Способ заготовки сортиментов
ASSORTMENT PROCUREMENT METHOD

Изобретение относится к лесной промышленности и лесному хозяйству и может быть использовано для заготовки сортиментов на выборочных рубках с сохранением подроста, молодняка и деревьев оставляемых на доращивание.
Известны следующие способы заготовки.
Способ заготовки сортиментов машиной манипуляторного типа с сохранением молодняка [1]. Способ включает валку деревьев вершиной на волок без приземления комлевой части, перенос комлевой части манипулятором машины к месту раскряжевки и укладки сортиментов на границе волока, обрезку сучьев с размещением вершинных частей после обрезки крестообразно и комлями в противоположных направлениях в зоне волока, раскряжевку с размещением сортиментов в пачках вразнокомелицу и под углом друг над другом.
Данный способ не обеспечивает выборку деревьев, подлежащих рубке, и сохранность деревьев, оставляемых на доращивание, и имеет повышенные энергозатраты в связи с манипуляцией целыми деревьями.
Наиболее близким к заявленному изобретению техническим решением является способ заготовки сортиментов и рабочий орган машины для его осуществления [2]. Заготовка сортиментов выполняется на стоящих деревьях, подлежащих рубке, и ведется последовательно, начиная с деревьев, расположенных ближе к оси волока. Способ заготовки сортиментов включает срезание ветвей дерева снизу вверх, а затем срезание сортиментов сверху вниз по стволу к его комлю захватно-срезающим устройством манипуляторной машины. При срезании сортиментов захватно-срезающее устройство опускают вниз с измерением длины сортимента, после измерения длины сортимент срезают, а затем цикл заготовки повторяют до опускания захватно-срезающего устройства на землю, в конце цикла срезают комлевой немерный, не соответствующий стандартам сортимент со значительной долей неликвидной древесины.
Недостатком данного способа является повреждение подроста, молодняка и деревьев, оставляемых на доращивание и низкое качество раскроя ствола дерева на сортименты, т.к. остается немерный комлевой сортимент.
Технической задачей изобретения заключается в повышении качества выпиливаемых сортиментов.
Дополнительный технический результат заключается в сохранности подроста молодняка и деревьев, оставляемых на доращивание.
Технический результат достигается тем, что манипулятор с захватно-срезающим устройством выдвигается в просвет между деревьями и молодняком, оставленными на доращивание, наводится на дерево, подлежащее заготовке, захватывает его в комлевой части и перемещается, снизу вверх фиксируя мерные сортименты, до 2/3 высоты h дерева, срезая при этом сучья. Последний мерный сортимент отмеряется от 2/3 высоты дерева h в сторону увеличения в пределах допуска d, обеспечивающего полную длину последнего мерного сортимента, но не более 0,5 средней длины мерного сортимента.
Оставшаяся вершинная часть дерева срезается с поворотом относительно оси манипулятора в положение над манипулятором и переводом в горизонтальное положение, параллельно поверхности земли, затем выносится на волок обратным движением по траектории, обратной траектории выдвижения, с последующей отчисткой от сучьев и раскряжевкой.
После раскряжевки захватно-срезающее устройство по той же траектории наводится и захватывает оставшуюся часть дерева у верхнего среза и выполняет раскряжевку движением сверху вниз на мерные сортименты, включая мерный комлевой сортимент.
Отпиленные сортименты переводятся в горизонтальное положение параллельно оси манипулятора и укладывается в штабель на свободное место от подроста.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
- манипулятор с захватно-срезающим устройством выдвигается в просвет между деревьями и молодняком, оставленными на доращивание;
- захватно-срезающее устройство перемещается снизу вверх, отмеряя мерные сортименты до 2/3 высоты дерева с последним мерным сортиментом в пределах допуска;
- оставшаяся вершинная часть дерева срезается и поворачивается захватно-срезающим устройством относительно оси манипулятора в горизонтальное положение и выносится на трелевочный волок по траектории, обратной траектории выдвижения манипулятора;
- затем манипулятор с захватно-срезающим устройством возвращается к верхнему срезу дерева и движением сверху вниз срезает ранее отмеренные мерные сортименты, включая мерный комлевой сортимент;
- срезанные сортименты переводятся в горизонтальное положение параллельно поверхности земли и укладываются в штабель.
Поэтому можно предположить, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».
Изобретение может быть реализовано с использованием известных средств, поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».
В результате патентно-информационных исследований заявляемая совокупность признаков выявлена не была, поэтому техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 показано выдвижение захватно-срезающего устройства между молодняком и деревьями, оставляемыми на доращивание, захват дерева, подлежащего заготовке захватно-срезающим устройством. На фиг. 2 показано перемещение захватно-срезающего устройства снизу вверх с фиксацией мерных сортиментов с одновременным срезанием сучьев. На фиг. 3 показано срезание вершинной части с поворотом относительно оси манипулятора в положение над манипулятором и переводом в горизонтальное положение, параллельно поверхности земли. На фиг. 4 показано срезание сортиментов, перевод в горизонтальное положение с последующей укладкой в штабель.
Заготовка сортиментов осуществляется следующим образом. Манипулятор с захватно-срезающим устройством 1 валочно-пакетирующей машины выдвигается по траектории А в просвет между деревьями и молодняком, оставленными на доращивание, наводится на дерево 2, подлежащее заготовке, захватывает его в комлевой части и перемещается снизу вверх, фиксируя мерные сортименты 3, до 2/3h высоты дерева, срезая при этом сучья. Последний мерный сортимент фиксируется в пределах допуска 0,5 мерной длины сортимента от 2/3 h высоты дерева в сторону увеличения.
Оставшаяся вершинная часть 4 дерева срезается с поворотом относительно оси манипулятора в положение над манипулятором и переводом в горизонтальное положение, параллельно поверхности земли, и выносится на трелевочный волок 5 с последующей отчисткой и раскряжевкой, обратным движением по траектории Б, обратной траектории выдвижения манипулятора, в просвет между деревьями и молодняком, оставленными на доращивание.
После раскряжевки вершинной части захватно-срезающее устройство по той же траектории наводится и захватывает оставшуюся часть дерева у верхнего среза и выполняет раскряжевку движением сверху вниз на мерные сортименты, включая комлевой сортимент.
Отпиленные сортименты переводятся в горизонтальное положение параллельно поверхности земли и укладываются в штабель 6 на свободное место.
Повышение качества при исключении не мерного сортимента определяется в среднем исходя из минимального объема мерного сортимента, который при не мерном сортименте переводится в дрова. Для лиственных пород (ГОСТ 9462-2016 фанерное бревно - номинальная длина 1,3 м, диаметр - 16 см) - от объема хлыста составляет 10%, для хвойных пород (ГОСТ 9463-2016, фанерное бревно - номинальная длина 1,3 м, диаметр - 18 см) - от объема хлыста составляет 12%. Таким образом, повышение качества раскроя для различных пород составляет 10-12%. Также заявляемый способ позволяет сохранить подрост молодняка и деревьев оставляемых на доращивание.
Источники информации
1. Патент РФ №2467559. Способ заготовки сортиментов машиной манипуляторного типа с сохранением молодняка / Якимович С.Б., Груздев В.В., Свириденков А.Н., Тетерина М.А., Минай А.Я., Столяров A.M. // Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет", г. Йошкар-Ола - Заявлено 2011.06.20, Опубликовано 2012.11.27.
2. Патент РФ №2343693. Способ заготовки сортиментов и рабочий орган машины для его осуществления / Мазуркин П.М., Иванова Н.С. // Марийский государственный технический университет, г. Йошкар-Ола - Заявлено 2007.05.11, Опубликовано 2009.01.20.