UA71957C2 - Hydraulic device for excavating trees (variants) - Google Patents

Description

Опис винаходу

Предметом цього винаходу є пристрій для викопування дерев шляхом їх виривання з коренем, тобто 2 викорчовування, і спосіб повалення дерев таким пристроєм.

Відомі два основні типи процесів лісорозробки, а саме відокремлення стовбура від прикоренка і виривання з коренями (зване також "викорчовування"). У першому випадку пень, що залишається в землі після зрубування стовбура, звичайно викорчовують окремо за допомогою вилочних напірних інструментів, чи то зубів, змонтованих на тракторі (використовують досить великий хід), або, наприклад, шляхом підривання вибухівкою. 710 Відповідно до сучасних методів може бути використане також викопування. Інструментом одного типу врізаються у прикоренок і розрізають або розщеплюють його. Інструмент другого типом бурить землю навколо пня гострим циліндром, перерізає корені і нарешті витягає прикоренок.

У випадку корчування видалення стовбура з грунту виконується нижче рівня землі. Якщо пень також має бути видаленим, що звичайно є переважним рішенням, застосовують цей метод. Обидва типи лісорозробки мають 19 свої переваги та недоліки. Позитивними особливостями корчування є те, що збільшується кількість деревини, після нього може бути проведена повна підготовка грунту та повторне прикопування саджанців, дерева при падінні зазнають менше пошкоджень, не треба витрачати зусилля для викорчовування пнів. Корчування можна проводити або вручну, або за допомогою машини. В першому випадку розкопують коріння, потім підрубають його під самим прикоренком у напрямку ваління. Ця небезпечна робота вимагає багато часу. При використанні машин відомі два способи: звалювання і витягання. У першому випадку деревовальне подвійне колесо закріплюють вертикально до дерева (дерево валять на нього), а канат від поліспаста закріплюють на певній (розрахунковій) висоті також до дерева. Тягнучим зусиллям від поліспаста дерево нахиляють, а потім може також бути виконана подача подвійним колесом. Недоліком цього способу є те, що через високі тягнучі зусилля дерева дуже часто ламаються. с 29 Згідно зі способом витягання дерево вивертають, підіймаючи прикоренок за допомогою ножа /відвала) або Ге) вилки силової машини, обладнаної деревовальною рамою, деревовальною бабою та підіймальною вилкою, а тим часом стовбур штовхають уперед. У цьому випадку дуже часто проблема полягає в тому, що на протязі процесу утримування прикоренка інструмент засмічується, і через це не може виконувати процес або ж потребує дуже високих зусиль для затискання (Університет лісної та деревообробної промисловості, м. Сопронь, в 30 підручник "Машини лісної промисловості? автор д-р Янош Румпф, 1986: Опімегейу ої Рогевігу апа Тітрег чо

Іпдивігу, ТехіроокК ої Рогевігу Епдіпеегіпд Тасину, Ог Китрії даповг: Егдопазгпа|ацап І. 1986, 5оргоп).

Патент Швейцарії Моб74.118 розглядає пристрій, змонтований на гідравлічній системі звичайної машини о (наприклад, трактора), який у приблизно вертикальній позиції "вириває" з землі дерево разом з його коренями. «--

Шляхом застосування пристрою з лапами для утримування дерева він захоплює стовбур, і його гідравлічні 35 циліндри прикладають спрямоване вгору зусилля. Тим часом від машини приводиться в рух ексцентриковий - диск, який приводить частини системи і дерево у рух в протилежних напрямках. За твердженням авторів, це полегшує процес, що дійсно є так, проте це рішення можна економічно застосовувати лише у випадку невеликих дерев. Додатковим недоліком є те, що лапи для утримування дерева можуть ковзати вертикально, що створює «4, перешкоди для процесу. З 50 Заявка УУО 93/04575 розглядає пристрій, що є змонтований на машині і включає в себе упорний важіль і с прикріплений до нього М-подібний копально-культиваторний інструмент, який застосовується для повалення

Із» дерев разом з їхніми прикоренками. Недоліком цього пристрою є те, що інколи він засмічується і не забезпечує правильного захоплювання.

Патент США Моз3,823,916 пропонує пристрій для викорчовування дерев або пнів, який монтується на тракторі 45 | включає в себе першу раму, що має плити, які можна повернути в положення контактування із грунтом для і забезпечення реакції на силу, яку використовують в операції корчування, і додаткову раму, що змонтована на - рамі і приводиться у дію гідравлікою, щоб підійматися відносно рами, причому додаткова рама несе на собі пару щелеп, які приводяться у дію гідравлікою, щоб затискати дерево або пень між собою. Цей пристрій є о неекономічний, оскільки завжди включає в себе опорну плиту (16), яка спирається на землю під час с 20 викорчовування дерева. Під час цього процесу вона не може пересуватися відносно землі. Опорна плита передає натискну силу на землю. Пара щелеп (40) затискає дерево; таким чином, нема жодного іншого з'єднання т з деревом. Нема жодного вузла, який рухався б вертикально на дереві під час процесу викорчовування.

Внаслідок цього необхідна велика сила для викорчовування дерева, оскільки при роботі тут нема жодної додаткової допомоги. У випадку м'якого та вологого грунту спирання опорної плити (16) дуже ненадійне, що ускладнює застосування пристрою. Силова машина не може рухатися вперед чи назад, отже, вона не здатна

ГФ) забезпечити додаткову тягнучу або натискну силу. юю | Патент США Мо4,141,398 пропонує спосіб, у якому стояче дерево затискають затискним пристроєм, підіймають і відокремлюють від його кореневої системи за допомогою різального пристрою, який діє у напрямку, паралельному поздовжній осі дерева, причому корені відокремлюють від прикоренка, надаючи значне 60 прискорення різальному пристрою відносно затискного пристрою у напрямку від нього, накопичуючи істотну кількість кінетичної енергії у різальних частинах значної маси, яка у сполученні з інерцією маси дерева використовується для відрубування коренів від дерева. Представлений пристрій спирається на дерево у фіксованій точці. Крім цієї опори, є ще ножі (12, 17), які відрубають частину кореня. Цей пристрій дуже складний, для його роботи необхідні кілька гідравлічних контурів та складна система керування. Нема жодного бо вузла, який рухався б вертикально на дереві під час процесу викорчовування. Внаслідок цього необхідна велика сила для викорчовування дерева, оскільки при роботі тут нема жодної додаткової допомоги.

Під час розробляння цього винаходу нашою метою було винайти належний пристрій та спосіб, які були б надійні та придатні для викорчовування дерев із відносно невеликим зусиллям і у безпечний спосіб.

Було визнане, що вказана вище мета може бути досягнута пристроєм, який, контактуючи з деревом головним чином у двох точках, прикладає такий рушійний момент, що дерево повертається навколо точки, що розташована нижче його центру мас, і є центром руху, і падає.

Таке рішення забезпечує той результат, що витрата енергії або потрібна потужність є меншими, ніж звичайно. Завдяки виведенню дерева з рівноваги змінюється сума його потенційної енергії та кінетичної /о енергії. Зміна точки прикладення кінетичної енергії генерує додаткову силу, яка підтримує процес повалення дерева, створюючи додатковий рушійний момент.

Винахід представлений кресленнями. Фіг.1 і Фіг.2 являють собою ескізи варіантів здійснення винаходу, яким віддається перевага. Нижче описані представлені на них частини.

Силова машина (1) являє собою машину із придатними значеннями маси, питомого тиску на грунт, стійкості, потужності двигуна і гідравлічної системи, тягової сили, прохідності, маневреності. Ці показники залежать від польових умов, стану лісу та завдання, оскільки у випадку лісу, що складається з невеликих дерев, рідко розкиданих на рівнині, вимоги до, наприклад, потужності, тягової сили та прохідності будуть більш помірними.

Регулювальний інструмент (2) визначає позицію опорного циліндра (4), тобто точку, де пристрій контактує з верхньою частиною дерева (б), впливаючи на розташування опорної рами (3). Тут існують кілька типів рішення.

Якщо опорна рама (3) включає в себе два важелі, з'єднані з можливістю взаємного повертання, тоді цей регулювальний інструмент визначає взаємну кутову позицію цих двох важелів шляхом приєднання двох кінців регулювального інструмента (2) до цих двох важелів. Якщо опорна рама (3) включає в себе три важелі, які з'єднані двома шарнірами, регулювальний інструмент (2) приєднаний до зовнішніх важелів. Можливо застосувати більше регулювальних інструментів (2); у випадку двох проміжних шарнірів необхідні два сч ов регулювальні інструменти. Вигідно, щоб регулювальний інструмент (2) являв собою гідравлічний циліндр, проте може бути застосоване будь-яке інше еквівалентне рішення, наприклад, гідромотор, привід із зубчастою і) передачею, електродвигун тощо. Деревовальний робочий циліндр (5) є приєднаний до опорної рами (3) переважно з можливістю повертання. Якщо опорна рама (3) є нерухомою, тоді один кінець регулювального інструмента (2) є приєднаний до неї, а другий кінець через шарнірне з'єднання є приєднаний до верхнього кінця М зо деревовального робочого циліндра (циліндрів) (5) і, між іншим, регулює положення його верхньої частини.

Деревовальний робочий циліндр (5) переважно являє собою гідравлічний циліндр, але навіть у цьому випадку це о може бути інший пристрій, здатний прикладати необхідну силу. Можливо застосувати гідромотор або ду електродвигун, обладнаний необхідною передачею, наприклад, черв'ячною, зубчасто-рейковою або гвинтовою передачею. --

Опорна рама (3) контактує з деревом (б) через опорний циліндр (4) і є змонтована на силовій машині (1) за ї- допомогою болтів або осей.

Опорний циліндр (4) є виконаний з можливістю обертатися на осі опорної рами (3) і в цілому являє собою вісесиметричне тіло обертання, переважно циліндричне тіло, яке прикладає силу, коли котиться униз вздовж стовбура дерева (6). «

Для деревовального робочого циліндра (5) двома місцями приєднання є, безпосередньо чи опосередковано, в с опорна рама (3) і деревотримальна рама (9) або деревотримальний вузол (8). (Останній показано на Фіг.2).

Відстань між цими рамами може бути відрегульована настройкою деревовального робочого циліндра (5). Він є ;» з'єднаний з незалежно працюючим (наприклад, "В") гідравлічним контуром силової машини (1). Можливо застосувати один деревовальний робочий циліндр (5) і один регулювальний інструмент (2) або більше. Тоді вони будуть з'єднані і будуть використовуватися паралельно. Це вигідно, якщо потрібна більша робоча сила або -І безпека в роботі.

Важелі (7) використовуються для тримання дерева (6). Для збільшення контактної площі їм надана - дугоподібна форма, а їхня внутрішня поверхня обладнана канавками. Важелі прикріплені до вузла (8), який

Ге) тримає дерево і який є змонтований на деревотримальній рамі (9). В особливих випадках вони можуть прикладати до дерева спрямовану вгору силу (тягнуче зусилля). о Деревотримальний вузол (8) є з'єднаний з іншим незалежно працюючим (наприклад, "С") гідравлічним "М контуром силової машини (1) і забезпечує передачу піднімальних, штовхальних і тягнучих сил через деревотримальні важелі (7) на дерево (6). Завдяки своїй шарнірній конструкції відносно деревотримальної рами (9) деревотримальні важелі (7) і деревотримальний вузол (8) можуть повертатися під час і/або після повалення

Дерева.

Деревотримальна рама (9) змонтована на силовій машині (1) на болтах або осях, її висота над землею може (Ф) регулюватися, додатково її відносна позиція під час повалення може бути відрегульована за допомогою ка деревовального робочого циліндра (5) і/або підіймального робочого циліндра (10).

Підіймальний робочий циліндр (циліндри) (10) може бути керований незалежно працюючим (наприклад, "А") бо Підравлічним контуром силової машини (1) і є приєднаний через поворотне (шарнірне) з'єднання також до силової машини. У цьому описі термін "поворотний" використовується в його найширшому сенсі. Він може означати обертальний рух навколо нерухомої осі (наприклад, болта або підшипника) або також рух вала, який він може виконувати, наприклад, у поздовжньому пазі, поєднуючи поздовжнє переміщення з обертальним переміщенням навколо осі. 65 Іншою точкою безпосереднього чи опосередкованого приєднання його (тобто підіймального робочого циліндра) є або деревотримальна рама (9), або опорна рама (3). Установлення положення однієї з цих двох рам відносно силової машини (1) виконується підіймальним робочим циліндром (10). Переважно приєднання підіймального робочого циліндра (10) у цій точці також є поворотним. Якщо підіймальний робочий циліндр (10) є приєднаний до деревотримальної рами (9) не безпосередньо, тоді може бути застосований шарнірний передавальний механізм. Таке рішення показане на Фіг.2. Крім того, можуть бути застосовані інші еквівалентні рішення.

З точки зору безпеки рекомендується захищати силову машину від падіння дерева аварійною системою (11).

Це може бути подібний до рами вузол, виконаний зі сталі, який завдяки своїй вишині та формі захищає кабіну силової машини (1). Аварійна система (11) може бути приєднана або до опорної рами (3), або до силової /о машини (1), або до них обох. Якщо це вигідніше, аварійна система (11) може також бути приєднана до регулювального інструмента (2) або до деревовального робочого циліндра (5).

Працює пристрій таким чином. Силова машина (1) під''їжхджає до дерева (6), обраного для повалення. Під дією підіймального робочого циліндра (циліндрів) (10) ії деревовального робочого циліндра (циліндрів) (5) опорна рама (3) переходить до верхньої позиції, а деревотримальна рама (9) переходить до нижньої позиції на 7/5 дереві (6).

Під дією деревотримального вузла (8) деревотримальний важіль (важелі) (7) охоплюють нижню частину дерева (6). Регулювальний інструмент (2) встановлює (робочі) умови взаємодії між деревом (6) та деревовальними робочими циліндрами (5). Під дією підіймального робочого циліндра (циліндрів) (10) і деревовальних робочих циліндрів (5) опорний циліндр (4) котиться униз по стовбуру дерева і валить дерево у 2о напрямку від силової машини (1). Далі під дією піднімання, штовхання та витягання дерева деревотримальними важелями (7) воно валиться на землю.

Переваги пристрою за цим винаходом: - проста і надійна конструкція; - безпечна робота; с - придатність для повалення дерев у широкому діапазоні розмірів.

Переваги способу за цим винаходом: і) - пошкодження (ламання) дерев дуже рідке; - напрямок повалення може бути визначений точно; - вимоги до сил і потужності менші, ніж у відомих способах. М зо Винахід проїілюстрований нижченаведеними прикладами, але вони наведені без наміру обмежити обсяг винаходу. юю

Приклад 1 Ге!

Пристрій, виконаний згідно з варіантом здійснення, якому віддається перевага, є показаний на Фіг.1.

У цьому випадку деревотримальна рама (9), опорна рама (3) і один або більше підіймальних робочих (-ї"7 циліндрів (10) всі є приєднані до силової машини (1) з можливістю повертання. Інший кінець підіймального ї- робочого циліндра (10) є приєднаний до опорної рами (3), отже забезпечує встановлення останньої по висоті.

Один або більше деревовальних робочих циліндрів (5) є встановлені між опорною рамою (3) і деревотримальною рамою (9). У такий спосіб можна регулювати положення останніх (тобто рам З і 9). Верхньою точкою приєднання деревовального робочого циліндра (5) може бути як та частина опорної рами (3), що « знаходиться ближче до силової машини (на фігурі показане саме таке рішення), так і та частина, що знаходиться пе) с ближче до опорного циліндра (4). Дві частини опорної рами, тобто та, що підтримує опорний циліндр (4), та . інша, що є приєднана до силової машини, з'єднані одна з одною шарнірно. Регулювальний інструмент (2) и?» встановлює положення вищезгаданих двох опорних частин. Деревотримальні важелі (7), застосовані для тримання дерева (6), можуть приводитися в дію гідравлікою в складі деревотримального вузла (8), що змонтований на деревотримальній рамі (9). -І Пристрій працює шляхом встановлення опорної рами (3) у верхню позицію, а деревотримальної рами (9) у нижню позицію під дією підіймального робочого циліндра (10) і деревовального робочого циліндра (5). Під дією - гідравлічного привода деревотримального вузла (8) деревотримальні важелі (7) охоплюють прикоренок дерева

Ге) (6). Стовбур дерева штовхають у верхній частині регулювальним інструментом (2) і опорним циліндром (4). Повалення дерева виконують о - втягуванням деревовального робочого циліндра (5)

І і/або - втягуванням підіймального робочого циліндра (10).

Якщо бажано, силова машина (1) може рухатися від дерева, щоб сприяти поваленню. Далі силова машина

УщО)) наближується, і деревотримальні важелі (7) випускають дерево.

Приклад 2

Ф) Нижче описані відхилення від конструкції, представленої у прикладі 1 та на Фіг.1. Цей варіант реалізації ка винаходу показаний на Фіг.2.

Опорна рама (3) не є зчленованим пристроєм з шарнірними з'єднаннями, за винятком її шарнірного бо Підвішування (на машині). Верхня частина деревовального робочого циліндра (5) приєднана у гнучкий спосіб до регулювального інструмента (2). Нижня (інша) частина регулювального інструмента (2) приєднана до опорної рами (3). Оскільки один кінець підіймального робочого циліндра (10) є приєднаний до силової машини (1), підіймальний робочий циліндр (10) не керує рухом опорної рами (3) але безпосередньо або через шарнірно-важільний пристрій (як представлено на фігурі) може задавати рух деревотримальної рами (9) 65 відносно землі та силової машини.

Повалення дерева та робота пристрою відбуваються так само, як описано у прикладі 1.

1 11.2 3 шо; зі вх 4 27 до | рай 4 «1 тр- чД, :

Кв) ух 6 / о ; ра ач / рута 10 9/8 рик

Фіг.1 1 2 З

До, рей с) сь ОТО ла / І й

ДК сч

Й ст

ДЖЕ (6

Тл з с 1 ' КБВЕВАА З ЯЗ М) лу, че її 10 9/8 і

ІС)

Фіг?

Claims (15)

«- Формула винаходу 35 м.

1. Гідравлічний пристрій для викопування дерев шляхом їх викорчовування, який включає в себе силову машину, деревотримальний вузол, робочі циліндри та деревотримальні важелі, який відрізняється тим, що один кінець деревотримальної рами (9), опорна рама (3) та принаймні один підіймальний робочий циліндр (10) « приєднані до силової машини (1) з можливістю повертання, деревотримальний вузол (8), який обладнаний З т0 деревотримальними важелями (7), приєднаний до деревотримальної рами (9), нижній кінець деревовального с робочого циліндра (5) приєднаний до деревотримальної рами (9) і/або до деревотримального вузла (8) із "з можливістю повертання, опорна рама (3) обладнана опорним циліндром (4), який обертається навколо осі, і регулювальний інструмент (2), приєднаний через цапфу або вісь до опорної рами (3), додатково верхній кінець деревовального робочого циліндра (5) та інший кінець підіймального робочого циліндра (10) приєднані до деяких - 745 елементів опорної рами (3).

2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що до силової машини (1) і/або до опорної рами (3) приєднана - аварійна система (11), яка переважно являє собою подібний до рами вузол, що включає в себе дугоподібні та со прямі секції.

З. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що опорна рама (3) включає в себе дві частини і має одне с 20 проміжне шарнірне з'єднання. ще

4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що опорна рама (3) включає в себе більше частин, з'єднаних одна з одною з можливістю повертання, і має більше проміжних шарнірних з'єднань.

5. Пристрій за будь-яким із пп. 1-4, який відрізняється тим, що деревотримальні важелі (7) приєднані до деревотримального вузла (8) з можливістю повертання.

6. Пристрій за будь-яким із пп. 1-4, який відрізняється тим, що деревотримальний вузол (8) приєднаний до ГФ) деревотримальної рами (9) з можливістю повертання. юю

7. Пристрій за будь-яким із пп. 1-6, який відрізняється тим, що верхня точка з'єднання опорної рами (3) |і деревовального робочого циліндра (5) виконана з можливістю повертання.

8. Пристрій за будь-яким із пп. 1-7, який відрізняється тим, що принаймні одна з точок приєднання 60 підіймального робочого циліндра (10) виконана з можливістю повертання.

9. Гідравлічний пристрій для викопування дерев шляхом їх викорчовування, який включає в себе силову машину, деревотримальний вузол, робочі циліндри та деревотримальні важелі, який відрізняється тим, що один кінець деревотримальної рами (9), опорна рама (3) та принаймні один підіймальний робочий циліндр (10) приєднані до силової машини (1) з можливістю повертання; деревотримальний вузол (8), що обладнаний бо деревотримальними важелями (7), приєднаний до деревотримальної рами (9); нижній кінець деревовального робочого циліндра (5) приєднаний до деревотримальної рами (9) і/або до деревотримального вузла (8) з можливістю повертання, опорна рама (3) обладнана опорним циліндром (4), який обертається навколо осі, і регулювальний інструмент (2), приєднаний через цапфу або вісь до опорної рами (3), причому один кінець Вегулювального інструмента (2) приєднаний до опорної рами (3), а другий його кінець приєднаний до деревовального робочого циліндра (5), та інший кінець підіймального робочого циліндра (10) приєднаний до деревотримальної рами (9) безпосередньо або через передавальний механізм.

10. Пристрій за п. 9, який відрізняється тим, що передавальні механізми між підіймальним робочим циліндром (10) та деревотримальною рамою (9) мають шарнірну конструкцію. 70

11. Пристрій за п. 9 або п. 10, який відрізняється тим, що до силової машини (1) і до опорної рами (3) або до загального структурного елемента регулювального інструмента (2) та деревовального робочого циліндра (5) приєднана аварійна система, яка обмежує переміщення у просторі.

12. Пристрій за будь-яким із пп. 9-11, який відрізняється тим, що деревотримальні важелі (7) приєднані до деревотримального вузла (8) з можливістю повертання.

13. Пристрій за будь-яким із пп. 9-11, який відрізняється тим, що деревотримальний вузол (8) приєднаний до деревотримальної рами (9) з можливістю повертання.

14. Пристрій за будь-яким із пп. 9-13, який відрізняється тим, що точка з'єднання регулювального інструмента (2) та деревовального робочого циліндра (5) виконана з можливістю повертання.

15. Пристрій за будь-яким із пп. 9-14, який відрізняється тим, що принаймні одна з точок приєднання підіймального робочого циліндра (10) виконана з можливістю повертання. Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2005, М 1, 15.01.2005. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. сч (8) ча ІС) (22) «-

м. -

с . и? -І - се) с 50 що Ф) іме) 60 б5