ВАЛОЧНО-ПАКЕТИРУЮЩАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к лесозаготовительной отрасли и может быть использована в валочно-пакетирующих машинах, которые могут быть с высокой эффективностью использованы при работе в заболоченных и переувлажненных лесосеках.
Известна валочно-пакетирующая машина (Timber Pro), включающая ходовую систему, поворотную платформу со смонтированным на ней манипулятором, содержащим стрелу, рукоять и захватно-срезающее устройство (ЗСУ), а также - противовес. (Коломинова М.В., Разработка технологии лесосечных и нижнескладских работ лесозаготовительного предприятия. ч.1. Лесосечные работы, Ухтинский государственный технический университет, УХТА 2010 г., с.15, табл.6)
Известная валочно-пакетирующая машина выполнена с механизмами, обеспечивающими возможность работы на поперечных склонах путем наклона поворотной платформы относительно ходовой системы, при этом обеспечивается некоторая устойчивость ВПМ, однако такие механизмы не обеспечивают уменьшения массы противовеса, а следовательно и ВПМ в целом, что не позволяет использовать ее для работы в заболоченных и переувлажненных лесосеках.
Известна валочно-пакетирующая машина (ВПМ) МЛ-135, включающая ходовую систему, поворотную платформу со смонтированным на ней манипулятором, содержащим стрелу, рукоять и захватно-срезающее устройство (ЗСУ), а также - противовес. (Коломинова М.В., Разработка технологии лесосечных и нижнескладских работ лесозаготовительного предприятия. ч.1. Лесосечные работы, Ухтинский государственный технический университет, УХТА 2010 г., с.15, табл.6 - прототип).
Известная машина содержит механизм наклона захватно-срезающего устройства на ±15, что позволяет машине успешно работать на боковых склонах, но это не обеспечивает ее устойчивость и, при этом она имеет высокую массу, что не позволяет использовать ее для работы в заболоченных и переувлажненных лесосеках.
Следует отметить, что в настоящее время устойчивость ВПМ обеспечивается тем, что масса противовеса рассчитывается на максимальную, для конкретной марки ВПМ массу срезаемого дерева (или деревьев, при наличии накопителя в ЗСУ), что приводит к тому, что масса ВПМ очень велика (перегружается ходовая часть, поворотный механизм, и другие узлы ВПМ), что ограничивает применение известных машин, в частности, для работы в заболоченных и переувлажненных лесосеках. Кроме того, для известных машин характерна высокая металлоемкость и высокий расход топлива.
Техническая задача полезной модели - повышение эффективности валочно-пакетирующей машины (ВПМ) путем снабжения устройством обеспечения ее устойчивости, выполненным с возможностью саморегулирования ее устойчивости в зависимости от величины вылета стрелы манипулятора и массы срезаемых деревьев, а также -снижение массы ВПМ в целом, что позволит использовать валочно-пакетирующую машину на заболоченных и переувлажненных лесосеках и снизить металлоемкость и расход топлива.
Поставленная задача достигается тем, что валочно-пакетирующая машина, включающая ходовую систему, поворотную платформу со смонтированным на ней манипулятором, содержащим стрелу, рукоять и захватно-срезающее устройство, а также - противовес, - снабжена устройством обеспечения ее устойчивости, выполненным с возможностью саморегулирования ее устойчивости в зависимости от величины вылета стрелы манипулятора и массы срезаемых деревьев, при этом устройство обеспечения устойчивости содержит кинематически связанное рычажной системой со стрелой манипулятора - горизонтально подвижное основание, привод перемещения которого содержит гидроцилиндр, штоковая часть которого прикреплена к поворотной платформе, а поршневая - к подвижному основанию, причем противовес размещен на горизонтально подвижном основании.
Полезная модель имеет следующие отличия от прототипа:
- валочно-пакетирующая машина снабжена устройством обеспечения ее устойчивости, выполненным с возможностью саморегулирования ее устойчивости в зависимости от величины вылета стрелы манипулятора и массы срезаемых деревьев;
- устройство обеспечения устойчивости содержит кинематически связанное рычажной системой со стрелой манипулятора - горизонтально подвижное основание, привод перемещения которого содержит гидроцилиндр, штоковая часть которого прикреплена к поворотной платформе, а поршневая - к подвижному основанию;
- противовес размещен на горизонтально подвижном основании.
Это позволит повысить эффективность валочно-пакетирующей машины (ВПМ) путем снабжения устройством обеспечения ее устойчивости, выполненным с возможностью саморегулирования ее устойчивости в зависимости от величины вылета стрелы манипулятора и массы срезаемых деревьев, а также - снизить массу ВПМ в целом, что позволит использовать валочно-пакетируюшую машину на заболоченных и переувлажненных лесосеках и снизить металлоемкость и расход топлива.
В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений и решений с заявленной совокупностью признаков.
Полезная модель применима и будет использована в отрасли в 2011-2012 г.г.
На фиг.1 изображена схема валочно-пакетирующей машины, вид слева, момент работы машины при минимальном вылете стрелы манипулятора;
На фиг.2 - то же, момент работы машины при максимальном вылете стрелы манипулятора;
На фиг.3 - то же, вид справа, вид со стороны рычажной системы.
Валочно-пакетирующая машина включает ходовую систему 1, поворотную платформу 2 со смонтированным на ней манипулятором 3, содержащим стрелу 4, рукоять 5 и захватно-срезающее устройство (СЗУ) 6 с верхним 7 и нижним 8 захватами, а также - противовес 9.
Валочно-пакетировочная машина снабжена устройством обеспечения ее устойчивости, выполненным с возможностью саморегулирования ее устойчивости в зависимости от величины вылета стрелы манипулятора и массы срезаемых деревьев, при этом устройство обеспечения устойчивости содержит кинематически связанное рычажной системой 10 со стрелой 4 манипулятора 3 - горизонтально подвижное основание 11, привод 12 перемещения которого содержит гидроцилиндр 13, штоковая часть 14 которого прикреплена к поворотной платформе 2, а поршневая 15 - к подвижному основанию 11, причем противовес 9 размещен на горизонтально подвижном основании 11.
Противовес 9 содержит узлы и детали валочно-пакетирующей машины и может включать, например, двигатель машины (ВПМ), гидронасосы, топливный бак и бак для гидромасла, гидрораспределители, комплекты ЗИП и ключей и т.д. (на фиг. не показано).
Механическая рычажная система 10 состоит из коромысла 16, закрепленного на оси 17 опоры 18, смонтированной на поворотной платформе 2, и рычагов 19 и 20, один из которых 19 крепится к стреле 4 и коромыслу 16, а другой 20 крепится к подвижному основанию 11 и к коромыслу 16. В машине ВПМ имеются гидроцилиндры 21 и 22 соответственно подъема и опускания стрелы 4 и рукояти 5, а также гидроцилиндр 23 поворота захватно-срезающего устройства 6.
Валочно-пакетирующая машина работает следующим образом.
Первоначально ВПМ устанавливают у выбранного дерева. Затем манипулируя гидроцилиндрами 21, 22 и 23 соответственно стрелы 4, рукояти 5 и стойки ЗСУ 6, подводят последнее к дереву, захватывают его захватами 7 и 8 и срезают его. После срезания дерево снимается с пня, переносится к месту укладки и укладывается на землю. При разработке лесосек ВПМ с одной стоянки может срезать деревья, расположенные справа, слева и впереди от него на расстоянии от минимального вылета манипулятора до максимального его вылета. При увеличении вылета манипулятора увеличивается опрокидывающий момент, относительно оси поворота поворотной платформы 2, который создается действием массы манипулятора 3 и дерева. Опрокидывающий момент компенсируется удерживающим моментом, создаваемым противовесом 9.
Такой принцип работы (в известных технических решениях) приводит к тому, что уравновешивающая опрокидывающего момента при срезании и переносе дерева составляет около 25-ти тонн, что накладывает существенные ограничения по возможностям их использования (например, на заболоченных и переувлажненных лесосеках, из-за повышенного расхода топлива, из-за металлоемкости машины и т.д.).
В заявленном техническом решении устройство обеспечения устойчивости валочно-пакетирующей машины, содержащее горизонтально подвижное основание 11, на котором размещен противовес 9, посредством рычажной системы 10 и гидроцилиндра 13 осуществляет при увеличении вылета манипулятора 3 перемещение горизонтально подвижного основания 11 с противовесом 9 в противоположную сторону относительно оси поворота поворотной платформы 2, т.е. чем больше вылет (R) стрелы 4 манипулятора 3, тем дальше (l) отодвигается горизонтально подвижное основание 11 с противовесом 9 (уравновешивающая масса). Таким образом осуществляется процесс саморегулирования устойчивости ВПМ в зависимости от величины вылета стрелы 4 манипулятора 3 и массы срезаемого дерева.
Следует отметить, что размещение противовеса 9 на горизонтально подвижном основании 10 позволяет снизить массу машины в целом, а следовательно, ее металлоемкость и снизить расход топлива.
При использовании гидроцилиндра 13 для саморегулирования устойчивости ВПМ может быть применена система управления гидрораспределителями гидроцилиндра, включающая тензодатчики, воспринимающие нагрузки от изменения опрокидывающего момента и соответственно управляющие перемещением противовеса или датчики давления в гидросистеме подъема стрелы и соответственно управляющие перемещением штока гидроцилиндра 13, также воспринимающим нагрузки как от действия массы стрелы с захватно-срезающим устройством и массы перемещаемого дерева, что позволяет уравновешивать опрокидывающий и удерживающий моменты.
Таким образом, полезная модель позволит повысить эффективность валочно-пакетирующей машины (ВПМ) путем снабжения устройством обеспечения ее устойчивости, выполненным с возможностью саморегулирования ее устойчивости в зависимости от величины вылета стрелы манипулятора и массы срезаемых деревьев, снизить массу ВПМ в целом, что позволит использовать валочно-пакетирующую машину на заболоченных и переувлажненных лесосеках и снизить металлоемкость и расход топлива.
·
·
Прикидочные расчеты показывают, что при массе противовеса в 3 тонны его смещение на 1 метр от оси поворота платформы, создает удерживающий момент 3 тм, на 2 метра - 6 тм, что позволяет реально снизить массу машины не менее, чем на 30%.
(56)
1. Коломинова М.В., Разработка технологии лесосечных и нижнескладских работ лесозаготовительного предприятия. ч.1. Лесосечные работы, Ухтинский государственный технический университет, УХТА 2010 г., с.15, табл.6 - прототип.