Устройство для бесчокерной трелевки леса

Изобретение относится к машинам, применяемым для трелевки леса в лесном хозяйстве. Устройство смонтировано на навесной системе трактора 5 и содержит раму 1, шарнирно закрепленный на раме двуплечий рычаг 12, двухшарнирное звено с захватом 2, снабженным челюстями 3 и гидроцилиндром 4, дополнительные гидроцилиндры 15, пружины 16 и ограничительные шпильки 17. Двуплечий рычаг соединен подвижно с рамой с помощью шарового шарнира 13 и направляющей втулки 14. Между рамой и концом двуплечего рычага, на котором шарнирно закреплено двухшарнирное звено с захватом 3, шарнирно установлены два дополнительных гидроцилиндра под углом 45-90^° друг к другу относительно продольной оси устройства. Двуплечий рычаг снабжен пружинами 16 и ограничительными шпильками 17, фиксирующими его в нейтральном положении в продольно-горизонтальной плоскости. При таком выполнении снижаются энергозатраты при трелевке леса, а также нагрузки на элементы конструкции как самого устройства, так и навесного механизма, и трактора, что позволит повысить их надежность. 4 ил.

 

Изобретение относится к машинам, применяемым для трелевки леса в лесном хозяйстве.

Известно трелевочное оборудование ПТΉ-0,8 («Муравей»), предназначенное для подтрелевки и бесчокерной трелевки древесины при прореживании, проходных и санитарных рубках. Оборудование содержит клещевой захват, смонтированный на задней навеске трактора, раму захвата, выполненную виде балки для подсоединения к нижним тягам навески трактора. Зубья (челюсти) захвата открываются и закрываются гидроцилидром (см. Технологии, машины и оборудование в лесном хозяйстве: Учеб. Пособие / Л.Т. Свиридов, В.И. Вершинин. - Воронеж, гос. лесотехн. акад., 2002, - 312 с.).

Недостатком устройства является то, что при трелевке пачки навеска трактора с захватом находятся в транспортном положении и при движении трактора по неровностям вырубки возникают значительные по величине вертикальное и горизонтальное колебания пачки бревен. Это приводит к большим динамическим нагрузкам и поломкам элементов металлоконструкции и гидропривода трелевочного оборудования, а также навесного механизма трактора. При этом отсутствует возможность рекуперации энергии от перемещений пачки хлыстов в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно трактора, чем снижается экономичность агрегата при трелевке леса.

Известно устройство для бесчокерной трелевки леса, содержащее захват с двумя челюстями и выносным гидроцилиндром, смонтированным на навесной системе трактора, включающей центральную и нижние тяги, управляемые основным гидроцилиндром, штоковая полость которого сообщена с поршневой полостью выносного гидроцилиндра челюстного захвата посредством дополнительной гидролинии, снабженной обратным клапаном и управляемым запорным вентилем, причем центральная тяга соединена с кронштейном, закрепленным на раме захвата, а нижние тяги соединены с поперечной. Дополнительная гидролиния содержит второй запорный вентиль, синхронизированный с первым и гидроаккумулятором (см. патент РФ на полезную модель №93053, кл. В60Р 3/40, 09.12.2009).

Недостатком устройства является отсутствие возможности рекуперации энергии от перемещений пачки хлыстов в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно трактора, чем снижается экономичность агрегата при трелевке леса.

Наиболее близким по технической сущности решением, принятым за прототип, является устройство для бесчокерной трелевки леса, включающее раму, захват с двумя челюстями и гидроцилиндром челюстного захвата, смонтированными на навесной системе трактора, включающей верхнюю и нижнюю тяги, управляемые гидроцилиндром навесного механизма трактора, согласно изобретению, захват посредством двухшарнирного звена связан с одним из концов двуплечего рычага, шарнирно закрепленного на раме, а между вторым свободным концом двуплечего рычага и рамой шарнирно установлен дополнительный гидроцилиндр, между рамой и двуплечим рычагом установлены пружины, фиксирующие двуплечий рычаг в нейтральном положении и обеспечивающие ему повороты из этого положения в обе стороны в продольно-вертикальной плоскости под воздействием знакопеременных нагрузок со стороны захвата; для предотвращения поломок пружин и гидроцилиндра в крайних положениях двуплечего рычага предусмотрены ограничительные шпильки (см. патент на изобретение РФ №2494608, МПК A01G 23/00, В60Р 3/41, 10.10.2013).

Недостатком прототипа является то, что он не обеспечивает рекуперацию энергии при трелевке леса в трех из четырех возможных случаях: при поворотах двуплечего рычага в обе стороны в продольно-горизонтальной плоскости, при взаимном вращении пакета хлыстов и трактора относительно их продольной оси, а также при осевых горизонтальных возвратно-поступательных перемещениях пакета при толчках.

Задачей изобретения является обеспечение снижения энергозатрат тракторного агрегата. Достигаемый технический результат - аккумулирование непроизводительно теряемой при работе тракторного агрегата части энергии при поворотах в обе стороны в продольно-горизонтальной плоскости, взаимных угловых перемещениях пакета хлыстов и трактора относительно их продольной оси, а также осевых горизонтальных возвратно-поступательных перемещениях пакета при толчках. Кроме этого, вследствие существенного снижения максимальных значений давлений в гидроприводе за счет использования в нем гидроаккумулятора, соответственно снижаются нагрузки на элементы конструкции устройства для бесчокерной трелевки леса, навесного механизма и трактора, что позволяет повысить надежность всего агрегата в тяжелых условиях лесных вырубок. Для этого в устройстве для бесчокерной трелевки леса, смонтированном на навесной системе трактора, содержащем раму, захват с двумя челюстями и гидроцилиндром, двухшарнирное звено, шарнирно закрепленный на раме двуплечий рычаг, дополнительный гидроцилиндр, пружины, фиксирующие двуплечий рычаг в нейтральном положении в продольно-вертикальной плоскости и ограничительные шпильки, согласно изобретению, двуплечий рычаг соединен с рамой с помощью шарового шарнира и направляющей втулки, а между рамой и концом двуплечего рычага, на котором шарнирно закреплены двухшарнирное звено с захватом, шарнирно установлены два дополнительных гидроцилиндра под углом 45-90° друг к другу относительно продольной оси устройства, кроме этого двуплечий рычаг снабжен дополнительно пружинами и ограничительными шпильками, фиксирующими его в нейтральном положении в продольно-горизонтальной плоскости.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема рекуперативного устройства для бесчокерной трелевки леса, на фиг. 2 - то же, вид сзади, на фиг. 3 - то же, вид сверху, на фиг. 4 - гидравлическая схема трактора с энергосберегающим устройством для бесчокерной трелевки леса.

Устройство для бесчокерной трелевки леса содержит раму 1, захват 2 с двумя челюстями 3 и гидроцилиндром 4 челюстного захвата, смонтированными на навесной системе трактора 5, включающей верхнюю 6 и нижние 7 тяги, управляемые гидроцилиндром 8 навесного механизма трактора, причем челюсти 3 посредством оси крепления 9, горизонтальной оси 10 и вертикальной оси 11 связаны с одним из концов двуплечего рычага 12, соединенного с рамой 1 шаровым шарниром 13 с направляющей втулкой 14, с этим же концом двуплечего рычага 12 и рамой 1 шарнирно установлены дополнительные гидроцилиндры 15 под углом 45-90° друг к другу относительно продольной оси устройства. Между рамой 1 и двуплечим рычагом 12 установлены пружины 16, фиксирующие двуплечий рычаг 12 в нейтральном положении и в то же время обеспечивающие ему повороты из этого положения в обе стороны, как в продольно-вертикальной, так и в продольно-горизонтальной плоскостях под воздействием знакопеременных нагрузок со стороны захвата 2. Для предотвращения поломок пружин 16 и гидроцилиндров 15 в крайних положениях двуплечего рычага 12 предусмотрены ограничительные шпильки 17. Использование в устройстве шарнирных соединений 10 и 11 позволяет снизить нагрузки на звенья навесного механизма при маневрировании трактора с пакетом хлыстов 18 на вырубке. Гидропривод устройства для бесчокерной трелевки леса состоит из рекуперативной системы 19, гидроцилиндра 4 челюстного захвата, гидроцилиндра 8 навесного механизма трактора, гидрораспределителя 20 и насосно-аккумуляторного узла 21. Рекуперативная система 19 устройства включает гидроцилиндры 15 с присоединительными гибкими трубопроводами 22 и 23, а также обратные клапаны 24 и 25. Насосно-аккумуляторный узел 21 включает насос 26, гидробак 27, фильтр 28, обратный клапан 29, гидроаккумулятор 30 и разгрузочно-автоматического клапана 31. Последний включает в себя обратный 32, разгрузочный 33 и предохранительный 34 клапаны. Все системы гидропривода соединены между собой напорной 35 и сливной 36 гидромагистралями.

Устройство работает следующим образом. Трактор с поднятым захватом 2 и раскрытыми челюстями 3 задним ходом перемещается в положение, при котором захват 2 находится над комлевой частью срезанных деревьев. Затем с помощью одной из секций гидрораспределителя 20 включается гидроцилиндр 8 навесного механизма, и захват 2 опускается на срезанные деревья и прижимает их к земле. После этого с помощью другой секции гидрораспределителя 20 включается гидроцилиндр 4 захвата 2, челюсти 3 которого сжимают комли деревьев с боков, формируя пачку. Далее включается гидроцилиндр 8 навесного механизма и происходит подъем захвата с пачкой хлыстов 18 в транспортное положение. При необходимости торцы хлыстов выравниваются с помощью щита - вертикальной нижней части двуплечего рычага 12. При трелевке пачка хлыстов 18 неизбежно вызывает три вида ее перемещений: колебания в вертикальной и горизонтальной плоскостях, продольные относительно оси агрегата возвратно-поступательные перемещения при толчках, а также вращение пачки относительно трактора. В результате этих сложных движений пачки хлыстов подпружиненный двуплечий рычаг 12 совершает повороты относительно своего шарового шарнира 13, неподвижная часть которого установлена на двуплечем рычаге 12, а подвижная размещена в направляющей втулке 14, закрепленной на раме 1. При этом соединенные с верхним концом двуплечего рычага 12 одни из концов гидроцилиндров 15 системы рекуперации устройства 19 соответственно обеспечивают возвратно-поступательное движение цилиндров относительно поршней. При втягивании поршня в цилиндр рабочая жидкость вытесняется из поршневой полости гидроцилиндра 15 по гибкому трубопроводу 22 через обратные клапаны 24 в напорную гидромагистраль 35, подзаряжая, таким образом, гидроаккумулятор 30. В это же время, за счет разряжения, штоковые полости гидроцилиндров 15 заполняются рабочей жидкостью из гидробака 27 через сливную гидромагистраль 36, обратные клапаны 25 и гибкий трубопровод 23. Аналогично, при выдвижении поршней из цилиндров 15, рабочая жидкость из штоковых полостей гидроцилиндров вытесняется в гидроаккумулятор 30 через гибкий трубопровод 23, обратный клапан 24 и напорную гидромагистраль 35, а поршневая полость за счет разрежения заполняется рабочей жидкостью из гидробака 27 через сливную гидромагистраль 36 и обратный клапан 25. В процессе работы гидропривод трактора и устройства для бесчокерной трелевки леса защищен от превышения заданной величины давления, при полностью заряженном гидроаккумуляторе 30, с помощью разгрузочного 33 и предохранительного 34 клапанов насосно-аккумуляторного узла 21. В случае недостаточной заряженности гидроаккумулятора 30 и снижения в нем давления ниже допустимого бесперебойную работу гидропривода обеспечивает насос 26 через нормально открытый обратный клапан 32.

Устройство для бесчокерной трелевки леса, смонтированное на навесной системе трактора, содержащее раму, шарнирно закрепленный на раме двуплечий рычаг, двухшарнирное звено с захватом, снабженным челюстями и гидроцилиндром, пружины и ограничительные шпильки, отличающееся тем, что двуплечий рычаг соединен подвижно с рамой с помощью шарового шарнира и направляющей втулки, а между рамой и концом двуплечего рычага, на котором шарнирно закреплено двухшарнирное звено с захватом, шарнирно установлены два дополнительных гидроцилиндра под углом 45-90° друг к другу относительно продольной оси устройства, кроме этого двуплечий рычаг пружинами и ограничительными шпильками фиксируется в нейтральном положении в продольно-горизонтальной плоскости.