Корчеватель
EXTRACTOR

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.
Также недостаток проявляется в том, что при поступательном движении агрегата, заданной ширине захвата и глубине подрезающего ножа во время встречи с корнями большого диаметра и мощными корневыми лапами, силы тяги агрегата для преодоления сопротивления грунта и резания корневой системы недостаточно, что приводит к буксованию движителей. При этом тракторист-оператор принудительно останавливает агрегат и с помощью гидроцилиндров подрезающей скобой выкорчёвывает пень, что приводит к увеличению числа переключений органов управления и, как следствие, к повышенному износу сопряжений механизмов переключения, снижению эксплуатационной надёжности, увеличению времени корчевания, отрицательно влияющего на производительность агрегата, также приводит  к повышенной утомляемости тракториста-оператора, провоцирующей профессиональные заболевания, а на переходных режимах работы двигателя, к увеличению расхода топлива и  эксплуатационных затрат.
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, поломке ножа подрезающей скобы и корчевателя в целом, а также из-за увеличения  времени корчевания пня и вынужденной  остановка машинно-тракторного агрегата повышается число манипуляций гидроуправляемыми  стойками подрезающей скобы, что приведёт к преждевременному износу механизмов машинно-тракторного агрегата. Указанные недостатки приводят к снижению  эксплуатационной  надёжности корчевателя, возрастанию расхода топлива, к возрастанию производственных, эксплуатационных затрат и снижению производительности агрегата.
Технический  результат – повышение эксплуатационной надёжности корчевателя.
Техническая задача – повышение эксплуатационной надёжности корчевателя за счёт подрезание корневой системы горизонтально расположенными дисковыми фрезами приводимыми во вращательной движение гидромоторами.
Технический результат достигается тем, что в         корчевателе, включающем несущую раму, механизм навески, опорные колёса, ротор, двуплечие гидроуправляемые рычаги, упоры,  U-образную подрезающую скобу, причем ротор размещён на кронштейнах несущей рамы, а правые и левые верхние  плечи рычагов выполнены в виде коленообразной балки, шарнирно установленной на несущей раме, управляемой гидроцилиндром, расположенном на продольной оси несущей рамы, при этом нижние плечи рычагов выполнены в виде стоек, неподвижно соединенных верхними концами с коленообразной балкой, а нижними с корпусами дополнительно установленных гидромоторов предназначенных для  привода режущего аппарата  выполненного в виде дисковых фрез горизонтально расположенных относительно друг друга с зазором h, исключающим взаимный контакт и повреждение их в рабочем положении, а подрезающая скоба, стойки  которой заточены как режущий элемент, неподвижно  закреплены на несущей раме резьбовым соединением, предназначена для подрезания корневой системы пня, неохваченной фрезами в зоне зазора h и транспортировки его на ротор для окончательной очистки от почвы, при этом подрезающая скоба расположена между фрезами  режущего аппарата и ротором.
Сущность изобретения заключается в том, что в корчевателе ротор размещён на несущей раме, а режущий аппарат выполнен в виде симметрично расположенных относительно продольной оси несущей рамы дисковых фрез с приводом от гидромоторов размещённых на стойках неподвижно закреплённых на гидроуправляемой коленообразной балке шарнирно установленной  на несущей раме, причём балка неподвижно соединена с правым и левым верхними рычагами двуплечих рычагов, а нижние верхними концами неподвижно соединёны с коленообразной балкой, а нижними с корпусами гидромоторов, при этом дисковые фрезы  расположены горизонтально относительно друг друга с зазором h, исключающим взаимный контакт и повреждение их в рабочем положении, а подрезающая скоба, предназначенная для подрезания  корневой системы, неохваченной фрезами в зоне зазора h, расположена между режущим аппаратом и ротором и неподвижно установлена на стойках резьбовым соединением.
Таким образом, за счёт применения активного режущего аппарата в виде дисковых фрез, расположенных горизонтально в  рабочем положении, обеспечивается снижение тягового сопротивления движению агрегата и безостановочное корчевание пней, а также  снижение производственных и  эксплуатационных затрат при одновременном повышении эксплуатационной надёжности, что обеспечивает повышение производительности  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 стоек подрезающей скобы.
- на фиг. 4 представлено сечение В-В стоек подрезающей скобы.
Корчеватель содержит несущую раму 1, на которой размещены навеска 2, опорные колёса 3, коленообразная балка 4 с режущим аппаратом 5,  упоры 6, подрезающая U-образная скоба 7 и ротор 8.
Несущая рама 1 П-образной формы выполнена из лонжеронов 9, 10 коробчатого профиля. На переднем лонжероне 9 установлены нижние шарниры 11, а на опоре 12 расположенной перпендикулярно оси несущей рамы 1 шарнир 13. Шарниры 11 и 13  предназначены для присоединения к навесной системе трактора. На противоположном конце несущей рамы 1 между лонжеронами 10 на кронштейнах 14 установлен  ротор 8, а на боковых стенках несущей рамы 1 размещены винтовые пары 15 для регулировки опорных колёс 3 по высоте, а также шарниры 16 для установки коленообразной балки 4 и резьбовое соединение 17 крепления  подрезающей U-образной скобы 7.
Навеска 2 несущей рамы 1 корчевателя трехточечная, с двумя нижними шарнирами 11, симметрично расположенными  относительно продольной оси несущей рамы 1 и одного верхнего шарнира 13, установленного на опоре 12, расположенной неподвижно и  перпендикулярно  продольной  оси несущей рамы 1.
Опорные колёса 3, регулируемые по высоте посредством винтовых пар 15, расположены  с двух сторон несущей рамы 1 и предназначены для установки режущего аппарата 5, а также  подрезающей скобы 7 и ротора 8 на заданную глубину  подрезания  пня.
Коленообразная балка 4 выполнена в виде балки 18  с коленами 19,  концы которых установлены  в шарнирах 16  несущей рамы 1. Перемещение колен 19 за пределы рабочего (горизонтального) положения режущего аппарата 5 ограничивается  упорами 6. Балка  18 шарниром 20 соединена  с головкой штока гидроцилиндра 21, а  его корпус шарниром 22 с опорой 12. Гидроцилиндр 21, шарнирно соединяющий  балку 18 и опору 12, расположен на продольной оси несущей рамы 1 и предназначен для управления рабочим положением режущего аппарата 5.
Режущий аппарат 5 предназначен для подрезания корневой системы пня и выполнен в виде стоек 23, неподвижно закреплённых верхними концами на балке 18, а нижними на корпусе гидромоторов  24, валы 25 которых приводят во вращение дисковые фрезы 26, обеспечивающие  подрезание корневой системы пня. При этом дисковые фрезы 26 в горизонтальном рабочем положении установлены с зазором h, исключающим взаимный контакт и повреждение друг друга.
Упоры 6 неподвижно закреплены на несущей раме 1 с двух сторон относительно гидроцилиндра 21 гидромеханизма управления коленообразной балкой 4 поворотом режущего аппарата 5 и предназначены  для ограничения при подрезании пня перемещения режущего аппарата 5 за пределы горизонтальной плоскости (показано на фиг.1)
Подрезающая скоба 7 установленная под углом к  горизонтальной плоскости предназначена для подрезания  корневой системы пня неохваченной фрезами 26 в зоне зазора h и для рыхления слоя почвы, а также для транспортировки  пня на ротор 8.  На передней горизонтальной поверхности скобы 7 закреплён подрезающий нож 27, а с противоположной стороны – подъёмник 28, выполненный в виде направляющих спиц, предназначенных для предварительной очистки срезанного пня от почвы и транспортировки его на ротор 8  и окончательной очистки, причём вертикальные правая и левая стойки 29 подрезающей скобы 7 заточены как режущий элемент и резьбовым соединением 17 неподвижно закреплены на несущей раме 1.
Ротор 8 предназначен для окончательной очистки пней от почвы с помощью бил 30, неподвижно закреплённых на цилиндрической поверхности ротора 8, привод которого осуществляется  от гидромотора 31.
Работа корчевателя. При непрерывном корчевании пней, расположенных параллельными рядами, опорными колёсами 3 с помощью винтовых пар 15  устанавливают режущий аппарат  5  по радиусу R угла вхождения в почву на заданную глубину до горизонтального положения  (показано на фиг.1), при этом за счёт силы тяги трактора и вращения фрез 26 от гидромоторов 24 производится подрезание корневой системы пня, а неохваченная фрезами корневая система в зоне зазора h и в вертикальной плоскости,  подрезается ножом 27 и заточенными стойками 29  подрезающей  скобы 7 соответственно.
Такое положение режущего аппарата 5 укоряет подрезание пня, а подрезающая скоба 7 при движении агрегата  до очередного пня обеспечивает интенсивное крошение слоя почвы. При встрече вращающихся навстречу друг другу фрез 26 с мощными корневыми лапами (дуб, клён и др.) или центральным корнем большого диаметра (осина, сосна и др.) за счёт активного режущего инструмента (фрез) тяговое сопротивление движению корчевателя снижается и агрегат безостановочно выкорчёвывает пень.
После подрезания корневой системы пень транспортируется по поверхности подрезающей скобы 7 на подъёмник 28, где почва частично отделяется от пня и через спицы подъёмника 28 просыпается на поверхность почвы, а окончательная очитка пня осуществляется билами 30 ротора 8. 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 в такой 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 применения активного режущего аппарата в виде дисковых фрез расположенных в горизонтальном  рабочем положении, обеспечивается снижение тягового сопротивления движению агрегата и безостановочное корчевание пней, а также уменьшаются производственные и  эксплуатационные затраты при одновременном повышении эксплуатационной надёжности, что обеспечивает повышение производительности  и экономической эффективности корчевателя и является новым техническим результатом заявляемого изобретения.