Валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина с устройствами для накопления, прессования и обвязывания сучьев

Полезная модель относится к машинам для лесосечных работ, используемых для комплексной заготовки лесной древесной биомассы. Предлагается машина, выполняющая операции валки, обрезки сучьев и раскряжевки стволов на сортименты, а также накопления и удержания сучьев, их прессование и обвязывание в пакеты. Машина состоит из манипулятора, навесного валочно-сучкорезно-раскряжевочного устройства (ВСРУ), накопителя сучьев, совмещенного в одном устройстве с ВСРУ, устройства для прессования и обвязывания сучьев в пакеты, кабины оператора. Накопитель сучьев совмещен в одном устройстве с ВСРУ и это устройство навешено на манипулятор. Устройство для прессования и обвязывания сучьев располагается позади кабины оператора. Кабина оператора и манипулятор, располагаются на поворачивающейся платформе. Оператор из кабины осуществляет управление всеми устройствами. Машина позволяет получать сортименты и пакеты сучьев.

Область применения заявляемой машины - заготовка сортиментов, а также пакетов сучьев. Пакеты сучьев, предназначены для вывозки и измельчения в топливную щепу. Топливная щепа в дальнейшем используется в качестве древесного топлива для получения энергии.

Известна машина для валки, обрезки сучьев, раскряжевки, которая состоит из базового трактора и вал очно-сучкорезно-раскряжевочной головки, закрепленной на манипуляторе. Технологический цикл машины включает наведение головки на дерево с помощью манипулятора. Захват дерева, валка дерева, обрезка сучьев и раскряжевка дерева на сортименты осуществляется с помощью навесной головки. Известная машина позволяет получать только сортименты [1], [2].

Основные недостатки этой машины: сучья в процессе обрезки падают на землю и после технологического цикла машины сучья образовываются в разбросанном по некоторой площади виде с низкой концентрацией. Для их дальнейшего использования в целях получения топливной щепы требуется отдельная специальная машина для сбора сучьев и их транспортировки. Также требуется специальная машина для прессования сучьев и их обвязывания.

Также существует машина, которая включает манипулятор, оснащенный захватом и устройство для прессования и обвязывания сучьев. Принцип действия машины предполагает сбор сучьев, перенос и размещение сучьев в приемном устройстве, прессование сучьев и их обвязывание. Эта машина позволяет получать спрессованные и обвязанные пакеты сучьев [3].

Основные недостатки машины: машина не позволяет получать сортименты, а предназначена только для получения пакетов сучьев. Для получения сортиментов требуется отдельная машина или систем машин.

Машина близкая к заявляемой включает конус с полукруглыми ножами для обрезки, накопления и обвязывания сучьев. Конус навешен на манипулятор и оборудован раскряжевочным устройством. Сучья с помощью конуса срезаются на растущем дереве, накапливаются, обвязываются и готовый пакет сучьев выгружается на землю. После этого происходит раскряжевка ствола дерева на сортименты. Конус одевают сверху на дерево, с помощью устройства для отмера длин отмеряют длину сортимента, этот сортимент отделяется от дерева и манипулятором укладывается на землю. Далее таким же образом отделяется следующий сортимент, пока не произойдет раскряжевка всего дерева [4].

Основные недостатки. Низкая производительность. Требуется повторно наводить манипулятор при отделении каждого последующего сортимента. Операция по обрезке, накоплению и обвязыванию сучьев выполняется как отдельная самостоятельная операция. Вылет манипулятора ограничен, что затрудняет обработку нескольких деревьев с одной стоянки и обработку высоких деревьев. Требуется подъезжать к каждому дереву отдельно, что приводит к уменьшению производительности, а также к дополнительным вредным воздействиям на почву лесосеки из-за маневров машины при подъездах к каждому дереву. Так как механизм обвязывания встроен в сучкорезный конус, то конус получается более громоздким. Все операции как по накоплению и обвязыванию сучьев, так и по выпиловке сортиментов должны контролироваться оператором непрерывно.

В настоящее время все большее значение придается развитию биоэнергетики за счет вовлечения лесосечных отходов в виде сучьев в производство энергии. Для переработки сучьев в топливную щепу используется измельчение сучьев с помощью рубительных машин. Измельчение осуществляется как на лесосеках, так и централизованным способом на терминалах или производственных площадках. Производительность централизованного измельчения в три раза выше, чем измельчение на верхних складах. Доставка сучьев для централизованного измельчения осуществляется в насыпном (свободном) виде или в виде спрессованных и обвязанных пакетов. При вывозке в пакетах объем вывозимых сучьев увеличивается в 2-2,5 раза за счет увеличения коэффициента полнодревесности, что снижает затраты на вывозку. Однако, из-за того, что сучья приходится собирать, прессовать и обвязывать возникают дополнительные затраты.

Технический результат предлагаемой машины заключается в снижении себестоимости комплексной заготовки одновременно сортиментов и пакетов сучьев путем снижения затрат времени на их производство, в сокращении энергозатрат, связанных с дополнительными движениями манипулятора и дополнительных маневров машин.

Технический результат достигается тем, что обрезка и накопление сучьев осуществляется с помощью навесного валочно-сучкорезно-раскряжевочного устройства (ВСРУ), совмещенного с накопителем сучьев и навешенного на манипулятор, а прессование и обвязывание сучьев осуществляется с помощью устройства, расположенного на задней полураме базовой машины, при этом привод всех устройств осуществляется от гидросистемы базовой машины.

Предлагаемая машина представлена на фиг. 1, где 1 - поворачивающаяся кабина оператора, 2 - манипулятор, 3 - навесное валочно-сучкорезно-рскряжевочное устройство, 4 - накопитель сучьев, 5 - устройство для прессования и обвязывания сучьев. На фиг. 2 представлен вид слева этой машины.

В процессе работы валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина с устройствами для накопления, прессования и обвязывания сучьев осуществляется захват растущего дерева с помощью навесного валочно-сучкорезно-протаскивающего устройства 3, установленного на манипуляторе 2. Осуществляется валка дерева и начинается процесс протаскивания с одновременной обрезкой сучьев и раскряжевкой дерева на сортименты. В процессе обрезки сучья не падают на землю, а накапливаются в накопителе 4 и удерживаются до тех пор, пока не закончится раскряжевка всего дерева. После обработки дерева сучья в накопителе 4 переносятся в устройство для прессования и обвязывания 5, которое располагается на задней полураме базовой машины 6, позади кабины 1, которая в свою очередь вместе с манипулятором 2 установлена на полноповоротной платформе. Сучья выгружаются в это устройство 5. После выгрузки начинается процесс прессования и обвязывания сучьев в пакеты без непосредственного контроля процесса прессования оператором, а оператор приступает к валке следующего дерева. После завершения процесса получения пакета, пакет автоматически выталкивается на землю позади машины. Таким образом, использование данной машины увеличивает производительность по комплексному процессу получения сортиментов и пакетов сучьев по сравнению с известными машинами и системами машин.

Предлагаемая машина лишена недостатков известных машин, поскольку в процессе обрезки сучьев, сучья не падают на землю, а накапливаются в специальном устройстве, что не требует дальнейшего их сбора. Параллельно работе ВСРУ, осуществляется прессование и обвязывание пакетов без непосредственного участия оператора. Оператор, когда осуществляется прессование, управляет манипулятором при валке, обрезке сучьев, раскряжевке следующего дерева. В этой связи нет необходимости использовать отдельные машины для производства пакетов из сучьев.

Согласно, проведенных в Петрозаводском государственном университете исследований в 2010-2012 годах, за счет сокращения капитальных вложений в основные машины и механизмы, увеличения производительности на заготовке сучьев (на 10-15%) предлагаемая машина позволяет уменьшить суммарную себестоимость заготовки одного кубометра стволовой древесины и одного кубометра сучьев на 16%. При этом сокращаются затраты, связанные с эксплуатацией дополнительных машин, необходимых, в случае применения известных устройств. Сокращается численность основного персонала, занятого на заготовке сучьев.

Список литературы:

1. Харвестер - многофункциональная лесосечная техника для заготовки леса [Электронный ресурс] / Internet-портал - Лесные машины. Режим доступа: http://www.forestmachines.ru/info-harvester.html, свободный (дата обращения: 14.03.2013).

2. Харвестеры [Электронный ресурс] / Котами. Режим доступа: http://www.komatsuforest.ru/default.aspx?id=22460, свободный (дата обращения: 14.03.2013).

3. Ожго В. Чистильщики лесосек / В. Ожго // Спецтехника, 2010. - 11. Режим доступа: http://www.spectechnika.com/ru/filling/y-2010.n-11.html, свободный (дата обращения: 14.03.2013).

4. Селиванов Н.Ф. Безотходная технология лесозаготовок // Н.Ф. Селиванов, Л.А. Занегин // Лесная промышленность, 1999. - 4. - с. 18-19.

Валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина с устройствами для накопления, прессования и обвязывания сучьев, состоящая из навесного валочно-сучкорезно-раскряжевочного устройства, манипулятора, накопителя сучьев, устройства для прессования и обвязывания сучьев, отличающаяся тем, что валочно-сучкорезно-раскряжевочное устройство и накопитель сучьев совмещены в одном устройстве, которое навешено на манипулятор, установленный на полноповоротной платформе вместе с кабиной оператора, устройство для прессования и обвязывания сучьев расположено на задней полураме базовой машины, а привод устройств осуществляется от гидросистемы базовой машины.