Машина для транспортировки срубленных деревьев и способ транспортировки срубленных деревьев

 

Изобретение относится к лесоуборочным машинам, в частности к трелевщикам. Транспортировочная машина для транспортировки срубленных деревьев включает поддерживаемое вращающимися опорными элементами шасси, на котором установлена сборка стрелы 31, с главной поворотной стрелой, штоковой стрелой, поворотно присоединенной к главной стреле, и подпорной стрелой, поворотно присоединенной к верхнему концу главной стрелы или к штоковой стреле. Сборка стрелы содержит гидравлические цилиндры для поворота главной стрелы, штоковой стрелы и подпорной стрелы. К штоковой стреле присоединено захватное устройство 32 для захвата срубленного дерева на первом участке, отстоящем от нижнего торцевого конца срубленного дерева. К подпорной стреле прикреплен подпирающий элемент для взаимодействия и оказания опускающего усилия на срубленное дерево на втором его участке, расположенном ближе к его торцевому концу, чем первый участок. Изобретение повышает эффективность. 5 с. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Область изобретения Изобретение относится в общем к лесоуборочным машинам. В частности, оно относится к типу лесоуборочной машины, называемой трелевщиком.

Предпосылки изобретения Трелевочные машины обычно имеют вид шарнирной рамы тракторов на резиновых шинах. Передняя секция, поддерживаемая передними ведущими колесами, включает двигатель и кабину оператора. Задняя секция, поддерживаемая задними ведущими колесами, присоединена к передней секции на поворотном шкворне по вертикальной оси так, чтобы быть поворотной относительно передней секции. Передние и задние колеса приводятся в действие обычными приводными передачами от двигателя через коробку передач, управляемую оператором. Рулевое управление осуществляется путем изменения углового соотношения между передней и задней секциями посредством рулевой системы гидравлических цилиндров.

"Таймбер Джэк", "Катерпиллар" и "Джон Дир энд Ко.", а также другие изготовляют трелевочные машины вышеописанного характера. "Катерпиллар" изготовляет гусеничные трелевочные машины, т. е. машины, в которых замкнутые траковые ленты заменяют четыре колеса.

Независимо от того, является ли трелевочная машина колесной или гусеничной, лесозаготовители нашли, что трелевщики являются наиболее универсальными и эффективными в смысле затрат для ввода в зону срубленных деревьев при особых условиях местности и других допустимых условиях. Гидравлически управляемая стрела, выступающая назад от задней секции трелевочной машины, захватывает дерево или связку деревьев на нижнем конце захватным устройством или тросовой петлей. Стрела вводится в действие для подъема этого конца связанных деревьев, например, от земли и удержания их подвешенными в воздухе за задними колесами трелевочной машины, пока машина волочит или осуществляет трелевку деревьев из леса к ожидающему транспорту.

Обычные машины, которые сконструированы и работают вышеописанным способом, универсальны и эффективны по затратам, как уже было указано. Однако из-за того, что деревья поднимаются захватным устройством, например, с их нижних концов и волокутся за задними колесами, задние колеса и вершины связанных деревьев вызывают значительные нарушения почвы. Вес поднятых деревьев на их нижних концах и эффект противовеса передней части машины приводят к тому, что задние колеса оставляют колею и срезают почву при их тяговом усилии. Вершины деревьев при их трелевке по земле также вызывают значительные нарушения почвы. В дополнение, деревья часто получают повреждения при их трелевке из зоны повала.

Краткое изложение сути изобретения Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованной машины транспортировки деревьев для замены ею обычных трелевщиков.

Другой целью изобретения является создание машины транспортировки деревьев, которая может транспортировать деревья от места лесоповала с минимальным повреждением земли.

Еще одной целью изобретения является создание машины транспортировки деревьев, которая требует меньшего тягового усилия при транспортировке деревьев от места лесоповала, чем обычные транспортировочные трелевщики.

Дальнейшей целью изобретения является создание машины транспортировки деревьев, которая доставляет более чистые деревья к месту назначения, т.е. деревья, которые не повреждены трелевкой.

Еще одной дальнейшей целью изобретения является создание машины транспортировки деревьев, в которой нижние концы деревьев поддерживаются значительно впереди осевой линии задних шин, а вершины деревьев частично или полностью отведены от земли.

Еще одной целью является создание усовершенствованного способа транспортировки срубленных деревьев из зоны, где они срублены.

Упомянутые и другие цели достигаются машиной транспортировки деревьев, в которой задняя секция ее поддерживается парой колес на каждой стороне. Каждая пара колес установлена на ходовой части, которая, в свою очередь, поворотно присоединена к задней секции машины.

По одному варианту изобретения колеса на каждой ходовой части являются колесами с резиновыми шинами. По другому варианту - каждая ходовая часть может иметь замкнутую траковую ленту на резиновых шинах. В любом случае задняя секция машины поддерживается на сравнительно широкой ("с носа до кормы") подошве.

Гидравлически приводимая в действие сборка стрелы установлена на задней секции машины. Она включает главную стрелу, поворотно установленную на задней секции машины в переднем конце шасси и выступающую вверх от этой секции. Цилиндр гидравлического исполнительного механизма поворотно установлен на шасси сзади от главной стрелы и имеет поршень исполнительного механизма, поворотно присоединенный к стреле для облегчения поворота главной стрелы назад и вперед под управлением оператора.

Кроме того, имеется штоковая стрела, выступающая назад от главной стрелы и поворотно присоединенная к ее верхнему концу. Задний конец штока имеет захватное устройство или трос, свисающий с его свободного конца, причем этот трос или захватное устройство легко присоединяемы к срубленному дереву на земле в общем обычным способом. Цилиндр гидравлического исполнительного механизма, являющийся промежуточным звеном между концами главной стрелы, имеет поршень, поворотно присоединенный к штоковой стреле в точке, находящейся сзади присоединения к главной стреле, для обеспечения штоковой стрелы требуемой подъемной силой на захватном устройстве или конце троса.

В соответствии с изобретением подпорная стрела также поворотно присоединена к главной стреле и выступает назад ниже штоковой стрелы. Подпорная стрела (несколько больше, чем наполовину) длинней штоковой стрелы, так что ее свободный конец расположен впереди свободного конца штоковой стрелы, составляя две пятых расстояния между свободным концом штоковой стрелы и осью поворота штоковой стрелы.

Цилиндр исполнительного механизма для подпорной стрелы поворотно присоединен к штоковой стреле промежуточно между его концами. Этот цилиндр исполнительного механизма имеет свой поршень, поворотно присоединенный к свободному концу подпорной стрелы. При этом имеется подпирающий элемент в виде деревоподпирающей вилки, жестко присоединенной к свободному концу подпорной стрелы.

В работе транспортировочной машины в соответствии со способом изобретения машина маневрирует в положение, в котором она продольно сцентрирована и обращена вперед относительно большего нижнего конца срубленного дерева или связки деревьев. Главная стрела и штоковая стрела сдвинуты назад в их наиболее наклонные положения таким образом, что захватное устройство или трос могут захватывать связку деревьев, например, около шести футов (≈183 см) от нижнего конца связки.

Затем оператором скоординированно вводятся в действие цилиндры исполнительных механизмов главной стрелы и штоковой стрелы для подъема нижнего конца связки пучка деревьев и протаскивания ее вперед через заднюю секцию машины. Когда нижний конец связки достигает точки сразу перед осевой линией ходовых частей, цилиндр исполнительного механизма подпорной стрелы снабжается энергией для приведения вилки подпора деревьев вниз, перпендикулярно связке деревьев и во взаимодействие с ней в месте, расположенном рядом с ее нижним концом.

В этот момент цилиндры исполнительных механизмов для главной стрелы и штоковой стрелы задействуются скоординированно для поворота главной стрелы дальше вперед, а подпорной стрелы - дальше вниз. Эффект в соответствии с изобретением заключается в том, что связку деревьев тянут таким образом, что нижний конец ее достаточно впереди колес ходовой части, а вершины связки деревьев подняты от земли. Связка деревьев затем может быть перемещена из зоны повала с вершинами деревьев, поднятыми от земли, а часть веса связки также перенесена на передние колеса.

Краткое описание чертежей Изобретение, включая конструкцию и способ работы, проиллюстрировано более или менее схематично на нижеследующих чертежах.

Фиг. 1 - вид сбоку транспортировочной машины, включающей признаки настоящего изобретения, в начале операции подъема связки срубленных деревьев в положение для транспортировки.

Фиг.2 - вид сверху машины и связки деревьев по фиг.1 в несколько меньшем масштабе и с опущением некоторых частей.

Фиг. 3 - вид сбоку, подобно фиг.1, показывающий машину примерно в середине операции подъема связки деревьев.

Фиг.4 - увеличенный вид сбоку по фиг.3.

Фиг. 5 - вид сбоку подобно фиг.1 и 3, показывающий машину со связкой деревьев, поднятой в положение для транспортировки.

Описание предпочтительного варианта На чертежах трелевочная машина для транспортировки срубленных деревьев, включающая признаки настоящего изобретения, обозначена позицией 10. Машина 10 включает переднюю секцию 11, поддерживаемую двумя передними колесами 12 на резиновом ходу, и заднюю секцию 16, поддерживаемую парой двухколесных ходовых частей 17. Каждая ходовая часть 17 включает два колеса 18 на резиновом ходу. Как показано, она может также включать непрерывную траковую ленту 19, которая охватывает обе шины и вращается с колесами 18.

Передняя секция 11 транспортировочной машины 10 включает шасси 20, включая обычный двигатель 21, и кабину оператора 22. Передняя секция 11 присоединена к задней секции 16 обычным способом для шарнирного соединения относительно оси поворота X.

Задняя секция 16 машины 10 включает шасси 30. На шасси 30 установлена сборка стрелы 31. Сборка стрелы имеет обычное захватное устройство 32, подвешенное на ее свободном конце. На фиг.1 и 2 захватное устройство 32 показано в положении захвата связки В срубленных деревьев.

Передние колеса 12 и задние колеса 18 машины 10 приводятся в движение двигателем 21 через обычную коробку передач и приводную зубчатую передачу (не показано). Машина управляется обычным способом путем изменения угла между шарнирно присоединенной передней секцией 11 и задней секцией 16 с гидравлическими цилиндрами (не показаны), управляемыми оператором. Гидравлическое усилие обеспечивается соответствующей насосной установкой 35, приводимой в действие от двигателя 21 обычным способом.

Гидравлическая насосная установка 35 подает также энергию к сборке стрелы 31, которая гидравлически приводится в действие способом, рассмотренным ниже. В соответствии с изобретением сборка стрелы 31 действует в три стадии: (1) подъем нижнего конца связки деревьев В вверх и операция по протаскиванию связки вперед до установления ее по оси колес 18 ходовой части 17; (2) давление на нижний конец B₁ связки В вниз относительно оси захватного устройства 32 для подъема верхнего конца B₂ связки от земли и, одновременно, (3) оказание тянущего усилия на связку деревьев В вперед таким образом, что нижний конец B₁ оказывается впереди центральной оси колес 18 ходовой части 17 (см. фиг.3).

По увеличенному изображению фиг.4, а также фиг.1 и 2 видно, что сборка стрелы 31 включает главную стрелу 41, которая шарнирно установлена на шасси 30 задней секции 16 в позиции оси поворота 42. Главная стрела 41 установлена для шарнирного движения между крайним передним положением - около 15^o вперед от вертикали и крайним задним положением - около 75^o назад от вертикали (см. фиг.1).

Движение главной стрелы 41 управляется гидравлическим цилиндром 44, шарнирно присоединенным в позиции 45 к шасси 30, впереди точки поворота 42. Поршень 46 цилиндра 44, в свою очередь, поворотно присоединен к главной стреле 41 в позиции 47, смещенной от оси поворота 42.

К свободному концу главной стрелы 41 в позиции оси 48 поворотно присоединена штоковая стрела 49. Штоковая стрела 49 установлена для поворотного движения относительно главной стрелы 41 от угла примерно в 175^o к главной стреле (см. фиг.1) к углу примерно в 60^o к главной стреле (см. фиг.5).

Ход штоковой стрелы 49 относительно главной стрелы 41 управляется гидравлическим цилиндром 51, поворотно присоединенным к главной стреле 41 в позиции 52. Поршень 53 цилиндра 51, в свою очередь, поворотно присоединен к штоковой стреле 49 в позиции 54, смещенной от оси поворота 48.

От свободного конца штоковой стрелы 49 в позиции оси 56 свисает обычное захватное устройство 32. Захватное устройство 32 или трос используют широко известным способом для захвата связки срубленных деревьев В во время работы машины 10.

К свободному концу главной стрелы 41 поворотно присоединена подпорная стрела 58 на той же оси 48, к которой присоединена штоковая стрела 49. Подпорная стрела 58 составляет примерно три четвертых длины штоковой стрелы 49. Положение подпорной стрелы 58 относительно штоковой стрелы 49 управляется гидравлическим цилиндром 59, поворотным в позиции оси 61 к штоковой стреле. Поршень 62 цилиндра 59 поворотно присоединен к свободному концу подпорной стрелы 58 в позиции 63.

К свободному концу подпорной стрелы 58 жестко присоединена подпирающая вилка 66 для наклона деревьев. Подпирающая вилка 66 выступает вниз под углом примерно 45^o к продольной оси подпорной стрелы 58 таким образом, что, когда эта стрела наклонена вниз, как видно по фиг.5, подпирающая вилка 66 наклонена вперед от вертикали под углом всего в 5^o.

В работе машина 10 маневрирует в положение, показанное на фиг.1. Для этого маневра сборка стрелы 31 обычно убрана в положение, показанное на фиг. 5. Цилиндр 44 задействован для передвижения главной стрелы 41 в ее крайнее переднее положение. Цилиндр 51 задействован для передвижения штоковой стрелы 49 в положение, смещенное на 60^o от главной стрелы 41. Положение подпорной стрелы 58 в этот момент - по произвольному выбору.

Когда машина 10 находится в соответствующей позиции, цилиндр 44 задействован для убирания поршня 46 и поворота стрелы 41 в положение, показанное на фиг.1. В то же время цилиндр 51 задействован для выхода поршня 53 и перемещения штоковой стрелы 49 в положение, также показанное на фиг.1. Цилиндр 59 задействован для убирания поршня 62 и поворота подпорной стрелы 58 по направлению к штоковой стреле 49 на весь ее ход.

Затем оператор использует захватное устройство 32 для захвата связки деревьев В в участке нижнего конца B₁ связки на расстоянии около шести футов от торцевого конца. После прикрепления захватного устройства 32 к связке деревьев В цилиндр 44 задействуется для привода поршня 46 вперед и поворота главной стрелы 41 вперед. Одновременно с этим задействован цилиндр 51 для убирания поршня 53 до установления штоковой стрелы 49 под углом 175^o к главной стреле 41. В этой операции связка срубленных деревьев В поднята в нижнем ее конце B₁ и протягивается вперед в положение, показанное на фиг.3 и 4.

В этот момент крайний нижний конец связки деревьев В находится по осевой линии колесных ходовых частей 17. Вершины связки деревьев В остаются на земле. Подпирающая вилка 66 расположена над концом B₁ связки деревьев, около двух футов (≈60 см) от торца связки. Верхний конец В₂ связки срубленных деревьев В остается на земле.

Затем задействуется цилиндр 59 подпорной стрелы 58, побуждающий перенос подпирающей вилки 66 вниз и во взаимодействие со связкой деревьев В рядом с нижним концом ₁ и достаточно впереди от точки, в которой захватное устройство 32 скрепляет деревья. Это поворачивает подпорную стрелу 58 вниз до положения параллельности к штоковой стреле 49 между осью поворота 61 цилиндра 59 и осью поворота 56, где присоединено захватное устройство 32.

Затем оператор задействует цилиндр 44 для привода главной стрелы 41 вперед. Одновременно с этим задействован цилиндр 51, чтобы тянуть штоковую стрелу 49 вниз. Эффект заключается в том, что тянут связку деревьев В вперед и в то же время нажимают на толстый конец связки деревьев В вниз.

По мере того, как это происходит, связка деревьев В движется вперед и поворачивается против часовой стрелки вокруг оси, образованной осью поворота 56 захватного устройства 32. Движение вперед и поворот связки деревьев В продолжаются до достижения ею положения, показанного на фиг.5, с расположением связки В почти параллельно земле. Затем машина 10 может мягко транспортировать связку деревьев В из зоны повала.

Можно видеть, разумеется, что вершины В₂ связки деревьев не требуется поднимать полностью от земли для достижения многих целей изобретения. Простое снятие значительной доли воздействия нагрузки на землю служит для улучшения результатов транспортировки.

Хотя описан предпочтительный вариант изобретения, должно быть понятно, что изобретение этим не ограничено и возможны модификации без отклонения от сущности изобретения. Объем и сущность изобретения определены формулой настоящего изобретения.

Формула изобретения

1. Транспортировочная машина для транспортировки срубленных деревьев, включающая шасси, поддерживаемое вращающимися опорными элементами, на котором установлена сборка стрелы, содержащая главную стрелу, поворотно установленную на шасси, штоковую стрелу, поворотно присоединенную к упомянутой главной стреле и имеющую свободный конец, подпорную стрелу, поворотно присоединенную к верхнему концу главной стрелы или к штоковой стреле, причем сборка стрелы содержит гидравлические цилиндры с поршнями для поворота главной стрелы, штоковой стрелы и подпорной стрелы, при этом один из поршней присоединен одним концом к штоковой стреле, а противоположным концом - к свободному концу подпорной стрелы, причем к штоковой стреле присоединено захватное устройство для захвата срубленного дерева на первом участке, отстоящем от нижнего торцевого конца срубленного дерева, а к подпорной стреле прикреплен подпирающий элемент для взаимодействия и оказания опускающего усилия на срубленное дерево на втором его участке, расположенном ближе к его торцевому концу, чем первый участок.

2. Транспортировочная машина по п.1, отличающаяся тем, что подпирающий элемент жестко соединен с подпорной стрелой.

3. Транспортировочная машина для транспортировки срубленных деревьев, включающая шасси, поддерживаемое вращающимися опорными элементами, на котором установлена сборка стрелы, содержащая главную стрелу, поворотно связанную с упомянутым шасси, штоковую стрелу, поворотно связанную с упомянутой главной стрелой, и связанное с ней захватное устройство для захвата дерева, и подпорную стрелу, поворотно установленную на главной стреле, при этом сборка стрелы имеет возможность захватывать и поднимать срубленное дерево на первом участке на дереве, отстоящем от его нижнего утолщенного конца с помощью захватного устройства, и воздействовать на срубленное дерево на втором участке на дереве, расположенном ближе к его утолщенному концу, чем первый участок посредством подпорной стрелы.

4. Транспортировочная машина по п.3, отличающаяся тем, что вращающиеся опорные элементы содержат пару ходовых частей, поддерживающих шасси, и пару колес, смещенных продольно на шасси и поддерживающих каждую из ходовых частей.

5. Транспортировочная машина по п.4, отличающаяся тем, что колеса являются колесами с резиновыми шинами.

6. Транспортировочная машина по п.4, отличающаяся тем, что упомянутая пара колес в каждой ходовой части имеет охватывающую их замкнутую траковую ленту.

7. Транспортировочная машина для транспортировки срубленных деревьев, включающая поворотно связанные шарнирной связью переднюю секцию и поддерживаемую шасси заднюю секцию, на которой установлена сборка стрелы, содержащая главную стрелу, поворотно установленную на задней секции, штоковую стрелу, поворотно связанную с упомянутой главной стрелой, и подпорную стрелу, поворотно связанную с главной стрелой или со штоковой стрелой, причем сборка стрелы содержит гидравлические цилиндры с поршнями для поворота главной стрелы, штоковой стрелы и подпорной стрелы, причем главная стрела установлена с возможностью поворота между крайним передним положением вперед от вертикали и крайним задним положением назад от вертикали, а сборка стрелы содержит на штоковой стреле захватное устройство для захвата срубленного дерева на первом участке, отстоящем от нижнего торцевого конца срубленного дерева, и подпирающий элемент на подпорной стреле для воздействия на срубленное дерево на втором участке, расположенном ближе к его торцевому концу, чем первый участок.

8. Транспортировочная машина для транспортировки срубленных деревьев, включающая шасси, поддерживаемое вращающимися опорными элементами, на котором установлена сборка стрелы, содержащая главную стрелу, поворотно установленную на шасси, поворотно присоединенную к главной стреле штоковую стрелу, имеющую связанное с ней захватное устройство для захвата дерева, и подпорную стрелу, поворотно присоединенную к главной стреле или к штоковой стреле, причем главная стрела установлена с возможностью поворота между крайним передним положением вперед от вертикали и крайним задним положением назад от вертикали, а сборка стрелы имеет возможность захватывать и поднимать срубленное дерево на первом участке на дереве, отстоящем от нижнего утолщенного конца, с помощью захватного устройства и воздействовать на срубленное дерево на втором участке на дереве, расположенном ближе к его утолщенному концу, чем первый участок, посредством подпорной стрелы.

9. Транспортировочная машина для транспортировки срубленных деревьев, включающая шасси, поддерживаемое вращающимися опорными элементами, на котором установлена сборка стрелы, содержащая главную стрелу, поворотно установленную на шасси, штоковую стрелу, поворотно присоединенную к упомянутой главной стреле, и подпорную стрелу, поворотно связанную с главной стрелой или со штоковой стрелой, причем сборка стрелы содержит гидравлические цилиндры с поршнями для поворота главной стрелы между крайним передним положением вперед от вертикали и крайним задним положением назад от вертикали, штоковой стрелы и подпорной стрелы, при этом один из поршней присоединен одним концом к штоковой стреле, а противоположным концом - к свободному концу подпорной стрелы для захвата срубленного дерева на первом участке, отстоящем от нижнего торцевого конца срубленного дерева, а к подпорной стреле прикреплен подпирающий элемент для взаимодействия и оказания опускающего усилия на срубленное дерево на втором его участке, расположенном ближе к его торцевому концу, чем первый участок.

10. Транспортировочная машина по п. 9, отличающаяся тем, что главная стрела имеет возможность поворота между крайним передним положением около 15^o вперед от вертикали и крайним задним положением около 75^o назад от вертикали.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5