мобильное устройство для сортировки круглых лесоматериалов и поштучной разборки их пачек

Формула изобретения

1. МОБИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ И ПОШТУЧНОЙ РАЗБОРКИ ИХ ПАЧЕК, включающее установленные по ходу технологического процесса элеватор, торцеравнитель, механизм поштучной выдачи и поперечный сортировочный транспортер, смонтированные на общей раме, шарнирно сочлененной в вертикальной плоскости и установленной с возможностью перемещения на колесах перпендикулярно к продольной оси устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства за счет обеспечения разгрузки автолесовозов, повышения производительности и надежности, оно снабжено дополнительной рамой, одним концом шарнирно закрепленной на общей раме устройства и имеющей на втором конце опорный башмак для опоры на грунт в момент съема пачки лесоматериала, и размещенным на дополнительной раме бункером с подвижной и неподвижной стенками, тросовой люлькой и порожком, размещенным в зоне действия элеватора, при этом подвижная стенка бункера выполнена в виде вилочного захвата со стойками, размещенного на подвижной платформе, установленной с возможностью перемещения на дополнительной раме устройства, тросовая люлька свободными концами канатов подвижно, например через поводки с кольцами на концах, соединена с концами вил вилочного захвата, а стойки вилочного захвата имеют управляемые дистанционно замки для соединения и освобождения колец на концах канатов тросовой люльки в процессе захвата пачки лесоматериалов на автолесовозе и перемещения ее в бункер устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью совмещения функций вилочного захвата для разгрузки автолесовозов с функциями бункера для разборки пачек лесоматериалов, вилы захвата закреплены на их общей со стойками оси поворота на подвижной платформе шарнирно и эксцентрично относительно этой оси.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что канаты тросовой люльки имеют на свободных концах кольца, причем диаметр этих колец выполнен более диаметра колец на концах поводков, через которые канаты тросовой люльки подвижно соединены с концами вил вилочного захвата.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между механизмом разборки пачек лесоматериалов и механизмом поштучной выдачи бревен на каретки поперечного сортировочного транспортера установлен дополнительный подъемник бревен с порожком для передачи через него бревна, причем привод подвижно связан с приводом механизма поштучной выдачи и приводом перемещения кареток сортировочного транспортера, например, с помощью механизмов прерывистого действия типа мальтийского креста.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лесной промышленности и может применяться для выполнения комплекса технологических операций по разгрузке автолесовозов, поштучной разборки пачек бревен, поштучной выдачи их на каретки сортировочного транспортера и сортировки круглых лесоматериалов по породному составу, диаметру и качеству. Предлагаемое устройство может применяться для сортировки круглых лесоматериалов на ЦБК, ЛПК, ЛПБ, ЛПХ и пр.

Известно устройство для разборки пучков бревен и образования поперечной щетки (авт. св. N 353893, кл. B 65 C 69/20, 1972), включающее бункер, образованный подвижной и неподвижной стенками, тросовую люльку и наклонный элеватор с крючьями для захвата бревен, в котором для уменьшения ударных нагрузок на рабочие органы элеватора на неподвижной стенке бункера смонтирован порожек, высота которого превышает высоту крючьев элеватора.

Недостатком данного устройства является то, что оно рассчитано на использование его в стационарном варианте и шарнир подвижной стенки закреплен на фундаменте неподвижно. Свободные концы канатов тросовой люльки жестко закреплены на конце подвижной стенки. Подвижная стенка не имеет вертикальных стоек и, следовательно, не может опускаться на концах канатов тросовой люльки в горизонтальное положение. Все это не позволяет использовать данное устройство для создания мобильных машин, сортирующих круглые лесоматериалы.

Известно устройство для поштучной разборки крупнообъемных пачек бревен (авт. св. N 698878, кл. B 65 C 59/06, 1979), содержащее бункер, образованный подвижной и неподвижной стойками, нижние концы которых шарнирно соединены между собой, тросовую люльку, расположенную над бункером, наклонный элеватор с крючьями для захвата бревен, горизонтальный подающий транспортер и лебедку с запасованным на ее барабане тросом, которое для сокращения времени на разбор пачки снабжено горизонтальными направляющими, расположенными на одном уровне с горизонтальным подающим транспортером, а подвижная стойка снабжена упором, оборудованным ползуном, перемещающимся в направляющих, при этом оба конца лебедки прикреплены в ползуну.

К недостаткам этого устройства можно отнести те же недостатки, что и у устройства по авт. св. N 353893. Главным остается то, что шарнир подвижных стоек выполнен стационарным, а первоначальный подъем подвижных стоек, после того как в них подана пачка круглых лесоматериалов, осуществляется движением ползунов и упоров.

Известна сортировочная каретка поперечного транспортера (авт. св. N 335172, кл. B 65 C 41/02, 1972), включающая установленную на катках и поворотную вокруг своей продольной оси несущую балку, шарнирно соединенную при помощи коленчатого поводка с грузовыми цепями транспортера, в которой для снижения металлоемкости каретки несущая балка снабжена с двух сторон рядом кронштейнов, крайний из которых выполнен с расположенными параллельно продольной оси балки направляющими, в которых подвижно установлен вал с адресным роликом, причем кронштейны образуют между собой лоток, ось симметрии которого смещена относительно продольной оси балки в сторону опрокидывания каретки, фиксация которой в горизонтальном положении осуществляется при помощи укрепленных на ряде кронштейнов роликов и адресного ролика.

Данное изобретение послужило основной для создания самого производительного в мире поперечного сортировочного транспортера в линии ПРС-СибНИИЛП, испытания которого в производственных условиях были проведены в 1983 году на Новоенисейской ЛДК. Комиссия приняла линию и рекомендовала ее для внедрения на предприятиях отрасли. Однако эта линия была спроектирована автором данной заявки как стационарный механизм. Линия ПРС, как все подобные стационарные механизмы, потребовала оснащения ее значительным количеством разного рода выносных транспортеров, лотков и транспортеров для уборки из-под нее коры и мусора. Наличие этих вспомогательных механизмов резко, почти в два раза, повысило стоимость линии и в несколько раз уменьшило коэффициент ее надежности. Необходимо отметить, что сортировочные комплексы для сортировки круглых лесоматериалов Финской фирмы "Валмет" на Лесосибирском ЛДК-2 по этой же причине, что и ПРС, обладают исключительно низким коэффициентом надежности и приносят предприятию ежегодные убытки от их эксплуатации.

Кинематическое взаимодействие сортировочных кареток в устройстве по ав. св. N 335172, с иными механизмами агрегатов, например в линии ПРС, в какой-то степени раскрывает техническое решение, авт. св. используемое в механизме загрузки кареток поперечного сортировочного транспортера длинномерными грузами (авт. св. СССР N 335179, кл. B 65 C 41/02, 1975), включающее поперечный подающий транспортер и механизм поштучной подачи, выполненный в виде двух последовательно установленных валов с расположенными на них соответственно звездочками и крестовинами, имеющими общий привод, в котором для безударной подачи бревен на каретку сортировочного транспортера механизм поштучной подачи выполнен с приспособлением прерывистого движения звездочек и крестовин, а со стороны рамы сортировочного транспортера установлена наклонная полка с размещенными под ней поворотными роликами, взаимодействующими в процессе работы с кронштейном каретки, имеющей дополнительный рычаг с катком, перемещаемым по смонтированной на раме направляющей и расположенным по обе стороны шибером. Кинематическое взаимодействие кареток сортировочного транспортера в устройстве по авт. св. СССР N 335172 с механизмом поштучной выдачи осуществляется в этом изобретении с помощью механизма прерывистого действия типа мальтийского креста, обеспечивающего строго заданный поворот крестовины отсекателя в момент подхода к нему каретки и передачи при этом очередного предмета, в данном случае круглого лесоматериала, с крестовины на каретку. Однако круглые лесоматериалы имеют самые различные размеры не только по длине, но и по сечению и самую различную форму. Данный механизм, обеспечивая надежную укладку предмета в сортировочную каретку при поступлении в отсекатель лесоматериалов с большой разницей в диаметрах (например 80 см и 5 см одновременно), не в состоянии их разделить и иногда выдает на каретку одновременно оба предмета.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для сортировки лесоматериалов (авт. св. СССР N 1839740 кл. B 07 C 5/14, 1988), включающее установленные по ходу технологического процесса механизмы подачи, разобщения пачек и поштучной выдачи лесоматериалов на поперечный сортировочный транспортер, в котором для упрощения конструкции, повышения надежности и производительности механизм устройства смонтирован на общей раме, выполненной шарнирно сочлененной в вертикальной плоскости с возможностью перемещения перпендикулярно к продольной оси устройства.

Это устройство, обладая существенными преимуществами перед существующими устройствами для сортировки круглых лесоматериалов, тем не менее имеет ряд недостатков. Загрузку устройства, как впрочем и загрузку всех существующих в настоящее время механизмов для сортировки круглых лесоматериалов, осуществляет отдельный грузоподъемный механизм - автопогрузчик, кран, манипулятор и пр. В данном случае устройство по авт. св. N 1839740 загружается или краном, или автопогрузчиком. Для этого приемный стол устройства выполнен в виде поперечного 3-цепного лесотранспортера. Наличие в нем этого приемного транспортера и является вторым недостатком этого устройства. Этот транспортер выполняет свои функции и обеспечивает загрузку сортировочного транспортера лесоматериалами, однако в силу выполняемых им функций он достаточно громоздок, требует мощного привода и главное требует совместно с механизмами для поштучной разборки пачек лесоматериалов значительных конструктивных габаритов, а следовательно, мощной рамы и большой металло-и энергоемкости.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в сборе: на фиг. 2 - его головная часть в более крупном масштабе.

Устройство состоит из бункера 1 с подвижной и неподвижной станками 1. Неподвижная стенка 2 представляет собой ряд балок, к которым прижимается пачка лесоматериалов после ее снятия с автолесовоза. В качестве подвижной стенки бункера 1 использован вилочный захват 3, который может поворачиваться вокруг своей оси гидроцилиндрами вилочного захвата 4. Балки неподвижной стенки 2 бункера 1 обрываются в зоне действия элеватора порожком 5. Элеватор 6 предназначен для поднятия лесоматериалов, перевалившихся через порог 5 из бункера на торцеравнитель 7. Для поштучного разделения щети лесоматериалов и поштучной укладки лесоматериалов и поштучной укладки лесоматериалов на каретки сортировочного транспортера в устройстве установлен механизм поштучной выдачи 8. Поперечный сортировочный лесотранспортер 9 состоит из ряда сортировочных кареток 10, коленчатыми поводками 11 соединенных с тяговыми цепями 12 устройства. Сортировочные каретки 10 перемещаются по рельсовым путям, уложенным в два яруса. Тяговые цепи 12 перемещаются по своему замкнутому контуру, а сортировочные каретки - по рельсовым путям. Так как каретки к цепям присоединены с помощью коленчатых поводков 11, цепи и каретки перемещаются по разным независимым друг от друга контурам, причем каретка, перемещаясь по нижним рельсовым путям, у ведомого туера транспортера через лекальную кривую и шибер переходит с нижнего яруса рельсовых путей на верхний. В этот момент узел крепления коленчатого поводка к тяговой цепи 12 огибает ведущий туер, сортировочная каретка поднимается на верхний ярус рельс, останавливается и меняет направление своего движения. Дойдя до левого перехода, она опирается роликами своих коленчатых поводков на лекальные кривые левого перехода и плавно опускается на нижние рельсы, останавливается (в этот момент на нее укладывается сортируемый предмет) и снова совершает свое движение по нижнему фрусу рельсовых путей вдоль фронта карманов-накопителей).

Сортировочный транспортер (каретки 10, коленчатые поводки 11, тяговые цепи 12) смонтирован на общей раме устройства 13, имеющей три точки опоры в виде рельсовых путей. Для того, чтобы устройство лучше вписывалось в свои пути и для более рационального распределения нагрузок на опоры, рама устройства 13 имеет шарнир 14. Таким образом общая рама 13 шарниром 14 разделяется на две части (этих частей может быть и больше) - на часть общей рамы под сортировочным транспортером 15, перекрывающей рельсовые пути, например, крана КСК-10, если устройство работает в совокупности с ним, или весь фронт карманов-накопителей, если оно работает в совокупности с кранами иных марок, и на часть общей рамы под раскатный стол 16 и съемник. Как было отмечено выше, предлагаемое устройство имеет три точки опоры (фиг. 1) - крайние точки опоры 17 и промежуточную 18. Каждая опора имеет крановые колесные приводные пары 19, перемещающие все устройство по рельсовым путям 20 вдоль фронта рядов карманов накопителей и штабелей. На фиг. 2 в более крупном масштабе показана головная часть предлагаемого устройства. Она представляет собой механизм для разгрузки автолесовозов. Кроме вилочного захвата 3, который выполняет роль захвата и роль подвижной стенки бункера, механизм имеет неподвижные стойки 21, смонтированные на оси поворота 23, которая в свою очередь смонтирована неподвижно на подвижной платформе 22. На оси поворота 23 свободно лежит вилочный захват 3, а его шарнир 24 смещен относительно оси поворота 23 на величину, обеспечивающую работу вил захвата 3 после прекращения воздействия на них гидроцилиндров 4. Подвижная платформа 22 механизма разгрузки автолесовозов перемещается в пазах рамы платформы вилочного захвата 25, одним концом опирающейся через шарниро рамы 26 на часть общей рамы устройства под раскатный стол 16, а другим в процессе снятия пачки лесоматериалов с автолесовоза на аутриггеры 27. Гидроцилиндры аутриггеров 27 опираются на общий башмак, соединенный шарнирно рамой аутриггера 28 с рамой раскатного стола 16. Канаты 29 одним концом закреплены на барабанах лебедки 30, а другие их концы имеют кольца и через подвижные кольца 31, меньшего диаметра чем первые, и через поводки 32 соединены с концами вил вилочного захвата 3. На промежуточной опоре устройства 18 смонтирован общий привод 33 для сортировочного транспортера 9 и механизма поштучной выдачи 8. Стойки 21 вилочного захвата в верхней своей части имеют специальные захваты с управляемыми дистанционно замками 34, обеспечивающими надежный захват на них концов канатов 29 и их дистанционное освобождение после того, как пачка лесоматериалов будет снята с автолесовоза, подвинута к неподвижной стенке 2 и вилочный захват 3 гидроцилиндрами 4 будет поднят в свое верхнее крайнее положение. С этого момента вилы вилочного захвата работают как подвижная стенка бункера, а канаты выполняют роль тросовой люльки. С тем, чтобы поштучно разделить щеть круглых лесоматериалов при значительной разнице в диаметрах бревен, между шнековым торцеравнителем 7 и механизмом поштучной выдачи 8 установлен специальный подъемник 35 с порожком для поштучного разделения лесоматериалов 36. Под рамой сортировочного транспортера 9 между опорами 17 и 18 устройства размещаются карманы - накопители 37, причем размещаются они несколькими параллельными друг другу рядами на всем расстоянии перемещения предлагаемого устройства. На раме раскатного стола 16, кроме вышеперечисленных механизмов, размещается привод перемещения платформы вилочного захвата 38. На фиг. 2 дополнительно обозначены, автолесовоз 39 и операторская 40, в которой размещены все системы управления предлагаемым устройством.

Устройство работает следующим образом. Перед началом работы оператор устройства поднимает аутриггеры 27, включает механизм передвижения 19 и устанавливает все устройство над одним из рядов карманов - накопителей 37. Автолесовозов 39 останавливается около устройства так, чтобы центр тяжести пачки лесоматериалов приблизительно совпадал с центральной осью устройства. Вилочный захват 3 заходит под пачку лесоматериалов на автолесовозе, под пачку протаскиваются оба конца канатов 29 тросовой люльки, которые перебрасываются через пачку и кольцами 31 закрепляются в захватах с управляемыми замками 34. После этого включаются гидроцилиндры управляемых замков и они прочно закрываются. Это исключает самопроизвольное открывание замков во время съема пачки с автолесовоза. Затем включается лебедки 30 канатов 29 и выбирается их слабина. После того как канаты плотно охватили пачку, открываются коники автолесовоза, включаются гидроцилиндры 4 и привод перемещения платформы вилочного захвата 38. Пачка перемещается с автолесовоза к неподвижной стенке 2 устройства и одновременно поворачивается на угол, приблизительно равный 45^о. После того как пачка оказалась в бункере 1, образовано с одной стороны неподвижной стенкой 2, а с другой вилочным захватом 3, и автолесовоз отошел от устройства, включаются гидроцилиндры дистанционно управляемых замков 34, их захваты сначала освобождаются от запоров, а затем открываются. Кольца 31 канатов 29 освобождаются. Включается лебедка 30 и канаты 29 наматываются на барабан до тех пор, пока кольца 31 не достигнут колец поводков 32, а так как первые выполнены по размерам более вторых, канаты 29, натягивая поводки 32, окажутся прочно связанными с концами вил вилочного захвата 3. Бункер 1 с этого момента превращается в раскатный стол с гибкой тросовой люлькой, готовый к работе. После того как пачка лесоматериалов снята с автолесовоза и подготовлена к ее разборке включаются элеватор 6, торцеравнитель 7 и насосная станция подъемника 35. Включая и выключая привод лебедки 30, включая при необходимости его реверс, оператор устройства разматывает побревенно всю пачку лесоматериалов подавая ее через порожек 5 на элеватор 6. При этом на элеваторе 6 и торцеравнителе 7 образуется однорядная плотная щеть лесоматериалов, выравненная по одному торцу и строго ориентированная относительно продольной оси устройства. Последнее достигается тем, что сначала на порожке 5 любой перекошенный лесоматериал находит себя, а затем сплошная стенка подъемника 35, в которую упирается щеть лесоматериалов.

Работа подъемника 35, как и работа механизма поштучной выдачи 8, связана с движением сортировочной каретки поперечного сортировочного транспортера. Первый связан с ним двумя системами электрогидроуправления, работающими в ручном и автоматическом режимах, второй - жестко через механизм прерывистого действия типа мальтийского креста. Подъемник отделяет лесоматериал от их поперечной щети предварительно. В этот момент в процессе отделения в любой момент может вмешаться оператор. Лесоматериал поступает в механизм поштучной выдачи 8 жестко кинематически связанным с движением сортировочных кареток 10 с помощью цепной передачи и автомата прерывистого действия типа мальтийского креста. В момент подхода каретки 10 к механизму поштучной выдачи 8 очередной лесоматериал укладываются на каретку 10, автомат обмера или оператор визуально оценивает сортируемый предмет, определяет его сорторазмер и закладывает эту информацию в сортировочную каретку 10. С момента получения информации о предмете сортировочная каретка 10 от места заказа до места сброса предмета в соответствующий карман - накопитель 37 становится носителем предмета, информации о нем и запаса потенциальной энергии, необходимой для освобождения каретки 10 от сортируемого предмета.

После выдачи на ламели элеватора 6 последнего бревна из бункера 1 вилочный захват 3 гидроцилиндрами 4 опускается в свое исходное положение, кольца 31 канатов 29 надеваются на крючья, закрепленные на раме 25, канаты 29 перебрасываются через ролики, консольно, закрепленные на боковых стенках вил вилочного захвата (эти элементы конструкции устройства на рисунках не показаны), включается лебедка 30 и привод подвижной платформы 22, канаты 29 вытягиваются с барабана лебедки 30. Затем вилочный захват возвращается в исходное положение, подходит очередной автолесовоз и цикл работы устройства повторяется.

Предлагаемое устройство, наряду с саморазгрузкой может работать как все существующие, т. е. в вилочный захват пачка лесоматериалов может быть подана автопогрузчиком, краном или манипулятором. После того как часть (или один) из карманов-накопителей 37 будет заполнена сортированными лесоматериалами, сортировка прекращается, аутриггеры 27 поднимаются, включается привод колес 19 и все устройство переезжает на свободный от лесоматериалов ряд карманов-накопителей 37. Аутриггеры 27 снова опускаются на свои башмаки (привод колес устройства снабжены электротормозами и поэтому при остановке его над рядом карманов - накопителей все устройство жестко фиксируется над ним) и устройство продолжает процесс сортировки. Тот ряд карманов - накопителей, который заполнен сортированными лесоматериалами и который открылся после переезда устройства на новое место работы, краном с помощью грейфера освобождается. Освобождение карманов может также осуществляться с помощью специальных строп-контейнеров.

Предлагаемое решение перед известными имеет ряд преимуществ. Оно позволяет упростить сортировочный комплекс, сделать независимым сортировочное устройство от иных механизмов при его загрузке. Так как предлагаемое устройство позволяет отказаться от стационарных сортировочных, выносных транспортеров, накопительных бункеров и галлерей, их механизмов и систем управления, сортировочные комплексы по предлагаемому изобретению становятся на порядок дешевле.