ХАРВЕСТЕРНАЯ ГОЛОВКА С ВЫДВИЖНЫМ ОТВАЛОМ

Полезная модель относится к области лесозаготовок, а именно к харвестерным головкам, и может быть использовано при валке деревьев в зимних условиях. Харвестерная головка наряду с валкой, обрезкой сучьев, раскряжевкой деревьев на сортименты позволяет осуществлять окапывание стволов деревьев перед их валкой в зимних условиях при высоком уровне снежного покрова.
Известно устройство для очистки снега вокруг стволов растущих деревьев [Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 436735, заявлено 02.12.1972, опубликовано 25.07.1974] включающее рабочий орган, выполненный в виде камеры, образованной двумя жесткими пластинами с гофрированной оболочкой, соединенной посредством гибкого шланга с компрессором, работающим от двигателя бензиномоторной пилы. Двигатель бензиномоторной пилы для удобства использования устройства может быть смонтирован в ранцевой подвеске.
Недостатком известного устройства для очистки снега вокруг стволов растущих деревьев является его использование в ручном режиме и не возможность установки на харвестерную головку без существенной доработки. 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 рабочий орган, навешиваемый на манипулятор валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины [Описание к патенту на полезную модель RU 121467, приоритет от 10.05.2012, опубликовано 27.10.2012] включающий каркас и механизм поворота каркаса относительно манипулятора, протаскивающий механизм, подвижные и неподвижные сучкорезные ножи, пильный механизм. В нижней части каркаса дополнительно смонтированы измельчающее устройство для пней, расположенное напротив пильного механизма и выполненное в виде тела вращения с установленными на нем режущими элементами, и защитный кожух, причем измельчающее устройство приводится в действие при помощи гидродвигателя, при этом механизм поворота из вертикального в горизонтальное положение в месте сочленения с манипулятором валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины снабжен блокирующим устройством.
Недостатком известного рабочего органа, навешиваемого на манипулятор валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины является его неприспособленность к осуществлению операции по окапыванию стволов деревьев перед их валкой в зимних условиях. При высоком уровне снега перед спиливанием дерева приходится заглублять харвестерную головку в снежный покров, 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 близкой по своей сущности и взятой за прототип является известная харвестерная головка [Харвестерная головка - основная часть харвестера - Харвестер с высокими технологическими характеристиками. -Электронный ресурс. - Режим доступа:
http://lesotehnika.com/statya/st_4_harvesterhead.html, дата обращения 11.07.2017] включающая в себя раму, соединенный с ней механизм поворота рамы, установленные на поворотных рычагах протаскивающие вальцы, неподвижно установленный в верхней части рамы сучкорезный нож, поворотные верхние и нижние сучкорезные ножи, ролик хода, колесо измерителя длины, пильный механизм, отдельные датчики.
Недостатком известной харвестерной головки является ее неприспособленность к осуществлению операции по окапыванию стволов деревьев перед их валкой в зимних условиях. При высоком уровне снега перед спиливанием дерева приходится заглублять харвестерную головку в снежный покров, 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 предлагаемой харвестерной головки с выдвижным отвалом заключается в расширении технологических возможностей путем выполнения дополнительной операции по окапыванию стоящих на корню деревьев, ведущей к уменьшению высоты оставляемого пня и снижению вероятности механического повреждения устройства при его заглублении в снежную массу при заготовке леса в зимний период при большой высоте снежного покрова.
Достигается технический результат тем, что на харвестерной головке с выдвижным отвалом, включающей раму, механизм поворота рамы, установленные на поворотных рычагах протаскивающие вальцы, установленный на раме верхний неподвижный сучкорезный нож, поворотные верхние и нижние сучкорезные ножи, пильный механизм, вдоль рамы смонтированы направляющие, в которых с возможностью поступательного перемещения установлен выдвижной отвал, между выдвижным отвалом и рамой установлен гидроцилиндр, причем крепление гидроцилиндра к выдвижному отвалу осуществляется через пружины сжатия, при этом в узле крепления гидроцилиндра к выдвижному отвалу установлен концевой датчик, причем расстояние между концевым датчиком и выдвижным отвалом меньше, чем ход пружин сжатия.
На фиг. 1 представлен главный вид харвестерной головки с выдвижным отвалом при выдвижном отвале находящемся в пределах габаритного размера рамы - транспортном положении. На фиг. 2 представлен вид слева харвестерной головки с выдвижным отвалом при выдвижном отвале находящемся в пределах габаритного размера рамы - транспортном положении. На фиг. 3 представлен главный вид харвестерной головки с выдвижным отвалом 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 при выдвижном отвале, находящемся в положении, когда он выступает за габаритный размер рамы с учетом габаритного размера пильного механизма - рабочем положении.
Харвестерная головка с выдвижным отвалом включает 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.
Работает харвестерная головка с выдвижным отвалом следующим образом.
Харвестерная головка с выдвижным отвалом устанавливается на манипулятор харвестера. Харвестер подъезжает к дереву, которое подлежит повалу.
При отсутствии снежного покрова вблизи ствола дерева 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. При этом выдвижной отвал 8 находится в пределах габаритного размера рамы 1 - в транспортном положении.
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 11. 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 выдвижным отвалом от дерева, сдвигая при этом выдвижным отвалом 8 снежную массу в сторону, и таким образом освобождает пространство вокруг ствола дерева от снежного покрова. Затем оператор 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.
Благодаря тому, что вдоль рамы 1 смонтированы направляющие 7 в которых с возможностью поступательного перемещения установлен выдвижной отвал 8 обеспечивается расширение технологических возможностей харвестерной головки путем выполнения дополнительной операции по окапыванию стоящих на корню деревьев, которая ведет к уменьшению высоты оставляемого пня, а также снижению вероятности механического повреждения устройства возможного при его заглублении в плотную снежную массу при заготовке леса в зимний период при большой высоте снежного покрова.
Благодаря возможности поступательного перемещения выдвижного отвала 8 в направляющих 7 обеспечивается положение выдвижного отвала 8 от нижнего крайнего положения при котором он выступает за габаритный размер рамы 1 с учетом габаритного размера пильного механизма 6 и обеспечивает выполнение операции окапывания деревьев от снежной массы, до верхнего крайнего положении при котором выдвижной отвал 8 находится в пределах габаритного размера рамы 1 и не препятствует работе харвестерной головки в присущем ей режиме - захват дерева, спиливание, валка.
Благодаря тому, что между выдвижным отвалом и рамой установлен гидроцилиндр, причем крепление гидроцилиндра к выдвижному отвалу осуществляется через пружины сжатия, при этом в узле крепления гидроцилиндра к выдвижному отвалу установлен концевой датчик, причем расстояние между концевым датчиком и выдвижным отвалом меньше, чем ход пружин сжатия обеспечивается возможность контроля глубины заглубления выдвижного отвала, а именно достижения им твердого препятствия (поверхности почвы, камней, корней и т.п.). Это обстоятельство позволит контролировать глубину внедрения выдвижного отвала в снежный покров и тем самым обеспечить очистку снежного покрова на максимально возможную глубину и исключить вероятность механического повреждения элементов конструкции при попытке внедрить выдвижной отвал в промерзший грунт в условиях отсутствия зрительного контроля, что обусловлено большой высотой снежного покрова.