Корчевальное устройство
UPROOTING DEVICE

Изобретение относится к лесохозяйственному машиностроению, в частности, к устройствам для корчевания пней (корчевателям) на лесных вырубках и гарях при лесовосстановлении.
Известны корчеватели рычажного типа, которые навешиваются на переднюю навеску трактора, в частности, корчевальная машина КМ-1 (КМ-1А) («Машины и механизмы лесного и лесопаркового хозяйства». Справочник. М., 2009, с. 142-144), содержащая раму, опорную плиту, рабочий орган в виде двуплечего рычага, в нижней части которого размещены корчевальные зубья, гидропривод. Рабочий процесс машины осуществляется подводом зубьев под пень, затем их поворотом при помощи гидроцилиндров и одновременно поступательным движением трактора. В результате к пню прилагаются одновременно усилия в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что позволяет создавать в его корнях напряжения растяжения, последующий их разрыв и извлечение пня из почвогрунта.
Однако при корчевке пней диаметром до 30 см и пней с относительно слабой корневой системой толкание пня при поступательном движении и одновременном подъеме приводит к его волочению до момента разрыва корней с противоположной стороны. В результате образуется подпневая яма продолговатой формы и значительных размеров, происходит сдирание напочвенного покрова и верхнего плодородного слоя почвы, что в дальнейшем приводит к локальному заболачиванию и отрицательно сказывается на приживаемости и развитии высаженных лесных культур.
Корчевание крупных пней и пней с мощной корневой системой производится с нескольких заходов агрегата вокруг пня с целью постепенного обрыва корней и корневых лап, чтобы затем с определенной выбранной позиции окончательно извлечь пень. При этом силы сопротивления пня корчеванию нередко превышают толкающее усилие трактора, и тогда происходитбуксование его движителей, образуется глубокая колея, и разрушается структура почвы. Производительность корчевальной машины из-за больших потерь времени на маневрирование вокруг пня низкая.
Предлагаемое изобретение решает задачи повышения производительности и снижения вредного воздействия на почву при корчевании пней.
Это достигается тем, что корчевальное устройство, содержащее раму, опорную плиту, рабочий орган в виде двуплечего рычага, в нижней части которого размещены корчевальные зубья, гидропривод, согласно изобретению, выполнено поворотным на вертикальной оси вращения в обе стороны (влево или вправо) на угол до 180°  с помощью реечного механизма, управляемого выносным гидроцилиндром, а рама - в виде наклонной стойки-рамы, составляющей единое целое с опорной плитой. Кроме того, корчевальное устройство дополнительно содержит захватный механизм, охватывающий пень по окружности и состоящий из секций, выполненных двухуровневыми и разной длины, изменение положения которых регулируется при помощи гидроцилиндра путем поворота двуплечих рычагов в шарнирах.
На фиг. 1 представлена кинематическая схема корчевального устройства, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - схема захватного механизма, вид сверху.
Корчевальное устройство состоит из рамы 1, опорной плиты 2, рабочего органа в виде двуплечего рычага, в нижней части которого размещены корчевальные зубья 3, реечного механизма 4, выполненного в виде зубчатой рейки, зубчатого колеса 5, вертикальной оси вращения 6, гидроцилиндров 7 поворота корчевальных зубьев 3, выносного гидроцилиндра 8 перемещения реечного механизма 4, захватного механизма (фиг. 1, 3; на фиг. 2 не показан), состоящего из секций 9, выполненных двухуровневыми и разной длины с целью гарантированного обхвата ими корчуемого пня. Изменение положения секций 9 регулируется при помощи гидроцилиндра 11 путем поворота двуплечих рычагов 10 в шарнирах 12.
Рама 1 выполнена в виде наклонной стойки-рамы, составляющей единоецелое с опорной плитой 2. Корчевальные зубья 3 соединены с рамой 1 шарнирно, верхнее плечо которых связано с рамой гидроцилиндрами 7. Поворот корчевального устройства на вертикальной оси вращения 6 вокруг пня осуществляется путем перемещения рейки механизма 4, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом 5, выносным гидроцилиндром 8.
В качестве энергетического средства может быть принят экскаватор, для чего вместо ковша необходимо навесить корчевальное устройство.
Корчевальное устройство работает следующим образом. Агрегат подъезжает к пню, корчевальное устройство с помощью манипулятора экскаватора подводится к нему на расстояние не более 0,5 м и опускается на поверхность земли. Корчевальные зубья 3, установленные несколько наклонно вперед, при опускании устройства входят в почвогрунт. После этого включаются гидроцилиндры 7, и корчевальные зубья, вращаясь на своих осях, заглубляются в почвогрунт и одновременно подводятся под пень. При дальнейшем повороте корчевальных зубьев происходит обрыв корней. После этого корчевальные зубья посредством гидроцилиндров 7 возвращаются в исходное положение, и производится подъем корчевального устройства стрелой манипулятора. Затем выносным гидроцилиндром 8 приводится в движение реечный механизм 4, в результате чего при помощи зубчатого колеса 5 осуществляется поворот корчевального устройства на угол в пределах 180° (при необходимости на угол 90°) в левую или правую сторону, оно устанавливается на противоположной стороне пня, и процесс повторяется. После разрыва корней по периметру пня производится его подъем. Для этого под пень гидроцилиндрами 7 подводятся корчевальные зубья, и с помощью стрелы манипулятора он извлекается из почвогрунта и укладывается в стороне. Затем корчевальное устройство устанавливается для корчевания следующего пня путем изменения вылета стрелы манипулятора или за счет перемещения агрегата.
В случае, когда при помощи одних только корчевальных зубьев не удается извлечь пень из почвогрунта, а также при корчевании пней с глубоким стержневым корнем, корчевальные зубья поднимаются в верхнее положение, и приводится в действие гидроцилиндр 11. В результате путем поворота двуплечих рычагов 10 в шарнирах 12 расстояние между секциями 9 изменяется в зависимости от диаметра корчуемого пня, и осуществляется его обхват по периметру. После этого при помощи выносного гидроцилиндра 8 приводятся в действие реечный механизм 4, в результате чего осуществляется поворот корчевального устройства и одновременно с ним скручивание оставшихся корней пня, который затем извлекается из почвогрунта и укладывается в стороне.
Таким образом, предлагаемое корчевальное устройство производит корчевание пней в пределах границ каждого из них, исключая протаскивание пня вместе с почвогрунтом, а также маневрирование агрегата вокруг пня, и, следовательно, снижает вредное воздействие на почву и повышает производительность.