СПОСОБ ОБРЕЗКИ СУЧЬЕВ ДЕРЕВЬЕВ И КОНСТРУКЦИЯ МЕХАНИЗМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF PRUNING TREE BRANCHES AND DESIGN OF MECHANISM FOR ITS IMPLEMENTATION

Способ обрезки сучьев деревьев и механизм для его осуществления могут быть использованы в лесной промышленности.
В настоящее время известен способ обрезки сучьев деревьев и конструкция устройства для его реализации, представленные в патенте US 5785101 A, предусматривающем использование протаскивающего механизма в виде протаскивающих вальцов, смонтированных на подвижных захватах, одновременно являющихся сучкорезными ножами и прикрепленного на корпусе устройства сучкорезного ножа, обеспечивающего очистку дерева от сучьев со стороны, примыкающей к корпусу устройства, причем протаскивающие вальцы охватывают ствол дерева с двух его сторон и обеспечивают усилие протаскивания, необходимое для срезания сучьев при соприкосновении их с ножами.
Недостатком данного способа и конструкции механизма для его осуществления является необходимость использования привода вальцов способного развить усилие достаточное для срезания сучьев.
В настоящее время наиболее близким по технической сущности является способ обрезки сучьев деревьев, предложенный в патенте US 6318425 B1 предусматривающем использование трех протаскивающих вальцов один их которых расположен на корпусе устройства, а два других смонтированы на подвижных захватах. Устройство позволяет увеличить усилие протаскивания ствола дерева.
Недостатком данного способа и конструкции является то, что удаление сучьев осуществляется лишь за счет ударной нагрузки, развиваемой при движении протаскивающих вальцов в отсутствии каких-либо дополнительных механических воздействий на сучья, что вызывает необходимость использования привода вальцов повышенной мощности.
Технический результат - снижение энергоемкости процесса обрезки сучьев.
Технический результат достигается тем, что одновременно с протаскиванием ствола сквозь кольцо, образованное сучкорезными ножами, осуществляются возвратно-поступательные движения сучкорезных ножей вдоль оси обрабатываемого ствола. Основной конструктивной особенностью предлагаемого механизма для обрезки сучьев деревьев является то, что протаскивающий валец, расположенный на корпусе механизма, оснащен жестко установленным на нем зубчатым колесом, входящим в зацепление с комплектом из нескольких последовательно взаимодействующих шестеренок, установленных с возможностью передачи вращающего момента зубчатого колеса и пропорционального увеличения скорости вращения конечной ведомой шестерни, являющейся маховиком кривошипно-ползунного механизма, используемого для привода ударного механизма, состоящего из толкателя и поршня, расположенных внутри герметичного корпуса, и дающего возможность преобразования вращательного движения маховика в возвратно-поступательное движение толкателя, вызывающее возвратно-поступательное движение поршня при изменении давления воздуха между ними, приводящее к ударному воздействию на шток с установленным на его противоположном торце неповоротным сучкорезным ножом, причем все вышеописанные механизмы, дающие возможность привода кривошипно-шатунного механизма установлены в едином корпусе, навешенном на ось соосно оси маховика и оснащенном прижимным устройством для его поворота относительно этой оси и прижима протаскивающего вальца к стволу дерева.
Предлагаемое устройство поясняется рисунками, где на фиг.1 представлен общий вид сучкорезно-раскряжевочного механизма с предлагаемым ударным механизмом для реализации способам обрезки сучьев деревьев, на фиг.2 показан разрез сучкорезно-раскряжевочного механизма вдоль плоскости действия ударного механизма, на фиг.3 вариант взаимодействия шестеренок механизма привода ударного механизма, на фиг.4 расположение элементов ударного механизма после поступательного движения толкателя и удара поршня по штоку, на фиг.5 расположение элементов ударного механизма при возврате толкателя в первоначальное положение.
Способ обрезки сучьев деревьев, предусматривает протаскивание ствола дерева сквозь кольцо, образованное сучкорезными ножами одновременно с возвратно-поступательными движениями сучкорезных ножей вдоль оси обрабатываемого ствола.
Сучкорезно-раскряжевочный механизм для реализации способа обрезки сучьев деревьев навешивается на манипулятор лесозаготовительной машины, содержит несущий корпус 1, снабжен приводимыми в действие от гидромоторов 2, 3 протаскивающими вальцами 4, 5. Часть протаскивающих вальцов смонтирована на захватах 6, а часть на корпусе механизма с возможностью зажима ствола с трех сторон, для продольной подачи обрабатываемых стволов деревьев. Предусматривается наличие нескольких сучкорезных ножей 7, имеющих оси вращения 8 для захвата ствола, параллельные упомянутому продольному направлению, и один неповоротный сучкорезный нож 9, установленный на торцевой части штока 10, и обеспечивающий срезание сучьев со стороны ствола, примыкающей к сучкорезно-раскряжевочной головке. Для осуществления раскряжевки полученных хлыстов в конструкции используются пильный механизм 11 и механизм 12 отмера длин отпиливаемых сортиментов.
Особенностью конструкции является наличие ударного механизма, состоящего из толкателя 13 и поршня 14, расположенных внутри герметичного корпуса 15.
Протаскивающий валец 5, расположенный на корпусе механизма, оснащен жестко установленным на нем зубчатым колесом 16, входящим в зацепление с комплектом из нескольких последовательно взаимодействующих шестеренок 17. Данные шестеренки установлены с возможностью передачи вращающего момента зубчатого колеса 16 и пропорционального увеличения скорости вращения конечной ведомой шестерни 18, являющейся маховиком кривошипно-ползунного механизма. Кривошипно-шатунный механизм 19 используется для привода ударного механизма.
Все вышеописанные механизмы, дающие возможность привода кривошипно-шатунного механизма, включающие протаскивающий валец 5, зубчатое колесо 16, комплект шестеренок 17 и маховик 18, установлены в едином корпусе 20, навешенном на ось 21 соосно оси маховика и оснащенном прижимным устройством 2 для его поворота относительно этой оси и прижима протаскивающего вальца к стволу дерева.
Предлагаемое сучкорезно-раскряжевочное устройство работает следующим образом.
Ствол дерева захватывается протаскивающими вальцами и охватывается захватами и сучкорезными ножами. Протаскивающий валец, установленный на корпусе устройства, прижимается к корпусу за счет действующей на него нагрузки от ствола, прижимаемого захватами. При этом корпус, на котором установлен описываемый протаскивающий валец, поворачивается на своей поворотной оси, и прижимное устройство переходит в сжатое положение. Ножи образуют кольцо, через которое в продольном направлении посредством протаскивающих вальцов подается ствол дерева. Движение протаскивающих вальцов сопровождается движением зубчатого колеса, которое передает вращение через комплект шестеренок к маховику кривошипно-ползунного механизма, который преобразует вращательное движение маховика в возвратно-поступательное движение толкателя внутри герметичного корпуса. Перемещение толкателя внутри герметичного корпуса под действием повышенного давления воздуха между толкателем и поршнем при движении толкателя вперед и уменьшенного при движении толкателя в обратном направлении вызывает возвратно-поступательное движение поршня. Резкое перемещение поршня вдоль оси герметичного корпуса по направлению к штоку приводит к ударному воздействию на шток.
Таким образом, в результате использования предлагаемой конструкции увеличивается сила ударного воздействия сучкорезного ножа на сучья, которые при новом способе обрезки срезаются не только за счет сил, возникающих при соприкосновении ножей с сучьями под действием усилия вальцов, протаскивающих ствол, но и за счет действующей на сучкорезный нож дополнительной ударной нагрузки. В моменты завершения протаскивания ствола на требуемую длину выпиливаемого сортимента срабатывает пильный механизм и осуществляется раскряжевка. Процесс повторяется до полной обрезки сучьев и раскряжевки хлыста. В результате использования предлагаемого способа и конструкции механизма для его осуществления появляется возможность снижения энергоемкости процесса в ходе очистки от сучьев ствола дерева.