RU2734635C1 - Method for machine tree felling - Google Patents

Abstract

FIELD: forestry.

SUBSTANCE: method of machine tree cutting, characterized by that it includes successive operations of wood grip and retention in initial position by means of gripping and holding mechanism, wood cutting with lever-and-hydraulic mechanism with knives, wherein the lever-hydraulic cutting mechanism directs a pair of knives from top to bottom from the outer surface of the tree trunk to its vertical axis such that their penetration into the tree trunk occurs at the ground level, surrounding the tree, and the knives continued to move until their cutting edges closed on the vertical axis of the tree, removing the tree from the stump, laying of wood on soil, at that knives are made in the form of steel plates, forming at closing four-sided pyramid with top facing downwards.

EFFECT: invention makes it possible to exclude splitting and splits formation in root part of stem at collision or removal of tree from stump; increase volume of harvested wood due to tree cutting together with stump timber volume; reducing the force required to cut a tree with any whip volume; to form surfaces of treated logging areas without stumps protruding above ground surface of cutting areas.

1 cl, 1 dwg

Description

Способ машинной валки деревьев относятся к области лесосечных работ и может быть использован при заготовке древесины валочными машинами.The method of machine felling of trees belongs to the field of logging operations and can be used when harvesting wood with felling machines.

Процесс валки деревьев машинами осуществляется двумя способами:The process of felling trees by machines is carried out in two ways:

- срезанием дерева, сталкиванием его с пня и укладыванием дерева на грунт (например, машины ВМ-4, ВМ-4А, ЛП-17А);- cutting a tree, pushing it off a stump and laying the tree on the ground (for example, VM-4, VM-4A, LP-17A machines);

- захватом и удержанием дерева в исходном положении, срезанием дерева, снятием его с пня и укладыванием дерева на грунт (например, машины ВПМ-35, ЛП-19А, все марки харвестеров).- gripping and holding the tree in its original position, cutting the tree, removing it from the stump and laying the tree on the ground (for example, machines VPM-35, LP-19A, all brands of harvesters).

После завершения процесса валки и вывозки заготовленной древесины на площади лесосеки остаются пни, выступающие над поверхностью грунта, выкорчевывание которых является отдельной трудоемкой операцией.After the end of the felling process and removal of the harvested wood, stumps remain on the cutting area, protruding above the soil surface, the uprooting of which is a separate laborious operation.

Известны способы машинной валки деревьев, этап срезания которых осуществляется направлением режущих инструментов, пил или фрез, таким образом, что пропилы в дереве образуют одну или несколько параллельных зон, расположенных над плоскостью грунта и параллельных этой плоскости. (Кочегаров В.Г., Бит Ю.А., Меньшиков В.Н. Технология и машины лесосечных работ: Учебник для вузов. -М.: Лесная промышленность, 1990. - 392 с. См. с. 115, рис. 4.1).Known methods of machine felling of trees, the cutting stage of which is carried out by the direction of cutting tools, saws or cutters, so that the cuts in the tree form one or more parallel zones located above the ground plane and parallel to this plane. (Kochegarov V.G., Bit Yu.A., Menshikov V.N.Technology and machines of logging works: Textbook for universities. -M .: Forest industry, 1990. - 392 p. See p. 115, fig. 4.1 ).

Недостатками известных способов являются: расщепы и расколы в комлевой части ствола при сталкивании дерева с пня; потеря части древесины, которая остается в объеме пня; образование на площади лесосеки, обработанной лесозаготовительными машинами, пней; потери древесины в виде опилок или стружек.The disadvantages of the known methods are: splits and splits in the butt of the trunk when the tree is pushed from the stump; loss of part of the wood that remains in the volume of the stump; the formation of stumps in the area of the cutting area processed by logging machines; loss of wood in the form of sawdust or shavings.

Известен наиболее близкий к предлагаемому способ машинной валки деревьев, этап срезания которых осуществляется ножами с образованием одной разделительной поверхности дерево-пень, расположенной над плоскостью грунта и параллельной этой плоскости (Технология и оборудование лесопромышленных производств. Учебник - СПб.: СПбГЛТА, 2009. - 362 с. См. с. 60, рис. 3.12, поз. е, ж, з, и.) - прототип.Known closest to the proposed method of machine felling trees, the cutting stage of which is carried out with knives with the formation of one separating surface tree-stump, located above the ground plane and parallel to this plane (Technology and equipment of timber industry. Textbook - SPb .: SPbGLTA, 2009. - 362 See p. 60, Fig. 3.12, pos. f, g, h, i.) - prototype.

Недостатками прототипа являются: использование способа для срезания деревьев только с небольшим объемом хлыста из-за необходимости развития значительных усилий на срезание дерева ножами, направленными поперек волокон древесины (резание в торец); потеря части древесины, которая остается в объеме пня; образование на площади лесосеки, обработанной лесозаготовительными машинами, пней.The disadvantages of the prototype are: the use of the method for cutting trees with only a small volume of the whip due to the need to develop significant efforts to cut wood with knives directed across the grain of the wood (cutting at the end); loss of part of the wood that remains in the volume of the stump; the formation of stumps on the area of the cutting area processed by logging machines.

Техническим результатом заявляемого способа является создание нового способа машинной валки деревьев, обеспечивающего: исключение образования расщепов и расколов в комлевой части ствола при сталкивании или снятии дерева с пня; приращение заготавливаемого объема древесины за счет срезания дерева совместно с объемом древесины пня; валку деревьев с любым объемом хлыста за счет снижения усилия, необходимого для срезания дерева; формирование поверхности обработанных лесосек без пней, выступающих над поверхностью грунта лесосек; достижение условий скорейшего перегнивания остатков пневой древесины за счет ее разрушения в процессе срезания дерева, что уменьшает трудоемкость последующих лесовосстановительных работ на площади обработанной лесосеки.The technical result of the proposed method is the creation of a new method of machine felling trees, providing: the elimination of the formation of splits and splits in the butt part of the trunk when pushing or removing a tree from a stump; increment of the harvested volume of wood due to cutting the tree together with the volume of the stump wood; felling trees with any tree-length volume by reducing the effort required to cut the tree; shaping the surface of processed cutting areas without stumps protruding above the ground surface of cutting areas; the achievement of conditions for the fastest decay of the remains of pneumatic wood due to its destruction in the process of cutting the tree, which reduces the labor intensity of subsequent reforestation work on the area of the processed cutting area.

Технический результат достигается тем, что в заявляемом способе машинной валки деревьев, включающем последовательные операции захвата и удержания дерева в исходном положении, срезания дерева механизмом резания с ножевым инструментом, снятие дерева с пня, укладывания дерева на грунт, операция срезания дерева осуществляется направлением режущих кромок ножей механизма резания сверху вниз от наружной поверхности ствола дерева к его вертикальной оси, при этом внедрение режущих кромок ножей в дерево осуществляют в плоскости, совпадающей с верхней плоскостью грунта, окружающего ствол дерева.The technical result is achieved by the fact that in the inventive method of machine felling of trees, including sequential operations of gripping and holding the tree in its original position, cutting the tree with a cutting mechanism with a knife tool, removing the tree from the stump, laying the tree on the ground, the operation of cutting the tree is carried out by the direction of the cutting edges of the knives cutting mechanism from top to bottom from the outer surface of the tree trunk to its vertical axis, while the introduction of the cutting edges of the knives into the tree is carried out in the plane coinciding with the upper plane of the soil surrounding the tree trunk.

Изобретение имеет следующие отличия от прототипа:The invention has the following differences from the prototype:

- операция срезания дерева осуществляется направлением режущих кромок ножей механизма резания сверху вниз от наружной поверхности ствола дерева к его вертикальной оси;- the operation of cutting a tree is carried out by directing the cutting edges of the cutting mechanism knives from top to bottom from the outer surface of the tree trunk to its vertical axis;

- внедрение режущих кромок ножей в дерево осуществляют в плоскости, совпадающей с верхней плоскостью грунта, окружающего ствол дерева.- the introduction of the cutting edges of knives into a tree is carried out in a plane coinciding with the upper plane of the soil surrounding the tree trunk.

Указанные отличия позволяют:These differences allow:

- исключить образования расщепов и расколов в комлевой части ствола при снятии дерева с пня, так как при наклоне дерева и укладке его на грунт площадь перемычки дерево-пень равна нулю;- to exclude the formation of splits and splits in the butt of the trunk when removing a tree from a stump, since when the tree is tilted and laid on the ground, the area of the tree-stump jumper is zero;

- приращивать заготавливаемый объем древесины, так как вместе со стволом дерева извлекается и большая часть пневой древесины, которая при откомлевке может быть переработана, например, в щепу;- to increase the harvested volume of wood, since together with the tree trunk, a large part of the wood is extracted, which can be processed, for example, into chips, when spitting off;

- возможность срезания крупных деревьев, что объясняется снижением усилия резания древесины при переходе от способа резания в торец к способу резания под углом к волокнам древесины (Технология и оборудование лесных складов и лесообрабатывающих цехов: учебник /под ред. В.И. Патякина. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ. 2008. - 384 с. См. с. 51-52);- the possibility of cutting large trees, which is explained by a decrease in the cutting force of wood when switching from the cutting method to the butt end to the cutting method at an angle to the wood fibers (Technology and equipment of forest warehouses and woodworking shops: textbook / edited by V.I.Patiakin. - M .: GOU VPO MGUL. 2008. - 384 p. See p. 51-52);

- формировать поверхности обработанных лесосек без пней, выступающих над поверхностью грунта лесосек, что обеспечивается внедрением ножей механизма резания в дерево на нулевой высоте относительно грунта, окружающего ствол;- to form the surfaces of the processed cutting areas without stumps protruding above the ground surface of the cutting areas, which is ensured by the introduction of the cutting mechanism knives into the tree at zero height relative to the ground surrounding the trunk;

- создать условия скорейшего перегнивания остатков пневой древесины, так как основная ее часть изымается из грунта вместе со срезаемым деревом, а оставшаяся в грунте разрушенная часть пня открыта для поражения влагой, грибами и насекомыми.- to create conditions for the speedy decay of the remnants of rotten wood, since its main part is taken out of the soil together with the cut tree, and the destroyed part of the stump remaining in the soil is open to damage by moisture, fungi and insects.

Осуществление способа иллюстрируется чертежом.The implementation of the method is illustrated in the drawing.

На чертеже представлена схема захватно-срезающего устройства валочной машины.The drawing shows a diagram of the gripping and cutting device of the felling machine.

Осуществление изобретения.Implementation of the invention.

Схема содержит механизм захвата и удержания дерева в исходном положении 1, рычажно-гидравлический срезающий механизм 2, оснащенный парой ножей 3, дерево 4, остаток пня 5, привод (на чертеже условно не показан).The diagram contains a mechanism for gripping and holding a tree in its initial position 1, a lever-hydraulic cutting mechanism 2 equipped with a pair of knives 3, a tree 4, the remainder of a stump 5, a drive (not conventionally shown in the drawing).

Осуществление способа происходит следующим образом.The implementation of the method is as follows.

Оператор валочной машины с помощью механизма захвата и удержания дерева в исходном положении 1 осуществляет захват дерева 4, рычажно-гидравлический срезающий механизм 2 направляет пару ножей 3 сверху вниз таким образом, что бы их внедрение в ствол дерева происходило на уровне грунта, окружающего дерево, и ножи продолжали движение до смыкания их режущих кромок на вертикальной оси дерева.The operator of the felling machine, using the mechanism for gripping and holding the tree in the initial position 1, grabs the tree 4, the lever-hydraulic cutting mechanism 2 directs a pair of knives 3 from top to bottom so that they are inserted into the tree trunk at the level of the ground surrounding the tree, and the knives continued to move until their cutting edges closed on the vertical axis of the tree.

По завершению процесса срезания дерева 4 механизмом захвата и удержания дерева в исходном положении 1 осуществляется снятие дерева с остатков пня 5 и укладка дерева на грунт.Upon completion of the process of cutting the tree 4 by the mechanism of gripping and holding the tree in the initial position 1, the tree is removed from the remains of the stump 5 and the tree is laid on the ground.

Ножи 3 выполнены в виде стальных пластин, образующих при смыкании четырех стороннюю пирамиду с вершиной, обращенной вниз.The knives 3 are made in the form of steel plates, forming a four-sided pyramid with a downward-facing top when closing.

Величина угла подачи ножей, по отношению к вертикальной оси дерева, зависит от геометрических параметров пней деревьев на обрабатываемой лесосеке.The value of the knife feed angle, in relation to the vertical axis of the tree, depends on the geometric parameters of the tree stumps in the cutting area.

Сопоставительный анализ заявляемого способа и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемого способа по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».Comparative analysis of the proposed method and the prototype reveals the presence of distinctive features of the proposed method in comparison with the closest analogue, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criterion of "novelty".

Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, выражающийся в создании нового способа машинной валки деревьев, при применении которого исключается образование расщепов и расколов в комлевой части ствола при сталкивании или снятии дерева с пня, приращивается заготавливаемый объем древесины, обеспечивается валка деревьев с любым объемом хлыста, формируется поверхность обработанных лесосек без пней, достигаются условия скорейшего перегнивания остатков пневой древесины, уменьшается трудоемкость последующих лесовосстановительных работ на площади обработанной лесосеки.The presence of distinctive features makes it possible to obtain a positive effect, expressed in the creation of a new method of machine felling of trees, the use of which excludes the formation of splits and splits in the butt of the trunk when a tree is pushed or removed from a stump, the harvested volume of wood is incremented, and felling of trees with any volume of whip is provided , the surface of the processed logging areas without stumps is formed, the conditions for the fastest decay of the remains of pneumatic wood are achieved, the labor intensity of subsequent reforestation work on the area of the processed logging area decreases.

Поскольку при исследовании объекта изобретения по патентной и научно-технической литературе не выявлено решений, содержащих признаки заявляемого изобретения, отличные от прототипа, следует сделать вывод, что заявляемое изобретение соответствует критерию «существенные отличия».Since the study of the subject matter of the invention according to the patent and scientific and technical literature did not reveal any solutions containing the features of the claimed invention different from the prototype, it should be concluded that the claimed invention meets the criterion of "significant differences".

Использование способа по заявляемому изобретению в лесозаготовительной отрасли обеспечивает ему соответствие критерию «промышленная применимость».The use of the method according to the claimed invention in the logging industry ensures that it meets the criterion of "industrial applicability".

Claims (1)

Способ машинной валки деревьев, характеризующийся тем, что включает последовательные операции захвата и удерживания дерева в исходном положении с помощью механизма захвата и удерживания, срезания дерева рычажно-гидравлическим механизмом с ножами, при этом рычажно-гидравлический срезающий механизм направляет пару ножей сверху вниз от наружной поверхности ствола дерева к его вертикальной оси таким образом, чтобы их внедрение в ствол дерева происходило на уровне грунта, окружающего дерево, и ножи продолжали движение до смыкания их режущих кромок на вертикальной оси дерева, снятие дерева с пня, укладывание дерева на грунт, при этом ножи выполнены в виде стальных пластин, образующих при смыкании четырехстороннюю пирамиду с вершиной, обращенной вниз.A method of machine felling of trees, characterized in that it includes sequential operations of gripping and holding a tree in its original position using a gripping and holding mechanism, cutting a tree using a hydraulic lever mechanism with knives, while a hydraulic lever mechanism directs a pair of knives from top to bottom from the outer surface the tree trunk to its vertical axis in such a way that their introduction into the tree trunk occurs at the level of the ground surrounding the tree, and the knives continue to move until their cutting edges close on the vertical axis of the tree, removing the tree from the stump, laying the tree on the ground, while the knives are made in the form of steel plates, forming a four-sided pyramid with the top facing down when closed.

Images