Перекидной лесопогрузчик
Полезная модель относится к лесным подъемно-транспортным машинам, предназначено для использования в лесной промышленности, направлено на решение задач снижения материалоемкости, повышения надежности, улучшения эксплуатационных характеристик перекидных лесопогрузчиков.
Перекидной лесопогрузчик состоит из базовой машины, шарнирно закрепленного на ее раме поворотного в вертикальной плоскости основания, поворотной в вертикальной плоскости стрелы, шарнирно закрепленной на поворотном основании и снабженной захватным органом и жестко закрепленными на ней рычагами, гидроцилиндров поворота стрелы и основания. От прототипа предлагаемый перекидной лесопогрузчик отличается тем, что стрела шарнирно прикреплена к одному основания, другой конец которого шарнирно закреплен на раме базовой машины; каждый из гидроцилиндров поворота стрелы одним концом шарнирно соединен с одним из рычагов, жестко закрепленным на стреле, другим шарнирно закреплен на раме машины, при этом каждый гидроцилиндр поворота стрелы с основанием, с одним из рычагов, жестко закрепленным на стреле и элементом рамы машины образуют четырехзвенный рычажный механизм, а ось крепления каждого из гидроцилиндров поворота стрелы на раме машины расположена выше оси крепления основания. 1илл.
Полезная модель относится к лесным подъемно-транспортным машинам и может быть использовано в лесной промышленности.
Известны перекидные лесопогрузчики по SU 173654, 204240, 235628, включающие в себя базовую машину, поворотную в вертикальной плоскости стрелу, закрепленную на неподвижной раме (SU 173654, 204240), или на валу (SU 235628), двухчелюстной захват и гидропривод рабочих органов. Недостаток этих лесопогрузчиков заключается в том, что движение груза при работе осуществляется только по дуге окружности с постоянным радиусом, равным длине стрелы. При этом необходимость обеспечения требуемого вылета груза в положении его укладки обуславливает увеличение длины стрелы, мощности гидропривода, конструктивной массы машины, эксплуатационных расходов, снижение эффективности использования машины.
К недостаткам лесопогрузчиков по SU 204240 и 235628 следует отнести так же необходимость переключения направления потока жидкости в гидросистеме во время прохождения стрелой «мертвой точки» с помощью специальных переключателей, что усложняет гидросистему, сопровождается резким возрастанием давления, отрицательно влияющим на работу гидроагрегатов. Установка гидроцилиндров привода стрелы непосредственно в нижней части стрелы на лесопогрузчиках по SU 173654 приводит при работе в условиях лесосек к аварийным ситуациям в гидросистеме и снижению надежности машины.
Известен перекидной лесопогрузчик по SU 288663, включающий в себя базовую машину, гидропривод рабочих органов, шарнирно установленное на корпусе базовой машины поворотное основание, на котором так же шарнирно закреплена поворотная стрела с захватным органом. При этом гидроцилиндры привода стрелы одним концом закреплены в нижней части стрелы, а другим на поворотном основании и обеспечивают движение груза из положения набора в транспортное по дуге окружности с радиусом R1, равным длине стрелы. Гидроцилиндры привода поворотного основания закреплены одним концом на корпусе базовой машины, другим на поворотном основании и обеспечивают движение груза из транспортного положения в положение укладки по дуге окружности с радиусом R2, при этом R2>R1 .
Недостаток данного лесопогрузчика заключается в том, что движение конца стрелы и груза из транспортного положения в положение укладки возможно только по дуге окружности. Поэтому увеличение вылета груза, при необходимости, возможно только за счет увеличения размеров стрелы и (или) поворотного основания, что приводит к увеличению материалоемкости лесопогрузчика. Кроме этого, установка гидроцилиндров привода стрелы в нижней ее части в условиях эксплуатации приводит к аварийным разрушениям элементов гидросистемы и снижению надежности машины.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задач увеличения вылета груза в положении укладки без увеличения размеров звеньев рычажного механизма, снижения материалоемкости и повышения надежности перекидного лесопогрузчика. Осуществление полезной модели обеспечивает повышение эффективности работы машины, снижение материальных затрат на ее производство.
Существенные признаки, характеризующие данную полезную модель:
- базовая машина;
- основание, шарнирно закрепленное на раме базовой машины;
- основание выполнено поворотным в вертикальной плоскости;
- поворотная в вертикальной плоскости, снабженная захватным органом стрела, шарнирно закрепленная на основании;
- гидроцилиндры поворота основания;
- гидроцилиндры поворота стрелы; Признаки, отличительные от прототипа:
- стрела шарнирно прикреплена к одному концу основания, другой конец которого шарнирно закреплен на раме базовой машине;
- наличие рычагов, жестко закрепленных на стреле;
- каждый из гидроцилиндров поворота стрелы одним концом шарнирно соединен с одним из рычагов, жестко закрепленных на стреле, а другим шарнирно закреплен на раме базовой машине;
- каждый гидроцилиндр поворота стрелы с основанием, одним из рычагов жестко закрепленных на стреле и элементом рамы базовой машины образуют четырехзвенный механизм;
- ось крепления каждого из гидроцилиндров поворота стрелы расположена на упомянутом элементе рамы базовой машины выше оси крепления основания;
Совокупность признаков обеспечивает повышение эффективности лесопогрузчика, снижение материалоемкости, увеличение надежности машины.
На схеме показаны составные части лесопогрузчика, обозначения элементов кинематики рычажного механизма, взаимодействие составных частей.
Перекидной лесопогрузчик по заявляемой полезной модели включает в себя базовую машину 1, поворотное в вертикальной плоскости основание 2, длиной O1O2=11, шарнирно закрепленное на раме базовой машине в точке O2 ; поворотную в вертикальной плоскости стрелу 3, состоящую из двух продольных балок O1O4, соединенных поперечными связями, снабженную захватным органом 4 и рычагами 5 длиной O1O5=r, жестко закрепленными на стреле, шарнирно соединенную с основанием в точке O; пару гидроцилиндров поворота стрелы 6 и пару гидроцилиндров поворота основания 7. Штоковые полости гидроцилиндров поворота стрелы в гидросистеме параллельно соединены с поршневыми полостями гидроцилиндров поворота основания, а поршневые полости гидроцилиндров стрелы со штоковыми полостями гидроцилиндров основания. Каждый из гидроцилиндров поворота стрелы одним концом соединен с одним из рычагов 5, жестко закрепленным на стреле (точка O5 ), а другим шарнирно закреплен на раме базовой машине (точка O3). При этом ось крепления каждого из гидроцилиндров поворота стрелы на элементе конструкции рамы базовой машины расположена выше оси крепления основания. Каждый гидроцилиндр поворота стрелы с основанием, одним из рычагов жестко закрепленным на стреле и элементом рамы машины O2O3 образует четырехзвенный механизм O1O2O3O5 . Каждый гидроцилиндр поворта основания 7 одним концом шарнирно соединен с корпусом базовой машины (точка O6), а другим так же шарнирно с поворотным основанием 2 (точка O7 ). Элемент конструкции рамы машины между точками O2 и O3 (O2O3=12) выполняет функции звена четырехзвенного рычажного механизма O1 O2O3O5. На схеме перекидного лесопогрузчика показано три положения стрелы O1O 4 и рычажного механизма O1O2O 3O5, на котором шарнирно закреплена стрела: I - стрела в положении набора груза; II - транспортное положение стрелы с грузом; III - положение стрелы при укладке груза. В положении I штоки гидроцилиндров поворота стрелы 6 выдвинуты на величину полного хода - расстояние O3O5 . Штоки гидроцилиндров поворта основания 7 полностью втянуты. В положении II штоки гидроцилиндров 6 и 7 полностью втянуты (минимальная длина гидроцилиндров). В положении III штоки гидроцилиндров поворота стрелы 6 (O3O3) полностью втянуты, штоки гидроцилиндров поворота основания 7 (O6O7 ) полостью выдвинуты. Угол O4O1O2 с вершиной в точке O1 образуется между стрелой O 4O1 и основанием O1O2. В положении I - угол 
1>180°, в положениях II и III, соответственно,II<180° и III<180°.
Предлагаемый лесопогрузчик работает следующим образом. Тяговым усилием базовой машины нижняя челюсть захвата внедряется в штабель древесины, с помощью гидроцилиндров нижняя челюсть поворачивается, отделяет пачку лесоматериала и прижимает ее к неподвижным стойкам. При включении гидроцилиндров 6 их штоки, шарнирно соединенные с рычагами 5, втягиваются и стрела, совершая поворот относительно оси O 1, устанавливается в транспортное положение II. Между стрелой O1O4 и поворотным основанием O1 O2 образуется угол II с вершиной в точке O1 (угол O 4O1O2). При включении гидроцилиндров 7 их штоки, шарнирно соединенные с поворотным основанием в точке O7 выталкиваются и осуществляют поворот подвижных звеньев четырехзвенного механизма O1O2O 3O5 с закрепленной на нем в точке O1 стрелой в положение укладки груза III. При движении стрелы и четырехзвенного рычажного механизма из положения II в положение III гидроцилиндры поворота стрелы 6, вращаясь относительно оси O3, выполняют функцию одного из звеньев четырехзвенного рычажного механизма O1O2O3O 5. При этом штоки их остаются втянутыми. Поворотное основание O1O2 вращается относительно оси O2 . При любом положении штока каждого гидроцилиндра поворта стрелы (втянутом или выдвинутом) длина гидроцилиндра (Sц) меньше суммы длины рычага 5 (r), с которым соединен упомянутый гидроцилиндр и длины поворотного основания 2 (l1): r+l1>Sц. При этих условиях траектория движения точки O4 не является дугой окружности, а представляет собой кривую, параметры которой определяются размерами звеньев рычажного механизма O1O2O3 O5. Требуемая траектория движения груза задается и обеспечивается выбором размеров звеньев рычажного механизма лесопогрузчика. Совокупность этих признаков позволяет увеличить вылет груза в положении укладки. При расположении точки O2 (ось вращения поворотного основания) ниже точки O3 (ось вращения гидроцилиндра поворота стрелы) в процессе поворота рычажного механизма точки O1 и O5 (концы поворотного основания и гидроцилиндра поворота стрелы) движутся каждая по дуге окружности. При вращении механизма траектории этих точек сближаются. При этом точка O5 совершает поворот относительно точки O1 (оси вращения стрелы), вследствие чего увеличивается угол III и расстояние O3O4=R 3. Так как R3>R2, следовательно, происходит увеличение вылета груза, пропорциональное увеличению угла III при постоянных размерах стрелы и звеньев рычажного механизма. При известных размерах звеньев рычажного механизма, стрелы и углов IIIII значения Ri,в любой точке траектории движения груза может быть определено по теореме косинусов. Приращение вылета 
Li=Ri-R2 Максимальное увеличение вылета
LMAX=R3-R2
Перекидной лесопогрузчик, включающий базовую машину, поворотную в вертикальной плоскости снабженную захватным органом стрелу, шарнирно установленную на поворотном основании, соединенном шарнирно с корпусом базовой машины, гидроцилиндры привода стрелы и привода поворотного основания, отличающийся тем, что гидроцилиндры привода стрелы одним концом шарнирно соединены с корпусом базовой машины, а другим с рычагами, жестко закрепленными на стреле и образующими вместе с гидроцилиндрами поворота стрелы, поворотным основанием и корпусом базовой машины четырехзвенный рычажный механизм, а ось крепления каждого из гидроцилиндров поворота стрелы на раме машины расположена выше оси крепления основания.
