RU2157618C2

RU2157618C2 - Stump puller

Info

Publication number: RU2157618C2
Application number: RU97115864A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Алябьев; Ю.М. Сериков; В.Т. Дегтев
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 2000-10-20

Abstract

FIELD: forestry. SUBSTANCE: stump puller has working tool made in the form of rotor mounted on double-armed lever which is pivotally connected to frame by hinge and hydraulic cylinders adapted for feeding working tool. Rods of hydraulic cylinders are secured on upper ends of double-armed lever. Apparatus is further provided with slides attached to lower ends of double-armed lever, self-propelled chassis motion control unit with hydraulic distributor mechanically engageable with flags on double-armed lever and hydraulically connected to hydraulic cylinder which is connected with its rod to self-propelled chassis clutch and brake drive, and hydraulic distributor of working tool drive control unit for providing series or parallel engine connection. Working tool drive unit discharge lines are in fluid communication with hydraulic distributor controller of working tool feeding control unit. Drive unit is in fluid communication with hydraulic system of working tool drive via reducing valve system. Such construction allows operator to apply reduced physical force to working tool. EFFECT: increased efficiency and reduced labor consumption. 5 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к лесному хозяйству, в частности, для удаления пней на вырубках при проведении лесохозяйственных работ. The present invention relates to forestry, in particular, to remove stumps in clearings during forestry operations.

Известна машина для фрезерования пней по SU 1414357 A1, кл. A 01 G 23/06,1988, у которой для повышения производительности труда на раме впереди фрезерного барабана установлен механический щуп обнаружения препятствия, который связан с механизмом остановки трактора и звуковым сигналом. Недостатками машины являются высокая степень физической и нервной нагрузок на оператора из-за необходимости при встрече с пнем включать и выключать ходоуменьшитель и перемещать рычаг управления гидрораспределителем; необходимость установки ходоуменьшителя, что в конечном счете усложняет агрегатирование машины с тракторами. Known machine for milling stumps according to SU 1414357 A1, class. A 01 G 23 / 06.19988, in which, to increase labor productivity, a mechanical obstacle detection probe is installed on the frame in front of the milling drum, which is connected with the tractor stop mechanism and an audible signal. The disadvantages of the machine are a high degree of physical and nervous load on the operator due to the need to turn the creeper on and off and move the control valve when meeting with a stump; the need to install a creeper, which ultimately complicates the aggregation of the machine with tractors.

Известен корчеватель-измельчитель по SU 1076027 A, кл. A 01 G 23/06, 1984, у которого измельчающий барабан установлен на раме посредством двуплечего рычага, свободный конец которого связан с граблями посредством тяги. Недостатками машины являются большая энергоемкость технологического процесса из-за необходимости дробить все порубочные остатки, собранные граблями; нерациональное использование мощности трактора, т.е. трактор должен развивать максимальное тяговое усилие при измельчении пня и при самом измельчении пня используется наиболее энергоемкое торцевое резание. Known uproader-grinder according to SU 1076027 A, class. A 01 G 23/06, 1984, in which the chopping drum is mounted on the frame by means of a two-shouldered lever, the free end of which is connected to the rake by means of a rod. The disadvantages of the machine are the high energy intensity of the process due to the need to crush all chopping residues collected by a rake; irrational use of tractor power, i.e. the tractor must develop maximum traction when grinding the stump and when grinding the stump itself, the most energy-intensive end cutting is used.

Известно устройство для удаления пней по заявке DE N 2041208 A, кл. A 01 G 23/06, 1973, взятое нами за прототип, у которого измельчающий барабан (ротор) установлен на раме посредством двуплечего рычага, а свободный конец связан с гидроцилиндром подачи. Недостатком этого устройства является высокая степень физической и нервной нагрузок на оператора: оператор должен обнаружить пень, подъехать к пню, остановиться, включить фрезу. A device for removing stumps according to the application DE N 2041208 A, class. A 01 G 23/06, 1973, taken by us as a prototype, in which the chopping drum (rotor) is mounted on the frame by means of a two-shouldered lever, and the free end is connected to the supply hydraulic cylinder. The disadvantage of this device is the high degree of physical and nervous stress on the operator: the operator must detect a stump, drive up to a stump, stop, turn on the cutter.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что устройство для удаления пней, включающее самоходное шасси, раму, двуплечий рычаг, шарнирно закрепленный на раме, роторный рабочий орган, установленный на рычаге, привод рабочего органа, механизм подачи рабочего органа, снабжено
лыжами, установленными на нижних концах двуплечего рычага;
блоками управления движением самоходного шасси, управления приводом рабочего органа и блоком управления его подачи;
гидрораспределитель блока управления движением самоходного шасси механически взаимодействует с флажками на двуплечем рычаге, гидравлически связан с гидроцилиндром, соединенным штоком с приводом муфты сцепления и тормоза самоходного шасси, и гидрораспределителем блока управления приводом рабочего органа, обеспечивающим соединение моторов последовательно или параллельно, а сливные линии блока привода рабочего органа гидравлически соединены с управлением гидрораспределителя блока управления подачей рабочего органа, при этом он гидравлически связан с гидросистемой привода рабочего органа посредством системы редукционных клапанов.The essence of the invention lies in the fact that the device for removing stumps, including a self-propelled chassis, a frame, a two-arm lever, pivotally mounted on the frame, a rotary working body mounted on a lever, a drive of the working body, a feed mechanism of the working body, is provided
skis mounted on the lower ends of the two shoulders arm;
control units for the movement of the self-propelled chassis, control of the drive of the working body and the control unit for its supply;
the control valve of the self-propelled chassis motion control unit mechanically interacts with the flags on the two-arm lever, is hydraulically connected to the hydraulic cylinder connected to the stem with the clutch and brake of the self-propelled chassis, and the control valve of the operating unit drive control unit, which connects the motors in series or parallel, and drain lines of the drive unit the working body is hydraulically connected to the control of the valve of the control unit for supplying the working body, while he is connected to the hydraulic system of the drive of the working body through a system of pressure reducing valves.

Кроме того,
- блок управления движением самоходного шасси выполнен в виде гидрораспределителя с подпружиненным переключателем, последовательно соединенного с гидроцилиндром, у которого поршневая и штоковая полости посредством дросселей и обратных клапанов гидравлически связаны с гидрораспределителем блока управления приводом рабочего органа, при этом входная линия гидрораспределителя гидравлически связана соответственно с входной линией гидрораспределителя блока управления подачей рабочего органа и системой редукционных клапанов в напорной линии гидросистемы привода рабочего органа, а выходная линия - со сливной линией гидросистемы привода рабочего органа;
- блок управления приводом рабочего органа выполнен в виде установленного в напорной линии первого из гидромоторов, сливная линия которого соединена со сливной линией второго гидромотора и обратным клапаном, гидрораспределителем с гидравлическим управлением от блока управления движения самоходного шасси, одна ветвь которого последовательно соединена со вторым гидромотором, параллельно установленным по отношению к нему обратным клапаном, а другая ветвь последовательно соединена посредством предохранительного клапана со cливной линией общего предохранительного клапана, при этом эта сливная линия посредством дросселей соединена с гидроуправлением гидрораспределителя в блоке управления подачей рабочего органа и с общей сливной линией;
- блок управления подачей рабочего органа выполнен в виде гидрораспределителя с гидравлическим управлением от блока управления приводом рабочего органа посредством редукционных клапанов и дросселя, входные линии которого соединены с гидроцилиндром подачи рабочего органа с параллельно установленным предохранительным клапаном, при этом штоки гидроцилиндров соединены с верхними концами рычага; поверхность лыжи выполнена криволинейной.Moreover,
- the self-propelled chassis motion control unit is made in the form of a directional valve with a spring-loaded switch connected in series with a hydraulic cylinder, in which the piston and rod cavities are hydraulically connected to the directional control valve of the actuator by means of throttles and check valves, while the input line of the control valve is hydraulically connected respectively to the input the line of the control valve of the control unit for supplying the working body and the pressure reducing valve system th line of the working hydraulic actuator body and output line - to the return line of the working hydraulic actuator body;
- the control unit for driving the drive of the working body is made in the form of the first of the hydraulic motors installed in the pressure line, the drain line of which is connected to the drain line of the second hydraulic motor and a check valve, a hydraulic control valve from the motion control unit of the self-propelled chassis, one branch of which is connected in series with the second hydraulic motor, a non-return valve installed in relation to it, and the other branch is connected in series through a safety valve with a drain line s overall safety valve, wherein this drain line via pilot control valve connected to a hydraulic control in feeding the working body and the control unit with a common drain line;
- the control unit for supplying the working body is made in the form of a hydrodistributor with hydraulic control from the control unit for driving the working body through pressure reducing valves and a throttle, the input lines of which are connected to the hydraulic cylinder for supplying the working body with a safety valve installed in parallel, while the rods of the hydraulic cylinders are connected to the upper ends of the lever; the surface of the ski is curved.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется схемами, где на фиг. 1 показана кинематическая схема; на фиг. 2 - гидравлическая схема устройства для удаления пней. The essence of the invention is illustrated by diagrams, where in FIG. 1 shows a kinematic diagram; in FIG. 2 is a hydraulic diagram of a device for removing stumps.

Устройство для удаления пней состоит из рамы 1, на которой установлен двуплечий рычаг 2. На нижних концах двуплечего рычага установлены рабочий орган (ротор) 3 и лыжи 4. Верхние концы двуплечего рычага соединены с гидроцилиндрами 5 подачи рабочего органа. Привод ротора гидравлический, осуществляется двумя гидромоторами 6 и 7 от насосной станции, включающей масляный насос 8, приводящийcя от вала отбора мощности (ВОМ) трактора, масляный фильтр 9, масляный бак 10 и предохранительный клапан 11. Блок управления движением самоходного шасси включает гидроцилиндр 12, который соединен штоком с приводом муфты сцепления и тормоза самоходного шасси гидрораспределитель 13 с подпружиненным переключателем, который взаимодействует с флажками 14 на двуплечем рычаге 2. Напорная линия гидрораспределителя 13 соединена посредством редукционного клапана 15 с насосом 8, а сливная линия соединена с масляным баком 10 посредством фильтра 9. Выходные линии гидрораспределителя 13 соединены посредством обратных клапанов и дросселей 16, 17, 18 с гидроцилиндром 12 и гидрораспределителем 19 блока управления приводом рабочего органа. Блок управления приводом рабочего органа включает гидрораспределитель 19, обратный клапан 20, предохранительный клапан 21, дроссели 22 и 23. Напорная линия гидрораспределителя 19 соединена с насосом 8. Одна выходная линия гидрораспределителя 19 соединена с гидромотором 7 и установленным параллельно ему обратным клапаном 20, а вторая выходная линия соединена посредством предохранительного клапана 21 и дросселя 22 с масляным фильтром 9. Сливные линии предохранительных клапанов 11 и 21 соединены посредством дросселя 23 с управляющей линией гидрораспределителя 24 блока управления подачей рабочего органа. Блок управления подачей рабочего органа включает гидрораспределитель 24 и предохранительный клапан 25. Напорная линия гидрораспределителя 24 соединена посредством редукционного клапана 15 с насосом 8, а сливная линия соединена с масляным баком 10 посредством фильтра 9. Выходные линии гидрораспределителя 24 соединены с гидроцилиндрами 5 и установленным параллельно им предохранительным клапаном 25. Вторая управляющая линия гидрораспределителя 24 соединена посредством редукционного клапана 26 с напорной линией этого же распределителя. The device for removing stumps consists of a frame 1, on which a two-shouldered lever is mounted 2. At the lower ends of the two-shouldered lever, a working body (rotor) 3 and skis are installed 4. The upper ends of the two-shouldered lever are connected to the hydraulic cylinders 5 for supplying the working body. The rotor drive is hydraulic, it is carried out by two hydraulic motors 6 and 7 from the pump station, including an oil pump 8, driven from the tractor's power take-off shaft (PTO), an oil filter 9, an oil tank 10 and a safety valve 11. The self-propelled chassis motion control unit includes a hydraulic cylinder 12, which is connected by a rod to the drive of the clutch and brake of the self-propelled chassis hydraulic distributor 13 with a spring-loaded switch that interacts with the flags 14 on the two-arm lever 2. The pressure line of the hydraulic distributor 13 ene by the relief valve 15 to the pump 8, and a drain line connected to the oil tank 10 through a filter 9. The output lines of the control valve 13 are connected through check valves and chokes 16, 17, 18 with hydraulic cylinder 12 and the control valve 19, the working body drive control unit. The control unit of the drive of the working body includes a control valve 19, a check valve 20, a safety valve 21, throttles 22 and 23. The pressure line of the control valve 19 is connected to the pump 8. One output line of the control valve 19 is connected to the hydraulic motor 7 and a check valve 20 installed parallel to it, and the second the output line is connected by means of a safety valve 21 and a throttle 22 to the oil filter 9. The drain lines of the safety valves 11 and 21 are connected by a throttle 23 to a control line divider 24 of the control unit for supplying the working body. The control unit for supplying the working body includes a control valve 24 and a safety valve 25. The pressure line of the control valve 24 is connected via a pressure reducing valve 15 to the pump 8, and the drain line is connected to the oil tank 10 by means of a filter 9. The output lines of the control valve 24 are connected to hydraulic cylinders 5 and installed parallel to them safety valve 25. The second control line of the control valve 24 is connected via a pressure reducing valve 26 to the pressure line of the same valve.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Для работы задняя навесная система самоходного шасси переводится в "плавающее" положение, включаются ВОМ и первая передача самоходного шасси. При отсутствии пней самоходное шасси движется на первой передаче, штоки гидроцилиндров 5 выдвинуты, ротор 3 находится в почве на глубине, ограниченной лыжей 4, ротор вращается гидромотором 6. Обратный клапан 20 обеспечивает вращение гидромотора 7. Гидрораспределители 13 и 19 находятся в положении II, гидрораспределитель 24 находится в положении I. Давление настройки предохранительного клапана 21 меньше давления настройки клапана 11, поэтому давление в гидросистеме привода рабочего органа, эквивалент крутящего момента на роторе, ограничено давлением настройки клапана 21. Давление в гидроцилиндрах 5, эквивалент усилия подачи рабочего органа, поддерживается постоянным редукционным клапаном 15. Мощность самоходного шасси расходуется на перемещение агрегата и фрезерование почвы на небольшую глубину. При встрече ротора 3 с препятствием (пнем) ротор 3 останавливается, масло от насоса 8 через клапан 21 идет на слив. Дроссель 22 на участке сливной магистрали создает давление, которое переключает гидрораспределитель 24 в положение II. Гидроцилиндры 5 поворачивают двуплечий рычаг 2 против хода часовой стрелки. Поворот заканчивается взаимодействием флажка 14 с переключателем гидрораспределителя 13. Гидрораспаределитель переводится в положение I. Гидроцилиндр 12 взаимодействует с приводом муфты сцепления и тормоза самоходного шасси и самоходное шасси останавливается. For operation, the rear hinged system of the self-propelled chassis is moved to the "floating" position, the PTO and the first gear of the self-propelled chassis are engaged. In the absence of stumps, the self-propelled chassis moves in first gear, the piston rods 5 are extended, the rotor 3 is in the soil at a depth limited by ski 4, the rotor rotates with a hydraulic motor 6. The check valve 20 provides rotation of the hydraulic motor 7. The control valves 13 and 19 are in position II, the control valve 24 is in position I. The setting pressure of the safety valve 21 is less than the setting pressure of the valve 11, therefore, the pressure in the hydraulic system of the drive of the working body, the equivalent torque on the rotor, is limited by the pressure by setting the valve 21. The pressure in the hydraulic cylinders 5, the equivalent of the feed force of the working body, is supported by a constant pressure reducing valve 15. The power of the self-propelled chassis is spent on moving the unit and milling the soil to a shallow depth. When the rotor 3 meets an obstacle (stump), the rotor 3 stops, the oil from the pump 8 through the valve 21 goes to drain. The throttle 22 in the area of the drain line creates a pressure that switches the valve 24 to position II. The hydraulic cylinders 5 rotate the two shoulders lever 2 counterclockwise. The rotation ends with the interaction of the flag 14 with the switch of the hydrodistributor 13. The hydrodistributor is moved to position I. The hydraulic cylinder 12 interacts with the clutch and brake of the self-propelled chassis and the self-propelled chassis stops.

Гидрораспределитель 19, управляющие линии которого гидравлически связаны с выходными линиями гидрораспределителя 13, переходит в положение I. Привод ротора 3 осуществляется гидромоторами 6 и 7. Давление в гидросистеме привода рабочего органа ограничено давлением настройки клапана 11. Это обеспечивает увеличение крутящего момента на валу ротора более чем в два раза. Если этого момента недостаточно для преодоления сопротивления, то масло от насоса 8 идет на слив через клапан 11. Дроссель 22 на участке сливной магистрали поддерживает избыточное давление, и гидроцилиндры 5 продолжают поворот двуплечего рычага 2 против хода часовой стрелки уже при остановленном самоходном шасси. Момент сопротивления на роторе 3 уменьшается до нуля, и ротор начинает вращение. Частота вращения ротора в два раза меньше частоты вращения ротора при фрезеровании почвы. Весь поток масла от насоса 8 идет через гидромоторы 6 и 7. Давление на участке сливной магистрали перед дросселем 22 падает, и гидрораспределитель 24 под действием давления, установленного редукционным клапаном 26, переходит в положение I. Гидроцилиндры 5 осуществляют подачу ротора 3 на пень. Глубина фрезерования ротора 3 максимальна, так как при повороте двуплечего рычага 2 лыжа 4 обеспечивает заглубление ротора. Поворот рычага 2 заканчивается взаимодействием флажка 14 с переключателем гидрораспределителя 13. Гидрораспределитель переводится в положение II. Гидроцилиндр 12 медленно, из-за срабатывания дросселя с обратным клапаном, освобождает привод муфты сцепления и тормоза самоходного шасси, и оно начинает движение, одновременно гидрораспределитель 19 переходит в положение II, и привод ротора 3 осуществляется гидромотором 6. Частота вращения ротора увеличивается в два раза. Таким образом происходит удаление пня. Назначение дросселя 23 - сгладить колебание давления в управляющей линии гидрораспределителя 24. Назначение дросселя с обратным клапаном 17 и 18 - исключить гидравлический удар в линиях управления гидрораспределителя 19. The control valve 19, the control lines of which are hydraulically connected to the output lines of the control valve 13, switches to position I. The rotor 3 is driven by hydraulic motors 6 and 7. The pressure in the hydraulic system of the actuator drive is limited by the setting pressure of valve 11. This provides an increase in torque on the rotor shaft by more than twice. If this moment is not enough to overcome the resistance, the oil from the pump 8 is drained through the valve 11. The throttle 22 in the drain line section maintains excess pressure, and the hydraulic cylinders 5 continue to turn the two shoulders lever 2 counterclockwise even when the self-propelled chassis is stopped. The moment of resistance on the rotor 3 is reduced to zero, and the rotor begins to rotate. The rotor speed is half the rotor speed when milling the soil. The entire oil flow from the pump 8 goes through the hydraulic motors 6 and 7. The pressure in the drain line section in front of the throttle 22 drops, and the valve 24 under the pressure set by the pressure reducing valve 26 goes to position I. The hydraulic cylinders 5 feed the rotor 3 to the stump. The milling depth of the rotor 3 is maximum, since when the two shoulders of the lever 2 are rotated, the ski 4 provides a deepening of the rotor. The rotation of the lever 2 ends with the interaction of the flag 14 with the switch of the control valve 13. The control valve is moved to position II. The hydraulic cylinder 12 slowly, due to the operation of the throttle with a check valve, releases the clutch drive and the brake of the self-propelled chassis, and it starts to move, simultaneously the control valve 19 goes into position II, and the rotor 3 is driven by a hydraulic motor 6. The rotor speed is doubled . Thus, the stump is removed. The purpose of the throttle valve 23 is to smooth out the pressure fluctuation in the control line of the control valve 24. The purpose of the throttle valve with a check valve 17 and 18 is to eliminate water hammer in the control lines of the control valve 19.

Данное техническое решение повышает производительность в 1,5 - 2 раза и уменьшает интенсивность труда оператора. This technical solution increases productivity by 1.5 - 2 times and reduces the operator's labor intensity.

Claims

1. A device for removing stumps, including a self-propelled chassis, a frame, a two-shouldered lever pivotally mounted on the frame, a rotary working body mounted on the lower end of the lever, a working body drive, a working body feed mechanism, characterized in that the device is equipped with skis mounted on the lower ends of the two shoulders of the lever, the control unit for the movement of the self-propelled chassis, the valve of which mechanically interacts with the flags on the two shoulders of the lever, is hydraulically connected to the hydraulic cylinder connected by a rod to the actuator clutches and brakes of the self-propelled chassis, and the control valve of the control unit of the drive of the working body, providing connection of motors in series or in parallel, and the drain lines of the drive unit of the working body are hydraulically connected to the control of the control valve of the control unit of the working body, while it is hydraulically connected to the hydraulic system of the drive through a system of pressure reducing valves.

2. The device for removing stumps according to claim 1, characterized in that the self-propelled chassis motion control unit is made in the form of a control valve with a spring-loaded switch connected in series with a hydraulic cylinder, in which the piston and rod cavities are hydraulically connected to the control valve by means of throttles and check valves the drive of the working body, while the input line of the control valve is hydraulically connected respectively with the input line of the control valve of the feed control unit p the working body and the system of pressure reducing valves in the pressure line of the hydraulic system of the drive of the working body, and the output line with the drain line of the hydraulic system of the drive of the working body.

3. The device for removing stumps according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit for driving the working body is made in the form of the first of the hydraulic motors installed in the pressure line, the drain line of which is connected to the drain line of the second hydraulic motor and the check valve, with a hydraulic control valve from the control unit for the movement of the self-propelled chassis, one branch of which is connected in series with a second hydraulic motor installed in parallel with a check valve in relation to it, and the other branch is connected in series with dinena through the relief valve to the return line common safety valve, wherein this line is connected via throttles with an hydraulically actuated control valve in the working member and the feed control unit with a common drain line.

4. A device for removing stumps according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control unit for supplying the working body is made in the form of a directional valve with hydraulic control from the control unit for driving the working body through pressure reducing valves and a throttle, the input lines of which are connected to the supply hydraulic cylinders working body with a parallel mounted safety valve, while the hydraulic cylinder rods are connected to the upper ends of the two shoulders lever.

5. The device for removing stumps according to claim 1, characterized in that the surface of the ski is curved.