Сучкорезная машина

 

Изобретение относится к лесной промышленности и может быть применено для обрезки сучьев с поваленных деревьев. Цель изобретения - повышение надежности и производительности. Машина содержит поворотную в горизонтальной и вертикальной плоскостях стрелу с закрепленными на ее противоположных концах сучкорезной головкой и приемной головкой. На стреле имеются направляющие, в которых установлена каретка. Машина имеет гидроцилиндры поворота стрелы в вертикальной и горизонтальной плоскостях, ножей сучкорезнойи приемной головок, гидромото р механизма перемещения каретки. На входы каналов управления подключены датчик наличия дерева в1 сучкорезной головке, два датчика предельного давления в гидроцилиндрах ножей соответственно сучкорезной и приемной головок, два датчика исходного положения ножей соответственно сучкорезной и приемной головок, датчик рабочего положения стрелы в вертикальной плоскости, два датчика рабочего положения стрелы в горизонтальной плоскости. Оператор осуществляет захват комля, лежащего в штабеле дерева, сучкорезной головкой. Далее система управления обеспечивает полностью автоматический цикл обработки данного дерева, 4 з.п. ф-лы, 3 ил. СО С

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕ СПУ6ЛИК (5!)5 В 27 1 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4803447/15 (22) 20.03,90 (46) 15.01,93. Бюл. ¹ 2 (71) Марийский политехнический институт им. А,М. Горького (72) Ю,А, Ширнин и Ю,А. Овчинников (56) Авторское свидетельство СССР

N 1412957, кл. В 27 1 1/00, 1988, (54) СУЧКОРЕЗНАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к лесной промышленности и может быть применено для обрезки сучьев с поваленных деревьев, Цель изобретения — повышение надежности и производительности. Машина содержит поворотную в горизонтальной и вертикальной плоскостях стрелу с закрепленными нэ ее противоположных концах сучкорезной головкой и приемной головкой. На стреле имеются направляющие, в которых установлена каретка. Машина имеет гидроцилиндИзобретение относится к лесной промышленности, Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является сучкорезная машина содержащая поворотную в горизонтальной и вертикальной плоскостях стрелу с закрепленными на ее противоположных концах сучкорезной и приемной головками.

На стреле имеются направляющие, в кото-. . рых установлена каретка. Машина имеет гидроцилиндры поворота стрелы в вертикальной и горизонтальной плоскостях и но- жей сучкорезной и приемной головок, гидромотор механизма перемещения карет Ы „, 1787774 А1 ры поворота стрелы в вертикальной и горизонтальной плоскостях, ножей сучкорезной. и приемной головок, гидромотор механизма перемещения каретки. На входы каналов управления подключены датчик наличия дерева 0 сучкорезной головке, два датчика предельного давления в гидроцилиндрах ножей соответственно сучкорезной и приемной головок, два датчика исходного положения ножей соответственно сучкорезной и приемной головок, датчик рабочего положения стрелы в вертикальной плоскости, два датчика рабочего положения стрелы в горизонтальной плоскости. Оператор осуществляет захват комля, лежащего в штабеле дерева, сучкорезной головкой. Далее система управления обеспечивает полностью автоматический цикл обработки данного дерева, 4 з,п. ф-лы, 3 ил. ки, а также электроуправляемые гидрораспределители этих гидроцилиндров.

Система управления содержит каналы управления гидрорэсп редел ител я ми. На входы каналов управления подключены датчик наличия дерева в сучкорезной головке, датчики давления в гидроцилиндрах ножей сучкорезной и приемной головок, датчики исходного положения ножей сучкорезной и приемной головок, датчик рабочего положения стрелы в вертикальной плоскости, датчик рабочего положения стрелы при ее повороте влево (от оператора) в горизонтальной плоскости, датчик наличия дерева в приемной головке и датчики крайних поло1787774

25

35

55 жений каретки, Оператор осуществляет захват комля, лежащего в штабеле деревьев, сучкорезной головкой. Далее система управления обеспечивает полностью автоматический цикл обработки данного дерева (11, Недостатком данной машины является то, что s процессе центровки дерева поворот стрелы в горизонтальной плоскости мо.С 1 .,; .- ф жет осуществлятьСя только влево (от оператора) по отноШенйю к положению стрелы в момейт захвата комля, что ограничивает зону обработки штабеля деревьев с одной рабочей позиции, а также отсутствие возможности совмещения операций поворота стрелы в вертикальной и горизонтальной . плоскостях и сокращения продолжительности обработки каждого дерева за счет этого фактора.

Цель изобретения — расширение. технологических возможностей и повышение производительности за счет увеличения зоны обработки штабеля с одной рабочей по- . зиции и совмещения операций поворота стрелы "в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Поставленная цель достигается тем, что в известной сучкорезной машине система управления снабжается дополнительно датчиком рабочего положения стрелы при ее повороте вправо в горизонтальной плоскости, реле времени и блокировкой каналов управления поворотом стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Нафиг.1 показана сучкорезная машина, общий вид; на фиг.2 — вид А по фиг,1; на фиг.3.— структурная схема системы управления, Машина содержит поворотную стрелу 1 с закрепленной на одном ее конце сучкорезной головкой 2 и установленной на другом ее конце приемной головкой 3.

Устройство снабжено датчиками 4...14, расположенными на сучкорезной и приемной головках и на самой стреле, по которой с помощью протаскивающего механизма перемещается каретка 15. Связанные с датчиками каналы 16...23 системы управления располагаются на пульте 24, их выходы соединены с гидрораспределителями 25...33.

Схемы каналов системы управления содержат одиннадцать элементов И 34...44, шесть элементов ИЛИ 45...50, пятнадцать элементов НЕ 51...65 и реле времени 66.

Канал 16 управляет гидрораспределителем 25 закрытия ножей сучкорезной головки, канал .17 — гидрораспределителей 26 поворота стрелы в вертикальной плоскости, каналы 18 и 19 — гидрорспределителями 27 и 28 поворота стрелы в горизонтальной плоскости соответственно вправо и влево. Канал управления движением каретки 15 состоит из двух схем — 20 и 21, которые управляют гидрораспределителями 29 и 30 соответственно холостого и рабочего ходов каретки. Канал 22 управляет гидрораспределителем 31 закрытия ножей приемной roловки, канал 23 — гидрораспределителями

32 и 33 раскрытия ножей сучкорезной и приемной головок.

На сучкорезной головке 2 установлены датчик 4 исходного положения раскрытых ножей, датчик 5 рабочего положения стрелы в вертикальной плоскости, датчики 7 и 14 рабочего положения стрелы в горизонтальной плоскости датчик 6 предельного давления в гидроцилиндре ножей, датчик 9 наличия дерева.

На приемной головке 3 установлены датчик 8 наличия дерева, датчик 10 предельного давления в гидроцилиндре ножей, датчик 11 исходного положения раскрытых ножей, На стреле 1 установлены датчики крайнего заднего (левого) 12 и крайнего переднего (правого) 13 положений каретки.

Устройство работает следующим образом.

Рабочие органы устанавливают в начальное положение, ножи сучкорезной 2 и приемной 3 головок должны быть раскрыты, а каретка 15 находится в крайнем правом положении, при этом срабатывают датчики

4, 11 и 13. Сигналы датчиков 11 и 13 и сигнал датчика 4 через элемент ИЛИ 45 поступают на вход элемента И 34 канала 16, подготавливая его к включению.

Путем поворота ручным управлением стрелы 1 в вертикальной и горизонтальной плоскостях сучкорезная головка 2 наводится на дерево, при соприкосновении ее с комлем дерева срабатывает датчик 9, сигнал которого подготавливает. к включению элементы И 36 канала 17 и И 40 канала 20, открывает элемент И 34 и через него включает гидрораспределитель 25 закрытия ножей сучкорезной головки 2, Одновременно сигнал с выхода элемента И 34 поступает на вход элемента ИЛИ 45, запоминая сигнал датчика 4, который прекращает его подачу при отходе ножей сучкорезной головки 2 от исходного раскрь того положения. При срабатывании датчиков 7 или 14 их сигналы подготавливают к включению от сигнала реле 66 элементы соответственно И 37 или И

38.

При достижении предельного (заданного) давления в гидроцилиндре сучкорезной головки 2 срабатывает датчик 6, сигнал которого подготавливает к включению зле1787774

10 l5

25

40

50 мент И 39, через элемент НЕ 51 отключает элемент И 34, прекращая дальнейший зажим комля дерева, открывае-, элемент И 36 и через него включает гидрораспределитель

26 поворота стрелы и вертикальной плоскости и реле времени 66 схемы 18.

После заданного интервала времени сигнал реле 66через элемент ИЛИ 46открывает элемент И 37 или И 38, которые подготовлены.к включению сигналами датчиков 7 или 14. Если комель дерева находится слева от оси стрелы, то срабатывает датчик 7, сигнал которого открывает элемент И 37 и через него включает гидрораспределитель 27 поворота стрелы вправо в горизонтальной плоскости, а через элемент НЕ 56 закрывает элемент И 38, Если комель дерева находится справа от оси стрелы, то срабатывает датчик 14, сигнал которого открывает элемент И 38 и через него включает гидрораспределитель 28 поворота стрелы влево. в горизонтальной плоскости, а через элемент

НЕ 55 закрывает элемент И 37, Таким образом, через определенный интервал времени происходит одновременный поворот стрелы в вертикальной и горизонтальной плоскости вправо или влево. Сигналы датчиков

14 и 7 через элементы НЕ 57 и HE 58 закрывают элемент И 39, а сигнал с выходов элементов И 37 и И 38 поступают на вход элемента ИЛИ 46, запоминая сигнал реле времени 66.

После того, как угол между осями дерева и стрелы 1 в вертикальной плоскости достигнет заданного значения срабатывает датчик 5, сигнал которого подготавливает или открывает элемент И 39, если угол между осями дерева и стрелы в горизонтальной плоскости достиг заданного значения, а через элемент НЕ 52 закрывает элемент И 36, прекращая поворот стрелы в вертикальной плоскости.

Если угол между осями дерева и стрелы в горизонтальной плоскости достигнет заданного значения, то отключаются датчики

7 и 14 и закрывают элементы И 38 и И 37, прекращая поворот стрелы в горизонтальной плоскости, а через элементы НЕ.58 и НЕ

57 подготавливают или открывают элемент

И 39, если угол между осями дерева и стрелы в вертикальной плоскости достиг заданного значения.

После окончания центровки открывается элемент И 39, сигнал которого через элемент ИЛИ 48 поступает на вход элемента И

41, который открывается, если с датчика 13 через элемент ИЛИ 47 поступает сигнал о нахождении каретки 15 в правом переднем положении. С выхода открытого элемента И

41 поступает сигнал на. включение гидрораспределителя 29 холостого хода каретки и одновременно на вход элемента ИЛИ

47, запоминая сигнал датчика 13, который прекращает его подачу при отходе каретки

15 иэ крайнего переднего положения.

B момент прихода каретки 15 в крайнее левое (заднее) положение срабатывает датчик 12, сигнал которого через элемент НЕ 60 последовательно закрывает элементы И 41 и ИЛИ 47 (память), прекращая холостой ход каретки, а через элемент ИЛИ 49 открывает элемент И 42 и через него включает гидрораспределитель 30 рабочего хода каретки

15. Одновременно сигнал с выхода элемента И 42 поступает на вход элемента ИЛИ 49, запоминая сигнал датчика 12, который прекращает его подачу при отходе каретки 15 из левого (заднего) положения, через элемент НЕ 54 размыкает цепи элементов И 35, И 36, И 37 и И 38, обеспечивая защиты каналов 17, 18 и 19 поворота стрелы в вертикальной и горизонтальной плоскостях от случайных срабатываний датчиков при рабочем ходе каретки 15.

При рабочем перемещении каретки вперед, когда комель дерева попадает в приемную головку, срабатывает датчик 8, сигнал которого открывает элемент И 43 и через него включает гидрораспределитель 31 закрытия ножей приемной головки. Одновременно сигнал датчика 8 через элемент Н Е 59 закрывает элемент И 39. прекращая действие датчиков 5,6,7 и 14 на холостой ход каретки 15 и подготавливает элемент И 40 к включению его от датчика t 0.

При достижении кареткой 15 правого переднего положения срабатывает датчик

13, который через элемент НЕ 61последовательно отключает элементы И 42 и ИЛИ 49 (память), прекращая рабочий ход каретки

15, а через элемент ИЛИ 47 готовит к включению элемент И 41.

При достижении через некоторое время заданного давления в гидроцилиндре приемной головки 3 срабатывает датчик 10, сигнал которого через элемент НЕ 62 отключает элемент И 43. прекращая закрытие ножей приемной головки 3. и одновременно открывает элемент И 40, если на него поданы сигналы датчиков 8 и 9 наличия ствола дерева в приемной 3 и сучкорезной

2 головках, Сигнал с выхода элемента И 40 через элемент ИЛИ 48 открывает элемент И

41, который снова включает гидрораспределитель 29 холостого хода каретки 15, Начинается новый цикл перемещения каретки, управляемый только датчиками 12 и 13.

Во время очередного рабочего хода каретки 15 в момент выхода ствола из сучкорезной гол: яки 2 отключается датчик 9, 1787774 который последовательно размыкает цепи элементов И 40, ИЛИ 48 и И 41, исключая последующий холостой ход каретки от сигнала датчика 13. размыкает цепи элементов

И 34 и И 36 и через элемент НЕ 63 готовит к включению элемент И 44.

При достижении кареткой 15 правого (переднего) положения срабатывает датчик

13, сигнал которого через элемент И 44 включаат гидрораспределители 32 и 33 раскрытия ножей сучкорезной 2 и приемной 3 головок, а через элемент НЕ 61 закрывает элемент И 42, прекращая рабочий ход каретки. При достижении ножами сучкорезной 2

10 и приемной 3 головок исходных (раскрытых) 15 положений срабатывают датчики 4 и 11 сигналы которых через элементы НЕ 65 и ИЛИ

50 закрывают элемент И 44, прекращая расмента И 34; Машина готова к обработке очередного дерева.

Таким образом, предлагаемая машина обеспечивает расширение зоны обработки штабеля с одной рабочей позиции за счет дополнительной автоматизации операции поворОта стрелы вправо в горизонтальной плоскости, одновременное выполнение операций поворотов стрелы в вертикальной и

30 горизонтальной плоскостях, а также исключение влияния случайных помех, вызывающих ложное срабатывание датчиков, при обрезке сучьев в автоматическом режиме, что приводит к повышению производительности, 35

Формула изобретения

1, Сучкорезная машина, содержащая поворотную в горизонтальной и вертикальной плоскости стрелу с сучкорезной головкой на одном конце, приемной головкой на другом и направляющими, в которых установлена каретка с захватом, гидроцилинд40

45 ры поворота стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях и ножей сучкорезной и приемной головок, гидромотор механизма перемещения каретки, с

50 гидрораспределителями, а также систему управления, имеющую датчики давления в гидроцилиндрах ножей сучкорезной и приемной головок, датчики исходного положения ножей и наличия дерева в сучкорезной и приемной головках, датчики рабочего положения стрелы в вертикальной и гориэон55 тальной плоскостях и крайних положений каретки, выходы которых подключены к входам управления соответствующих гидрораспределителей, отличающаяся тем, крытие ножей сучкорезной 2 и приемной 3 головок. Одновременно датчики 9, 13, 4 и 11 20 подготавливают начальное положение элечто, с целью расширения технологических возможностей и повышения производительности за счет увеличения зоны обработки штабеля с одной рабочей позиции и совмещения операций поворота стрелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях, система управления снабжена дополнительным датчиком рабочего положения стрелы при ее повороте вправо в горизонтальной плоскости, реле времени и блокировкой каналов управления поворотом стрелы в вертикальной и горизонтальной . плоскостях, причем соответствующий вход канала управления гидрораспределителем закрытия ножей соединен с датчиком предельного давления в гидроцилиндре ножей сучкорезной головки, канал управления гидрораспределителем поворота стрелы в вертикальной плоскости имеет два дополнительных входа, к которым подключены датчик наличия дерева в приемной головке и выход канала рабочего перемещения каретки, и дополнительный выход, который соединен с первым входом канала управления гидрораспределителем поворота стрелы вправо, к четырем входам которого подключены соответственно выходы каналов управления поворотом стрелы влево в горизонтальной и в вертикальной плоскостях, датчики рабочего положения стрелы в горизонтальной плоскости после ее поворота влево и вправо, к двум дополнительным выходам подключены первый и второй входы канала управления гидрораспределителем поворота стрелы влево, к третьему и четвертому входам которого подключены соответственно датчики рабочего .положения стрелы в горизонтальной плоскости после ее поворота вправо и влево, первый канал управления гидрораспределителями каретки имеет два дополнительных входа, первый дополнительный вход соединен с датчиком рабочего положения стрелы после ее поворота влево, второй дополнительный вход соединен с датчиком давления в гидроцилиндре ножей сучкорезной головки.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что канал управления гидрораспределителем поворота стрелы в вертикальной плоСкости содержит два дополнительных входа, дополнительный выход выполнен в виде двух элементов И и трех инверторов, три основных входа канала образованы двумя входами первого элемента И и входом первого инвертора, выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, дополнительные входы канала образованы входами второго и третьего инверторов, выходы которых подключены к входам второго

1787774 элемента И, в |хо

10 вертым входом, выход которого соединен с четкоторого явля м первого эл емента И, выхо вход канал а, а третий вхо со полнительн д дом элеме И. канала, и с нта . выхо к

3. Машина

ым выходом. до- выходом канала. д оторого являе тся тем, что канал ашина по п.1, о т л и ч ающаяСя

4. Маши на по п.1, отл ич л управления ги

5 тем что канал дрораспреде- л лем поворота с элемент ИЛИ ержит реле времени та ст ризон, инвертоп, ни, дополнит содержит в и, два дополнительельных входа, об и элемент Л, пе в ь- третьим и че, о разованных рвыи вход кото 10 дополнительным хо с первым второй вхо элемента И ход канала, первый ои вход сое канала, и вход по кл м элемента четве ть ход канал рои дополнительный етый вход канала разует ла, третий вход о вы- является вы, выход элемента И д образует второй 15 д оединен с Вы- т, четвертый вхо с и 5. Машин тора, вход которого о

Т8М что KBHB/l П образует лителем, четвертый вход кана

ВХОДОМ ЕЛ каретки со распредеторого по дополнительных вхо

ДКЛЮЧЕН К ПЕРВО входа и два инве то

ИЛИ, второй вх

6т 3llBMGHTB 20 вход которого об разует пятый

„„„жж„, И. "" Входам "ерта

Фиг. 1

1787774

Составитель Ю.Ширнин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Шароши

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 37 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5