Агрегат для понижения пней
UNIT FOR REDUCTION OF STUMPS

Изобретение относится к отрасли лесного хозяйства и предназначено для расчистки вырубок от пней при проведении лесовосстановительных работ, а также при реконструкции лесонасаждений в городских условиях.
Известно устройство для дробления пней, содержащее фрезу в виде усеченного конуса, представляющего собой соединенные при помощи балок нижнее и верхнее основания. На балках размещены режущие элементы. Устройство соединено с приводным валом гидромотора и присоединено к связанной с трактором гидравлически управляемой стреле, снабженной механизмом поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях. [Патент на полезную модель RU 78032, A01G 23/06 «Устройство для дробления пней» Авторы И.М. Бартенев и др. Заявитель - ГОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» (ВГЛТА) RU Аналог].
Работает устройство следующим образом. Трактор подъезжает к пню, подлежащему понижению, на расстоянии, равном вылету стрелы, после чего устройство устанавливают в положение, при котором образующая конуса, обращенная к пню, располагается близко к вертикали. Затем вращающуюся фрезу опускают около пня на требуемую высоту резания и поворотом стрелы в горизонтальной плоскости надвигают на пень. Скорость подачи регулируется в зависимости от породы и размеров пня. По окончании дробления устройство перемещается к следующему пню путем поворота стрелы или переезда трактора на новую позицию.
Недостатком известного агрегата является низкая производительность, ввиду того, что при выполнении технологического процесса перед каждым пнем машину надо останавливать, что требует большого количества операций по управлению агрегатом. Кроме того, поверхность срезанного пня получается вогнутой, что не обеспечивает его качественного удаления.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является применяемая в лесном хозяйстве для измельчения пней машица МУП-4 с роторным рабочим органом на базе гусеничного трелевочного трактора [Коршун В.Н. Роторные рабочие органы лесохозяйственных машин: Концепция конструирования: Монография. - Красноярск: СибГТУ, 2003. 228 с. (стр. 36, рисунок 1.18) Прототип].
Машина содержит навесное оборудование к трактору в виде гидроуправляемой в горизонтальной и вертикальной плоскостях стрелы, закрепленной шарнирно впереди трактора. На конце стрелы установлена фреза с коническим редуктором. Привод фрезы осуществляется от раздаточной коробки трактора через четыре карданные передачи и три редуктора. Фреза выполнена в виде усеченного конуса с большим основанием внизу.
Работает агрегат следующим образом. Агрегат подъезжает к пню, подлежащему понижению, на расстоянии, равном вылету стрелы, после чего тракторист включает привод фрезы и с помощью стрелы наводит вращающуюся фрезу на пень. Перемещает стрелу справа налево, осуществляя фрезерование пня. После удаления пня тракторист поднимает стрелу, отключает привод фрезы и перемещает агрегат к следующему пню.
Недостатком известного устройства является низкая производительность, обусловленная цикличностью работы - требуется остановка агрегата перед каждым понижаемым пнем. Скорость подачи фрезы регулируется в зависимости от породы и размеров пня и выбирается трактористом (оператором) интуитивно на основании профессионального опыта. Подача фрезы не может быть достигнута перемещением трактора, у которого скорости движения являются константами. Кроме того, при расположении образующей конуса фрезы близко к вертикали не исключен контакт резцов и ножей с минеральным грунтом, что может вызвать их ускоренный износ или поломку, а также невозможно достичь ровного среза поверхности пня на уровне почвы.
Задачей изобретения является повышение производительности и эксплуатационных качеств агрегата для понижения пней, обеспечение возможности выполнения фрезерования пней в, режиме непрерывного движения.
Поставленная задача достигается тем, что агрегат для понижения пней, содержащий базовое энергетическое средство, гидроуправляемую в вертикальной и горизонтальной плоскостях стрелу, фрезу в виде усеченного конуса с режущими элементами, согласно изобретению, снабжен встроенными в корпус фрезы редуктором и гидромотором, а стрела имеет телескопически установленную стойку, контактирующую с упругим элементом, и имеющую возможность осевого перемещения, причем корпус фрезы выполнен цельным для исключения попадания в него продуктов резания.
В качестве упругого элемента использована пружина.
В качестве упругого элемента использован пневматический цилиндр.
Технический результат заключается в разделении привода перемещения агрегата для понижения пней и привода вращения фрезы, за счет чего появилась возможность срезать пень вровень с поверхностью почвы в режиме непрерывного движения базового энергетического средства. Это достигается тем, что при контакте фрезы с пнем за счет сопротивления подаче упругий элемент (пружина или пневматический цилиндр) внутри стрелы сжимается, машина продолжает движение с заданной ее техническими характеристиками скоростью, после срезания пня под действием упругого элемента стрела автоматически переходит в рабочее положение.
На чертежах представлен агрегат для понижения пней, на фиг. 1 - вид сбоку, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - разрез фрезы и привода с упругим элементом в виде пружины, на фиг 4 - с пневматическим упругим элементом.
Агрегат представляет собой базовое энергетическое средство 1 (машина МКСМ-800), на двигателе которого имеется гидравлический насос отбора мощности, на передней навесной системе шарнирно смонтирована стрела 2 и вставленная в нее с возможностью осевого перемещения стойка 3, контактирующая с упругим элементом - пружиной 4 (или пневмоцилиндром 12). Подобная конструкция делает телескопическую стрелу упруго изменяемой по длине в осевом направлении. Перемещением стрелы 2 в вертикальной плоскости управляет гидроцилиндр 5, в горизонтальной плоскости - гидроцилиндр 6. На конце подвижной стойки 3 закреплена фреза 7, имеющая закрытый корпус в виде усеченного конуса, на наружной поверхности которого смонтированы резцы и подрезающие ножи, а внутри корпуса расположен гидродвигатель 8 и понижающий редуктор 9. Торцевые стороны фрезы закрыты крышками 10, 11. Выполнение корпуса фрезы закрытым исключает попадание в него продуктов резания, что предупреждает износ и поломки узлов привода фрезы.
Агрегат работает следующим образом.
Двигатель машины МКСМ-800 приводит во вращение гидравлический насос и, двигаясь на рабочей скорости, например, по газону, оператор гидроцилиндром 5 опускает стрелу 2 с подвижной стойкой 3 и фрезой 7, вращающейся посредством энергии гидродвигателя 8 через редуктор 9, и гидроцилиндром 6 наводит фрезу на пень, подлежащий понижению. Пень срезается резцами фрезы 7 за счет энергии двигателя и сил инерции вращающихся масс фрезы. При контакте фрезы с пнем за счет сопротивления подаче упругий элемент (пружина 4 или пневматический цилиндр 12) внутри стрелы сжимается, стойка 3 вдавливается в стрелу 2, а машина продолжает движение с заданной ее техническими характеристиками скоростью. После срезания пня под действием упругого элемента 4 (или 12) стойка 3 возвращается в исходное положение и стрела автоматически принимает рабочее положение. Оператор, продолжая движение агрегата, направляет фрезу 7 гидроцилиндром 6 на следующий пень, повторяя описанный цикл.
Сравнительные испытания машины МУП-4 и заявляемого агрегата показали, что понижение пней с помощью машины МУП-4 требует от оператора на 1 га обрабатываемой площади выполнения рычагами управления около 1000 операций. При применении предлагаемого агрегата требуется произвести рычагами управления 250 операций. Следовательно, применение заявляемого агрегата снижает трудоемкость управления на 75%, в 4 раза уменьшает число операций управления агрегатом, а также в 10-12 раз повышает его производительность.
Применение отдельного привода вращения фрезы эффективнее, экономичнее, проще в обслуживании, чем используемые в аналоге и прототипе система многочисленных карданных валов и редукторов базового энергетического средства. Появилась возможность одновременного передвижения трактора и срезания пня. Исключена остановка трактора перед каждым пнем для его понижения, что значительно увеличивает производительность.