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 конструкции устройств для его реализации, представленные в патентах US 6318425 В1 и US 5785101 А, предусматривающие использование жестко прикрепленного на корпусе устройства сучкорезного ножа.
Недостатком данного способа и конструкции является высокая вероятность внедрения лезвия сучкорезного ножа в древесный ствол, сопровождаемая дополнительными энергозатратами на обработку ствола и ненужными его повреждениями, возможными вследствие кривизны формы некоторых древесных пород, таких как дуб, бук и т.д.
В настоящее время наиболее близким по технической сущности является способ обрезки сучьев деревьев, предложенный в патенте №2513415 С2, МПК A01G 23/083 (Опубл. 20.04.2014 Бюл. №11; заявка №2011134264, 13 от 15.01.2010), предусматривающий подачу ствола в продольном направлении посредством протаскивающего механизма сквозь кольцо, образованное из обхватывающих его сучкорезных ножей, которые имеют оси вращения для захвата ствола, параллельные упомянутому продольному направлению и поперечные оси вращения для их наклона, работающие таким образом, что в рабочем положении сучкорезные ножи расположены параллельно направлению подачи, а в отсутствие внешней нагрузки, находясь в нерабочем положении, во избежание повреждений древесного ствола, могут быть повернуты относительно вышеупомянутых поперечных осей вращения.
Конструкция сучкорезного механизма устройства для очистки деревьев от сучьев, предложенная ранее для реализации этого способа, характеризуется наличием протаскивающих вальцов для продольной подачи обрабатываемых деревьев вдоль его корпуса, включает сучкорезный нож, расположенный в отсутствие внешней нагрузки от срезаемых сучьев с наклоном к направлению подачи ствола дерева и возможностью поворота в положение, параллельное ей под воздействием указанной нагрузки, механизм наклона и управления положением сучкорезного ножа.
Недостатками данного способа и конструкции, предложенной для его реализации, является то, что предложенное ранее техническое решение не в полной мере учитывает наклон сучьев и форму их основания у некоторых пород деревьев.
Технический результат - повышение качества очистки деревьев от сучьев за счет своевременного перемещения сучкорезного ножа в рабочее положение до его соприкосновения с сучьями.
Технический результат достигается тем, что способ обрезки сучьев деревьев, предусматривающий подачу ствола в продольном направлении протаскивающим механизмом сквозь кольцо, образованное из обхватывающих его сучкорезных ножей, которые имеют оси вращения, параллельные упомянутому продольному направлению, и поперечную ось вращения для сучкорезного ножа, причем, в рабочем положении сучкорезный нож располагают параллельно направлению подачи, а в отсутствии внешней нагрузки, находясь в нерабочем положении во избежание повреждений древесного ствола, нож поворачивают относительно вышеупомянутой поперечной оси вращения, согласно изобретению перевод сучкорезного ножа в рабочее положение, параллельное направлению подачи ствола дерева для срезания сучьев, осуществляют вслед за возникновением передаваемой на его корпус нагрузки от смещения расположенного перед ним толкателя за пределы действия его режущей кромки, возникающей при прижиме толкателя сучьями перемещаемого в его направлении дерева, с возвратом обоих механизмов в первоначальное положение после исчезновения нагрузки.
Сучкорезный механизм устройства для очистки деревьев от сучьев, снабженный протаскивающим механизмом для продольной подачи обрабатываемых деревьев вдоль его корпуса и включающий сучкорезный нож на поперечной оси, расположенный, в отсутствие внешней нагрузки от срезаемых сучьев, с наклоном к направлению подачи ствола дерева и с возможностью поворота в положение, параллельное ей под воздействием указанной нагрузки, механизм наклона и управления положением сучкорезного ножа, согласно изобретению верхняя поверхность сучкорезного ножа представляет собой поверхность с выступающим из нее шипом, входящим в паз установленной над ней направляющей, жестко закрепленной на корпусе сучкорезного механизма параллельно направлению подачи, внутри которой с возможностью возвратно-поступательного движения установлен толкатель, передняя часть которого, имеющая форму, повторяющую форму кромки сучкорезного ножа, в отсутствие внешней нагрузки, находится перед режущей кромкой сучкорезного ножа, а под воздействием внешней нагрузки имеет возможность перемещения в направлении корпуса, сопровождающегося нажатием толкателя на шипы, наклоняющим сучкорезный нож в положение, параллельное направлению подачи.
Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства с предлагаемым механизмом для обрезки сучьев деревьев, на фиг. 2 показан общий вид механизма для обрезки сучьев в положении до момента обрезки сучьев; на фиг. 3 - общий вид механизма для обрезки сучьев в процессе воздействия нагрузки от срезаемых сучьев; на фиг. 4. показан технический рисунок механизма для обрезки сучьев в разрезе при его нерабочем положении до момента обрезки сучьев; на фиг. 5 показан технический рисунок механизма для обрезки сучьев в процессе воздействия нагрузки от срезаемых сучьев в разрезе при рабочем положении сучкорезного ножа, параллельном направлению подачи.
Устройство навешивается на манипулятор лесозаготовительной машины, содержит несущий корпус, на котором смонтированы протаскивающие вальцы 1 для продольной подачи обрабатываемых деревьев 2 вдоль корпуса, подвижные 3 и условно неподвижный 4 сучкорезные ножи, оси 5 для поворота подвижных сучкорезных ножей.
Механизм для обрезки сучьев деревьев, предназначенный для обрезки сучьев со стороны дерева, прижатой к корпусу устройства, состоит из условно неподвижного сучкорезного ножа 4, выполненного в виде пружин 6 механизма наклона и управления положением вышеописанного сучкорезного ножа 4; поперечной оси вращения 7 для наклона сучкорезного ножа; направляющей 8, жестко закрепленной на корпусе механизма для обрезки сучьев деревьев параллельно направлению подачи ствола дерева; толкателя 9, передняя часть которого имеет форму, повторяющую форму кромки сучкорезного ножа; механизма для обеспечения возвратно-поступательного движения толкателя внутри направляющей при изменении приходящейся на него нагрузки от срезаемых сучьев 10, выполненного в виде пружины 11. Толкатель установлен таким образом, что он имеет возможность перемещения внутри направляющей, приводящего к нажатию на шип 12, расположенный на тыльной стороне сучкорезного ножа, и наклону сучкорезного ножа в положение, параллельное направлению подачи. Конструкция толкателя предусматривает паз 13, имеющий форму неравнобедренного прямоугольного треугольника с большим катетом, лежащим на нижней плоскости толкателя, и прямым углом, расположенным в его задней части. Шип по форме и размерам может либо соответствовать форме и размерам паза, либо имеет верхнюю наклонную поверхность дугообразной формы. На корпусе механизма предусмотрен ограничитель 14. Сучкорезный нож оснащен упором 15.
Устройство с предлагаемым механизмом для обрезки сучьев деревьев работает следующим образом.
Ствол дерева захватывается протаскивающими вальцами и охватывается сучкорезными ножами. Ножи образуют кольцо, через которое в продольном направлении посредством протаскивающих вальцов подается ствол дерева. В отсутствие внешней нагрузки, находясь в нерабочем положении, во избежание повреждений древесного ствола, условно неподвижный сучкорезный нож, под действием пружин механизма его наклона и управления положением, повернут относительно поперечной оси вращения на угол Р таким образом, чтобы его режущая кромка была удалена от ствола как можно дальше. При этом шип находится в пазу толкателя. Для реализации способа возможно также использование устройства, в котором все сучкорезные ножи, как подвижные, так и условно неподвижные имеют возможность поворота относительно своих поперечных осей вращения (не показано).
За счет удаления ножа и толкателя от ствола, нож перемещается относительно ствола, не касаясь неровностей его поверхности. В момент касания сучка первым во взаимодействие с ним вступает толкатель, который под действием установленного внутри направляющей механизма для обеспечения возвратно-поступательного движения толкателя смещается внутри нее по направлению к корпусу. При этом возникает нагрузка на шип сучкорезного ножа. Шип сучкорезного ножа скользит внутри паза, предусмотренного в конструкции толкателя, смещаясь по его наклонной плоскости и перемещая сучкорезный нож, поворачивающийся при этом на поперечной оси, в рабочее положение, параллельное направлению подачи ствола дерева. В процессе движения толкатель перемещается за пределы действия режущей кромки сучкорезного ножа, которая в свою очередь, соприкасаясь с сучком, срезает его заподлицо с поверхностью ствола. Для обеспечения прочности и надежности конструкции в рабочем положении ножа расположенный в его задней части упор входит в соприкосновение с расположенным на корпусе ограничителем, препятствующим его дальнейшему движению под нагрузкой от срезаемого сучка. При этом поверхность ограничителя принимает на себя нагрузку, которой подвергается сучкорезный нож.
После срезания сучка и исчезновения нагрузки от взаимодействия с ним, под действием механизма для обеспечения возвратно-поступательного движения, толкатель перемещается внутри направляющей в направлении от корпуса механизма. В момент совпадения положения шипа и паза, под действием механизма наклона и управления положением сучкорезного ножа, осуществляется перевод ножа в первоначальное нерабочее положение. При этом шип входит в паз толкателя, скользя по наклонной плоскости паза, и препятствует дальнейшему перемещению толкателя по направляющей. Таким образом, все описанные механизмы возвращаются в первоначальное нерабочее положение. При соприкосновении со следующим сучком работа механизма повторяется.
В результате использования предлагаемого способа и конструкции механизма для его осуществления осуществляется своевременное смещение сучкорезного ножа в рабочее положение и повышается качество очистки деревьев от сучьев.