УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ТОРЦОВ ПАЧКИ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR ALIGNMENT OF ROUND TIMBER BUNDLE BUTT ENDS

Изобретение относится к области лесоскладских и лесоперевалочных работ на предприятиях лесопромышленного комплекса и может быть использовано при формировании лесных грузов для погрузки на автомобильный, железнодорожный и водный транспорт.
На лесопромышленных предприятиях для формирования лесных грузов наибольшее распространение получили торцевыравнивающие устройства гравитационного типа с поворотными щитами ТГПК-1, К-127, К-142, К-153 [1, с.33]. Они эксплуатируются на лесоперевалочных базах и лесопромышленных предприятиях совместно с крановыми механизмами различных типов [2, с.28]. Принцип их работы заключается в использовании силы тяжести лесного груза, опускаемого краном в торцевыравниватель для выравнивания торцов пачки бревен поворотными щитами. Недостатком гравитационных торцевыравнивателей является длительный цикл торцевания, связанный с наличием больших сил трения между круглыми лесоматериалами и грузовыми балками и необходимостью многократного опускания краном пачки круглых лесоматериалов в торцевыравниватель.
Известно устройство для выравнивания торцов круглого леса в пакете [3], состоящее из остова с двумя смонтированными на нем поворотными в вертикальной плоскости нажимными щитами, оборудованными упорными полками для восприятия загружаемого краном в устройство пакета, под действием которого щиты разворачиваются в вертикальное положение, производя обжим торцов пакета, причем возврат щитов в исходное положение осуществляется с помощью связанных гибкими тягами противовесов. Недостатком конструкции [3] является использование ее для торцевания пачек бревен одной длины.
Известно устройство ТГПК-1 для выравнивания торцов бревен в пачке [4], включающее в себя раму со монтированными на ней двумя щитами L-образной формы, выполненными поворотными в вертикальной плоскости, где ось поворота щита расположена вблизи углового стыка на горизонтальной части щита. Недостатком конструкции [4] является ограниченность работы только с двумя длинами пачек бревен 3,8 м и 4,0 м и отсутствие ограждающих стоек для лесного груза.
Известно устройство К-127 для выравнивания торцов пакета лесоматериалов [5], содержащее раму и Г-образные торцующие щиты, шарнирно закрепленные один на раме, а другой на каретке, которая имеет механизм фиксации положения. Каждый из щитов выполнен с продольными и поперечными ребрами на вертикальных участках, первые из которых в поперечном сечении имеют форму равнобедренного треугольника и выполнены по всей высоте щита, а вторые - форму неравнобедренного треугольника с меньшей стороной, обращенной в сторону горизонтального участка щита, и размещены между продольными ребрами. Недостатком конструкции [5] является постоянная длина горизонтальной части Г-образного щита и переменное расстояние между грузовыми балками.
Известно устройство для выравнивания торцов пачек (пучков) круглых лесоматериалов [6], состоящее из рамы, на которой смонтированы щиты Г-образной формы, установленные на каретках, при этом горизонтальные части щитов несут грузовые балки, шарнирно соединенные между собой металлическим стержнем кругового поперечного профиля, установленным в их телах на равных расстояниях от их свободных концов, на которых располагаются грузовые балки в виде роликов, и представляют собой раздвижные телескопические конструкции прямоугольного поперечного профиля с фиксаторами, при этом стержень кругового поперечного профиля посредством пантографа соединен с рамой устройства, внутри которого смонтирован гидроцилиндр. Недостатком конструкции [6] является отсутствие ограждающих стоек для лесного груза, а грузовые балки-ролики не могут обеспечить свободное перемещение нижнего ряда бревен в противоположных направлениях.
Наиболее близким по технической сущности является устройство К-142 для выравнивания торцов пакетов лесоматериалов [7], содержащее горизонтальную раму с закрепленными в вертикальных плоскостях попарно напротив друг друга стойками и с закрепленными с возможностью поворота в вертикальной плоскости и возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости торцующими щитами L-образной формы, концы горизонтальных участков каждого из которых соединены поперечной балкой. Каждая вертикальная стойка в зоне ее нижнего конца снабжена ловителем, а каждая поперечная балка - упорами для взаимодействия с соответствующими ловителями, при этом горизонтальные участки каждого из торцующих щитов выполнены телескопическими и снабжены фиксаторами взаимного положения щитов. Недостатком конструкции [7] являются частые поломки грузовых балок, которые приварены к телескопическим балкам, что исключает их производственную замену.
Основным недостатком известных торцевыравнивающих устройств [3, 4, 5, 6, 7] является наличие больших сил трения между приемными грузовыми балками и пачкой круглых лесоматериалов. При опускании краном пачки лесоматериалов в гравитационный торцевыравниватель она ложится на грузовые балки, которые, опускаясь с пачкой и перемещаясь в горизонтальном направлении, скребут по поверхности бревен и создают дополнительное сопротивление трения скольжения. Возникающее сопротивление трения скольжения уменьшает общее усилие торцевания и снижает качество торцевыравнивания, что требует повторного опускания краном пачки круглых лесоматериалов в торцевыравниватель.
Техническим результатом данного изобретения является снижение сил трения между грузовыми балками и пачкой лесоматериалов, повышение производительности торцевыравнивателей гравитационного типа с поворотными щитами.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем металлическую горизонтальную раму, на которой вертикально установлены четыре стойки-уловители, две передвижные каретки, на которых шарнирно установлены два Г-образных поворотных торцующих щита, оборудованных горизонтальными ребрами, противовесами, телескопическими балками, на концах которых установлены упоры и грузовые балки, согласно изобретению грузовые балки выполнены съемными из полых труб, прикрепленных к телескопическим балкам с помощью болтовых соединений, на грузовых балках смонтированы самовращающиеся цилиндры на шарикоподшипниках [10], имеющие ширину, равную минимальному диаметру торцуемых бревен, при этом устройство имеет трособлочную систему и промежуточную опору, за которую крепятся две регулировочные цепи, соединяющие упомянутые две передвижные каретки. Вращающиеся цилиндры позволяют независимо перемещаться круглым лесоматериалам на грузовых балках в противоположных направлениях при торцевании и снижать силы трения между грузовыми балками и нижним рядом круглых лесоматериалов.
Вращающиеся цилиндры на грузовых балках при взаимодействии с пачкой круглых лесоматериалов катятся по поверхности бревен и создают незначительное сопротивление качения. Трение качения значительно меньше во много раз, чем трение скольжения, потому что коэффициенты трения качения (дерево-сталь) 0,03 меньше трения скольжения (сталь-дуб) 0,6 в 20 раз [9, с.137-146].
Устройство для выравнивания торцов пачки круглых лесоматериалов поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид сбоку, а на фиг.2 - вид сверху. Грузовая балка торцевыравнивающего устройства поясняется чертежами, где на фиг.3 показан вид спереди балки, на фиг.4 - продольный разрез узла А, на фиг.5 - поперечный разрез грузовой балки и самовращающегося цилиндра в сечении 1-1.
Предлагаемое изобретение (фиг.1, 2) содержит металлическую горизонтальную раму 1, на которой вертикально установлены четыре стойки-уловители 2, трособлочную систему 3, промежуточную опору 4, за которую крепятся две регулировочные цепи 5, соединяющие две передвижные каретки 6, на которых шарнирно установлены два Г-образных поворотных торцующих щита 7, оборудованных горизонтальными ребрами 8, противовесами 9 и телескопическими балками 10, на концах которых установлены упоры 11 и съемные грузовые балки 12, вращающиеся вокруг своей оси на шарикоподшипниках 13.
Грузовые балки (фиг.3, 4, 5) выполнены съемными из полых труб, прикрепленных к телескопическим балкам 10 с помощью болтовых соединений 14, на которые смонтированы самовращающиеся цилиндры 15 на шарикоподшипниках 13, имеющих ширину, равную минимальному диаметру торцуемых бревен 16.
Выравнивание торцов пачек круглых лесоматериалов осуществляется следующим образом. Краном пачку круглых лесоматериалов в грузовых стропах опускают на грузовые балки 12 торцевыравнивателя. Под действием веса пачки грузовые балки 12 опускаются с грузом на металлическую раму 1, поворачивая Г-образные поворотные щиты 7 в вертикальное положение. Одновременно вертикальные участки торцующих щитов 7 взаимодействуют с выступающими торцами круглых лесоматериалов, перемещая их вовнутрь пачки. После торцевания пачку выровненных бревен перегружают краном из торцевыравнивателя на лесовозный транспорт, а торцующие щиты 7 возвращаются в исходное положение под действием силы тяжести противовесов 9.
В предложенном устройстве для выравнивания торцов пачки круглых лесоматериалов нашли применение существенные признаки, как установка съемных грузовых балок, вращение цилиндров на грузовых балках с помощью шарикоподшипников, имеющих ширину, равную минимальному диаметру торцуемых бревен, и качение их по поверхности пачки круглых лесоматериалов. Приведенные существенные признаки отличают предложенное торцевыравнивающее устройство от известных, а это говорит о том, что техническое решение соответствует критерию «новизна» и обладает «существенными отличиями».
Предложенное торцевыравнивающее устройство позволяет уменьшить трение между пачкой лесоматериалов и грузовыми балками, интенсифицировать процесс торцевания пачки круглых лесоматериалов, за счет чего повысится производительность торцевыравнивателя на 30%, снизится расход электроэнергии кранового оборудования на 25%.
Источники информации
1. Войтко П.Ф. Совершенствование процессов выгрузки лесоматериалов с воды и их торцевания на рейдах приплава: дис…д-pa техн. наук: 05.21.01 / П.Ф.Войтко. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. - 470 с.
2. Войтко П.Ф. Транспорт леса. Совершенствование лесоперевалочных процессов на рейдах приплава: учебное пособие/ П.Ф.Войтко. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006. - 304 с.
3. AC 130843 СССР, МКИ 81е, 129. Устройство для выравнивания торцов круглого леса в пакете / П.Н.Колосов (СССР). - №646262/27. Заяв. 07.12.59. Опубл. 01.11.60. Бюл. №15. - 2 с.
4. АС 192066 СССР, МКИ 81е, 129. Устройство для выравнивания торцов бревен в пачке / Д.И.Кожанов, Э.С.Ескарев, П.А.Юринкин (СССР). - №1049718/27-11. Заяв. 17.01.66. Опубл. 23.01.67. Бюл. №44. - 2 с.
3
5. АС 1183436 СССР, МКИ В65G 57/18, 129. Устройство для выравнивания торцов пакета лесоматериалов / А.С.Фадеев, М.И.Кошкин, М.В.Щенов, В.И.Фадеева (СССР). - №3568685/27-11. Заяв. 24.03.83. Опубл. 07.10.85. Бюл. №37. - 2 с.
6. Патент 2303566 РФ, МПК 51 В65G 57/18, 69/00. Устройство для выравнивания торцов пачек (пучков) круглых лесоматериалов / М.Н.Волдаев, Е.М.Царев. Заяв. 06.02.2006. Опубл. 27.07.2007. Бюл. №21. - 4 с.
4
7. AC 1456335 СССР, МКИ В65G 57/18, 69/00. Устройство для выравнивания торцов пакетов лесоматериалов / А.С.Фадеев (СССР). - №4134877-11, №418403/29-11. Заяв. 07.10.86. Опубл. 07.02.89/29. Бюл. №5. - 2 с.
8. Грубов С.И. Исследование коэффициентов сопротивления движению неокоренной древесины / С.И.Грубов // Тр. /ЦНИИМЭ. - 1964. - №52. - с.35.
9. Никитин Е.М. Теоретическая механика /Е.М.Никитин. - Изд. 6-е, стереотип. - М.: Наука, 1967. - 520 с.
10. Черменский О.Н. Подшипники качения: справочник-каталог / О.Н.Черменский, Н.Н.Федотов. - М.: Машиностроение, 2003. - С.8, 41.