RU2579776C1

RU2579776C1 - Device for chokerless skidding

Info

Publication number: RU2579776C1
Application number: RU2014147430/13A
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Посметьев; Пётр Иванович Попиков; Владимир Анатольевич Зеликов; Денис Александрович Канищев; Виктор Валерьевич Посметьев
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-04-10

Abstract

FIELD: timber industry.

SUBSTANCE: invention relates to machines used for skidding of timber in forestry. Device is mounted on tractor hinged system 5 and comprises frame 1 hinged on frame double-arm lever 12, double-hinged link with gripper 2 equipped with jaws 3 and hydraulic cylinder 4, additional hydraulic cylinders 15, 16 and limiting spring pin 17. Double-arm lever is connected with frame by ball joint 13 and 14 of guide bushing. Between frame and end of double-arm lever, on which there is double-hinged link with gripper 3, two additional hydraulic cylinders are hinged at angle of 45-90° to each other relative to longitudinal axis of device. Double-arm lever is provided with springs 16 and limiting pins 17, fixing it in neutral position in longitudinal horizontal plane.

EFFECT: with said arrangement, power consumption is reduced while logging forests, as well as load on structural elements of both device and attachment mechanism of tractor and that will allow to increase reliability.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машинам, применяемым для трелевки леса в лесном хозяйстве.The invention relates to machines used for skidding in forestry.

Известно трелевочное оборудование ПТΉ-0,8 («Муравей»), предназначенное для подтрелевки и бесчокерной трелевки древесины при прореживании, проходных и санитарных рубках. Оборудование содержит клещевой захват, смонтированный на задней навеске трактора, раму захвата, выполненную виде балки для подсоединения к нижним тягам навески трактора. Зубья (челюсти) захвата открываются и закрываются гидроцилидром (см. Технологии, машины и оборудование в лесном хозяйстве: Учеб. Пособие / Л.Т. Свиридов, В.И. Вершинин. - Воронеж, гос. лесотехн. акад., 2002, - 312 с.).Known skidding equipment PTΉ-0.8 ("Ant"), designed for podrelevka and beschkernogo skidding of wood during thinning, walkways and sanitary felling. The equipment contains a tick grip mounted on the rear hitch of the tractor, a grip frame made in the form of a beam for connecting to the lower link of the tractor hitch. The teeth (jaws) of the grip are opened and closed by a hydrocylide (see Technologies, machines and equipment in forestry: Textbook. Manual / L.T. Sviridov, V.I. Vershinin. - Voronezh, State Forestry Acad., 2002, - 312 p.).

Недостатком устройства является то, что при трелевке пачки навеска трактора с захватом находятся в транспортном положении и при движении трактора по неровностям вырубки возникают значительные по величине вертикальное и горизонтальное колебания пачки бревен. Это приводит к большим динамическим нагрузкам и поломкам элементов металлоконструкции и гидропривода трелевочного оборудования, а также навесного механизма трактора. При этом отсутствует возможность рекуперации энергии от перемещений пачки хлыстов в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно трактора, чем снижается экономичность агрегата при трелевке леса.The disadvantage of this device is that when skidding a bundle, the tractor hitch with a grab is in the transport position and when the tractor moves along the roughness of the felling, significant vertical and horizontal fluctuations in the bundle of logs occur. This leads to large dynamic loads and breakdowns of the elements of the metal structure and hydraulic drive of the skidding equipment, as well as the hinged mechanism of the tractor. At the same time, there is no possibility of energy recovery from the movements of a bundle of whips in the vertical and horizontal planes relative to the tractor, which reduces the efficiency of the unit during skidding.

Известно устройство для бесчокерной трелевки леса, содержащее захват с двумя челюстями и выносным гидроцилиндром, смонтированным на навесной системе трактора, включающей центральную и нижние тяги, управляемые основным гидроцилиндром, штоковая полость которого сообщена с поршневой полостью выносного гидроцилиндра челюстного захвата посредством дополнительной гидролинии, снабженной обратным клапаном и управляемым запорным вентилем, причем центральная тяга соединена с кронштейном, закрепленным на раме захвата, а нижние тяги соединены с поперечной. Дополнительная гидролиния содержит второй запорный вентиль, синхронизированный с первым и гидроаккумулятором (см. патент РФ на полезную модель №93053, кл. В60Р 3/40, 09.12.2009).A device for bezkachkernoy skidding of the forest, containing a grip with two jaws and an external hydraulic cylinder mounted on a mounted system of the tractor, including the Central and lower links, controlled by the main hydraulic cylinder, the rod cavity of which is in communication with the piston cavity of the external hydraulic cylinder of the jaw grab through an additional hydraulic line equipped with a check valve and controlled shut-off valve, and the Central rod is connected to the bracket mounted on the capture frame, and the lower link is connected s transverse. The additional hydraulic line contains a second shutoff valve synchronized with the first and the accumulator (see RF patent for utility model No. 93053, class B60P 3/40, December 9, 2009).

Недостатком устройства является отсутствие возможности рекуперации энергии от перемещений пачки хлыстов в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно трактора, чем снижается экономичность агрегата при трелевке леса.The disadvantage of this device is the inability to recover energy from the movement of a bundle of whips in the vertical and horizontal planes relative to the tractor, which reduces the efficiency of the unit during skidding.

Наиболее близким по технической сущности решением, принятым за прототип, является устройство для бесчокерной трелевки леса, включающее раму, захват с двумя челюстями и гидроцилиндром челюстного захвата, смонтированными на навесной системе трактора, включающей верхнюю и нижнюю тяги, управляемые гидроцилиндром навесного механизма трактора, согласно изобретению, захват посредством двухшарнирного звена связан с одним из концов двуплечего рычага, шарнирно закрепленного на раме, а между вторым свободным концом двуплечего рычага и рамой шарнирно установлен дополнительный гидроцилиндр, между рамой и двуплечим рычагом установлены пружины, фиксирующие двуплечий рычаг в нейтральном положении и обеспечивающие ему повороты из этого положения в обе стороны в продольно-вертикальной плоскости под воздействием знакопеременных нагрузок со стороны захвата; для предотвращения поломок пружин и гидроцилиндра в крайних положениях двуплечего рычага предусмотрены ограничительные шпильки (см. патент на изобретение РФ №2494608, МПК A01G 23/00, В60Р 3/41, 10.10.2013).The closest in technical essence the solution adopted for the prototype is a device for beskachernoy skidding of the forest, including a frame, a grip with two jaws and a jaw grab cylinder mounted on the tractor hitch system, including upper and lower links, controlled by the tractor hitch hydraulic cylinder, according to the invention , capture by means of a double-hinged link is connected to one of the ends of the two-shouldered lever pivotally mounted on the frame, and between the second free end of the two-shouldered lever and the frame Nirni an additional hydraulic cylinder, between the frame and a two-armed lever mounted spring retaining double-arm lever in the neutral position and providing it to rotate from this position in both directions in the longitudinal vertical plane under the influence of alternating loads from the grip; To prevent damage to the springs and the hydraulic cylinder, limit pins are provided in the extreme positions of the two shoulders lever (see RF patent for invention No. 2494608, IPC A01G 23/00, B60P 3/41, 10/10/2013).

Недостатком прототипа является то, что он не обеспечивает рекуперацию энергии при трелевке леса в трех из четырех возможных случаях: при поворотах двуплечего рычага в обе стороны в продольно-горизонтальной плоскости, при взаимном вращении пакета хлыстов и трактора относительно их продольной оси, а также при осевых горизонтальных возвратно-поступательных перемещениях пакета при толчках.The disadvantage of the prototype is that it does not provide energy recovery during skidding in three of four possible cases: when the two shoulders of the lever are rotated in both directions in the longitudinal horizontal plane, when the package of whips and the tractor rotates relative to their longitudinal axis, and also axial horizontal reciprocating package movements during shocks.

Задачей изобретения является обеспечение снижения энергозатрат тракторного агрегата. Достигаемый технический результат - аккумулирование непроизводительно теряемой при работе тракторного агрегата части энергии при поворотах в обе стороны в продольно-горизонтальной плоскости, взаимных угловых перемещениях пакета хлыстов и трактора относительно их продольной оси, а также осевых горизонтальных возвратно-поступательных перемещениях пакета при толчках. Кроме этого, вследствие существенного снижения максимальных значений давлений в гидроприводе за счет использования в нем гидроаккумулятора, соответственно снижаются нагрузки на элементы конструкции устройства для бесчокерной трелевки леса, навесного механизма и трактора, что позволяет повысить надежность всего агрегата в тяжелых условиях лесных вырубок. Для этого в устройстве для бесчокерной трелевки леса, смонтированном на навесной системе трактора, содержащем раму, захват с двумя челюстями и гидроцилиндром, двухшарнирное звено, шарнирно закрепленный на раме двуплечий рычаг, дополнительный гидроцилиндр, пружины, фиксирующие двуплечий рычаг в нейтральном положении в продольно-вертикальной плоскости и ограничительные шпильки, согласно изобретению, двуплечий рычаг соединен с рамой с помощью шарового шарнира и направляющей втулки, а между рамой и концом двуплечего рычага, на котором шарнирно закреплены двухшарнирное звено с захватом, шарнирно установлены два дополнительных гидроцилиндра под углом 45-90° друг к другу относительно продольной оси устройства, кроме этого двуплечий рычаг снабжен дополнительно пружинами и ограничительными шпильками, фиксирующими его в нейтральном положении в продольно-горизонтальной плоскости.The objective of the invention is to reduce the energy consumption of the tractor unit. The technical result achieved is the accumulation of energy that is unproductively lost during the operation of the tractor unit when turning in both directions in the longitudinal-horizontal plane, the mutual angular movements of the package of whips and the tractor relative to their longitudinal axis, as well as the axial horizontal reciprocating movements of the package during shocks. In addition, due to a significant decrease in the maximum pressure values in the hydraulic drive due to the use of a hydraulic accumulator in it, the load on the structural elements of the device for bezkushernogo skidding of the forest, the mounted mechanism and the tractor is reduced, which improves the reliability of the entire unit in difficult conditions of forest felling. To do this, in a device for beskachernoy skidding mounted on a tractor hinged system containing a frame, a grip with two jaws and a hydraulic cylinder, a two-hinged link, a two-arm lever pivotally mounted on the frame, an additional hydraulic cylinder, springs that fix the two-arm lever in a neutral position in the longitudinal-vertical planes and restriction pins according to the invention, the two-arm lever is connected to the frame by means of a ball joint and the guide sleeve, and between the frame and the end of the two-arm lever, on which the ball the double-hinged link with the grip is fixed nirly, two additional hydraulic cylinders are pivotally mounted at an angle of 45-90 ° to each other relative to the longitudinal axis of the device, in addition, the two-arm lever is additionally equipped with springs and restrictive pins that fix it in a neutral position in the longitudinally horizontal plane.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема рекуперативного устройства для бесчокерной трелевки леса, на фиг. 2 - то же, вид сзади, на фиг. 3 - то же, вид сверху, на фиг. 4 - гидравлическая схема трактора с энергосберегающим устройством для бесчокерной трелевки леса.In FIG. 1 shows a kinematic diagram of a recuperative device for bezkuschernoy skidding of the forest, in FIG. 2 is the same, rear view, in FIG. 3 is the same, top view, in FIG. 4 - hydraulic diagram of a tractor with an energy-saving device for beskachernoy skidding of the forest.

Устройство для бесчокерной трелевки леса содержит раму 1, захват 2 с двумя челюстями 3 и гидроцилиндром 4 челюстного захвата, смонтированными на навесной системе трактора 5, включающей верхнюю 6 и нижние 7 тяги, управляемые гидроцилиндром 8 навесного механизма трактора, причем челюсти 3 посредством оси крепления 9, горизонтальной оси 10 и вертикальной оси 11 связаны с одним из концов двуплечего рычага 12, соединенного с рамой 1 шаровым шарниром 13 с направляющей втулкой 14, с этим же концом двуплечего рычага 12 и рамой 1 шарнирно установлены дополнительные гидроцилиндры 15 под углом 45-90° друг к другу относительно продольной оси устройства. Между рамой 1 и двуплечим рычагом 12 установлены пружины 16, фиксирующие двуплечий рычаг 12 в нейтральном положении и в то же время обеспечивающие ему повороты из этого положения в обе стороны, как в продольно-вертикальной, так и в продольно-горизонтальной плоскостях под воздействием знакопеременных нагрузок со стороны захвата 2. Для предотвращения поломок пружин 16 и гидроцилиндров 15 в крайних положениях двуплечего рычага 12 предусмотрены ограничительные шпильки 17. Использование в устройстве шарнирных соединений 10 и 11 позволяет снизить нагрузки на звенья навесного механизма при маневрировании трактора с пакетом хлыстов 18 на вырубке. Гидропривод устройства для бесчокерной трелевки леса состоит из рекуперативной системы 19, гидроцилиндра 4 челюстного захвата, гидроцилиндра 8 навесного механизма трактора, гидрораспределителя 20 и насосно-аккумуляторного узла 21. Рекуперативная система 19 устройства включает гидроцилиндры 15 с присоединительными гибкими трубопроводами 22 и 23, а также обратные клапаны 24 и 25. Насосно-аккумуляторный узел 21 включает насос 26, гидробак 27, фильтр 28, обратный клапан 29, гидроаккумулятор 30 и разгрузочно-автоматического клапана 31. Последний включает в себя обратный 32, разгрузочный 33 и предохранительный 34 клапаны. Все системы гидропривода соединены между собой напорной 35 и сливной 36 гидромагистралями.The device for beskachernoy skidding of the forest contains a frame 1, a gripper 2 with two jaws 3 and a hydraulic cylinder 4 of the jaw gripper mounted on the tractor hinge system 5, including the upper 6 and lower 7 rods, controlled by the hydraulic cylinder 8 of the tractor hinged mechanism, and the jaw 3 by means of the mounting axis 9 , horizontal axis 10 and vertical axis 11 are connected to one of the ends of the two shoulders of the lever 12 connected to the frame 1 by a ball joint 13 with the guide sleeve 14, with the same end of the two shoulders of the lever 12 and the frame 1 are pivotally mounted nye cylinders 15 at an angle of 45-90 ° to one another relative to the longitudinal axis of the device. Between the frame 1 and the two-arm lever 12, springs 16 are installed, fixing the two-arm lever 12 in a neutral position and at the same time providing it with turns from this position on both sides, both in the longitudinally-vertical and in the longitudinally-horizontal planes under the influence of alternating loads from the capture side 2. To prevent breakdown of the springs 16 and hydraulic cylinders 15 in the extreme positions of the two shoulders of the lever 12, restrictive studs 17 are provided. Using the swivel joints 10 and 11 in the device reduces the heat narrow to the links of the mounted mechanism when maneuvering a tractor with a pack of whips 18 at the cutting. The hydraulic drive of the device for bezkachernoy skidding of the forest consists of a recuperative system 19, a hydraulic cylinder 4 of the jaw grab, a hydraulic cylinder 8 of the mounted tractor mechanism, a hydraulic distributor 20 and a pump and accumulator assembly 21. The regenerative system 19 of the device includes hydraulic cylinders 15 with connecting flexible pipelines 22 and 23, as well as reverse valves 24 and 25. The pump-accumulator assembly 21 includes a pump 26, a hydraulic tank 27, a filter 28, a non-return valve 29, a hydraulic accumulator 30 and an unloading-automatic valve 31. The latter includes ebya reverse 32, 33 and a safety relief valve 34. All hydraulic drive systems are interconnected by a pressure 35 and drain 36 hydraulic lines.

Устройство работает следующим образом. Трактор с поднятым захватом 2 и раскрытыми челюстями 3 задним ходом перемещается в положение, при котором захват 2 находится над комлевой частью срезанных деревьев. Затем с помощью одной из секций гидрораспределителя 20 включается гидроцилиндр 8 навесного механизма, и захват 2 опускается на срезанные деревья и прижимает их к земле. После этого с помощью другой секции гидрораспределителя 20 включается гидроцилиндр 4 захвата 2, челюсти 3 которого сжимают комли деревьев с боков, формируя пачку. Далее включается гидроцилиндр 8 навесного механизма и происходит подъем захвата с пачкой хлыстов 18 в транспортное положение. При необходимости торцы хлыстов выравниваются с помощью щита - вертикальной нижней части двуплечего рычага 12. При трелевке пачка хлыстов 18 неизбежно вызывает три вида ее перемещений: колебания в вертикальной и горизонтальной плоскостях, продольные относительно оси агрегата возвратно-поступательные перемещения при толчках, а также вращение пачки относительно трактора. В результате этих сложных движений пачки хлыстов подпружиненный двуплечий рычаг 12 совершает повороты относительно своего шарового шарнира 13, неподвижная часть которого установлена на двуплечем рычаге 12, а подвижная размещена в направляющей втулке 14, закрепленной на раме 1. При этом соединенные с верхним концом двуплечего рычага 12 одни из концов гидроцилиндров 15 системы рекуперации устройства 19 соответственно обеспечивают возвратно-поступательное движение цилиндров относительно поршней. При втягивании поршня в цилиндр рабочая жидкость вытесняется из поршневой полости гидроцилиндра 15 по гибкому трубопроводу 22 через обратные клапаны 24 в напорную гидромагистраль 35, подзаряжая, таким образом, гидроаккумулятор 30. В это же время, за счет разряжения, штоковые полости гидроцилиндров 15 заполняются рабочей жидкостью из гидробака 27 через сливную гидромагистраль 36, обратные клапаны 25 и гибкий трубопровод 23. Аналогично, при выдвижении поршней из цилиндров 15, рабочая жидкость из штоковых полостей гидроцилиндров вытесняется в гидроаккумулятор 30 через гибкий трубопровод 23, обратный клапан 24 и напорную гидромагистраль 35, а поршневая полость за счет разрежения заполняется рабочей жидкостью из гидробака 27 через сливную гидромагистраль 36 и обратный клапан 25. В процессе работы гидропривод трактора и устройства для бесчокерной трелевки леса защищен от превышения заданной величины давления, при полностью заряженном гидроаккумуляторе 30, с помощью разгрузочного 33 и предохранительного 34 клапанов насосно-аккумуляторного узла 21. В случае недостаточной заряженности гидроаккумулятора 30 и снижения в нем давления ниже допустимого бесперебойную работу гидропривода обеспечивает насос 26 через нормально открытый обратный клапан 32.The device operates as follows. A tractor with a raised grab 2 and open jaws 3 in reverse moves to a position where the grab 2 is above the butt of the cut trees. Then, using one of the sections of the control valve 20, the hydraulic cylinder 8 of the mounted mechanism is turned on, and the gripper 2 is lowered onto the cut trees and presses them to the ground. After that, using another section of the control valve 20, the hydraulic cylinder 4 of the gripper 2 is turned on, the jaw 3 of which compresses the butt of the trees from the sides, forming a bundle. Next, the hydraulic cylinder 8 of the mounted mechanism is turned on and the gripper is lifted with a bundle of whips 18 to the transport position. If necessary, the ends of the whips are aligned using a shield - the vertical lower part of the two-shouldered lever 12. When skidding, the bundle of whips 18 inevitably causes three types of its movements: oscillations in the vertical and horizontal planes, longitudinal reciprocating movements with respect to the axis of the aggregate after shocks, and also rotation of the bundle relative to the tractor. As a result of these complex movements of the bundle of whips, the spring-loaded two-arm lever 12 makes rotations relative to its ball joint 13, the fixed part of which is mounted on the two-arm lever 12, and the movable part is placed in the guide sleeve 14, mounted on the frame 1. At the same time connected to the upper end of the two-arm lever 12 one of the ends of the hydraulic cylinders 15 of the recovery system of the device 19 respectively provide reciprocating movement of the cylinders relative to the pistons. When the piston is pulled into the cylinder, the working fluid is displaced from the piston cavity of the hydraulic cylinder 15 through the flexible pipe 22 through the check valves 24 into the pressure hydraulic line 35, thus recharging the hydraulic accumulator 30. At the same time, due to the discharge, the rod cavities of the hydraulic cylinders 15 are filled with working fluid from a hydraulic tank 27 through a drain hydraulic line 36, non-return valves 25 and a flexible pipe 23. Similarly, when the pistons extend from the cylinders 15, the working fluid from the rod cavities of the hydraulic cylinders is displaced into the hydraulic the accumulator 30 through the flexible conduit 23, the non-return valve 24 and the discharge hydraulic line 35, and the piston cavity is filled with hydraulic fluid from the hydraulic tank 27 through the drain hydraulic line 36 and the non-return valve 25 due to rarefaction. During operation, the hydraulic drive of the tractor and the device for woodless skidding is protected from exceeding preset pressure, with a fully charged accumulator 30, using the unloading 33 and safety valve 34 of the pump-accumulator unit 21. In case of insufficient charge the mutator 30 and lowering the pressure in it below the permissible uninterrupted operation of the hydraulic actuator provides the pump 26 through a normally open check valve 32.

Claims

A device for beskachernoy skidding mounted on the tractor hinged system, comprising a frame, a two-arm lever pivotally mounted on the frame, a two-hinged link with a grip equipped with jaws and a hydraulic cylinder, springs and restrictive pins, characterized in that the two-arm lever is movably connected to the frame using balls of the hinge and the guide sleeve, and between the frame and the end of the two-shouldered lever, on which the two-hinged link is pivotally mounted with a grip, two additional hydraulic cylinders are mounted at an angle 45-90 ° to each other relative to the longitudinal axis of the device, in addition, the two-arm lever with springs and restrictive pins is fixed in a neutral position in the longitudinally horizontal plane.