Лесопосадочная машина
Изобретение относится к механизации лесного хозяйства и может быть использовано для посадки саженцев растений, в том числе с закрытой корневой системой. Цель изобретения - обеспечение прямолинейного движения при работе машины поперек горного склона, а также предотвращение сползания при смене направления крутизны склона. Лесопосадочная машина содержит раму, опорные колеса, сошник, посадочный аппарат и стабилизирующее устройство в виде редукторов, установленных на уровне центра массы лесопосадочной машины. Каждый редуктор выполнен в виде корпуса 16 с двумя парами одинаковых по диаметру несущих шестерен 9, 19, 24 и 25 противоположного вращения, установленных на валах шестерен, с которыми сцеплены и обегают вокруг такого же диаметра планетарные шестерни 10, вращающие по паре одинаковых шестерен 11 в два раза большего диаметра с дебалансными грузами, соприкасающихся по начальным окружностям в центрах неподвижных шестерен и одна из которых выполнена заодно в блоке с планетарной шестерней 10, а другая вращается на корпусе несущей шестерни. При этом шестерни 11 с дебалансными грузами одной пары шестерен отличаются по углу поворота на 90° от другой пары несущих шестерен. 3 з.п. ф-лы, 20 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (эцэ А 01 С 11/02
ГОсудАРстВенмый кОмитет
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ЛЮУ II (21) 4650643/15 (22) 15.02,89 (46) 07. 08. 91. Бюл. %29 (71) Среднеазиатский научно-исследовательский институт лесного хозяйства (72) П.И. Е)как и В,К. Седельников (53) 631.33 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
%603357, кл. А 01 С 11/02, 1978. (54) ЛЕСОПОСАДОЧНАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к механизации лесного хозяйства и может быть использовано для посадки саженцев растений, в том числе с закрытой корневой системой.
Цель изобретения — обеспечение прямолинейного движения при работе машины поперек горного склона. а также предотвращение сползания при смене направления крутизны склона, Лесопосадочная машина содержит раму, опорные колеса, сошник, посадочный аппарат и
„„SU „„1667678 А1 стабилизирующее устройство в виде редукторов, установленных на уровне центра массы лесопосадочной машины. Каждый редуктор выполнен в виде корпуса 16 с двумя парами одинаковых по диаметру несущих шестерен 9,19,24 и 25 противоположного вращения, установленных на валах шестерен, с которыми сцеплены и обегают вокруг такого же диаметра планетарные шестерни 10, вращающие по паре одинаковых шестерен
11 в два раза большего диаметра с дебалансными грузами, соприкасающихся по начальным окружностям в центрах неподвижных шестерен и одна из которых выполнена заодно в блоке с планетарной шестерней 10. а другая вращается на корпусе несущей шестерни, При этом шестерни 11 с дебалансными грузами одной пары шестерен отличаются по углу поворота на 90 от другой пары несущих шестерен. 3 э.п, ф-лы, 20 ил.
1667678
Изобретение относится к области механизации лесного хозяйства и может быть использовано для посадки саженцев растений, в том числе с закрытой корневой системой.
Цель изобретения — обеспечение прямолинейности движения при работе машины поперек горного склона, а также предотвращение сползания при смене направления крутизны склона.
На фиг. 1 представлена лесопосадочная машина, вид сбоку; на фиг. 2 — редуктор, вид сбоку, разрез; на фиг. 3 — то же,вид спереди; на фиг. 4 — редуктор в исходном положении шестерен с дебалансными грузами, вид спереди; на фиг. 5 — редуктор при повороте шестерен на 45 от исходного положения; на фиг. 6 — то же, при повороте шестерен на 90 от исходного положения; на фиг. 7 — то же, при повороте шестерен на 135 от исходного положения; на фиг. 8 — то же. при повороте шестерен на 180 от исходного положения; на фиг. 9 — то же, при повороте шестерен на 225 от исходного положения; на фиг. 10 — то же, при повороте шестерен на 270 от исходного положения; на фиг. 11 — то же, при повороте шестерен на 315 от исходного положения; на фиг. 12 — редуктор, второй вариант; на фиг. 13 — разрез А — А на фиг.
12; на фиг. 14 — разрез Б — Б на фиг. 12: на фиг. 15 — редуктор, третий вариант, вид спереди; на фиг. 16 — разрез  — В на фиг, 15; на фиг. 17 — редуктор, четвертый вариант, вид спереди; на фиг. 18 — расчетная схема возмущающей силы редуктора; на фиг, 19 — схема поперечных сил, действующих на лесопосадочную машину на горном склоне; на фиг. 20 — схема стабилизирующего устройства.
Лесопосадочная машина включает передачу 1 от BOM трактора, опорные колеса
2, раму 3, два редуктора 4, сошник 5, посадочный аппарат 6, катки 7.
Редуктор 4 включает валы 8, несущую шестерню 9, блоки иэ планетарных шестерен 10 и шестерен 11, выполненных заодно с валами 8, крестовины 12, шарниры 13, рычаги 14 и 15, корпус 16, вал 17 ведущей шестерни 18, несущую шестерню 19, вал 20, ось 21 шестерни 22, шестерню 23, несущие шестерни 24 и 25, Шестерни 23 выполнены заодно с валами 20.
Все шестерни вращаются в корпусе 16.
В корпусе 16 установлены с одной стороны четыре шестерни 22 на квадратах осей 21, Такие же шестерни закреплены зеркально с другой стороны внутри корпуса 16. На этих шестернях 22 установлены на подшипниках несущие шестерни 9, 19, 24 и 25, находящиеся в зацеплении друг с другом. На каждой несущей шестерне установлены по блоку шестерен 10 и 11, вращающихся с валами
8. Каждая шестерня 11 находится в зацеплении с шестерней 23, которая валом 20 вращается на корпусе несущих шестерен 9, 19, 24 и 25. Планетарные шестерни 10 находятся в зацеплении с шестернями 22. На внешних поверхностях шестерен 11 и 23 на консольных осях установлены с обеспечением вращения крестовины 12, соединенные рычагами 14 и 15 с шарнирами 13.
Крестовины 12 на консольных осях, рычаги
14 и 15 с шарнирами 13 выполняют роль дебалансных грузов.
Во втором варианте редукторов 4 шестерни 11 и 23 вместо дебалансных грузов имеют эксцентричные отверстия 26, а также снабжены дополнительными консольными валами 27 и 28, которыми они установлены на дополнительных несущих шестернях
29 — 32, параллельных несущим шестерням
9, 19, 24 и 25 и вращающихся вместе с ними.
Несущие шестерни консольными валами 33 вращаются на подшипниках 34.
Третий вариант редуктора 4 содержит индивидуальные дебалансные грузы 35, установленные на шестернях 11 и 23.
В четвертом варианте у редуктора 4 weстерни 9. 19, 24 и 25 расположены на одной линии, а корпус 16 имеет вытянутую форму, Лесопосадочная машина навешивается на трактор 36. Редуктора 4 включаются и выключаются зубчатыми муфтами 37 и 38, управляемыми гидроцилиндрами 39 и 40.
Лесопосадочная машина работает следующим образом.
При движении трактора 36 поперек горного склона оператор включает ВОМ, в результате чего начинает вращаться передача
1, Затем оператор гидроцилиндрами 39 или
40 вводит в зацепление зубчатые муфты 37 или 38, в результате чего включается один иэ редукторов 4, начинающий генерировать возмущающую силу вверх по склону. Уравновесив боковую составляющую веса лесопосадочной машины, оператор переводит ее в рабочее положение и начинает движение с посадкой растений. Опорные колеса 2 рамы 3 движутся по поверхности горного склона и воспринимают вертикальные нагрузки от массы рамы 3 с посадочным материалом. Сошник 5 нарезает в почве посадочную щель, в которую посадочный аппарат 6 подает растения. Корневая система растений засыпается почвой и притуживается катками 7.
Редуктор 4 работает следующим образом.
1667678
Вал 17 вращает ведущую шестерню 18, которая входит в зацепление с несущей шестерней 19. Эта несущая шестерня в свою очередь вращает сцепленные с нею несущие шестерни 9, 24 и 25, которые вращаются на осях 21 шестерен 22. При вращении несущих шестерен 9, 19, 24 и 25 планетарные шестерни 10 обегают неподвижные шестерни 22 и вращают шестерни 11.
Планетарные шестерни 10 и шестерни 11 валами 8 вращаются в подшипниках на корпусах несущих шестерен 9, 19, 24 и 25, Шестерни 11 вращают шестерни 23. которые валами 20 вращаются в подшипниках на корпусах несущих шестсрен 9, 19, 24 и 25.
На шестернях 11 и 23 крестовины 12 установлены эксцентрично. Крестовины 12 с рычагами 14, 15 и шарнирами 13 образуют неуравновешенные грузы, При вращении шестерен 11 и 23 расстояние между кресто- винами 12 непрерывно меняется, рычаги 14 и 15 качаются и шарниры 13 то удаляются от шестерен 23 и 11. то приближаются к ним. Этот дисбаланс уравновешивается тем, что четыре шарнира 13 установлены с левой стороны и четыре с правой и уравновешивают боковую составляющую сил инерции. На виде спереди центра масс крестовин 12, шарниров 13 и pblvBIQB 14 и 15 располагаются в центрах шарниров 13, В исходном положении центры масс дебалансных грузов шестерен 11 и 23, вращающихся на несущих шестернях 9 и 19, совпадают с осями этих шестерен и их возмущающая сила равна нулю, Дебалансные грузы шестерен 11 и 23, вращающиеся на несущих шестернях 24 и 25, находятся на наибольшом удалении от вертикальной линии, проходящей через центры этих шестерен. Возмущающая сила дебалансных грузов максимальна и направлена влево, при этом вертикальные возмущающие силы взаимно уравновешиваются, так как шестерни 11 и 23 имеют, как и несущие шестерни 24 и 25, противоположное вращение.
При повороте всех шестерен на 45 от исходного положения центры масс всех дебалансных грузов располагаются с левой стороны вертикальных линий, проведенных через центры пары несущих шестерен 9 и
19 и пары несущих шестерен 24 и 25. Общая возмущающая сила направлена влево.
При повороте всех шестерен на 90 от исходного положения центры масс дебалансных грузов шестерен 11 и 23, вращающихся на несущих шестернях 24 и 25, совпадают с центрами этих шестерен и их возмущающая сила равна нулю, Дебалансные грузы шестерен 11 и 23, вращающиеся на несущих шестернях 9 и 19, развивают максимальное возмущающее усилие, направленное влево.
При повороте всех шестерен на 135 от исходного положения центры масс всехдебалансных грузов располагаются слева от вертикальных линий, проходящих через пары несущих шестерен 9 и 19 и пары 24 и 25.
Общая возмущающая сила редуктора 4 направлена влево.
При повороте всех шестерен на 180 от исходного положения центры масс дебалансных грузов шестерен 11 и 23, вращающихся несущими шестернями 9 и 19, совпадают с центрами этих шестерен и их возмущающая сила равна нулю. Центры масс дебалансных грузов шестерен 11 и 23, вращающихся на несущих шестернях 24 и
25, расположены на наибольшем удалении от вертикальной линии, проходящей через центры несущих шестерен. Возмущающая сила редуктора 4 максимальна и направлена влево.
При повороте всех шестерен на 225 от исходного положения все дебалансные грузы развивают возмущающую силу, направленную влево, так как центры масс этих грузов располагаются слева от вертикальных линий, проходящих через пары несущих шестерен 9 и 19, 24 и 25.
При повороте всех шестерен на 270 от исходного положения возмущающая сила дебалансных грузов на несущих шестернях
24 и 25 равна нулю, а на несущих шестернях
9 и 19 максимальна и направлена влево.
При повороте всех шестерен на 315 от исходного положения дебалансные грузы развивают одинаковые возмущающие усилия и общая возмущающая сила редуктора 4 направлена влево, при этом центры масс дебалансных грузов располагаются с левой стороны от вертикальных линий, проходящих через центры пары несущих шестерен 9 и 19 пары 24 и 25, При повороте на 360 все шестерни возвращаются в исходное положение и возмущающая сила редуктора 4 также направлена влево, Возмущающую силу редуктора 4 вычисляют следующим образом. Каждая из шестерен 11 и 23 с дебалансными грузами вращается вокруг осей Оз, 04, 05 u Os в направлении углов р. Кроме того, шестерни попарно вращаются вокруг осей О> и Ог в направлении угловф На этих шестернях в точках А, С, О и Е расположены неуравновешенные массы m, а их центры находятся на середине линий АС и ОЕ в точках М и
Мг. Возьмем неподвижную систему координат с осями Х1 и У> и подвижную систему координат с осями Хз и Уг. Возмущающая
1667678
10
15 сила дебалансных грузов в направлении оси
Х Чт равна нулю, а возмущающая сила в направлении рси Ч запишется;
Рд-варяг сов р, (1) где а — угловая скорость вращения шестерен; r — радиус вращения неуравновешенной массы.
Спроектируем возмущающую силу на ось Y1:
Ру1 - 2 m aP г cos p cos P. (2)
По оси Xz возмущающие силы дебалансных грузов обеих flap шестерен взаимно уничтожаются.
Возьмем еще точно такие же две пары шестерен с дебалансными грузами, но отличающиеся углом поворота на 90 . Возмущающая сила неуравновешенных масс этих шестерен запишется:
Р„1 - 2 m аР r cos (@90 ) cos ф-90 ), (3)
Тогда суммарная возмущающая сила по оси У1 дебалансных грузов четырех пар шестерен будет равна:
P = 2m йР г (cos р cos P + sin (р sin ф (4)
Примем, что р=/3 тогда выражение (4) примет вид:
P = 2m иу г (cos + sin p) = 2m сУ r. (5)
Это значит, что возмущающая сила редуктора 4 постоянна по величине и по направлению. Вывод справедлив для всех четырех вариантов редукторов 4, При работе агрегата поперек горного склона крутизной ф скольжение вниз лесопосадочной машины, а также ее опрокидывание вызывает составляющая веса G, равная G sin ф Следовательно, чтобы обеспечить стабильность движения лесопосадочного агрегата поперек горного склона необходимо обеспечить равенство.
11 P=G sing Ь (6) или
2m аР r I> = G sin ф Iz. (7)
При этом линия действия возмущающей силы каждого редуктора 4 в плане должна проходить через центр массы лесопосадочной машины, а сбоку — на его высоте или несколько выше. Тогда мгновенный центр вращения лесопосадочной машины находится в точке Оц, а трактор 36 не воспринимает боковое смещающее усилие от лесопосадочной машины и возмущающую силу одного из редукторов 4.
Чтобы обеспечить постоянную по величине и по направлению возмущающую силу, соотношения между диаметрами шестерен должны быть следующими. Диаметр всех несущих шестерен 9, 19, 24, 25, 29. 30, 31 и
32 одинаков. Диаметры планетарной шестерни 10 и неподвижной шестерни 22 равны между собой. Диаметры шестерен 11 и 23 также равны между собой и в два раза больше диаметров шестерен 10 и 22. Точки касания начальных окружностей шестерен 11 и 23 совпадают с центрами шестерен 22.
Масса всех дебалансных грузов одинакова.
Применение стабилизирующего устройства повышает качество работ, обеспечивает безопасность труда при посадке леса и позволяет осваивать более крутые склоны.
Формула изобретения
1. Лесопосадочная машина, содержа— щая раму. опорные колеса, сошник и посадочный аппарат, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения прямолинейности движения при работе поперек горного склона, она снабжена установленным на уровне центра массы машины стабилизирующим устройством, которое выполнено в виде редуктора с симметричным расположением цилиндрических несущих шестерен и дебалансных грузов, причем несущие шестерни выполнены одного диаметра, находятся в зацеплении одна с другой с образованием пар противоположного вращения, при этом на каждой несущей шестерне на равном расстоянии от их осей установлены по две одного диаметра цилиндрические шестерни с дебалансными грузами, образующие пары противоположного вращения, причем в каждой паре одна из шестерен сблокирована с цилиндрической шестерней в два раза меньшего диаметра, которая находится в зацеплении с такого же диаметра неподвижной относительно корпуса редуктора-шестерней, при этом дебалансные грузы одной пары несущих шестерен относительно другой смещены на
90О.
2. Машина по и. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью предотвращения сползания машины при смене направления крутизны склона, стабилизирующие устройства расположены симметрично относительно продольной оси машины.
З.Машина по п. п, 1 и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что дебалансные грузы выполнены в виде крестовины на консольных осях и рычагов с шарнирами.
4. Машина по п. и. 1 и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что дебалансные грузы образованы выполненными в шестернях эксцентричными отверстиями, 1667678
Риз.!
put. 2
1667678 и
1667678
1667678
ff
/С
/0 и
7Þ
23/б 6
ВИг.9
// /0 15 0 24 14 8/Ю 9
И
И
22
О
166767&
0 6ОИ
Ю// gg
Фиг.!1
21 га гв
zr
1667678
AA /6 ж
1667678
О М Ю //2Р
iP il
4uL /Х
10
/6
22 55
11
/6
/1
22
1667678
1667678 фиг. 20
Составитель Л. Руденкова
Техред М. Моргентал
Редактор Н. Гунько
Корректор Л, Бескид
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
Заказ 2589 Тираж 403 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5
