срезающий аппарат валочной машины

Формула изобретения

1. Срезающий аппарат валочной машины, содержащий диск с вертикально ориентированной осью вращения, имеющий на боковой поверхности шагово смещенные L - образные выемки, в которых расположены резцы со средствами их крепления к диску, при этом один из участков названной выемки радиально ориентирован относительно оси вращения, каждый резец имеет переднюю режущую, заднюю грани, скошенные друг к другу боковые грани, противолежащую передней грани затылочную грань, обращенную к радиально ориентированному участку L - образной выемки, и опорную грань, противолежащую задней грани и обращенную к другому участку названной выемки, расстояние между боковыми гранями превышает толщину диска, отличающийся тем, что поверхности передней режущей грани, затылочной грани каждого резца и соответствующей последней поверхность радиально ориентированного участка каждой L - образной выемки выполнены параллельными друг к другу, задняя грань каждого резца имеет V-образную форму, а противолежащая ей опорная грань - П-образную выемку, при этом средства крепления расположены между последними из названных граней и радиально ориентированы к оси вращения диска, причем ширина П-образной выемки соответствует толщине диска.

2. Срезающий аппарат валочной машины по п.1, отличающийся тем, что каждая боковая грань резца выполнена из двух сопряженных между собой частей соответственно передней, примыкающей к боковой кромке передней грани по параллелограммной форме, и задней - по трапецеидальной форме с меньшим основанием, примыкающим к боковой кромке затылочной грани, при этом задние части боковой грани резца скошены друг к другу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лесозаготовительной промышленности, в частности к срезающим аппаратам валочных машин, осуществляющих срезание деревьев при фронтальном надвигании на них срезающих аппаратов, входящих преимущественно в состав захватно-срезающих устройств.

Известны срезающие аппараты валочных машин, входящие преимущественно в состав захватно-срезающих устройство (ЗСУ), осуществляющих срезание деревьев при фронтальном их надвигании (см. пат. Швеции N 456306, кл. A 01 G 23/08, от 26.09.88 г. и пат. США N 4932447, НКИ: 144-34 (МКИ: A 01 G 23/08) от 12.06.90 г.).

Срезающий аппарат валочной машины по пат. N 456306 содержит пильный диск с вертикально ориентированной осью вращения. Пильный диск известного срезающего аппарата обеспечивает поперечное перерезание волокон древесины без разрывов и смятия их вследствие минимального шагового смещения между резцами диска. В результате перерезания обеспечивается чистота среза торцевых поверхностей спиливаемого дерева, что упрощает технологический процесс сортиментной его разделки.

Однако используемые в срезающих аппаратах пильные диски эксплуатационно ненадежны, особенно в условиях срезания деревьев с различным физико-механическим состоянием их (влажности, древесные пороки и пр.). Постоянный износ резцов диска требует их перезаточки, что может быть обеспечено только при демонтаже диска в целом. Это обстоятельство приводит к значительному ухудшению технико-экономических показателей валочной машины.

Срезающий аппарат по пат. N 4932447 выполнен в виде диска с вертикально ориентированной осью вращения, при этом на боковой поверхности диска с шаговым смещением выполнены L-образные выемки, в которых расположены резцы со средствами крепления их к диску, один из участков названной выемки радиально ориентирован относительно оси вращения диска, каждый резец имеет переднюю режущую, заднюю грани, скошенные друг к другу боковые грани, противолежащую передней грани затылочную грань, обращенную к радиально ориентированному участку L-образной выемки, и опорную грань, противолежащую задней грани и обращенную к другому участку названной выемки диска, при этом расстояние между боковыми гранями резцов превышает толщину диска.

Выполнение срезанного аппарата валочной машины в виде диска со съемно устанавливаемыми на нем резцами улучшает технико-экономические показатели машины, т.к. при износе резцов производят их замену демонтажом последних без демонтажа диска.

Однако в срезающем аппарате по пат. N 4932447 при креплении резцов к диску средства крепления их тангентально ориентированы относительно оси вращения диска с расположением их со стороны затылочной грани каждого резца, что, с одной стороны, повышает надежность крепления резцов крепления резцов к диску вследствие уменьшения силового воздействия нагрузок, действующих в процессе эксплуатации на срезанный аппарат, но, с другой стороны, тангенциальное ориентирование средств крепления резцов к диску увеличивает шаговое смещение L-образных выемок на боковой поверхности диска, что одновременно увеличивает шаг между его резцами. Указанное обстоятельство приводит к ухудшению качества поперечного перерезания волокон при спиливании деревьев, возникают разрывы волокон и их смятие, повышается ворсистость торцевых поверхностей спиливаемых деревьев, уменьшается выход деловой древесины, усложняется процесс сортиментной разделки древесины.

По совокупности конструктивных признаков и их взаимосвязи известное решение по пат. N 4932447 наиболее близко к заявляемому изобретению и выбрано в качестве его прототипа.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, относится к созданию срезающего аппарата валочной машины со съемно устанавливаемыми на диске резцами, конструкции которых и расположение средств крепления позволило бы уменьшить шаговое смещение между резцами для достижения технического результата по улучшению чистоты среза торцевых поверхностей деревьев с одновременным повышением надежности их крепления.

Для решения поставленной технической задачи в срезающем аппарате валочной машины, содержащем диск с вертикально ориентированной осью вращения, имеющий на боковой поверхности шагово смещенные L-образные выемки, в которых расположены резцы со средствами их крепления к диску, при этом один из участков названной выемки радиально ориентирован относительно оси вращения, каждый резец имеет переднюю режущую, заднюю грани, скощенные друг к другу боковые грани, противолежащую передней грани затылочную грань, обращенную к радиально ориентированному участку L-образной выемки, и опорную грань, противолежащую задней грани и обращенную к другому участку названной выемки, расстояние между боковыми гранями превышает толщину диска, в соответствии с изобретением предложено поверхности передней режущей грани, затылочной грани и соответствующей последней поверхности радиально ориентированного участка V-образной выемки выполнить параллельными друг к другу, предложено заднюю грань каждого резца выполнить V-образной формы, а противолежащую ей опорную грань - с П-образной выемкой, при этом средства крепления расположены между последними из названных граней и радиально ориентированы к оси вращения диска, причем ширина П-образной выемки соответствует толщине диска.

Предложено также выполнение каждой боковой грани из двух сопряженных между собой частей: передней, примыкающей к боковой кромке передней грани, по параллелограммной форме, и задней по трапециидальной форме с меньшим основанием, примыкающим к боковой кромке затылочной грани, при этом задние части боковых граней каждого резца скошены друг к другу.

Предложенное конструктивное выполнение резцов позволило средства крепления их к диску радиально сориентировать относительно оси вращения диска, что уменьшило шаговое смещение резцов между собой и обеспечило перерезание волокон древесины без разрывов и смятия, при этом предложенная конструкция резцов повысила надежность крепления их при радиальном размещении средств крепления за счет снижения на последние тангентально направленных усилий при силовых нагрузках на резцы.

При научно-техническом анализе известных срезающих аппаратов валочных машин дискового типа со съемно устанавливаемыми резцами не выявлены срезающие аппараты, конструктивные особенности резцов которых и расположение средств их крепления позволило бы обеспечить технический результат повышения надежности крепления с одновременным улучшением качества срезаемых поверхностей, что свидетельствует о соответствии заявляемого объекта критериям изобретения: новизна, изобретательский уровень, промышленная применимость, что и подтверждается ниже приведенным описанием.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид срезающего аппарата и фрагмент захватно-срезающего устройства валочной машины; на фиг. 2 и 3 - фрагменты срезающего аппарата; на фиг. 4 - резец срезающего аппарата (отверстие крепления условно не показано).

Срезающий аппарат валочной машины преимущественно используется в составе захватно-срезающего устройства (ЗСУ) 1 и содержит диск 2 с вертикально ориентированной осью вращения 3, при этом на боковой поверхности диска выполнены шагово смещенные относительно друг друга L-образные выемки 4, по крайней мере один из участков которых радиально ориентирован относительно оси вращения диска. В L-образных выемках 4 расположены резцы 5, имеющие средства крепления 6 их к диску. Названные средства крепления выполнены преимущественно в виде болтовых соединений. Каждый резец 5 имеет переднюю режущую грань 7, заднюю грань 8, затылочную грань 9, которая противоположна передней грани 7 и обращена к плоскости радиально ориентированного участка L-образной выемки, опорную грань 10, которая противоположна задней грани 8 и обращена к другому участку названной выемки. Поверхности граней 7, 9 и поверхность радиально ориентированного участка выемки параллельны между собой. Задняя грань 8 имеет V-образную форму (см. фиг. 2), а опорная грань 10 - П-образную выемку, ширина которой соответствует толщине диска 2. Средства крепления (болтовое соединение) размещаются между гранями 7 и 9 резца и радиально ориентируются к оси вращения 3 диска 2. Каждый резец имеет также боковые грани 11, которые выполнены из двух частей: передней 12 и задней 13. Задние части 13 граней 11 скошены друг к другу, при этом указанные части 13 имеют трапецеидальную форму с меньшим основанием, примыкающим к боковым кромкам затылочной грани 9, а передние части 12 боковых граней 11 имеют параллелограммную форму и примыкают большим своим основанием к боковым кромкам передней грани 7 резца. Поверхности граней 7, 8, 9, 10 преимущественно имеют плоскостную форму; возможно выполнение названных поверхностей граней и вогнуто-выпуклым формам. При геометрическом построении резца в соответствии с общепринятой теорией резания (см., например, кн. Гороховский К.Ф. и др. "Машины и оборудование лесосечных и лесоскладских работ". М., Экология, 1991 г. , стр. 280-289), каждый резец имеет главную режущую кромку 14 (лезвие резца), боковые режущие кромки 15 и 16, угол резания между плоскостью резания и передней гранью 7, задний угол между плоскостью резания и задней гранью 8 резца, угол заточки между передней и задней гранями резца, передний угол между передней гранью резца и плоскостью, проходящей через главную режущую кромку 14 и нормальной к плоскости резания. Скошенные между собой части боковых граней 13 резца образуют с частями 12 этих граней угол для уменьшения усилий трения между резцом и древесиной. Параметры частей 12 боковых граней резца задаются с учетом размещения средств крепления на резце и технологически заданного ресурса по перезаточке резцов, при этом наличие частей 12 на боковых гранях резца повышает ресурс перезаточки без изменения параметров реза.

Срезающий аппарат входит в состав технологического оборудования валочной машины, преимущественно гидроманипуляторного типа с захватно-срезающим устройством (ЗСУ).

При работе валочной машины ЗСУ фронтально надвигается на стоящее дерево, при этом диск 2 срезающего аппарата вращается и резца 5 внедряются в древесину, осуществляя поперечное перерезание волокон. При резании каждый резец, внедряясь в древесину, производит отделение древесной стружки лезвием 14 и боковыми режущими кромками 15 и 16, при этом при пилении на каждый резец 5 действуют следующие силы: P_л - усилие на главную режущую кромку 14 (лезвие резца); N₁ и N₂ - нормальные давления, производимые на переднюю 7 и заднюю грани 8 резца со стороны древесины. Эти силы создают равнодействующую сил сопротивления P_р, которая прижимает затылочную грань 9 и опорную грань 10 резца 5 к L-образной выемке 4 диска 2, уменьшая тем самым воздействие тангентально направленных усилий на радиально ориентированное средство крепления 6, что значительно повышает надежность крепления резцов 5 к диску 2. Радиальная ориентация средств крепления съемных резцов к диску приводит к значительному уменьшению габаритов резца, что позволило уменьшить шаговое смещение резцов на диске с заданным диаметром в соответствии с конструкторско-технологическими требованиями, определяемыми техническими показателями валочной машины. Уменьшение шагового смещения между резцами улучшает качество срезаемой поверхности за счет уменьшения разрывов и смятия волокон древесины при поперечном их перерезании. Таким образом, благодаря выполнению резца 5 с V-образной формой задней грани 8, с П-образной выемкой опорной грани 10 средства крепления 6 резца радиально сориентированы относительно оси его вращения, а параллельность поверхностей передней, затылочной граней и радиально ориентированного участка L-образной выемки 4 диска 2 обеспечило совместно с формой выполнения опорной грани 10 снижение силовых нагрузок на средства крепления 6, что в целом повышает эксплуатационную надежность срезаемого аппарата и качественное улучшение резания при поперечном перерезании волокон древесины.