь перерезаемой древесины уменьшилась ло сравнению с положением II, а большее ее значение может вызвать образование микротрещин, неровностей в перерезаемой древесине, что отрицательно сказывается на образовании перемычки- вокруг которой производят валку деревьев большого диаметра и от которой в значительной степени зависит точность валки. За счет рациональной компоновки элементов и выбранного их соотношения в предлагаемом устройстве усилие надвигания уменьшаются в положении 1П, что улучшает процесс резаиия в конечной стадия. При срезании деревьев среднего.диаметра процесс срезания заканчивается в положении II, что несколько ухудшает образование перемычки. Но так как при валке деревьев среднего для предложенного захватно-срезающего устройства диаметра перемычки не оказывает существенного влияния на последующую валку по сравнению с деревьями максимального диаметра, то принятое соотношение элементов.и их размещение вполне приемлемы для данного случая. При. наличии деревьев малого диаметра процесс срезания заканчивается в положении I. Процесс срезания ведут без остановления перемычки, а небольшие усилия надвигания в этом положении обеспечивают неKtiiopoe снижение э; ергоемкости срезания. Величина стороны АВ треугольника ABC в пределах 0,58-0,63 длины пильной шины принята из условия обеспечения .срезания деревьев максимального диаметра при наименьших габаритных размерах захватно-срезающего устройства. При значениях стороны АВ менее 0,58 длины пильной шины уменьшается максимальный диаметр сре аемого дерева при одновременном недоиспользовании всей длины пильной . При значениях стороны АВ более 0,63 длины пильной шины увеличиваются габаритные размеры захватно-срезающего устройства, а при срезании деревьев максимального диаметра пильная шина не захватывает всего срезаемого дерева, образуется недопиленная перемычка, что приводит к значительному ухудшению процесса валки дерева. Величина стороны АС в пределах 0,74- 0,83 длины пильной шины является также оптимальной. Значение данного параметра совместно со зна ением стороны АВ и угла ВАС между иими обеспечивает необходимую закономерность изменения усилия надвигания пильной шины в зависимости от ее положения в резе. Предлагаемая компоновка захватно срезающего устройства с указанными параметрами выбрана в результате экспериментальных исследований как наиболее оптимальный вариант. Следовательно, выбор указанных значений сторон АС и АВ треугольника, угла между ними, размещение оси 10 на оси симметрии кронштейна 6 пильной шины 5 на расстоянии от оси 7, равном 0,15-0,20 длины пильной щины 5, обеспечивает улучшение показателей процесса срезания: необходимую закономерность изменения усилия надвигания от положения пильной шины в резе, максимальную производительность срезания и улучшение образования перемычки при срезании деревьев максимального диаметра; снижение энергоемкости при срезании деревьев малого диаметра.

.Таким. образом, применение предлагаемого устройства позволяет повысить эффекгивность процесса срезания деревьев.

Кроме того, выбранное ссютношение элементов позволяет уменьшить Габаритные размеры устройства, егометаллоемкость.

ЗАХВАТНО-СРЕЗАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ, содержащее корпус с вогнутой опоро§, зажимные рычаги, механизм срезания в виде пильной шины с кронштейном и осью поворота, совмещенной с осью поворота одного из зажимных рычагов, гидроцилиндры поворота зажимных рычагов и надвигания пильной шины, причем ось крепления к корпусу гидроцилиидра надвигания и ось поворота пильной шины расположены, на вершинах треугольника, третьей вершиной которого является середина вогнутой опоры, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса срезания деревьев, сторона упомянутого треугольника между осью крепления к корпусу гидроцилиндра надвигания пильной шины и. осью поворота пильной шины и сторона между осью поворота пильной щииыи серединой вогнутой опоры составляют соответственно 0,74-0,83 и 0,58-0,63 длины пильной шины, а угол между указанными сторонами равен 60-75°, „ причем ось крепления к пильной шине гидроцилнидра ее надвигания расположена на оси симметрии кронштейна пильной шины и на расстоянии от оси поворота пильной шины, равном 0,15-0,20 ее длины. .