CN115551345A - 树桩破碎机 - Google Patents

Abstract

本发明包括树桩破碎机，树桩破碎机用作挖掘机或一些其他挖孔机或森林收割机的附件，以碾磨与地面齐平的砍伐树木的树桩。树桩破碎机包括相互连接和相互作用的组件，该组件包括位于机械器具一侧的液压电机组件，该液压电机组件包括液压电机壳体、用于控制布置在液压电机壳体中的液压电机所必需的液压系统、连接到液压电机和连接到齿轮箱壳体的齿轮箱，在其下端连接有法兰，在该法兰上连接有树桩破碎机的刀片架和树桩破碎机的刀片。

Description

树桩破碎机

技术领域

本发明属于机械工程领域并且包括用于挖掘机或一些其他挖掘机或森林收割机的附件，其用于去除因森林收割或砍伐树木而产生的树桩。更具体地，本发明涉及用于这种机器的附件，这种机器即树桩破碎机，其用于碾磨与地面齐平的树桩。

背景技术

在本领域中已知有很多不同的树桩去除或研磨设备，它们可以连接到拖拉机、挖掘机或其他林业机械或其凸轮上。

在2008年12月10日提交的GB2449953中，Brian Mence描述了一种自装载木材破碎机，其包括收集和插入木材的装置、破碎装置和用于破碎材料的出口。此时，为了对物料进行破碎，破碎机包括转子和与转子连接的驱动器，其中转子配备有多个破碎元件，收集和插入木质材料的装置是挖掘机铲斗。使用该设备需要事先将在砍伐树木时产生的树桩连根拔起，这既费时又耗费资源。

在1999年1月5日提交的CA2128259中，Bot Silvio描述了一种用于研磨/铣削与地面齐平的树桩的机器。该机器包括雪橇结构，该结构包括用于将雪橇可释放地连接到挖掘机或其他耕作机的移动凸轮的紧固环。雪橇具有滑动滑雪板，用于将带有移动凸轮的设备引导到靠近树桩的土壤上。雪橇配备了驱动器，该驱动器具有变速器和自主燃料源。雪橇的砂轮附在雪橇上绕水平轴旋转，并与驱动器的传动装置相连。轮子有工作表面，用可更换的齿与树桩摩擦，这些齿将树桩切碎或磨成碎片，然后将其挖入地下。这是一个复杂而笨拙的设备，使用它会消耗大量时间，并且会在很大程度上磨损工作表面的齿。

在2020年4月22日提交的BR102018070436-2中，HIMEV INDUSTRIA描述了一种具有中心枢轴头组件的树桩磨床，该中心枢轴头组件安装并固定在机器前部的中心附近，以支撑和引导刀具组件。枢轴头组件的后部通过安装板安装在树桩研磨机框架或机身前部的中间。安装板支撑枢轴头组件的后部，该后部通常围绕垂直轴旋转。

现有技术解决方案的主要缺点是需要特殊的紧固件和驱动器，这反过来又不允许将用于去除树桩的切割头用于传统挖掘机、拖拉机或其他林业机械的凸轮或工具上。

2016年7月5日提交的文献US9382689B2(CHAPMAN RICHARDT等人)公开了一种树桩破碎机，包括支撑电机和齿轮箱的框架，钻头组件连接到齿轮箱。钻头组件包括连接到齿轮箱组件的轴和主钻头组件。主钻头组件包括一个或多个切割刀片和轴。轴在轴的上部连接到上钻头组件，在轴的下部连接到导向钻头组件。主钻头组件包括一个或两个下切割刀片。下切割刀片在上切割刀片的连接点下方的一点处连接到轴上。下切割刀片包括切割刃和主体。切割刃适于接合或“咬入”要破坏的树桩。所提出的树桩破碎机的主要缺点是要连接到车辆的特殊框架。这种解决方案不允许在困难、难以接近的地形下粉碎树桩，因为车辆必须单独驾驶到每个树桩。原则上，该框架只允许树桩破碎机上下移动和水平放置到树桩上。在不移动车辆的情况下，树桩破碎机没有动态的三轴方向运动，即在破碎树桩后，带有树桩破碎机的车辆必须移动到下一个树桩。另一个缺点与刀片的刚度有关，即当树桩破碎机被放置在树桩上并且它将被向下推时，刀片开始弯曲并因此可能断裂，这显着降低了机器的生产率。

2009年7月8日提交的BIJL GROENTECHNIEK BV的文献EP2077069A1公开了一种用于去除树桩的树桩钻机，其包括可旋转的轴、至少一个沿径向方向延伸并连接到轴的刀具和导向元件。所述引导元件是环形的并且布置成与轴有一定距离并且围绕轴。树桩钻的导向元件可以使该钻更好地居中于待移出的树桩上，从而有效防止树桩钻在树桩上滑动或打滑。导向元件支撑刀片并将它们结合在一起，但当树桩破碎机放置在树桩上时，导向元件的设计仍然会被向下推，刀片开始弯曲并因此可能断裂。

1987年3月25日提交的KETONEN LAURI的文献EP0214977A1公开了一种树木收割机操作系统，通过该操作系统，至少一个树木进给电机、横切锯以及操作至少一个进给器功能的气缸的操作和锯片，树木进给电机的双向旋转是通过从动力输出机交替地沿着附加的软管管线输送压力油来实现的，而横切锯的单向旋转是通过附加阀门通过阻止树木进给电机的操作来实现的。所述液压系统可用于树桩破碎机。

但必须牢记的是，在对树桩进行钻孔时，施加在刀片上的旋转力会不断变化，并且机器操作员必须不断检查切割头的速度、施加在切割头上的压力等。这使得工作压力很大。因此，需要一种能够自动适应钻桩阻力的液压控制系统的解决方案。

发明内容

根据本发明的树桩破碎机的目的通过简单的工具来实现，该工具可以通过附接到树桩破碎机的安装板附接到挖掘机或其他林业机械的工具上。这样，可以在树桩破碎机和机器的机具之间制作相应的转接板，便于树桩破碎机的安装。树桩破碎机本身的结构由四个相互连接的组件组成。树桩破碎机的下部，即刀片架，连接到齿轮箱壳体上。液压电机连接到齿轮箱壳体中的齿轮箱，该齿轮箱又连接到电机壳体，电机壳体在顶部具有用于控制液压电机的液压系统和用于将树桩破碎机连接到机具(例如挖掘机的凸轮)的安装板。这样，由刀片架的安装板组成的刀片架就构成了一个均匀紧凑的树桩破碎机。刀片架塔焊接在安装板的中心，在其下端安装刀片架锥，即螺旋钻。连接到刀片架塔下端的是垂直刀片架板，树桩破碎机的可更换刀片连接到这些刀片架板。刀片架板由从安装板周边到刀片架板的刀片架加强筋支撑，以提供稳定性和加强。刀片架塔也由两个肋支撑，肋的下端焊接到刀片架板上，顶端焊接到安装板上。

树桩破碎机的刀片架的圆形安装板用紧固件固定在齿轮箱壳体下端的法兰上。齿轮箱用紧固件固定在齿轮箱顶端的法兰上。齿轮箱与液压电机相连，当电机转动时，齿轮箱与壳体一起转动，树桩破碎机的刀片架也随之转动。液压电机附接到电机壳体，电机壳体经由电机壳体顶部中的安装板刚性地固定到挖掘机机具即凸轮。树桩破碎机的液压电机完全由电机壳体内的液压系统控制。挖掘机的液压系统通过液压软管与液压系统连接，因此两根软管用于液压流体(通常是专用液压油)的前进/回流，第三根软管用于回油排放。液压系统包括控制阀/方向阀，用于将油供应或排放引导至液压电机。此外，液压系统设有泄压阀、止回阀，系统还增加了液压蓄能器，以稳定液压电机的运行，从而使树桩破碎机刀片架的转动根据器具施加的力均匀。这能够提高树桩破碎机在钻出各种直径的树桩时的生产率。

本发明在所附权利要求中阐述。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述树桩破碎机的结构，其中：

图1是根据本发明的树桩破碎机的侧视图，用于说明所有组件的位置；

图2是从面对安装板的一端看的树桩破碎机的俯视图；

图3是树桩破碎机的液压系统的概念图。

具体实施方式

图1所示的树桩破碎机包含四个相互连接和相互作用的组件。在作业机械器具的一侧是液压电机组件1，其包括电机壳体10，并且在作业机械具的这一侧附接(例如焊接)有用于固定树桩的安装板11，安装板11被用于将破碎机固定到作业机械器具，例如挖掘机凸轮。如果需要，在安装板11和器具(图中虚线所示)之间使用适配器，使得树桩破碎机可以与各种作业机械(挖掘机、拖拉机或其他林业机械)的器具配套使用。控制液压电机所需的液压系统设置在电机壳体2中。其结构如下所述。

电机壳体容纳液压电机12，齿轮箱20连接到液压电机12以确保树桩破碎机的平稳和稳定旋转。齿轮箱20附接到齿轮箱壳体21。随着液压电机的操作，旋转被传递到齿轮箱，该齿轮箱与树桩破碎机的刀片架一起旋转。齿轮箱和电机之间装有轴承，保证转动平稳、通畅。齿轮箱法兰22焊接到齿轮箱壳体21的下端，树桩破碎机的刀片架3通过紧固件23附接到齿轮箱法兰22上。

树桩破碎机的刀片架3包括刀片架的圆形安装板31，安装板31用紧固件23连接到齿轮箱壳体21的齿轮箱法兰22上。安装板的中心附接有刀片架塔32，刀片架塔32的末端是树桩破碎机的锥体33，锥体33是锥形螺旋钻。这对于促进树桩破碎机进入树桩是必要的。当旋转的树桩破碎机靠着树桩放置时，螺旋钻开始与树桩破碎机一起将自身拉入树桩，从而加速树桩破碎机的刀片到达树桩。同时，螺旋钻允许操作员将树桩破碎机相对精确地引导到树桩的中心。刀片架塔由塔加强筋34从两侧支撑以保证刚度，塔加强筋34顶端焊接在安装板上，下端焊接在树桩破碎机的刀片架上。水平刀片架35设置在树桩破碎机刀片架的下端。在距刀片架塔约2/3处，刀片架由水平刀片架加强筋36支撑，其顶端通过焊接连接到刀片架的安装板的周边。这避免了当树桩破碎机被迫进入树桩时树桩破碎机刀片弯曲。在树桩破碎机的刀片架中形成有台阶，树桩破碎机的可更换刀片37附接到该台阶。在附图所示的示例性实施例中，树桩破碎机具有两个带有可更换刀片37的刀片架。这样一来，树桩破碎机的刀片架组件的结构是平衡的，并且该结构不会在作用于其上的力的作用下断裂。

用于控制树桩破碎机的液压电机的液压系统首先包括三个入口喷嘴101、102、103，挖掘机器具的液压系统通过液压软管连接到这些入口喷嘴。此时，两个入口喷嘴101和102用于液压系统使用的流体(通常为专用液压油)的进流、回流，第三喷嘴103用于排放回流的油。喷嘴通过管道连接到控制液压系统和电机运行的控制阀/换向阀104，其用于将油通过各种连接通道(管道)引导到液压电机12以启动它并根据树桩钻孔所产生的负载改变其转速。进入液压系统的所有流体的回流通过所述控制阀发生。此外，压力限制器106、107已放置在正向/回流管道之间。止回阀115用于液压系统中以限制液压流体的回流。为了控制电机的运行，电机的两个出口都装有附加的第一和第二控制阀108、109，以控制在控制阀之前从电机返回的流体。第一附加控制阀108还通过压力限制器117连接到电机的控制阀110。第二附加控制阀109连接到发动机控制杆116并进一步连接到液压蓄能器111。

附加阀112连接在入口喷嘴之间和控制阀118之前，控制阀118连接到比例阀/压力限制器113。控制阀118在树桩破碎期间平衡压力，并允许通过增加压力来自动控制液压电机或者在没有操作者干预的情况下降低其速度，因此根据本发明的树桩破碎机可以自动适应钻孔树桩的阻力。

后者连接到液压蓄能器111并连接到流体回流到作业机械系统的排放。在液压蓄能器和阀/压力限制器113之间放置了额外的节流阀114。

树桩破碎机齿轮箱的结构被设计为降低电机轴的角速度，以降低树桩破碎机的转速，但增加了树桩破碎机的扭矩和传递功率。齿轮箱采用多级行星齿轮箱，包括外齿轮和内齿轮。该齿轮箱的结构无需赘述，因为该齿轮箱的使用目的对于本领域的技术人员来说是清楚的，并且该树桩破碎机结构中使用的齿轮箱与本领域已知的齿轮箱没有任何区别，尽管降低发动机转速和增加扭矩很重要。

使用根据本发明的树桩破碎机工作容易且快速。例如，它可以安装在最小功率为74kW(约100hp)的挖掘机上，器具油压在195-350bar(19500kPa-35000kPa)范围内，油流量110-220l/min,挖掘机重量16-30t(吨),以保证树桩破碎机放置在树桩上时有足够的压力。树桩破碎机本身的重量在450-650公斤的范围内。

使用树桩破碎机时，将其连接到挖掘机工具上，必要时使用适配器作为垫片，以便将树桩破碎机连接到各种尺寸的工具上。然后挖掘机的液压系统通过软管连接到液压系统，用于控制树桩破碎机的电机。使用该挖掘机工具，将树桩破碎机提升到砍伐的树木的树桩上，其中在树桩破碎机的刀片架塔末端的锥体或螺旋钻使挖掘机操作员能够将树桩破碎机与树桩的中心对齐。操作人员启动树桩破碎机的液压电机，用挖掘机机具将螺旋钻推入树桩；当树桩破碎机旋转时，螺旋钻带动树桩破碎机，树桩破碎机的水平刀片将树桩与地面齐平或最深1米。然后树桩破碎机被提升并导向下一个树桩。整个工作过程的重要部分是液压系统自动控制电机速度，不受操作者的干扰。在树桩碾磨过程中，在碾磨之前不必将树桩从地里取出也是很重要的，并且由于用根据本发明的树桩破碎机碾磨树桩，留下了均匀和平整的地面，这是可以种植新树的地方。此外，铣削树桩的区域可以立即被其他机器使用，没有任何障碍。在更新城市公园时，使用根据本发明的树桩破碎机特别省时且有效。通过使用树桩破碎机，可以在不超过20秒的时间内去除树桩，还可以钻到1米的深度，新的洞可以立即用于种植新树。

详细清单

1-液压电机总成

10-电机壳体

11-安装板

2-电机壳体

12-液压电机

20–齿轮箱

21-齿轮箱壳体

22-齿轮箱法兰

3-刀片架

23-紧固件

31-刀片架安装板

32-刀片架塔

33-树桩破碎机的锥体

34-塔架加强筋

35-水平刀片架

36-水平刀片架加强筋

37-可更换刀片

101、102、103-用于连接液压软管的入口喷嘴

101-用于前向流动的第一喷嘴

102-用于回流的第二喷嘴

103-用于排放油的回流的第三喷嘴

104-控制阀/方向阀

106、107、117-压力限制器

108-第一控制阀

109-第二控制阀

110-电机控制阀

111-液压蓄能器

112-附加阀

113-阀门/压力限制器

114-附加油门

115-止回阀

116-发动机控制杆

118-控制阀。

Claims (4)

1.一种树桩破碎机，包括相互连接和相互作用的组件，所述组件包括：

-液压电机组件(1)，位于作业机械器具侧并包括液压电机壳体(10)和安装板(11)，所述安装板(11)附接到所述机械器具的端部，以用于将所述树桩破碎机连接到所述作业机械器具；

-液压系统，用于控制液压电机(12)所必需，布置在所述液压电机的壳体(2)中；

-齿轮箱(20)，连接到所述液压电机(12并附接到齿轮箱壳体(21)，所述齿轮箱壳体(21)的下端连接到齿轮箱法兰(22)，所述树桩破碎机的刀片架(3)附接到所述齿轮箱法兰(22)，

其中，

所述树桩破碎机的刀片架(3)包括所述刀片架的圆形安装板(31)，所述圆形安装板用紧固件附接在所述齿轮箱壳体(21)下端的齿轮箱法兰(22)上；

所述圆形安装板的中心附接有刀片架塔(32)，所述刀片架塔(32)的端部设有所述树桩破碎机的锥体(33)；

所述刀片架塔(32)由塔加强筋(34)从两侧支撑以保证刚度，所述塔加强筋顶端焊接在所述圆形安装板(31)上，所述塔加强筋的下端焊接在所述树桩破碎机的刀片架上；

所述树桩破碎机的刀片架(3)的下端设有水平刀片架(35)，所述水平刀片架在距所述刀片架塔(32)约2/3处由水平刀片架加强筋(36)支撑，所述水平刀片架加强筋的顶端附接至与所述刀片架的安装板(31)的周边；

在所述树桩破碎机的水平刀片架(35)中形成有台阶，所述树桩破碎机的可更换刀片(37)附接至所述台阶。

2.根据权利要求1所述的树桩破碎机，其特征在于，所述用于控制所述树桩破碎机的液压电机的液压系统包括三个入口喷嘴(101、102、103)，所述作业机械器具的液压系统通过液压软管连接到所述入口喷嘴(101、102、103)，其中两个入口喷嘴(101、102)用于所述液压系统中使用的流体的前进和回流，第三喷嘴(103)用于流体的回流的排放，其中喷嘴通过管道连接到控制阀/换向阀(104)，所述控制阀/换向阀(104)用于将油通过管道引导至所述液压电机以启动所述液压电机并改变其转速，其中所述液压系统中移动的流体的回流通过所述控制阀(104)发生，所述液压系统还包括前进/回流管道之间的压力限制器(106、107)，以及第一附加控制阀(108)和第二附加控制阀(109)，所述第一附加控制阀(108)和所述第二附加控制阀(109)安装在控制阀(110)之前的电机的两个出口上，以控制所述电机的运行。

3.根据权利要求2所述的树桩破碎机，其特征在于，所述第一附加控制阀(108)通过压力限制器(117)与所述电机的控制阀(110)连接，所述第二附加控制阀(109)连接到电机控制杆(116)和所述树桩破碎机的液压蓄能器(111)。

4.根据权利要求3所述的树桩破碎机，其特征在于，附加的第三阀(112)连接在控制阀(118)之前的入口喷嘴(101、102)之间并连接至比例阀/压力限制器(113)，所述比例阀/压力限制器连接到液压蓄能器(111)以及流体回流到机械系统的排放。

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