CZ33831U1 - - Google Patents

Description

Harvestor s multifunkčním pojezdem a hybridním pohonem pro předmýtní těžby

Oblast techniky

Na trhu jak v ČR, tak i v zahraničí plánovaný prototyp těžebního stroje nemá zastoupení, protože návazné zpeněžení tenkých sortimentů dříví je nedostatečné. Zahraniční výrobci produkují střední a velkou třídu strojů, které nejsou svými parametry vhodné na těžbu mladých lesních porostů, nebo naopak zase malé stoje, které jsou pro použití v našich podmínkách nevýhodné s ohledem na nerovnosti terénu, s malou výkonností a nízkou ekonomikou.

Dosavadní stav techniky

Při realizaci těžebně dopravního procesu v lesním hospodářství jsou používány mobilní mechanizační prostředky opatřené podvozky, jejichž konstrukce umožňuje pojezd těchto kácecích strojů ve složitém, obtížně sjízdném a povrchově neupraveném terénu. Při výrobní fázi odřezávají stromy prostřednictvím hydraulického jeřábu zakončeného kácecí hlavicí, která následně odvětvuje, naměřuje a zkracuje podle nastavených parametrů. Skupina kácecích strojů má podvozek ze dvou vzájemně spřažených celků, které jsou mezi sebou spojeny svislým čepem, okolo kterého se přední část a zadní část vzájemně pomocí hydraulického systému natáčejí v horizontální rovině, a tím je zajištěno směrové řízení kácecích strojů (harvestorů). Všechna kola těchto strojů jsou poháněna zpravidla pomocí rotačních hydromotorů.

Podstata technického řešení

Harvestor spadá do kategorie malých těžebních strojů. Popisovaný harvestor s variabilním pojezdem je určen pro výchovné těžby v lesních porostech. Konstrukce poskytuje zvýšenou šetrnost vůči prostředí (půda a stromy v porostu). Podvozek je tvořen pevným rámem opatřeným čtyřmi řiditelnými koly uchycených na naklápěcích nápravách. Kola jsou opatřena nízkotlakými pneumatikami. Všechna kola jsou poháněná a řiditelná nezávisle na nastavení kol druhé nápravy (umožnění variabilního pojezdu přímo, psím chodem, do oblouku, diagonálně) - záruka optimální manévrovatelnosti po vyvážecích linkách, případně v nahodilých těžbách mladých porostů. Kabina je otočná včetně hydraulického jeřábu, na němž je upevněna na rotátoru harvestorová hlavice s úřezem 340 mm. Dosah jeřábu je 7 až 8 m; délka stroje 5,0 m; šířka stroje 2,1 m; hmotnost 6t (hodnoty rozměrů jsou orientační). Pohon kol je hydraulický. Význačným znakem stroje je mj. otočná kabina, která zvyšuje ergonomickou úroveň pracoviště operátora. Kabina je konstruována se záměrem optimálního výhledu operátora a při její konstrukci byly vzaty všechny požadavky standardů ROPS, FOPS a OPS. Při práci stroj vykácí vyvážecí linky, po kterých pojíždí a pomocí pracovního ústrojí (harvestorová hlavice na jeřábu) těží a zpracovává stromy nalevo, napravo a před strojem. Navazujícími dílčími cíli budou výsledky aplikovaného výzkumu účinků provozu stroje na prostředí, zejména na půdu a kořenový systém stromů, provozní spolehlivost stroje, technicko - ekonomické ukazatele, optimální ergonomické parametry harvestorů, především však v možnosti zvýšit příkon motoru z akumulované elektrické energie pro pokrytí špičkových potřeb pojezdu i pracovních ústrojí. Přínosem je úspora spotřeby PHM, zlevnění pořizovací ceny stroje a zlepšení ekologických parametrů prostřednictvím sofistikovaného systémem řízení. Částečná náhrada spalování nafty rekuperovanou elektrickou energií přispěje též k ochraně ovzduší.

Objasnění výkresů

Příkladné provedení zařízení podle technického řešení je schematicky znázorněno na výkresech, kde na obr. 1 je boční pohled z levé strany ve směru jízdy na mobilní kolový těžební stroj

- 1 CZ 33831 UI harvester. Na obr. 1 je znázorněn pohled na pravou stranu stroje. Na obr. 2 je zachyceno schematické znázornění zapojení jednotlivých bloků pomocné pohonné jednotky. Obr. 4 až 7 zachycují pohled zepředu na různé jízdní režimy. Vyobrazení 8 až 13 zachycují horní pohled na různé jízdní režimy - natočení přední nápravy vpravo a vlevo, oblouk vpravo a vlevo i příčný posuv vpravo a vlevo. Vyobrazení 14 a 15 zobrazují možnosti naklápění kabiny a hydraulického jeřábu.

Příklad uskutečnění technického řešení

Harvester je tvořen nosným rámem 22, na kterém jsou postupně umístěny nádrž 23 paliva na pravé straně a elektrická baterie 14 na straně levé. Mezi nádrží 23 paliva a elektrickou baterií je uprostřed nosného rámu uchycena deska 13 naklápění kabiny 5 a hydraulického jeřábu 2 spolu s příslušným hydraulickým přímočarým motorem 18. Naklápění vyrovnává podélné sklony stroje. Za deskou naklápění 13 následuje chladič 24 hydraulického oleje na pravé straně stroje a rozdělovači převodovka 20 ve střední části nosného rámu. Rozdělovači převodovka 20 za pomocí ozubených řemenů přenáší příkon na dvojité hydraulické čerpadlo 12 pojezdu a hydraulické čerpadlo 10 pracovní, obě umístěna na levé straně převodovky, a dále na elektromotor 25 uchycený na pravé straně převodovky. Hydraulické čerpadlo 10 pracovní, napájí všechny hydraulické spotřebiče vyjma hydromotorů zajišťujících pojezd stroje. Elektromotor 25 během nízkého výkonového vytížení stroje pracuje v generátorovém režimu a akumuluje elektrickou energii do elektrické baterie 14. Nashromážděná elektrická energie naopak zpětně napájí elektromotor 25 k pokrytí výkonových špiček pracovního nebo pojezdového ústrojí. Prostřednictvím hnacího hřídele 8 je rozdělovači převodovka propojena se vznětovým spalovacím pístovým motorem 7 nacházejícím se v nejzadnější části stroje. Nad hnacím hřídelem před spalovacím motorem je nádrž 6 hydraulického oleje. Střední část nosného rámu 22 je na bočních stranách opatřena ochranným rámem 11. Na obou koncích nosného rámu 22 jsou pomocí čepů připojeny naklápěcí nápravy 17 umožňující vyrovnávat boční náklony stroje. Nápravy 17, přední a zadní shodného provedení, jsou tuhé bez vypražení. Samotné naklápění náprav 17 vůči nosnému rámu 22 je zajištěno hydraulickými přímočarými motory 15. po dvou kusech na každé nápravě. Do všech pojezdových kol 9 jsou zabudovány hnací pomaluběžné hydromotory s vnitřními (diskovými) parkovacími / nouzovými brzdami. Hnací hydromotory jsou napájeny dvojitým hydraulickým čerpadlem 12 pojezdu v podobě uzavřeného hydraulického okruhu. Každý hnací hydromotor se skládá ze dvou hlavních částí - z vlastního hydromotorů nesoucího pojezdové kolo 9 a z nosné konzole pevně uchycené ke konci nápravy. Obě části hnacího hydromotorů jsou vzájemně spojeny svislým rejdovým čepem umožňujícím natočení kola vůči nápravě. K vytvoření momentu potřebného pro natáčení kol je každá náprava vybavena jedním dvojčinným přímočarým hydraulickým motorem 16. Oba konce pístní tyče přímočarého motoru jsou propojeny s příslušným pojezdovým kolem 9 kloubovým táhlem. Řízení obou pojezdových kol 9 v rámci jedné nápravy se tak děje synchronně. Plášť pojezdových kol 9 tvoří široké nízkotlaké pneumatiky vhodné pro jízdu stroje po méně únosném povrchu. Na desce 13 naklápění kabiny 5 a hydraulického jeřábu 2 je uloženo hydraulicky poháněné otočové ložisko 21 nesoucí kabinu 5 obsluhy a hydraulický rovnoběžníkový jeřáb 2. Zvláštní konstrukce jeřábu umožňuje, aby činností jednoho hydraulického přímočarého motoru 3 přibližovacího byla ramena jeřábu uvedena v synchronní pohyb takový, při kterém se koncový bod jeřábu nesoucí kácecí hlavici 1 pohyboval po křivce podobné přímé úsečce. Sklon křivky je nastavován hydraulickým přímočarým motorem 4 sklonu. Dvojice hydraulických přímočarých motorů 19 zajišťuje boční náklon jeřábu vůči kabině 5. To je vhodné ve chvílích, kdy obsluha stroje si potřebuje zajistit vhodnější výhled na kácecí hlavici 1 nebojí umístit za překážku (vzrostlý strom). Kácecí hlavice 1 uchycená na konci jeřábu 2 skrze křížový závěs s vysokým počtem stupňů volnosti a rotátor umožňující natočení hlavice 1 kolem svislé osy. Obsluha ovládá stroj z místa v kabině 5 joysticky a pedály. Veškeré hydraulické výkonové prvky jsou ovládány zprostředkovaně přes elektronickou jednotku a elektromagnetické hydraulické ventily.

Claims (1)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Harvester s multifúnkčním pojezdem a hybridním pohonem pro předmýtní těžby, vyznačující se tím, že je vybaven nezávisle poháněnými nápravami (17) uchycenými k nosnému rámu (22) a uzpůsobenými pro nezávislé naklopení náprav (17); dále je, kromě spalovacího motoru (7), vybaven elektrickou baterií (14) a elektromotorem (25) k pokrytí výkonových špiček ίο hnacího anebo pracovního ústrojí, dále je vybaven hydraulickým přímočarým motorem (18) uzpůsobeným k naklápění kabiny včetně hydraulického jeřábu (2), které jsou upevněny na desce (13), a hydraulickým přímočarým motorem (19) pro boční naklápění hydraulického jeřábu (2).