BR112017003750B1

BR112017003750B1 - Disposição em um sistema de lança

Info

Publication number: BR112017003750B1
Application number: BR112017003750-5A
Authority: BR
Inventors: Toni AUVINEN; Marko Halonen
Original assignee: Ponsse Oyj
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2021-11-03
Also published as: CA2958618A1; EP3186186A1; RU2017106929A3; RU2689067C2; EP3186186B1; CN106794972A; RU2017106929A; CN106794972B; FI20145740A; EP3186186A4; BR112017003750A2; CA2958618C; FI125917B; US9930839B2; WO2016030575A1; US20170238480A1

Abstract

disposição em um sistema de lança. trata-se de uma disposição em um sistema de lança (1). este tipo de sistema de lança, especialmente em uma máquina florestal, que compreende pelo menos duas partes de lança interligadas (2 e 4) e pelo menos um meio de transmissão de potência (7, 8 e 9) conectado às partes de lança para deslocar as partes de lança uma em relação à outra e em relação ao meio ambiente. adicionalmente, a parte de lança compreende um corpo alongado (11) com uma estrutura oca e pelo menos um conjunto de meio unidos (5 e 6) que são cruzados por eixos giratórios a fim de fixar a parte de lança a uma estrutura adjacente, e pelo menos um conjunto de meios de fixação (14) para fixar um atuador, que controla o sistema de lança, ao corpo, em que pelo menos uma parte de lança é formada como uma peça oca e uniforme produzida a partir de material fluido. o corte transversal do corpo (11) é feito para prensar até o ponto médio do corpo.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a uma disposição, de acordo com a reivindicação 1, em um sistema de lança usado particularmente em uma máquina florestal. Este tipo de sistema de lança compreende pelo menos duas partes de lança interligadas e pelo menos um meio de transmissão de potência conectado às partes de lança para deslocar as partes de lança uma em relação à outra e em relação ao meio ambiente.

[0002] Em uma máquina florestal, um sistema de lança é usado para controlar diversas ferramentas, tal como uma cabeça de corte de uma colheitadeira ou uma garra traçadora de madeira de um trator. Dessa forma, o sistema de lança compreende duas ou mais partes de lança interligadas e o movimento das mesmas é controlado por atuadores que são conectados aos ressaltos ou meios de preensão correspondentes fixados às partes de lança com esse propósito. Esses meios de preensão são dispostos para transmitir o efeito de força ou reação de sustentação desejável para a estrutura da parte de lança. No caso de uma máquina florestal, esses atuadores, que formam o meio de transmissão de potência, são tipicamente atuadores operados por pressão média que produzem um movimento de tração ou impulso linear. Preferencialmente, os atuadores compreendem um ou mais cilindros hidráulicos ou estruturas, tais como tirantes de impulso ou de tração, que transmitem os movimentos dos mesmos. Os atuadores também podem ser formados por uma combinação dos ditos cilindros hidráulicos e dos tirantes de impulso ou de tração.

[0003] As partes de lança são convencionalmente produzidas a partir de estruturas do tipo caixa dispostas em conjunto através de soldagem a partir de canos ou placas de aço, aos quais os elementos de preensão necessários são fixados principalmente através de soldagem. No entanto, cada junta soldada em uma parte de lança ou que seja produzida para esse efeito enfraquece a própria resistência à fadiga e, dessa forma, encurta a vida útil e a operação confiável do sistema de lança. Uma tentativa de solucionar esse problema é selecionar materiais mais fortes e com maior resistência de material para uso na fabricação da parte de lança. Dessa forma, a parte de lança tem mais capacidade para suportar as cargas direcionadas à mesma. Por outro lado, a resolução desses problemas é, no entanto, o aumento do peso do sistema de lança, o que, por sua vez, enfraquece o desempenho do sistema de lança.

[0004] A produção de estruturas soldadas ainda é demorada e laboriosa devido aos difíceis recursos relacionados ao método de fabricação. Por exemplo, durante a soldagem, forças de deformação são direcionadas aos ressaltos exigidos para prender o atuador e, como resultado disso, os ressaltos precisam ser usinados após a soldagem para atingir um resultado final dimensionalmente preciso. Em alguns casos, esse problema foi resolvido com a produção dos ressaltos a partir de peças fundidas presas à parte de lança por meio de uma junta aparafusada. No entanto, problemas relacionados a isso incluem o afrouxamento dos parafusos e a necessidade de manutenção da estrutura durante o uso, por exemplo.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0005] Um objetivo da presente invenção é, portanto, desenvolver um aparelho para fornecer uma solução completamente inovadora para os problemas mencionados acima causados pelas desvantagens da técnica anterior.

[0006] Esse objetivo é atingido de forma que a disposição em um sistema de lança é, de acordo com a presente invenção, dotada dos recursos característicos definidos nas reivindicações. Mais precisamente, essa disposição, de acordo com a invenção, é distinguida principalmente pelo fato de que uma parte de lança compreende um corpo alongado com uma estrutura oca, que tem pelo menos um meio de junta cruzado por eixos giratórios para fixar a parte de lança a uma estrutura adjacente, e pelo menos um conjunto de meios de conexão para conectar um atuador, que controla o sistema de lança, ao corpo. Pelo menos uma parte de lança é então formada como uma peça oca e uniforme produzida a partir de material fluido.

[0007] As modalidades preferenciais da invenção são reveladas nas reivindicações dependentes.

[0008] Dentro do escopo da presente invenção, o termo “sistema de lança” se refere a um dispositivo que é construído de partes de lança e que forma um alimentador de uma máquina de manuseio de madeira, um guindaste, um manipulador, ou algum outro dispositivo de elevação deste tipo, por exemplo.

[0009] O termo “material fluido” se refere, no presente documento, tanto a materiais derretidos quanto a materiais em pó.

[0010] A invenção fornece vantagens consideráveis. Sendo assim, através do uso de soluções simples, a presente invenção fornece uma estrutura de sistema de lança significativamente mais simplificada e mais forte do que a anterior. A presente disposição tem uma boa precisão dimensional, o que é ideal para acelerar a disposição em conjunto do sistema de lança, dessa forma, fazendo com que o sistema seja mais econômico em sua fabricação e forneça benefícios significativos em termos de fabricação.

[0011] A presente solução fornece um posicionamento ótimo do material onde se exige a maior resistência na disposição. Quando se produz um sistema de lança de uma placa de aço ou cano, não é possível alterar a espessura da parede de uma parte de lança em apenas algumas das estruturas. Nas soluções da técnica anterior, a espessura da parede é determinada por meio do ponto mais fraco, isto é, em geral, a junta soldada, da estrutura de cano ou de placa. A junta soldada é onde as propriedades do material são as mais fracas devido à entrada de calor na solda. Sendo assim, uma espessura de parede desnecessariamente mais larga precisa ser mantida no restante da estrutura. Em uma estrutura de cano, o corte transversal também necessita ser dimensionado de acordo com a direção e o ponto submetido à maior tensão, em que um corte transversal desnecessariamente largo permanece nas outras localizações. Quando se utiliza uma estrutura feita a partir de material fluido, o formato do corte transversal da parte de lança pode ser otimizado de acordo com a carga, o peso estrutural e a utilização de espaço, por exemplo.

[0012] Dessa forma, uma estrutura de sistema de lança ainda mais leve do que antes é atingida por inteiro. Sendo assim, é possível aperfeiçoar tanto o desempenho do sistema de lança quanto a estabilidade e a eficiência de energia da máquina que aciona o mesmo, visto que o centro da massa é inferior e o peso total é menor.

[0013] Um corpo, de acordo com a presente disposição, também pode ser formado com uma região média que é mais fina do que o restante do corpo. Este tipo de parte de lança obstrui, o mínimo possível, a visibilidade do local de trabalho do operador da máquina florestal.

[0014] Outras vantagens fornecidas pela invenção são reveladas a seguir na descrição mais detalhada das modalidades específicas da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] A seguir, algumas modalidades preferenciais da invenção serão explicadas com mais detalhes e com referência aos desenhos anexos, em que

[0016] A Figura 1 ilustra uma disposição da invenção em um sistema de lança de um guindaste com uma lança deslizante,

[0017] A Figura 2 é uma vista axonométrica da disposição, que é destacada a partir do sistema de lança da Figura 1, conforme visto pelo lado posterior,

[0018] A Figura 3 é uma vista axonométrica da disposição, que é destacada a partir do sistema de lança da Figura 1, conforme visto pelo lado frontal,

[0019] A Figura 4 é uma vista da disposição, que é destacada do sistema de lança da Figura 1, conforme visto pelo lado frontal,

[0020] A Figura 5 ilustra uma seção vertical da dita disposição no ponto A-A da Figura 4,

[0021] A Figura 6 ilustra uma outra seção vertical da disposição em um ângulo de 90 graus a partir da seção da Figura 5,

[0022] A Figura 7 ilustra uma seção horizontal em B-B da Figura 6 e a Figura 8 ilustra uma seção horizontal em C-C da Figura 6,

[0023] A Figura 9 ilustra uma seção horizontal em D-D da Figura 6,

[0024] A Figura 10 ilustra uma seção horizontal em E-E da Figura 6, e

[0025] A Figura 11 é um diagrama de tensão a partir da fase de projeto, isto é, uma vista produzida por meio de uma análise de FEM.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAS

[0026] As presentes Figuras não ilustram a disposição em um sistema de lança em escala, porém as Figuras são esquemáticas e demonstram a estrutura geral e o funcionamento das modalidades preferenciais. As partes estruturais são ilustradas através de números de referência nas Figuras anexas e, em seguida, correspondem as partes estruturais feitas por meio de números de referência neste relatório descritivo.

[0027] A Figura 1 ilustra por meio de exemplo um guindaste com uma lança deslizante, em que a presente disposição é utilizada. Este tipo de sistema de lança 1 formado por um guindaste compreende pelo menos duas partes de lança situadas ao redor uma da outra, em que a primeira parte de lança 2, isto é, a lança principal, é convencionalmente conectada a uma máquina florestal através do uso de uma subestrutura giratória 3, sendo um dispositivo giratório ou prancha de guindaste, por exemplo. Neste caso, a presente disposição forma a lança principal. A segunda parte de lança 4 da Figura, isto é, a lança dobrável com a extensão telescópica, é situada de modo convencional e diretamente ou indiretamente para sustentar uma ferramenta conhecida por si só, tal como uma cabeça de corte de colheitadeira ou caçamba para agarramento de madeira de um trator. Essas ferramentas convencionais não estão descritas mais detalhadamente no presente documento.

[0028] As partes de lança 2 e 4 do sistema de lança 1 compreendem meios alongados com meios de fixação 5 e 6 conforme ilustrado na Figura 2, por exemplo, para conectar as partes de lança de modo articulado e conhecido por si só para as estruturas adjacentes. Conforme mostrado na Figura 1, os meios de transmissão de potência 7, 8 e 9 são conectados às partes de lança para utilização no deslocamento das partes de lança uma em relação à outra e em relação ao meio ambiente com o propósito de girar o sistema de lança e estendê-lo nos planos verticais e horizontais. Neste contexto, o meio de transmissão de potência compreende um atuador hidráulico conectado às partes de lança que é ilustrado por meio de exemplo. No entanto, é necessário lembrar que ao deslocar a parte de lança outros meios podem também ser implementados. Isto inclui diversos mecanismos de alavanca, haste de tração ou impulso e barras ou ainda arames.

[0029] Na presente modalidade, de acordo com as Figuras 2 a 10, a lança principal 2 que forma a disposição compreende um corpo alongado 11 com uma estrutura oca, ver Figura 5. A primeira extremidade 12 desse corpo tem um primeiro meio de fixação 5 e uma segunda extremidade 13 de corpo, de acordo com esta modalidade e tem um segundo meio de fixação 6, em que a disposição pode ser fixada como parte do sistema de lança 1. Adicionalmente, o corpo tem meios de fixação específicos 14, pelos quais um ou mais atuadores 7, 8 ou 9 controlam o sistema de lança e podem ser fixados ao corpo. A disposição é feita de ferro, aço, ou outro material fluido com resistência suficiente. Dessa forma, a fim de diminuir o peso, o corpo é produzido dentro de uma peça uniforme e oca com uma superfície de envoltório 16 circundante a cavidade 15 no corpo 11. Sendo assim, uma parte de lança dimensionalmente precisa é dotada de meios de fixação necessários, que exigem apenas usinagem, em extremidades opostas e pelo menos um meio de fixação entre os meios e o atuador. Após a fabricação, a parte de lança é submetida a retificação de acabamento e tratamento de superfície e as áreas necessárias recebem acabamento por usinagem.

[0030] Dessa forma, a parte de lança pode ser feita a partir de sinterização a laser através da utilização denominada impressão tridimensional. A parte de lança modelada por um software e adequada para o propósito pode, portanto, ser feita de uma forma dimensionalmente precisa, de modo que tenha os perfis de corte transversal e espessuras da parede desejáveis.

[0031] Quando a produção da parte de lança for feita por fundição, a fundição pode ser tornada o mais leve possível, em que a estrutura oca é produzida a partir de um macho de areia situado no molde durante a fundição. Isso não foi especialmente ilustrado nas Figuras presentes. O macho de areia é sustentado durante a fundição contra as paredes opostas do molde da parte de lança, preferencialmente pelo menos em duas localizações opostas. Essa sustentação impede a flexão interna do macho de areia e que o mesmo se movimente durante a fundição, o que também poderia acontecer, além dessa forma, através da elevação do metal derretido. Com esse propósito, portas de fundição específicas 17, 18, 19 e 20 são fornecidas dentro da disposição para implementação da sustentação. Na modalidade, de acordo com as Figuras, dois pares das ditas portas de fundição são fornecidos dentro da parte de lança e estão localizados em lados opostos ao plano em corte 21 e dividem em meia peça a parte de lança. Portanto, o plano em corte do corpo, de acordo com a Figura 5, é definido por eixos giratórios paralelos que cruzam os meios de fixação nas extremidades opostas do corpo e, que são produzidos no mesmo processo de fundição. Nas modalidades que têm apenas um eixo giratório, o plano em corte é definido pelo menos por um eixo giratório unido ao eixo central do corpo que cruza o mesmo.

[0032] Naturalmente, a disposição também pode ser fundida de forma que o macho de areia seja sustentado através de uma porta de fundição nos lados opostos ao plano em corte do corpo, porém um resultado mais confiável é provavelmente obtido através do uso de uma porta de fundição na primeira lateral do plano em corte e na segunda lateral do mesmo.

[0033] Essas portas de fundição 17 e 20 são uma combinação para atingir resistência e sustentação suficiente para os machos. As portas são projetadas para serem o mais funcional possível a fim de que não direcionem tensões prejudiciais as mesmas e a lança principal 2 durante a carga direcionada ao sistema de lança 1 durante o uso. Sendo assim, a porta de fundição é de modo preferencial substancialmente em formato oval. Preferencialmente, a porta de fundição também é equipada com um reforço de borda específico para aperfeiçoar a resistência do envoltório da disposição e reduzir as tensões direcionadas à disposição. Os reforços de borda deste tipo estão ilustrados nas Figuras 7 e 10, por exemplo.

[0034] O plano em corte mencionado acima também define um lado frontal 22 e um lado posterior 23 nos lados opostos do corpo, em que, neste caso, o meio de fixação 14 formado no corpo está do lado frontal da disposição.

[0035] A produção de uma parte de lança de um material fluido, pode aumentar o momento de giro do corpo 11, preferencialmente a partir da moldagem do corte transversal do corpo de forma que fique em direção perpendicular ao eixo geométrico longitudinal do corpo e convirja com o plano em corte 21, em que o corte transversal é principalmente maior do que o plano em corte na direção perpendicular. Adicionalmente, em uma parte de lança deste tipo, é possível otimizar a posição do material na disposição de acordo com a carga, peso da estrutura e utilização de espaço a fim que forneça as melhores propriedades de resistência em cada momento. O software de projeto conhecido por si só, tal como a análise de FEM que produz gráficos de tensão, conforme ilustrado na Figura 11, podem ser utilizados nesta otimização. Dessa forma, as Figuras 7 a 10 ilustram como tanto a espessura da parede quanto o formato da parede do corpo da parte de lança pode variar em diferentes pontos do corpo. A espessura da parede pode variar de 1 a 10 centímetros, e, é preferencialmente de 1.8 a 2.5 centímetros quando feita por meio de fundição, por exemplo. O corte transversal do corpo também pode ser feito para prensar até o ponto médio do corpo ou, inversamente, o corte transversal do corpo pode ser feito para se expandir em direção ao eixo giratório e a partir do ponto médio do corpo até as extremidades.

[0036] Uma outra modalidade também pode ser formada de uma parte de lança, em que ao em vez de dois meios de fixação opostos, o corpo tem meios de fixação que têm uma extremidade do mesmo e em uma outra extremidade tem superfícies necessariamente usinadas, em que a parte de lança pode ser montada diretamente no dispositivo giratório. Dessa forma, a parte de lança é girada em seu local de uso ao redor do eixo geométrico longitudinal substancialmente vertical. Nesta modalidade, a parte de lança é preferencialmente parte de um alimentador de madeira e forma especialmente a primeira parte de lança, isto é, a coluna ou pilar de um alimentador, como pode ser visto a partir do dispositivo giratório de um sistema de lança de trator. Adicionalmente, o dispositivo giratório deste tipo de parte de lança pode ser ativado através de transmissão de engrenagem, por exemplo. As engrenagens exigidas podem ser preferencialmente feitas e usinadas diretamente como porção da parte de lança que é preferencialmente feita por meio de fundição.

[0037] Assim como na primeira modalidade, este tipo de disposição em um sistema de lança também compreende pelo menos duas partes de lança interligadas e pelo menos um meio de transmissão de potência conectado às partes de lança para deslocar as partes de lança uma em relação à outra e em relação ao meio ambiente. A parte de lança do lado da base do sistema de lança, em seguida, compreende um corpo alongado com uma estrutura oca produzida a partir de um material fluido, que tem meios de fixação cruzado por eixo giratório com o propósito de fixar a parte de lança à estrutura adjacente. Na extremidade oposta da mesma, o corpo tem superfícies usinadas específicas, pelas quais a parte de lança pode ser montada em um dispositivo giratório, por exemplo. A parte de lança também tem pelo menos um conjunto de meios de fixação feito a partir do mesmo processo de fabricação com o propósito de fixar o atuador que controla o sistema de lança ao corpo.

[0038] Assim como na primeira modalidade descrita acima, a parte de lança compreende, também, um plano em corte definido a partir do eixo giratório e do eixo geométrico central do corpo que cruza o mesmo de forma que pelo menos um par de portas de fundição são formadas no corpo em lados opostos ao plano em corte durante a fundição. As portas de fundição correspondem àquelas descritas acima em operação e estrutura.

[0039] Deve-se compreender que a descrição acima e as Figuras relacionadas apenas pretendem ilustrar a presente solução. No entanto, a solução não se restringe às modalidades descritas acima ou definidas nas reivindicações, porém ficará aparente para as pessoas versadas na técnica que diferentes variações e modificações são possíveis dentro do escopo da ideia definida nas reivindicações anexas.

Claims

1. Sistema de lança (1), em que o sistema de lança, especialmente em uma máquina florestal, compreende pelo menos duas partes de lança interligadas (2, 4) e pelo menos um meio de transmissão de potência (7, 8, 9) conectado às partes de lança para deslocar as partes de lança uma em relação à outra e em relação ao meio ambiente, por meio do que uma parte de lança compreende um corpo alongado (11) com uma estrutura oca, pelo menos um conjunto de meio unidos (5, 6) que são cruzados por eixos giratórios com o propósito de fixar a parte de lança a uma estrutura adjacente, e pelo menos um conjunto de meios de fixação (14) para fixar o meio de transmissão de potência (7, 8, 9), que controla o sistema de lança, ao corpo, por meio do que pelo menos uma da dita parte de lança (2, 4) é formada como uma peça oca e uniforme produzida a partir de material fluido, CARACTERIZADA pelo fato de que o corpo (11) de pelo menos uma parte da lança (2) feita de material fluido tem uma seção transversal que, na direção perpendicular ao eixo longitudinal do corpo e convergindo com um plano seccional (21), é maior do que na direção perpendicular ao plano seccional, em que o dito plano seccional divide pela metade a dita parte da lança (2) e é definido pelos eixos de rotação paralelos que interceptam os meios de junção em extremidades opostas do corpo ou por pelo menos um eixo de rotação juntamente com o eixo central do corpo que a intercepta, e o corte transversal do corpo (11) é feito para prensar até o ponto médio do corpo, por meio do qual o corte transversal do corpo é feito para expandir a partir do ponto médio do corpo em direção ao eixo giratório nas suas extremidades.

2. Sistema de lança (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a parte de lança (2) é formada de um material de pó por meio de sinterização.

3. Sistema de lança (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a parte de lança (2) é formada de um material derretido por meio de fundição, por meio do que pelo menos um eixo giratório e o eixo geométrico central (21) do corpo (11) que cruzam a mesma definem um plano em corte de forma que pelo menos um par de portas de fundição (17, 18, 19 e 20) seja formado no corpo em lados opostos ao plano em corte.

4. Sistema de lança (1), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que em um lado do plano em corte do corpo (11) há uma porta de fundição e do outro lado do plano em corte há duas portas de fundição.

5. Sistema de lança (1), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos dois pares de portas de fundição são formados no corpo (11) em lados opostos ao plano em corte.

6. Sistema de lança (1), de acordo com as reivindicações 3 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que a disposição compreende um lado frontal (23) e lado posterior (22) em lados opostos ao plano em corte, em que o meio de fixação (14) está localizado no lado frontal da disposição.

7. Sistema de lança (1), de acordo com as reivindicações 3 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que uma ou mais portas de fundição (17, 18, 19 e 20) compreendem um reforço de borda.

8. Sistema de lança (1), de acordo com as reivindicações 3 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a porta de fundição (17, 18, 19 e 20) tem formato oval.

9. Sistema de lança (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADA pelo fato de que o corte transversal do corpo (11) se expande em direção ao eixo giratório e a partir do ponto médio do corpo até as extremidades.