Корчеватель
GRUBBER

Изобретение относится к лесохозяйственному машиностроению, в частности к корчевателям, как непрерывного действия для корчевания пней расположенных параллельными рядами (лесные культуры полезащитные лесные полосы и другие им подобные насаждения), так и позиционного действия, применяемым для корчевания пней при хаотичном их расположении на вырубках и гарях естественных лесов.
Известен корчеватель, включающий раму, механизм навески, опорные колёса, подрезающую скобу, дополнительную раму с ротором, гидромеханизм управления дополнительной рамой с ротором, стойки подрезающей U-образной скобы соединённые с рамой шарнирно, выполненные в виде двуплечих гидроуправляемых рычагов, упоры верхних рычагов стоек скобы, подрезающий нож, подъёмник [Патент № RU 2 537 558 C1 A01G 23/06 (2006.01) - прототип].
Недостаток принятого прототипа заключается в том, что поворот правой и левой стоек подрезающей скобы осуществляется автономными гидроцилиндрами, расположенными с двух сторон от оси несущей рамы. При неисправности одного из гидроцилиндров произойдёт скручивание скобы, что приведёт к возрастанию сопротивления подрезания пня и движению корчевателя и, как следствие, снижение тягово-динамических показателей, а также приведёт к поломке ножа подрезающей скобы с серьёзными последствиями для корчевателя. Причиной неисправности гидропривода могут служить течь уплотнений в гидроцилиндрах или разрушение рукавов высокого давления с выбросом в атмосферу рабочей жидкости, что также влияет на экологическую безопасность.
Таким образом, автономное управление поворотом правой и левой стоек, неподвижно связанных с подрезающей скобой и шарнирно соединённых с несущей рамой, приведёт к рассогласованию воздействия гидроцилиндров на рычаги стоек подрезающей скобы и из-за неисправности в гидроприводе, к поломке ножа подрезающей скобы и корчевателя в целом к снижению надёжности корчевателя и возрастанию производственных и эксплуатационных затрат.
Технический результат – повышение эксплуатационной надёжности корчевателя.
Техническая задача – повышение эксплуатационной надёжности корчевателя за счёт упрощения гидромеханизма управления поворотом подрезающей скобы корчевателя.
Решение технической задачи заключается в том, что корчеватель, включающий несущую раму, механизм навески, опорные колёса, U-образную подрезающую скобу, дополнительную раму с ротором, гидромеханизм управления дополнительной рамой, стойки подрезающей скобы, соединённые с несущей рамой шарнирно и выполненные в виде двуплечих гидроуправляемых рычагов, при этом верхние плечи рычагов стоек подрезающей скобы неподвижно связаны между собой балкой, шарнирно соединённой с гидроцилиндром управления подрезающей скобой и установленной на оси несущей рамы, а с двух сторон от гидроцилиндра на несущей раме неподвижно закреплены упоры, предназначенные для ограничения перемещение балки за пределы заданного положения подрезающей скобы, при этом дополнительная рама выполнена в форме двуплечего П-образного рычага, короткое плечо которого выполнено в виде равнобедренного треугольника, шарнирно соединённого вершиной треугольника с гидроцилиндром, расположенным на оси несущей рамы, основание треугольника одновременно выполняет функцию оси качания дополнительной рамы в шарнире, установленном на опоре несущей рамы, причём внутреннее пространство дополнительной рамы, длинное плечо которой выполнено в виде двух параллельно расположенных вдоль корчевателя лонжеронов, обеспечивает свободное перемещение в вертикальной плоскости двуплечих гидроуправляемых рычагов стоек подрезающей скобой и балки соединяющей верхние рычаги стоек подрезающей скобы.
Сущность изобретения заключается в том, что в корчевателе верхние плечи рычагов стоек подрезающей скобы связаны между собой балкой, на которой с зазором h1 установлена разъёмная головка штока гидроцилиндра, расположенного на оси несущей рамы, а концы балки неподвижно закреплены в головках верхних рычагов стоек подрезающей скобы, причём в местах установки головки штока гидроцилиндра и головок верхних рычагов стоек подрезающей скобы, выполнены проточки с буртиками h2 и h3, соответственно, предназначенные для ограничения осевого смещения головок. Головки штока гидроцилиндра и рычагов выполнены в виде фланцев и бугелей, охватывающих цилиндрические поверхности проточек и неподвижно закреплённых между собой резьбовыми соединениями. От проворачивания балки в головках верхних рычагов стоек подрезающей скобы бугели и концы балки между собой дополнительно соединены штифтами. Корпус гидроцилиндра управления через балку поворотом стоек подрезающей скобы шарнирно соединен с кронштейном, неподвижно закреплённым на оси несущей рамы, причём ось шарнира зафиксирована с двух сторон упорными шайбами и стопорными кольцами. Для ограничения перемещения балки за пределы заданного положения подрезающей скобы, на несущей раме неподвижно с двух сторон от гидроцилиндра управления поворотом стоек подрезающей скобы установлены упоры. Дополнительная рама выполнена в виде двуплечего П-образного рычага, обеспечивающего свободное пространство для перемещение балки и гидромеханизма управления поворотом стоек подрезающей скобы в вертикальной плоскости корчевателя. Короткое плечо П-образного рычага дополнительной рамы выполнено в виде равнобедренного треугольника, вершина которого шарнирно соединена с гидроцилиндром управления дополнительной рамой, а основание треугольника является осью качания дополнительной рамы в шарнире, расположенном на опоре несущей рамы.
Таким образом, за счёт упрощения гидромеханизма управления поворота стоек подрезающей скобы, обеспечивается снижение производственных и эксплуатационных затрат при одновременном повышении эксплуатационной надёжности и экономической эффективности корчевателя.
Заявляемое изобретение поясняется графическим материалом:
- на фиг. 1 схематично представлен корчеватель (вид сбоку);
- на фиг. 2 схематично представлен корчеватель (вид сверху);
- на фиг. 3 представлен вид А установки вилки корпуса гидроцилиндра на кронштейне несущей рамы;
- на фиг. 4 представлен вид В установки головки штока гидроцилиндра на балке;
- на фиг. 5 представлено сечение С-С головки штока гидроцилиндра на балке;
- на фиг. 6 представлен выносной элемент III неподвижного резьбового соединения концов балки в разъёмных верхних головках рычагов стоек подрезающей скобы;
- на фиг. 7 представлено сечение D-D штифтового соединения от проворачивания концов балки в головках рычагов стоек подрезающей скобы.
Корчеватель содержит несущую раму 1, на которой размещены навеска 2, опорные колёса 3, упоры 4, стойки 5 подрезающей скобы 6 установленные на шарнирах 7 несущей рамы 1, управляемую гидроцилиндром 8 дополнительную раму 9 с ротором 10, управляемую гидроцилиндром 11 балку 12, соединённую неподвижно узлами 13 со стойками 5 подрезающей скобы 6.
Навеска 2 несущей рамы 1 корчевателя трехточечная, с двумя нижними шарнирами 14, симметрично расположенными относительно продольной оси несущей рамы 1 и одного верхнего шарнира 15, установленного на опоре 16, расположенной неподвижно, перпендикулярно продольной оси несущей рамы 1. Шарниры 14 и 15 предназначены для соединения с нижними и верхней тягами навесного устройства трактора, соответственно.
Опорные колёса 3, регулируемые по высоте посредством винтовых пар 17, расположены с двух сторон несущей рамы 1 и предназначены для установки подрезающей скобы 6 на заданную глубину подрезания пня.
Упоры 4 неподвижно закреплены на несущей раме 1 с двух сторон относительно гидроцилиндра 11 гидромеханизма управления балкой 12 поворота стоек 5 подрезающей скобой 6 и предназначены для ограничения перемещения стоек 5 за пределы положения I (показано на фиг.1) заданного угла вхождения в почву подрезающей скобы 6.
Стойки 5 симметрично расположены вдоль оси корчевателя и выполнены в виде двуплечих рычагов 18 верхних и 19 нижних. Верхние плечи рычагов 18 стоек 5 подрезающей скобы 6 выполнены в виде разъёмных головок неподвижно закреплённых на концах балки 12 узлов 13 (показано на фиг. 6, 7). Поворот стоек 5 подрезающей скобы 6 осуществляется гидроцилиндром 11 через балку 12 в положение I, ограничивающееся упорами 4, то есть, соответствующему заданному углу вхождения скобы 6 в почву. Нижние плечи рычагов 19 неподвижно закреплены на боковых стенках подрезающей скобы 6 и обеспечивают возможность перемещения скобы 6 в горизонтальное положение II (показано на фиг.1), которое ограничивается полным ходом штока гидроцилиндра 11 управления стойками 5 подрезающей скобы 6.
Подрезающая скоба 6 предназначена для подрезания корневой системы пня в горизонтальной и в вертикальной плоскостях. На передней горизонтальной поверхности скобы 6 закреплён подрезающий нож 20, а с противоположной стороны скобы 6 подъёмник 21, выполненный в виде направляющих спиц предназначенных для транспортировки на ротор 10 срезанного пеня и окончательной его очистки от почвы, причём вертикальная правая и левая стенки подрезающей скобы 6 заточены, как режущий элемент.
Шарниры 7 расположены на несущей раме 1 и служат для поворота стоек 5 подрезающая скоба 6 на заданный угол вхождения скобы 6 в почву.
Корпус гидроцилиндра 8 через шарнир 22 соединён с несущей рамой 1, а головка штока гидроцилиндра 8 через шарнир 23 с дополнительной рамой 9. Гидроцилиндр 8 предназначен для подъёма и опускания дополнительной рамы 9, которая качается на шарнире 24 размещённом на опоре 25, перпендикулярной оси несущей рамы 1, на расстоянии от гидроцилиндра 8, обеспечивающим подъём в транспортное положение массы дополнительной рамы 9 с ротором 10.
Дополнительная рама 9 представляет собой П-образный двуплечий рычаг. Короткое плечо выполнено в виде равнобедренного треугольника со сторонами 26, вершина которого шарниром 23 соединена с головкой штока гидроцилиндра 8, а основание треугольника одновременно служит поперечной балкой 27 двуплечего рычага и осью шарнира 24 качания дополнительной рамы 8 на опоре 25 несущей рамы 1. Длинное плечо дополнительной рамы 9 выполнено в виде двух параллельно расположенных вдоль корчевателя лонжеронов 28, с размещённым между ними ротором 10, причём лонжероны 28, основание 27 и стороны 26 треугольника соединены между собой неподвижно.
Ротор 10 предназначен для окончательной очистки пней от почвы с помощью бил 29, неподвижно закреплённых на цилиндрической поверхности ротора 10, привод которого осуществляется от гидромотора 30.
Гидроцилиндр 11 предназначен для управления через балку 12, соединяющую неподвижно верхние плечи рычагов 18, поворотом стоек 5 подрезающей скобы 6 на заданный угол вхождения в почву. Корпус гидроцилиндра 11 соединён шарниром 31 с несущей рамой 1, причём вилка 32 корпуса гидроцилиндра 11 соединена с кронштейном 33, неподвижно закрепленным на несущей раме 1, и осью 34, зафиксированной с двух сторон от смещения упорными шайбами 35 и стопорными кольцами 36. Головка штока гидроцилиндра 11 соединена шарниром 37 с балкой 12 и выполнена в виде фланца 38 и бугеля 39, закрепленных с зазором h1 резьбовым соединением 40, образуют цилиндрическую поверхность шарнира 37, охватывающую проточку, выполненную на балке 12, а буртик h2 проточки предотвращает от осевого смещения фланец 38 и бугель 39 головки штока гидроцилиндра 11.
Балка 12 узлами 13 неподвижно связывает между собой верхние плечи рычагов 18 стоек 5 подрезающей скобы 6.
Узлы 13 выполнены в виде разъёмных головок рычагов 18, охватывающих неподвижно проточки концов балки 12. Головки рычагов 18 состоят из двух половинок - фланца 41 и бугеля 42, закреплённых резьбовым соединением 43. От осевого смещения головок на проточке выполнены буртики h3, а от проворачивания головок рычагов 18 на концах балки 12 между фланцами 41 и бугелями 42 установлен гарантированный зазор h4 и штифты 44, которые неподвижно связывают балку 12 и бугели 42 головок верхних рычагов 18 стоек подрезающей скобы 6.
Работа корчевателя. При поступательном движении агрегата подрезающий нож 20 заглубляется на заданную глубину в положение I (показано на фиг.1), регулируемое опорными колёсами 3 посредством винтовых пар 17, при этом за счёт силы тяги трактора производится подрезание в горизонтальном и вертикальном направлениях слоя почвы и корней пней в пределах ширины захвата подрезающей скобы 6. Такое положение подрезающей скобы 6 при движении агрегата до очередного пня обеспечивает усиление крошения слоя почвы. При встрече подрезающего ножа 20 с мощными корневыми лапами (дуб, клён и др.) или центральным корнем большого диаметра (осина, сосна и др.) тяговое сопротивление движению корчевателя возрастает и оператор без остановки переводит гидроцилиндром 11 подрезающую скобу 6 из положения I в положение II (показано на фиг.1), при этом подрезающий нож 20 занимает горизонтальное положение, что обеспечивает снижение сопротивления передаваемого на подрезающую скобу 6 и движению корчевателя, исключающего буксование движителей трактора и остановку, а также способствует непрерывному безостановочному движению. После подрезания корневой системы гидроцилиндром 11 верхние рычаги 18 переводятся до упора 4, возвращая подрезающую скобу 6 из положения II в положение I угла вхождения подрезающей скобы 6 в почву. Такое положение подрезающей скобы 6 при движении агрегата до очередного пня обеспечивает усиление крошения слоя почвы необходимого для улучшения аэрации почвы при очередной лесопосадке.
После подрезания корневой системы подрезающим ножом 20 пень транспортируется по поверхности подрезающей скобы 6 на подъёмник 21, где почва частично отделяется от пня и через спицы подъёмника 21 просыпается на поверхность почвы, а окончательная очитка пня осуществляется билами 29 ротора 10, приводимого в движение гидромотором 30. Очищенный от почвы пень выбрасывается на поверхность почвы или в прицепную тележку, а в случае одновременного дробления пней в прицепную дробилку. При удалении очередного пня процедура корчевания повторяется. Завершив корчевание пней в заданном ряду лесопосадки, корчеватель переводят в следующий ряд и технология корчевания повторяется.
При позиционном корчевании пней хаотично расположенных на вырубках и гарях естественных лесов корчеватель устанавливают над пнём и опускают на поверхность почвы. Опорными колёсами 3 и гидроцилиндром 11 устанавливается глубина и угол вхождения в почву подрезающего ножа 20 подрезающей скобы 6 в положение I и продолжается движение. В случае увеличения сопротивления движению подрезающую скобу 6 без остановки корчевателя переводят гидроцилиндром 11 в горизонтальное положение II, а после подрезания пня снова возвращают подрезающую скобу в положение I, перемещая пень на ротор 10 в той же последовательности, как и при непрерывном корчевании. После удаления пня несущую раму 1 поднимают в транспортное положение и корчеватель транспортируют к следующему пню, после чего операция повторяется.
Таким образом, за счёт упрощения гидромеханизма поворота стоек подрезающей скобы, путём размещения на оси несущей рамы одного гидроцилиндра управляющего через балку, связывающую между собой головки верхних рычагов, поворотом стоек подрезающей скобы, повышаются эксплуатационная надёжность корчевателя, снижаются производственные и эксплуатационных затраты, что является новым техническим результатом заявляемого изобретения.