лесной комбайн

Формула изобретения

1. Лесной комбайн для переработки стоящих деревьев на сортименты и пиломатериалы, содержащий базовую платформу с движителем, поворотную платформу с телескопической стрелой, харвестерную головку, накопительный контейнер, отличающийся тем, что на поворотной платформе установлены устройство подачи, разделения, кантования сортиментов с пиломатериалами и пильный механизм с толкателем, а на телескопической стреле установлены гравитационный спуск, удерживающий захват и харвестерная головка, смонтированная с возможностью поворота относительно горизонтальной оси крепления на конце телескопической стрелы.

2. Лесной комбайн по п.1, отличающийся тем, что устройство подачи, разделения и кантования сортиментов с пиломатериалами выполнено в виде двух размещенных в направляющих рамы друг над другом поперечных транспортеров, с возможностью изменения расстояния между ними и перемещения в вертикальной плоскости, а задняя сторона рамы установлена на шарнире соосно с осью шарнира крепления телескопической стрелы, причем устройство снабжено соединительными рычагами, установленными на оси приводных колес верхнего поперечного транспортера.

3. Лесной комбайн по п.1, отличающийся тем, что гравитационный спуск выполнен в виде телескопического короба с жестким закреплением нижнего неподвижного элемента телескопического короба на нижнем сегменте телескопической стрелы и закреплением подвижного верхнего элемента телескопического короба, с возможностью его скольжения относительно неподвижного, на верхнем сегменте телескопической стрелы, а также нижний неподвижный элемент технологического короба снабжен сбрасывающим транспортером и откидной стенкой, установленной на оси его приводных колес.

4. Лесной комбайн по п.1, отличающийся тем, что накопительный контейнер содержит приводной винтовой ролик, установленный в его приемной части.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области лесной промышленности и может быть использовано для переработки стоящих деревьев на сортименты и пиломатериалы.

Известна сучкорезно-раскряжевочная машина [1], состоящая из колесной базы, поворотного круга с манипулятором, на конце которого смонтировано сучкорезно-раскряжевочное устройство с конусом для обрезки сучьев и раскряжевочным механизмом с цепной пилой, выполняющие обрезку сучьев и раскряжевку на стоящем дереве.

Недостатком этого устройства является пониженная производительность и повышенная энергоемкость в связи с дополнительными затратами времени на снятие сортимента со ствола, укладку его на землю и возврат манипулятора с конусом на ствол для получения следующего сортимента.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению относится лесной комбайн [2], состоящий из базовой платформы с движителем поворотной платформы с телескопическими стрелами и контейнером, установленную на стреле телескопическую стойку с сучкорезной головкой, пильным механизмом, механизмом базирования и удержания сортимента. К недостаткам этого устройства относятся:

- пониженная производительность вследствие последовательного выполнения операций поперечного и продольного пиления и дополнительных затрат времени на продольную распиловку;

- снижения качества пиломатериалов по причине недостатков базирования на стоящем дереве;

- повышенная металлоемкость в связи с наличием дополнительного элемента телескопической стойки.

Целью изобретения является повышение производительности и качества, а также снижение металлоемкости.

Указанная цель достигается тем, что на поворотной платформе лесного комбайна установлены устройство подачи, разделения, кантования сортиментов с пиломатериалами и пильный механизм с толкателем, а на телескопической стреле установлены гравитационный спуск, удерживающий захват и харвестерная головка, смонтированная с возможностью поворота относительно горизонтальной оси крепления на конце телескопической стрелы. Кроме того, накопительный контейнер содержит винтовой ролик с приводом, установленные в приемной части контейнера, а устройство подачи разделения и кантования сортиментов с пиломатериалами выполнено в виде двух размещенных в направляющих рамы друг над другом поперечных транспортеров, с возможностью изменения расстояния между ними и перемещения в вертикальной плоскости, причем задняя сторона рамы установлена на шарнире соосно с осью шарнира крепления телескопической стрелы. Так же устройство подачи снабжено соединительными рычагами, установленными на оси приводных колес верхнего поперечного транспортера.

Гравитационный спуск выполнен в виде телескопического короба, нижний телескопический элемент которого установлен неподвижно на нижнем сегменте телескопической стрелы, а верхний элемент телескопического короба установлен на верхнем сегменте телескопической стрелы с возможностью его скольжения относительно нижнего элемента, кроме того, нижний элемент телескопического короба снабжен сбрасывающим транспортером и откидной стенкой, установленной на оси приводных колес транспортера.

Таким образом, заявленный лесной комбайн соответствует критерию “новизна”. Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области лесной техники позволяет сделать вывод об отсутствии признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом лесном комбайне и принять его соответствующим критерию “существенные отличия”.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлен основной вид лесного комбайна, на фиг.2 - вид сверху по фиг.1, на фиг.3 - разрез А-А по фиг.2.

Лесной комбайн содержит базовую платформу 1, поворотную платформу 2 с установленными на ней: телескопической стрелой 3 с гидроцилиндром 4 и телескопическим гравитационным спуском 5, устройством подачи, разделения и кантования сортиментов и пиломатериалов 6, пильным механизмом 7 с толкателем 8, и накопительный контейнер 9 с винтовым роликом 10. В верхней части телескопической стрелы 3 посредством шарнира 11 установлена харвестерная головка 12 и удерживающий захват 13, а на самой стреле 3 смонтированы неподвижный 14 и подвижный 15 коробчатые элементы гравитационного спуска 5. Неподвижный элемент 14 жестко установлен на нижнем телескопическом сегменте стрелы 3 и снабжен откидной стенкой 16, установленной на одной оси с валом 17 приводного колеса сбрасывающего транспортера 18, подвижный элемент 15 гравитационного спуска 5 установлен неподвижно, относительно верхнего телескопического сегмента стрелы 3 с возможностью скольжения относительно неподвижного элемента 14. В нижней части гравитационного спуска 5 установлена удерживающая шторка 19.

Устройство подачи, разделения и кантования сортиментов 6 смонтировано на оси 20 телескопической стрелы 3 и содержит соединительные рычаги 21, установленные посредством муфт предельного момента на оси приводного колеса транспортера 22, транспортер 23, с возможностью перемещения относительно транспортера 22 по направляющим 24 посредством гидроцилиндров 25. Блок транспортеров 22, 25 установлен на гидроцилиндрах 26 и содержит удерживающие шторки 27, 28, установленные в плоскости шторки 10 гравитационного спуска.

Лесной комбайн работает следующим образом. Харвестерная головка 12 в положении I посредством телескопической стрелы 3 наводится под границу сучковой зоны стоящего дерева, ствол захватывается ножами и подающими вальцами головки 12 удерживающим захватом 13, привод рычагов которого после захвата приводится в плавающее положение. Далее посредством подающих вальцов харвестерной головки 12 осуществляется ее движение вверх по стволу с одновременной обрезкой сучьев и оценкой размерных характеристик ствола. Элементы 14, 15 телескопического гравитационного спуска движутся аналогично телескопическим сегментам стрелы. По достижении вершинной части ствола захват 13 зажимает ствол 9, вершина обрезается цепной пилой харвестерной головки 12 и сбрасывается на землю поворотом харвестерной головки 12 относительно оси шарнира 11 при раскрытых ножах и вальцах харвестерной головки. Удержание стрелы 3 в момент выполнения этой операции производится захватом 13 с опорой на оставшуюся часть стоящего ствола. После сброса вершины харвестерная головка 12 возвращается в исходное положение I (фиг.1) и надвигается на оставшуюся часть ствола посредством стрелы 3 с последующим его зажатием подающими вальцами с одновременным приведением привода рычагов захвата 13 в плавающее положение. В процессе движения вниз по стволу, посредством подающих вальцов, производится отмер длины необходимого сортимента и его отпиливание. Подача сортимента в гравитационный спуск 5 осуществляется поворотом харвестерной головки 12 относительно оси шарнира 11 в положение II (фиг.1) и выталкивание сортимента в элемент 15 гравитационного спуска 5 подающими вальцами. Затем харвестерная головка возвращается в исходное положение I и цикл отмера и раскряжевки повторяется. Далее сортимент под воздействием сил гравитации подается по гравитационному спуску до упора в удерживающую шторку 10 и в зависимости от его назначения (оставление в круглом виде или переработка на пиломатериалы) либо передается в контейнер 9 посредством открытия шторки 19, либо сбрасывается на транспортер 22 устройства подачи, разделения и кантования 6. Сброска осуществляется при сцепленном состоянии стрелы 3 и устройства 6, обеспеченном рычагами 21 в положении I (фиг.3), что позволяет передавать сортименты в дальнейшую переработку при любом положении стрелы 3.

В процессе сброски сортимент перемещается по стрелке А (фиг.3) упорами транспортера 18, одновременно происходит открытие стенки 16 посредством вращения вала 17 привода транспортера 18 и далее сортимент скатывается на транспортер 22 и удерживается на нем в наклонном положении стрелы 3 посредством шторок 27, 28. При последующем перемещении сортимента по стрелке Б (фиг.3) рычаги 21 при вращении вала 22 выводятся из зацепления с стрелой 3 и переводятся в положение II (фиг.3). Муфты предельного момента, соединяющие рычаги 21 и вал транспортера 22 ликвидируют аварийные ситуации. При этом устройство 6 расцепляется со стрелой 3 и устанавливается на гидроцилиндры 26 в плоскости, совпадающей с плоскостью приемного устройства пильного механизма 7. Накопленный запас сортиментов в устройстве 6 позволяет производить параллельно с обработкой стоящего дерева или с переездами от дерева к дереву продольную распиловку сортиментов на пиломатериалы. По исчерпании запаса сортиментов устройство 6 в момент нахождения стрелы 3 в нижнем положении, т.е. в положении совпадения в горизонтальной плоскости, посредством вала привода 22 транспортера через муфту предельного момента поднимает рычаг 21 из положения II в положение I (фиг.3) и сцепляет стрелу 3 с устройством 6. Далее накопление сортиментов производится аналогично вышеизложенному.

Процесс подачи, разделения, кантования и продольной распиловки сортиментов реализуется следующим образом. Сортимент по стрелке Б (фиг.3) транспортером 22 подается в зону пильного механизма 7, где производится распиловка вразвал, затем готовая продукция толкателем 8 выталкивается на транспортер 22 и выгружается в контейнер 9 при поднятии устройства 6 со стрелкой 3 при открытой шторке 28. При нахождении двух и более сортиментов на транспортере 22 процесс распиловки, подачи и разделения изменяется. Первый распиленный вразвал пиломатериал выталкивается толкателем 8 на транспортер 23, выставленный в плоскости приемного устройства пильного механизма посредством гидроцилиндров 26. Следующий сортимент подается в приемное устройство пильного механизма транспортером 22 после опускания устройства 6 гидроцилиндрами 26 на уровень совпадения горизонтальных плоскостей приемного устройства пильного механизма и транспортера 22. Сортимент распиливается и далее процесс циклически повторяется до тех пор, пока все сортименты не подвергнутся переработке. Выгрузка в контейнер 9 осуществляется аналогично изложенному ранее.

Процесс получения обрезного пиломатериала реализуется следующим образом. Транспортер 22 выводится гидроцилиндрами 26 на уровень плоскости приемного устройства пильного механизма 7 и по стрелке 5 подает сортимент в зону пиления. После выпиловки горбыля и определенного количества подгорбыльных досок, они сталкиваются на транспортер 22, соответствующим образом установленный по высоте относительно распиливаемого сортимента толкателем 8. Далее пильным механизмом выпиливается полубрус и одновременно на уровень плоскости приемного устройства посредством гидроцилиндров 26 выводится транспортер 23, на который толкателем 8 подаются выпиленный полубрус, оставшаяся часть сортимента допиливается на подгорбыльные доски и горбыли, при этом на уровень плоскости приемного устройства, гидроцилиндрами 26 заново выводится транспортер 22, на который выталкивается оставшийся необрезной пиломатериал. Одновременно гидроцилиндрами 25 транспортеры 22 и 23 зажимают полубрус с последующим переводом гидроцилиндров в плавающее положение. Далее полубрус кантуется посредством упоров нижней ветви транспортера 22 по стрелке В и верхней ветви транспортера 23 по стрелке Г. По окончании кантования полубруса транспортер 23 реверсируется в направлении, противоположном стрелке Г, с одновременным выводом его гидроцилиндрами 2 на уровень плоскости приемного устройства пильного механизма 7. При этом полубрус подается в зону пиления. После распиловки его на обрезной пиломатериал, последний толкателем 8 выталкивается обратно на устройство 6. Выгрузка пиломатериала в контейнер 9 осуществляется аналогично изложенному ранее. При этом полубрус подается в зону пиления. После распиловки его на обрезной пиломатериал, последний толкателем 8 выталкивается обратно на устройство 6. Выгрузка пиломатериала в контейнер 9 осуществляется аналогично изложенному ранее. При этом посредством винтового ролика производится окончательное перемещение пиломатериалов и сортиментов в продольном направлении контейнера и при необходимости сортировка сортиментов и пиломатериалов на определенные сорторазмеры в поперечном за счет винтовых линий ролика 10.

Повышение производительности лесного комбайна обеспечивается сокращением времени цикла вследствие совмещения операции обрезки сучьев, раскряжевки на сортименты стоящего дерева и продольной распиловки сортиментов на пиломатериалы. Ожидаемая величина снижения времени цикла 1,4-1,6 раза. Улучшение качества получаемых пиломатериалов обеспечивается за счет отлаженных схем базирования обрабатываемых лесоматериалов. Снижение металлоемкости обеспечивается исключением из предлагаемого решения телескопической стойки, дополнительной стрелы и использованием устройства подачи, разделения, кантования и пильного механизма в качестве контргруза на поворотной платформе.

Источники информации:

1. Селиванов П.Ф., Занегин А.А. Безотходная технология лесозаготовок//Журнал "Лесная промышленность", №4, 1999, с.18-19.

2. Патент РФ №2180774, кл. A 01 C 23/083, 23/081.