СПОСОБ ВАЛКИ ДЕРЕВЬЕВ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД ХАРВЕСТЕРОМ
METHOD FOR FELLING TREES IN WINTER BY CHIP HARVESTER

Изобретение относится к области лесозаготовок и может быть использовано при валке деревьев в зимних условиях при высоком уровне снежного покрова.
Известен способ валки деревьев с использованием устройства для очистки снега вокруг стволов растущих деревьев [Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 436735, заявлено 02.12.1972, опубликовано 25.07.1974] включающим рабочий орган, выполненный в виде камеры, образованной двумя жесткими пластинами с гофрированной оболочкой, соединенной посредством гибкого шланга с компрессором, работающим от двигателя бензиномоторной пилы. Согласно данному способу перед валкой дерева осуществляется очистка снега вокруг его ствола. Для этого запускают двигатель. Переносят устройство за рукоять к месту применения. При подходе к растущему дереву рабочий орган заглубляют в снежную массу до упора. Подают в камеру рабочего органа сжатый воздух от компрессора. Камера рабочего органа расширяется и отодвигает снежную массу от ствола дерева, обеспечивая доступ к шейке корня дерева. Затем осуществляют валку дерева бензиномоторной пилой.
Недостатком известного способа валки деревьев с использованием устройства для очистки снега вокруг стволов растущих деревьев является осуществление очистки пространства вокруг ствола дерева от снежной массы в ручном режиме и не возможность его реализации при машинизированной валке деревьев посредством харвестерной головки. Еще один недостаток связан с вероятностью выскальзывания устройства из снежной массы, обусловленным отсутствием удерживающего прижимающего воздействия при заглублении рабочего органа устройства в снежную массу, особенно при ее неравномерной плотности.
Известен способ лесозаготовок [Описание к заявке на изобретение №98115614 «Способ лесозаготовок», заявлено 14.08.1998, опубликовано 27.04.2000], включающий валку, пакетирование, трелевку деревьев, сортировку деревьев в процессе выполнения лесосечных работ, погрузку деревьев (хлыстов) на лесовозный транспорт, вывозку деревьев на нижний склад, обрезку сучьев с деревьев, разделку хлыстов на сортименты, сортировку сортиментов, переработку дровяных сортиментов на технологическую и топливную щепу.
Недостатком известного способа лесозаготовок является то, что при высоком уровне снежного покрова перед спиливанием дерева приходится заглублять харвестерную головку в снежную массу, что чревато ее механическими повреждениями. При наличии плотного снежного наста, характерного в период оттепелей, не всегда удается его преодолеть. В результате остаются высокие пни, что ведет к уменьшению объема ценной стволовой древесины, заготавливаемой с 1 га площади.
Наиболее близким по своей сущности и взятым за прототип является известный способ работы валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины [Описание изобретения к патенту №2492628 «Способ работы валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины», заявлен 25.01.2012, опубликовано 20.09.2013], включающий захват стоящего дерева рабочей головкой валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины, его спиливание, валку, обрезку сучьев и раскряжевку захваченного дерева с выработкой сортиментов на лесосеке с последующей вывозкой сортиментов лесным транспортом.
Недостатком известного способа работы валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины является то, что при высоком уровне снежного покрова перед спиливанием дерева приходится заглублять харвестерную головку в снежную массу, что чревато ее механическими повреждениями. При наличии плотного снежного наста, характерного в период оттепелей, не всегда удается его преодолеть. В результате остаются высокие пни, что ведет к уменьшению объема ценной стволовой древесины, заготавливаемой с 1 га площади.
Технический результат предлагаемого способа валки деревьев в зимний период харвестером заключается в увеличении объема стволовой древесины заготавливаемой с одного гектара площади за счет уменьшения высоты оставляемых пней при машинизированной валке деревьев харвестерной головкой в зимний период при высоком уровне снежного покрова.
Достигается технический результат тем, что в способе валки деревьев в зимний период харвестером с использованием харвестерной головки, оснащенной выдвижным отвалом, перемещающимся под действием гидроцилиндра вдоль направляющих, смонтированных на ее раме, в которой крепление гидроцилиндра к выдвижному отвалу осуществляется посредством пружины сжатия, в узле крепления гидроцилиндра к выдвижному отвалу установлен концевой датчик, включающий захват стоящего дерева, его спиливание, валку, обрезку сучьев и раскряжевку захваченного дерева с выработкой сортиментов на лесосеке с последующей вывозкой сортиментов лесным транспортом, перед захватом дерева гидроцилиндром воздействуют на выдвижной отвал, выдвигая его по направляющим за габаритные размеры рамы с учетом пильного механизма, затем выдвинутый выдвижной отвал заглубляют в снежную массу вблизи ствола дерева, при деформации пружины сжатия и контакте выдвижного отвала с концевым датчиком заглубление прекращают, затем отодвигаю снежную массу от дерева путем перемещения харвестерной головки в направлении от дерева в горизонтальной плоскости, поднимают харвестерную головку в вертикальной плоскости над снежной массой, воздействуют гидроцилиндром на выдвижной отвал, перемещая его по направляющим до положения, когда он будет находиться в пределах габаритного размера рамы.
На фиг.1 представлен главный вид харвестерной головки с выдвижным отвалом, позволяющей реализовать способ валки деревьев в зимний период харвестером, при выдвижном отвале находящемся в пределах габаритного размера рамы - транспортном положении. На фиг.2 представлен вид слева харвестерной головки с выдвижным отвалом, позволяющей реализовать способ валки деревьев в зимний период харвестером, при выдвижном отвале находящемся в пределах габаритного размера рамы - транспортном положении. На фиг.3 представлен главный вид харвестерной головки с выдвижным отвалом, позволяющей реализовать способ валки деревьев в зимний период харвестером, при выдвижном отвале находящемся в положении, когда он выступает за габаритный размер рамы с учетом габаритного размера пильного механизма - рабочем положении. На фиг.4 представлен вид слева харвестерной головки с выдвижным отвалом, позволяющей реализовать способ валки деревьев в зимний период харвестером, при выдвижном отвале находящемся в положении, когда он выступает за габаритный размер рамы с учетом габаритного размера пильного механизма - рабочем положении.
Способ валки деревьев в зимний период харвестером реализуется с использованием харвестерной головки оснащенной выдвижным отвалом 8 перемещающимся под действием гидроцилиндра 9 вдоль направляющих 7, смонтированных на ее раме 1. Крепление гидроцилиндра 9 к выдвижному отвалу 8 осуществляется посредством пружины сжатия 10, в узле крепления гидроцилиндра 9 к выдвижному отвалу 8 установлен концевой датчик 11.
Способ валки деревьев в зимний период харвестером включает приведение выдвижного отвала 8 в рабочее положение путем перемещения его по направляющим 7 за габаритные размеры рамы 1 с учетом пильного механизма 6 путем воздействия на него гидроцилиндром 9. Затем выдвинутый выдвижной отвал 8 заглубляют в снежную массу вблизи ствола дерева. При деформации пружины сжатия 10 и контакте торца выдвижного отвала 8 с концевым датчиком 11 заглубление прекращают. Затем отодвигают снежную массу от дерева путем перемещения харвестерной головки с выдвинутым отвалом в направлении от дерева в горизонтальной плоскости, поднимают харвестерную головку в вертикальной плоскости над снежной массой. Затем воздействуя гидроцилиндром 9 на выдвижной отвал 8, приводят его в транспортное положение, перемещая по направляющим 7 до положения, когда он будет находиться в пределах габаритного размера рамы 1. Затем осуществляют захват стоящего дерева, его спиливание, валку, обрезку сучьев и раскряжевку захваченного дерева с выработкой сортиментов на лесосеке с последующей вывозкой сортиментов лесным транспортом.
Реализуется способ валки деревьев в зимний период харвестером следующим образом.
На манипулятор харвестера устанавливается харвестерная головка включающая в себя раму 1, механизм поворота 2 рамы 1, протаскивающие вальцы 3, установленные на раме 1 поворотные верхние 4 и нижние 5 сучкорезные ножи, пильный механизм 6. Вдоль рамы 1 смонтированы направляющие 7. В направляющих 7 с возможностью поступательного перемещения установлен выдвижной отвал 8. Выдвижной отвал 8 установлен таким образом, что при нахождении в нижнем крайнем положении он выступает за габаритный размер рамы 1 с учетом габаритного размера пильного механизма 6 (фиг.3, 4), а при нахождении в верхнем крайнем положении он находится в пределах габаритного размера рамы 1 (фиг.1, 2). Между выдвижным отвалом 8 и рамой 1 установлен гидроцилиндр 9. Крепление гидроцилиндра 9 к выдвижному отвалу 8 осуществляется через пружины сжатия 10. В узле крепления гидроцилиндра 9 к выдвижному отвалу 8 установлен концевой датчик 11. При этом расстояние между концевым датчиком 11 и выдвижным отвалом 8 меньше, чем ход пружин сжатия 10.
Харвестер подъезжает к дереву, которое подлежит повалу. При наличии снежного покрова вблизи ствола дерева оператор приводит выдвижной отвал 8 в рабочее положение. Для этого выдвижной отвал 8 перемещается в направляющих 7 до положения, когда он будет выступать за габаритный размер рамы 1 с учетом соответствующего габаритного размера пильного механизма 6. Перемещение выдвижного отвала 8 в направляющих 7 осуществляется гидроцилиндром 9. При этом усилие прижатия со стороны гидроцилиндра 9 к выдвижном к отвалу 8 передается через пружины сжатия 10. Затем оператор подводит харвестерную головку с выдвижным отвалом к дереву и опускает ее, внедряя отвал 8 в снежную массу. При достижении выдвижным отвалом твердой поверхности (поверхности почвы, камней, корней и т.п.) пружины сжатия 10 сжимаются, и благодаря тому, что расстояние между концевым датчиком 11 и выдвижным отвалом 8 меньше, чем ход пружин сжатия 10, происходит контакт выдвижного отвала 8 с концевым датчиком И. Контакт выдвижного отвала 8 с концевым датчиком 11 служит сигналом для оператора, что выдвижной отвал достиг твердой поверхности и следует остановить прижимающее воздействие на него. Затем оператор отводит харвестерную головку с выдвинутым отвалом от дерева в горизонтальной плоскости, сдвигая при этом выдвижным отвалом 8 снежную массу в сторону, и таким образом освобождает пространство вокруг ствола дерева от снежного покрова. Затем оператор поднимает харвестерную головку в вертикальной плоскости над снежной массой и приводит выдвижной отвал 8 в транспортное положение путем его поступательного перемещения в направляющих 7 до положения, когда он будет находиться в пределах габаритного размера рамы 1. Затем оператор наводит харвестерную головку на дерево, производит его захват у шейки корня путем зажатия между рамой 1 и поворотными верхними 4 и нижними 5 сучкорезными ножами, спиливание, валку, раскряжевку.
Благодаря тому, что в предложенном изобретении перед захватом дерева гидроцилиндром воздействуют на выдвижной отвал, выдвигая его по направляющим за габаритные размеры рамы с учетом пильного механизма, затем выдвинутый выдвижной отвал заглубляют в снежную массу вблизи ствола дерева и отодвигают снежную массу от дерева путем перемещения харвестерной головки в направлении от дерева в горизонтальной плоскости осуществляется окапывание стоящего на корню ствола дерева от снежной массы и тем самым обеспечивается возможность свободного размещения харвестерной головки вблизи шейки корня дерева. Спиливание дерева у шейки корня ведет к увеличению объема стволовой древесины заготавливаемой с одного гектара площади за счет уменьшения высоты оставляемых пней по сравнению с аналогами, когда наличие снежного покрова препятствует размещению харвестерной головки у шейки корня дерева.
Благодаря тому, что заглубление выдвижного отвала в снежную массу прекращают при деформации пружины сжатия и контакте выдвижного отвала с концевым датчиком обеспечивается контроль достижения выдвижным отвалом твердого препятствия (поверхности почвы, камней, корней и т.п.). В результате обеспечивается очистка снежного покрова на максимально возможную глубину при исключении вероятности механического повреждения элементов конструкции при попытке внедрить выдвижной отвал в промерзший грунт в условиях отсутствия зрительного контроля при большой высоте снежного покрова.
Благодаря тому, что после сдвига снежной массы от дерева харвестерную головку поднимают в вертикальной плоскости над снежной массой обеспечивается беспрепятственное движение выдвижного отвала вдоль направляющих при приведении его в транспортное положение, а также визуальный контроль данной операции.