ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНАЯ МАШИНА
LOGGING MACHINE

Изобретение относится к лесозаготовительной промышленности, в частности к лесозаготовительным машинам типа форвестер (харфорвардер), реализующего технологический процесс сортиментной заготовки древесины на лесосеке и ее транспортирование (вывозку).
Известна лесозаготовительная машина, предназначенная для сортиментной заготовки и транспортирования (вывозки) древесины с лесосеки (см. патент RU №2120737). Лесозаготовительная машина содержит самоходное колесное шасси с шарнирно-сочлененными полурамами, на передней из которых установлены кабина оператора, манипулятор с рабочей головкой, например валочно-сучкорезно-раскряжевочной, а на задней полураме - накопитель для сортиментов.
При проведении лесозаготовительных работ машина подъезжает к кромке леса и начинает прорубку технологического коридора (волока), при этом каждое спиленное дерево с помощью головки и манипулятора переносится за накопитель сортиментов, переводится в горизонтальное положение, и ориентируется комлем к накопителю. При работе головки происходит обрезка сучьев и раскряжевка стволов деревьев на сортименты, которые укладываются в накопитель. При заполнении накопителя машина переезжает на погрузочную площадку (верхний склад), где и производится разгрузка заготовленной древесины.
Для обеспечения устойчивости машины при работе на передней полураме самоходного шасси установлено поворотное в вертикальной плоскости бульдозерное оборудование. Известная лесозаготовительная машина может вести весь цикл работ на рубках ухода за лесом: валку деревьев, обрезку сучьев, раскряжевку на сортименты, погрузку и разгрузку последних.
Однако использование для размещения технологического оборудования самоходного колесного шасси ограничивает технологические возможности машины при производстве лесозаготовительных работ на слабонесущих грунтах лесосек.
В этом случае предпочтительнее использование гусеничного самоходного шасси, как это предусмотрено в техническом решении по патенту RU №2068634.
В соответствии с данным техническим решением лесозаготовительная машина содержит гусеничное самоходное шасси с передней и задней рычажно-балансирными подвесками, соединяющих гусеничные движители и раму шасси, в передней части шасси установлена кабина оператора, поворотное в вертикальной плоскости бульдозерное оборудование, соединенная с лонжеронами шасси в названной его части выносная опора, на которой размещен гидроманипулятор с поворотной рабочей головкой, ось поворота колонны манипулятора расположена в продольно-вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось симметрии шасси, в задней части которого за кабиной оператора установлена грузовая платформа для сортиментов, продольно-вертикальная плоскость симметрии которой проходит через продольную ось шасси, грузовая платформа имеет основание, вертикальные боковые стойки и упорно-торцовочный щит.
В соответствии с данным техническим решением кабина оператора асимметрична относительно продольно-вертикальной плоскости симметрии гусеничного шасси.
Использование передней и задней рычажно-балансирной подвесок, соединяющих гусеничные движители и раму шасси, традиционно для лесозаготовительных машин и предназначено для равномерного распределения нормальных давлений гусениц на поверхность пути в сложных природных условиях лесосек.
Известная лесозаготовительная машина предназначена для работы на слабонесущих грунтах лесосек и обеспечивает цикл лесозаготовительных работ по валке деревьев, обрезке сучьев, раскряжевке на сортименты, погрузке их и вывозке с разрабатываемой лесосеки.
Однако при осуществлении технологического процесса по обрезке сучьев со ствола дерева, раскряжевки и погрузки сортиментов в грузовую платформу, его операции осуществляется при силовой ориентации ствола дерева к грузовой платформе и производстве указанных технологических работ над кабиной оператора, что:
ограничивает технологические возможности машины, т.к. при спиливании деревьев в стороне от продольно-вертикальной плоскости симметрии рамы самоходного шасси, ориентация дерева для его обработки требует переноса дерева, перевода его из вертикального положения в горизонтальное с повалом на стенку леса, что затрудняет технологический процесс его обработки;
ухудшает условия работы оператора из-за ограниченной видимости фронта выполняемых работ;
снижает надежность работы машины вследствие повышенных силовых нагрузок на манипулятор и раму шасси.
Задача изобретения состояла в усовершенствовании лесозаготовительной машины, обеспечивающей процесс валки деревьев, обрезки сучьев, раскряжевки на сортименты, погрузки, вывозки сортиментов с разрабатываемой лесосеки и их разгрузки с достижением технического результата по повышению надежности машины и расширению технологических возможностей машины за счет срезания, обработки деревьев и их погрузки на всем диапазоне поворота манипулятора и производстве этих работ в зоне видимости оператора.
Для решения поставленной технической задачи предложена лесозаготовительная машина, содержащая гусеничное самоходное шасси с передней и задней рычажно-балансирными подвесками, соединяющих гусеничные движители и раму шасси, в передней части шасси установлена кабина оператора, поворотное в вертикальной плоскости бульдозерное оборудование, соединенная с лонжеронами рамы шасси в названной его части выносная опора, на которой размещен гидроманипулятор с поворотной рабочей головкой, ось поворота колонны манипулятора расположена в продольно-вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось симметрии шасси, в задней части которого за кабиной оператора установлена грузовая платформа для сортиментов, продольно-вертикальная плоскость симметрии которой проходит через продольную ось шасси, грузовая платформа имеет основание, вертикальные боковые стойки и упорно-торцовочный щит, в которой, согласно изобретению грузовая платформа установлена на шасси с возможностью поворота в горизонтальной плоскости посредством размещенного между лонжеронами рамы и основанием платформы поворотного средства с вертикальной осью поворота, расположенной между осью поворота рычагов и осями балансиров задней рычажно-балансирной подвески, при этом упорно-торцовочный щит размещен в передней части грузовой платформы.
Согласно изобретению средство поворота выполнено в виде опорно-поворотного устройства.
Согласно изобретению рабочая головка манипулятора выполнена в виде валочно-сучкорезно-раскряжевочной головки.
Согласно изобретению боковые стойки грузовой платформы, по крайней мере, с одной ее стороны, выполнены поворотными в вертикальной плоскости посредством гидропривода.
При реализации изобретения, благодаря описанным выше конструктивным особенностям лесозаготовительных машин в части монтажа и расположения грузовой платформы для сортиментов относительно конструктивных узлов гусеничного самоходного шасси, обеспечивается возможность работы машины по валке деревьев, обрезке сучьев, раскряжевке на сортименты и загрузке последних в грузовую платформу непосредственно в зоне видимости оператора. Объясняется это тем, что грузовую платформу лесозаготовительной машины (по двум вариантам ее исполнения) ориентируют в зону осуществления указанных технологических операций. В результате указанных обстоятельств снижаются также силовые нагрузки на технологическое оборудование машины.
При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений, имеющих аналогичную заявляемому техническому решению совокупность конструктивных признаков для решения заявленного технического результата, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критериям изобретения: «новизна», «изобретательский уровень».
При реализации заявляемого изобретения используют традиционно известное технологическое оборудование, что свидетельствует о соответствии его критерию «промышленная применимость».
Изобретение подтверждается нижеприведенным его описанием и поясняющими чертежами, где
на фиг.1 показан общий вид лесозаготовительной машины, вид сбоку;
на фиг.2 - то же, вид в плане при технологическом режиме обрезки сучьев, раскряжевки на сортименты и их укладки в грузовую платформу;
на фиг.3 - то же, что на фиг.1, при технологическом режиме разгрузки грузовой платформы.
Лесозаготовительная машина содержит гусеничное самоходное шасси, ходовая система которого традиционно имеет переднюю 1 и заднюю 2 рычажно-балансирные подвески, соединяющих гусеничные движители и раму шасси. На лонжеронах 3 рамы гусеничного шасси в передней его части установлена кабина оператора 4, поворотное в вертикальной плоскости бульдозерное оборудование 5, соединенная с лонжеронами 3 выносная опора 6, на которой установлен гидроманипулятор 7, ось поворота которого расположена в продольно-вертикальной плоскости I-I, совпадающей с аналогичной плоскостью симметрии гусеничного шасси. Гидроманипулятор 7 оснащен поворотной рабочей головкой 8, навешиваемой на рукоять стрелы манипулятора. В качестве рабочей головки 8, предпочтительно, использовать харвестерную головку (валочно-сучкорезно-раскряжевочную). Возможны и другие варианты конструктивного исполнения рабочих головок, например вышеуказанной головки, которая дополнительно снабжена захватными рычагами для выполнения перегрузочных работ на верхних складах. За кабиной оператора 4 в задней части гусеничного шасси на лонжеронах 3 установлена грузовая платформа 9 для сортиментов, продольная ось симметрии которой расположена в продольно-вертикальной плоскости симметрии I-I шасси. Грузовая платформа имеет основание, вертикальные боковые стойки 10 и 11, упорно-торцовочный щит 12. Грузовая платформа установлена на шасси с возможностью поворота в горизонтальной плоскости посредством размещенного между лонжеронами 3 рамы и основанием платформы поворотного средства 13 с вертикальной осью поворота, расположенной между осью поворота рычагов и осями балансиров задней 2 рычажно-балансирной подвески. Упорно-торцовочный щит 12 жестко соединен с основанием грузовой платформы и расположен в передней части последней, при этом грузовая платформа смещена относительно задней поверхности кабины оператора на технологическое расстояние для беспрепятственного ее поворота в горизонтальной плоскости. Расположение упорно-торцовочного щита в передней части платформы обеспечивает защиту кабины оператора, выравнивание торцов загружаемых сортиментов для улучшения условий транспортирования и разгрузки пачки сортиментов. Упорно-торцовочный щит для снижения металлоемкости должен быть выполнен предпочтительно решетчатым.
Средство поворота грузовой платформы в горизонтальной плоскости может традиционно соответствовать опорно-поворотным устройствам платформ строительно-дорожной техники.
Вертикальные боковые стойки 10 или 11 грузовой платформы, по крайней мере, с одной ее стороны выполнены поворотными в вертикальной плоскости, что улучшает условия выгрузки сортиментов. Для поворота стоек используют гидропривод.
Лесозаготовительная машина работает традиционным образом путем вырубки деревьев для образования технологического коридора, равного двойному вылету стрелы манипулятора. Когда машина подходит к срезаемому дереву, опускают на землю бульдозерное оборудование 5, что улучшает продольно-поперечную устойчивость машины. Валочно-сучкорезно-раскряжевочная головка гидроманипулятором наводится на дерево, производится срезание его, валка (перевод из вертикального положения в горизонтальное), перенос, ориентирование и подача ствола дерева для обрезки сучьев и раскряжевки. В зависимости от зоны срезания дерева осуществляют и поворот грузовой платформы 9 в горизонтальной плоскости с одновременной ориентацией продольного положения обрабатываемого ствола дерева и платформы, обеспечивая тем самым технологический режим работы машины в зоне видимости оператора. При повороте грузовой платформы лесозаготовительной машины положение упорно-торцовочного щита 12 противоположно зоне обработки дерева (фиг.2).
После загрузки сортиментами грузовой платформы осуществляют поворот последней в исходное положение путем совмещения ее продольной оси с соответствующей осью шасси. Далее загруженная машина транспортирует заготовленные сортименты к месту выгрузки на верхний склад на коротком до 350 м плече трелевки или транспортирует их по пасеке только до магистрального волока, по которому до верхнего склада осуществляется последующая трелевка на длинном плече до 1000 м (без дополнительного строительства лесовозных усов) скоростным форвардером.
Для разгрузки (фиг.3) грузовую платформу 9 поворачивают в поперечное относительно ее продольной оси положение, задним ходом передвигают машину к штабелю ранее заготовленных сортиментов, опираясь на грунт или подкладку бульдозерным оборудованием 5 создают уклон шасси и грузовой платформы, гидроприводом поворачивают обращенные к штабелю стойки 11, образуя покаты, и производят разгрузку платформы, при необходимости используя дополнительно гидроманипулятор 7. Для окучивания штабеля сортиментов используется бульдозерное оборудование.
Следует отметить, что в начале работы лесозаготовительной машины (фиг.1) при выдвижении манипулятора и незагруженной грузовой платформе, центр давления D машины смещен и находится в районе передней рычажно-балансирной подвески 1 шасси, что ограничивает продольную устойчивость машины и вылет манипулятора. По мере загрузки платформы сортиментами центр давления D смещается к задней рычажно-балансирной подвеске 2 шасси, что повышает продольную устойчивость машины и позволяет осуществлять технологический процесс при максимальном вылете гидроманипулятора. Кроме этого, при описанном расположении оси поворота средства 13 относительно конструктивных элементов задней рычажно-балансирной подвески 2 шасси, обеспечивается равномерное распределение весовых и силовых нагрузок на ходовую систему шасси при оптимальном расположении центра давления D машины с учетом выполнения технологических операций, который в идеале должен находиться на середине опорной поверхности гусеничных движителей или смещен к задней подвеске, что снижает лобовое сопротивление передвижению машины вперед.
Таким образом, при реализации заявляемого изобретения обеспечивается создание лесозаготовительной машины, осуществляющей весь цикл лесозаготовительных работ на слабонесущих грунтах лесосек, и реализующей широкий спектр технологических операций по срезанию и обработки деревьев с улучшением при этом эксплуатационной надежности машины и ее эргономических показателей.