Устройство для заготовки древесины

Международная патентная классификация:       A01G

Патент на изобретение №:      2164741

Автор:      Лопатин А.М.

Патентообладатель:      Марийский государственный технический университет

Дата публикации:      10 Апреля, 2001

Начало действия патента:      21 Апреля, 1999

Адрес для переписки:      424024, г.Йошкар-Ола, пл. Ленина 3, МарГТУ, Отдел интеллектуальной собственности

Изображения

Изобретение относится к заготовке древесины сортиментами и может быть использовано в лесной промышленности. Машина устройства для заготовки древесины имеет раму-гидробак с элементами гидроаппаратуры и силовыми установками и автономный пульт дистанционного управления. Колесные пары машины для использования ее в качестве средства передвижения по стволу дерева посредством оси соединены с рамой-гидробаком. Это позволит снизить материальные и энергетические затраты при заготовке древесины. 15 ил.

Изобретение относится к заготовке древесины сортиментами и может использоваться в лесной промышленности.

Известен способ машинной заготовки древесины, включающий следующую последовательность операций-этапов: 1. Валка 2. Трелевка 3. Обрезка сучьев 4. Раскряжевка (см. книгу: В.Г.Кочегаров, Ю.А.Бит, В.И.Меньшиков "Технология и машины лесосечных работ", Лесная пром-сть, Москва, 1990 г., с. 18-25). Недостатком этого способа является необходимость в комплексе специализированных машин, осуществляющих каждая свою технологическую операцию. Основной недостаток: высокая энергонасыщенность машин, значительная масса, обусловленная спецификой реализации технологической операции, состоящей в перемещении дерева относительно машины. Так, например, при осуществлении валки леса ЛП-19, либо другой аналогичной машиной, осуществляется укладка в пакет с подъемом и перемещением всей биомассы дерева относительно самой машины. Поэтому в рассматриваемом случае необходима значительная масса машины, позволяющая обеспечить устойчивость машины, а это приводит к необходимости иметь мощную энергосиловую установку. Масса машины также объясняется расстоянием от машины до дерева, над которым совершается технологическая операция. Аналогичные недостатки присущи и другим операциям: трелевке, обрезке сучьев, раскряжевке.

Известно устройство, работа которого обеспечивается следующей последовательностью этапов: 1. Валка 2. Обрезка сучьев 3. Раскряжевка 4. Трелевка-вывозка сортиментов Эти операции осуществляются многофункциональным рабочим органом, прикрепленным к манипулятору какой-либо машины, и известны под названием "харвестер".

В данном способе недостатки, присущие вышеописанному способу, частично решены. Валка осуществляется без подъема массы древесины, что значительно облегчает манипулятор и саму машину. А такие операции, как обрезка сучьев и раскряжевка, производятся путем перемещения массы дерева относительно машины. Это обстоятельство объясняет необходимость присущего харвестеру массы машины, так же она объяснима необходимостью перемещения и наведения рабочего органа с помощью манипулятора на дерево.

Известно устройство, многооперационная машина харвестер Локомо 919/750, состоящая из машины, манипулятора с прикрепленным к ней рабочим органом. Недостаток машины - значительная масса, необходимая для сохранения устойчивости при технологических перемещениях дерева и наведения рабочего органа на дерево при значительном вылете манипулятора. (см. Можаев Д.В., Илюшкин С.Н. Механизация лесозаготовок за рубежом М.: Лесная пром-сть 1988 г., с.236).

Наиболее близким устройством является многооперационная машина Макери 34Т, состоящая из машины, короткой стрелы с прикрепленным к ней рабочим органом, состоящим из сучкорезных ножей, пильного механизма, протяжных вальцов. Недостатки, присущие Локомо 919/750, частично решены, машина имеет короткую стрелу, она подъезжает непосредственно к дереву, поэтому масса машины меньше Локомо 919/750, но остальные операции осуществляются перемещением дерева относительно машины, в связи с этим необходима значительная остаточная масса, являющаяся ее недостатком.

Технический результат - снижение удельных материальных и энергетических затрат при заготовке древесины. Этот результат достигается тем, что колеса установлены на машине с возможностью трансформации и одновременно могут использоваться в качестве средства передвижения как по земле, так и по стволу дерева, машина имеет вес меньший средней массы дерева, обусловленной компактным размещением конструктивных элементов и дистанционной системой управления. Устройство для выполнения этой последовательности операций содержит раму, гидроаппаратуру, две пары колес, которые могут быть охвачены попарно гусеничной лентой, захватно-срезающее устройство (ЗСУ) с сучкорезными ножами и пильным механизмом, стрелу, двигатели, блок приема и управления.

На фиг. 1 изображено устройство для заготовки древесины, общий вид; на фиг. 2 - вид по А на фиг. 1, по направлению движения; на фиг. 3 - перемещение ЗСУ относительно машины; на фиг. 4 - расположение и кинематическая связь механизма трансформации колес; на фиг. 5 - расположение и кинематика движения стрелы относительно машины и захвата лежащего дерева; на фиг. 6 - кинематика трансформации колес, на фиг. 7-15- последовательность и кинематика выполнения технологических операций.

Способ заготовки древесины заключается в следующем: машина подъезжает к дереву, поднимает ЗСУ и захватывает сучкорезными ножами ствол дерева, впоследствии используя гидроцилиндр подъема ЗСУ, подтягивает саму машину к дереву и обхватывает путем поворота кронштейнов, соединяющих колеса с рамой ствол дерева колесами, в дальнейшем машина перемещается по стволу, используя привод колес, вверх, выполняя первую операцию - обрезку сучьев, опускаясь вниз, она отрезает сортименты, начиная с вершины необходимой длины, выполняя операцию раскряжевки и опустившись вниз, производит обрезание и повал оставшейся части дерева, выполняя операцию валки с возможной по необходимости в дальнейшем транспортной операции по транспортировке сортимента.

Устройство для реализации этого способа содержит раму-гидробак 1 (фиг. 1-3), в котором размещены элементы гидроаппаратуры (распределители, насосы, трубопроводы, клапана, гидрожидкость и др.), к которому через стрелу 2, шарнирно прикрепленную к раме посредством проушин и гидроцилиндра (аналогичным образом крепится ЗСУ 3 к стреле), крепится ЗСУ, содержащее сучкорезные ножи 4, одновременно выполняющие роль крюков захвата, и пильный механизм 5, к раме так же крепится с помощью кронштейнов колеса, имеющие гидропривод (изображены в транспортном положении), которые с помощью гидроцилиндров фиг. 4 через плечи 6, 7, расположенные взаимно перпендикулярно, что исключает мертвое положение, и тяги 8, обеспечивающей синхронность движения колесных пар, а также гидроцилиндров 9, переводятся в положение обрезки сучьев на осях 10, 11 (фиг. 8), далее на фиг. 1 обозначена энергосиловая установка 12, возможно, в виде двух или более двигателей и блок управления 13, осуществляющий прием радиосигналов дистанционного управления и преобразование в электрические сигналы управления положением золотников гидрораспределителя и др. , так же машина содержит автономный пульт дистанционного управления, используемый оператором для управления машиной на расстоянии.

Выполнение технологических операций происходит следующим образом: машина подъезжает к дереву, поднимает ЗСУ и прислоняет к дереву, обхватывая сучкорезными ножами ствол фиг. 7, в дальнейшем подтягивает саму машину к стволу дерева фиг. 8 и обхватывает ствол дерева колесами фиг. 9 и движется по стволу дерева вверх, используя привод колес, которые в данной операции выполняют функцию протяжных вальцов фиг. 10. Почти достигнув вершины, колеса переводятся в транспортное положение фиг. 11, а в дальнейшем сама машина отходит от ЗСУ на оси вращения на 180o и обхватывает дерево с другой стороны машины фиг. 12. В дальнейшем происходит дорезание оставшихся сучьев на необходимую длину и с учетом кратности и длины сортимента производится спиливание вершины дерева с направленным повалом, фиг. 13. После этого, опустившись на длину сортимента, происходит срезание сортимента и сталкивание его ЗСУ, фиг. 14, срезание других последующих сортиментов происходит аналогично, кроме последнего. Последняя операция - валка - осуществляется спиливанием и повалом оставшейся части дерева с упором самой машины о землю, фиг. 15.

При осуществлении заготовок древесины, предлагаемой машиной, рубок главного пользования, транспортные операции целесообразнее осуществлять форвадером. При рубках прореживания, осветления, умеренно-постепенных рубках и других, когда производится выборочная валка отдельных деревьев, встает вопрос транспортно-трелевочной операции с пасеки леса. В этих случаях машина способна осуществить трелевочные операции сортиментов даже в стесненных условиях леса.

Транспортные операции осуществляются следующим образом. Машина подъезжает к лежащему сортименту сбоку, ближе к центру тяжести, производит откидывание ЗСУ вместе со стрелой на бок, фиг. 5, производит захват сортимента сучкорезными ножами и взваливает на себя сортимент вместе с ЗСУ путем обратного движения стрелы. В таком положении машина движется к месту складирования сортимента и осуществляет сбрасывание в обратном порядке.

Машина способна производить раскрой лежащих сортиментов, хлыстов на необходимую длину, для этого, загрузившись сортиментом, так же, как при вывозке по фиг. 5 машина переводит колеса из транспортного положения в положение протягивания. При этом ложится рамой на грунт и производит протаскивание сортимента на необходимую длину и производит пропил, разделяя сортимент на необходимые части. При валке деревьев с небольшим объемом хлыста, когда дерево не способно удержать машину, валка осуществляется первой операцией, путем спиливания и сталкивания на землю, в дальнейшем машина подъезжает к комлю этого дерева, загружает на себя, как при вывозке по вышеописанному способу, производит операцию обрезки сучьев и раскряжевку.

Машина способна производить круговое движение вокруг ствола дерева, находясь на нем в положении фиг. 8 (т.е. колеса не обхватывают дерево), используя движение стрелы. На фиг. 5 изображено это движение, но для захвата дерева.

На фиг. 8 машина находится на дереве, удерживаясь сучкорезными ножами, поэтому при движении раскрытия стрелы произойдет не откидывание ЗСУ со стрелой по фиг. 5, а движение самой машины относительно ЗСУ с деревом и стрелы. Если в момент раскрытия стрелы произвести резкое торможение, то за счет сил инерции машина повернется вокруг ствола на некоторый угол, при этом сучкорезные ножи, охватывающие ствол дерева, проскользнут по образующей ствола. Многократно повторяя это движение, можно совершать необходимое круговое движение машины вокруг ствола.

Машина так же способна производить пиление пильным механизмом крупных сучков, которые не прорезаются, сучкорезными ножами. Для этого в положении фиг. 12 необходимо раскрыть сучкорезные ножи, при этом машина удерживается на дереве за счет колес, повернуть ЗСУ на 90o, т.е. стойка ЗСУ была перпендикулярна образующей дерева, в таком положении подняться по стволу к сучку и произвести пропил крупного сучка с выдвижением шины пильного механизма. Если есть несоответствие пильной шины по отношению к сучку, произвести разворот машины вокруг дерева вышеописанным способом. Машину просто оборудовать лебедкой, она позволит производить как чокерную трелевку сортимента, так и с загрузкой на себя позволит преодолевать слабонесущие грунты, глубокие снежные покровы при транспортировке леса с пасеки складирования.

Основное достоинство машины - незначительная мощность энергоустановки и вес к массе дерева. Сопоставим ряд лесозаготовительных машин по их весу к весу дерева. Валочно-пакетирующие машины типа ЛП-19, вес которой равен 24,5 т, осуществляют подъем дерева и его перенос с последующей укладкой в пачку, Локомо 919/750 харвестер сталкивает при валке, не поднимая его, вес его 12,7 т, Макери 34Т осуществляет технологические операции, непосредственно приблизившись к дереву, вес 3,8 т, предлагаемая машина ожидается весом до 150 кг. Если соотнести массу дерева (средний объем хлыста 0,3 м, то ее масса 0,27 т) к массе машины, получим условный коэффициент рентабельности машины. Так, для ЛП-19 этот коэффициент составит 0,01, Локомо 919/750 - 0,02, Макери 34Т - 0,07, предложенной машины - 1,8. В итоге предлагаемая машина по материально-энергетическим затратам в 180 раз рентабельнее ЛП-19, в 90 раз Локомо 919/750, в 26 раз Макери 34Т при соизмеримой производительности.

Машина ожидается высокоэффективной в условиях горных лесов, труднодоступных лесных массивах, т. к. возможна доставка легкими вертолетами, не повреждает почвенной растительности, повысит культуру лесопользования.

Формула изобретения

Устройство для заготовки древесины, включающее имеющую колесные пары машину с захватно-срезающим устройством в виде сучкорезных ножей и пильного механизма, отличающееся тем, что машина имеет раму-гидробак с элементами гидроаппаратуры и силовыми установками и автономный пульт дистанционного управления, а колесные пары машины для использования ее в качестве средства передвижения по стволу дерева посредством оси соединены с рамой-гидробаком.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 22.04.2001

Номер и год публикации бюллетеня: 33-2002

Извещение опубликовано: 27.11.2002

Популярные патенты:

2157068 Способ управления роением в пчеловодческом хозяйстве

... Медово-перговые рамки подогревают до 35 - 40oC. Вновь созданные семьи утепляют и оставляют для дальнейшего развития. Одновременно пчелосемьям, у которых взяли только расплод с домашними пчелами, в течение 7 -10 дней дают максимально наполнить улья расплодом, затем матки из этих ульев изымают и уничтожают. Осенью лишние ульи пчеловодческого хозяйства продают, и/или расформировывают, и/или выбраковывают. Изобретение реализуют следующим образом. В апреле и начале мая проводят все необходимые организационные и профилактические мероприятия. Желательно, чтобы указанные работы были проведены комплексно и в максимально сжатые сроки для создания максимально благоприятных условий для ...

2453091 Способ обработки почвы

... постоянной. При недостатке осадков она смещается в сторону увеличения (до 1,3-1,4 г/см3), при избытке - в сторону уменьшения (до 1,0-1,1 г/см3 ) [4]. А в результате из-за большой динамичности текущих метеоусловий на практике вероятность совпадения величины плотности почвы и количества выпадающих осадков очень мала.Это порождает ежегодные потери у производственников на неадекватную погоде обработку и колебания валовых сборов зерна по годам от 10 до 40%.В научном мире малая вероятность совпадения величины оптимальной плотности и количества выпадающих осадков породила вывод о малом долевом влиянии обработки на величину получаемого урожая. Что в свою очередь приводит к ...

2154938 Способ охлаждения молока на животноводческих фермах и устройство для его осуществления

... резервуар-испаритель, выполненный в виде вакуумплотного цилиндрического сосуда, вакуумный насос, соединительную трубку, конденсатор (RU 2108711 C1, A 01 J 9/04, 20.04.98). К недостаткам этих способа и устройства относится то, что при охлаждении молока происходит уменьшение его количества из-за испарения жидкости. Кроме того, производится порционное охлаждение молока, что влечет необходимость выполнения резервуара-испарителя значительных размеров, чтобы обеспечить своевременное охлаждение молока на фермах после дойки. А большие размеры вызывают, соответственно, и повышенную материалоемкость устройства. Данное изобретение направлено на решение технической задачи, заключающейся в ...

2007081 Способ биологической борьбы с вредителями капусты

... биологической борьбы с вредителями капусты заключается в привлечении паразитов вредителей к полям посредством подсева нектароносных растений, таких как тмин, кориандр, анис, укроп, сельдерей, фенхель, обеспечивая такое их сочетание, чтобы осуществить непрерывное их цветение с мая до сентября. 3 табл. , ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к биологической защите растений от вредителей, и может быть использовано при борьбе с вредителями капусты. Известны различные способы биологической борьбы с вредителями капусты, среди которых в последнее время перспективным считается использование и повышение эффективности ...

2060650 Дозатор концентрированных кормов

... поворота движка переменного резистора 9 подведенное напряжение U1 изменяется на U2 и через компаратор DA1 блока управления 10 сравнивается с напряжением на его (блока управления) входе Uвх, которое соответствует массе выдаваемой порции корма. При наступлении равенства напряжений U2 и Uвх на выходе из компаратора DA1 образуется нулевой сигнал Uвых, который стабилизируется стабилитроном VD1 и подается в блок управления выдачей корма 10. При поступлении нулевого сигнала Uвых в блок управления 10 последний подает команды на отключение электродвигателя механизма привода 3 винтового конвейера 2 и на включение электромагнита 14. После отключения электродвигателя механизма привода 3 ...

Еще из этого раздела:

2236787 Способ испытаний опрыскивателей и устройство для его осуществления

2440708 Комбинированное устройство для ротационного внутрипочвенного рыхления

2451442 Способ обогащения селеном овощей и злаков

2260932 Способ уборки льна и тресты при неблагоприятных погодных условиях

2263431 Устройство для предпосевной обработки семян

2192721 Орудие для обработки засоленных почв

2307495 Пневматический высевающий аппарат

2105446 Плоскорежущая лапа

2438305 Способ выращивания цыплят-бройлеров

2241322 Навесное устройство трактора

Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

Устройство для заготовки древесины

Изображения

Формула изобретения