Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСЧОКЕРНОЙ ТРЕЛЕВКИ ЛЕСА

Изобретение относится к машинам, применяемым для трелевки леса в лесном хозяйстве.

Известен рекуперативный лесохозяйственный агрегат, включающий гидроцилиндр навесного механизма, сливную и напорную гидромагистрали, гидроцилиндр предохранительного механизма рабочих органов почвообрабатывающего орудия, гидравлические амортизаторы ходовой части и подпружиненный мультипликатор давления, гидравлический аккумулятор, гидрораспределитель, насос и гидробак. Гидропривод также содержит разгрузочный автоматический клапан, связанный через обратный клапан с напорной гидромагистралью, сообщенной с гидравлическим аккумулятором и через двухпозиционный распределитель и предохранительный клапан с гидробаком (см. патент на изобретение РФ №2338352, кл. А01В 63/10, 10.05.2007 г.).

Недостатками известного устройства является то, что гидроцилиндр предохранительного механизма рабочих органов почвообрабатывающего орудия не обеспечивает рекуперацию энергии в транспортном положении навесного оборудования.

Наиболее близким по технической сущности решением, принятым за прототип, является 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 гидроцилндром, 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 на полезную модель №93053, кл. В60Р 3/40, 09.12.2009 г.).

Недостатками прототипа является то, что данное трелевочное устройство не обеспечивает рекуперации энергии при вертикальных и горизонтальных колебаниях трелюемого пакета деревьев или сортиментов.

Задачей изобретения является обеспечение снижения энергозатрат тракторного агрегата. Достигаемый технический результат - аккумулирование непроизводительно теряемой при работе тракторного агрегата части энергии от вертикальных и горизонтальных перемещений трелюемой пачки деревьев. Кроме этого, вследствие существенного снижения максимальных (пиковых) значений давлений в гидроприводе за счет использования в нем гидроаккумулятора, соответственно снижаются нагрузки на элементы конструкции навесного механизма и трактора, что позволят повысить их надежность.

Для этого в устройстве для бесчекерной трелевки леса, содержащем 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 гидроцилинр, между рамой и двуплечим рычагом установлены пружины, фиксирующие двуплечий рычаг в нейтральном положении и обеспечивающие ему повороты из этого положения в обе стороны в продольной плоскости под воздействием знакопеременных нагрузок со стороны захвата; для предотвращения поломок пружин и гидроцилиндра в крайних положениях двуплечего рычага предусмотрены ограничительные шпильки.

На фиг.1 изображена кинематическая схема рекуперативного устройства для бесчокерной трелевки леса, на фиг.2 - гидравлическая схема трактора с энергосберегающим устройством для бесчокерной трелевки леса.

Устройство для бесчокерной трелевки леса содержит раму 1, захват 2 с двумя челюстями 3 и гидроцилиндром 4 челюстного захвата, смонтированных на навесной системе трактора 5, включающей верхнюю 6 и нижнюю 7 тяги, управляемые гидроцилиндром 8 навесного механизма трактора, причем захват 2 посредством двухшарнирного звена 9 связан с одним из концов двуплечего рычага 10, шарнирно закрепленного на раме 1, а между вторым свободным концом двуплечего рычага 10 и рамой 1 шарнирно установлен гидроцилиндр 11 челюстного захвата. Между рамой 1 и двуплечим рычагом 10 установлены пружины 12, фиксирующие двуплечий рычаг 10 в нейтральном положении и в то же время обеспечивающие ему повороты из этого положения в обе стороны в продольной плоскости под воздействием знакопеременных нагрузок со стороны захвата 2. Для предотвращения поломок пружин 12 и гидроцилиндра 11 в крайних положениях двуплечего рычага 10 предусмотрены ограничительные шпильки 13. Использование в устройстве двухшарнирного звена 9 позволяет снизить нагрузки на звенья навесного механизма при маневрировании трактора на вырубке. Кроме этого повышается эффективность удержания пачки деревьев за счет обеспечения поворота захвата 2 относительно горизонтальной оси двухшарнирного звена 9 и лучшего вследствие этого сцепления рабочих кромок челюстей 3 с древесиной комлевой части трелюемых деревьев. Гидропривод устройства для бесчокерной трелевки леса состоит из рекуперативной системы 14, гидроцилиндра 4 челюстного захвата, гидроцилиндра 8 навесного механизма трактора, гидрораспределителя 15 и насосно-аккумуляторного узла 16. Рекуперативная система 14 устройства включает гидроцилиндр 11 с присоединительными гибкими трубопроводами 17 и 18, а также обратные клапаны 19 и 20. Насосно-аккумуляторный узел 16 включает насос 21, гидробак 22, фильтр 23, обратный клапан 24, гидроаккумулятор 25 и разгрузочно-автоматического клапана 26. Последний включает в себя обратный 27, разгрузочный 28 и предохранительный 29 клапаны. Все системы гидропривода соединены между собой напорной 30 и сливной 31 гидромагистралями.

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 15 включается гидроцилиндр 8 навесного механизма, и захват 2 опускается на срезанные деревья и прижимает их к земле. После этого с помощью другой секции гидрораспределителя 15 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 деревьев в транспортное положение. При трелевке происходят неизбежные колебания пачки деревьев в вертикальной и горизонтальной плоскостях, в результате чего подпружиненный двуплечий рычаг 10 совершает колебания в продольной плоскости относительно своего шарнира, закрепленного на раме 1 устройства. При этом верхний конец двуплечего рычага 10, соединенный с одним из концов гидроцилиндра 11 системы рекуперации устройства, соответственно обеспечивает возвратно-поступательное движение цилиндра относительно поршня. При вдвижении поршня в цилиндр рабочая жидкость вытесняется из поршневой полости гидроцилиндра 11 по гибкому трубопроводу 17 через обратный клапан 19 в напорную гидромагистраль 30, подзаряжая таким образом гидроаккумулятор 25. В это же время, за счет разряжения, штоковая полость гидроцилиндра 11 заполняется рабочей жидкостью из гидробака 22 через сливную гидромагистраль 31, обратный клапан 20 и гибкий трубопровод 18. Аналогично, при выдвижении поршня из цилиндра, рабочая жидкость из штоковой полости гидроцилиндра 11 вытесняется в гидроаккумулятор 25 через гибкий трубопровод 18, обратный клапан 19 и напорную гидромагистраль 30, а поршневая полость за счет разряжения заполняется рабочей жидкостью из гидробака 22 через сливную гидромагистраль 31 и обратный клапан 20.

В процессе работы гидропривод трактора и устройства для бесчокерной трелевки леса защищен от превышения заданной величины давления, при полностью заряженном гидроаккумуляторе 25, с помощью разгрузочного 28 и предохранительного 29 клапанов насосно-аккумуляторного узла 16. В случае недостаточной заряженности гидроаккумулятора 25 и снижения в нем давления ниже допустимого, бесперебойную работу гидропривода обеспечивает гидронасос 21 через нормально открытый обратный клапан 27.