RU2162630C2

RU2162630C2 - Cutter bar of felling machine

Info

Publication number: RU2162630C2
Application number: RU99107142/13A
Authority: RU
Inventors: В.С. Кругов; В.П. Пашков; А.В. Сабуров; П.В. Лукич
Priority date: 1999-04-05
Filing date: 1999-04-05
Publication date: 2001-02-10

Abstract

FIELD: logging industry. SUBSTANCE: cutter bar has disk with vertical rotating shaft. Equally spaced L-shaped slots are made in side surface of disk. Cutters with devices for attachment to disk are positioned in slots. One portion of slot is extending in radial direction with respect to rotating shaft. Each cutter has front cutting face 7, rear face 8, side faces 11 beveled one with respect to the other, backoff face 9 positioned opposite to front face and oriented to radial portion of L-shaped slot, and supporting face 10 opposed to rear face and oriented to other portion of slot. Space between side faces 11 exceeds thickness of disk. Surfaces of front cutting face 7, backoff face 9, each cutter and radial portion of each L-shaped slot are arranged in parallel one with the other. Rear face 8 of each cutter is made V-shaped, and opposed supporting face 10 has U-shaped recess. Attachment devices are positioned between the latter of mentioned faces and are radially extending with respect to rotating shaft of disk. Width of U-shaped recess is equal to thickness of disk. Such construction provides improved transverse cutting apart of wood fibers and reliable attachment of cutters to disk. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к лесозаготовительной промышленности, в частности к срезающим аппаратам валочных машин, осуществляющих срезание деревьев при фронтальном надвигании на них срезающих аппаратов, входящих преимущественно в состав захватно-срезающих устройств. The invention relates to the forestry industry, in particular to cutting apparatuses of feller machines, cutting trees with frontal pushing of cutting apparatuses on them, which are mainly part of gripping-cutting devices.

Известны срезающие аппараты валочных машин, входящие преимущественно в состав захватно-срезающих устройство (ЗСУ), осуществляющих срезание деревьев при фронтальном их надвигании (см. пат. Швеции N 456306, кл. A 01 G 23/08, от 26.09.88 г. и пат. США N 4932447, НКИ: 144-34 (МКИ: A 01 G 23/08) от 12.06.90 г.). Known cutting devices of feller machines, which are mainly part of the gripping and cutting device (ZSU), cutting trees during their frontal thrust (see US Pat. Swedish N 456306, class A 01 G 23/08, from 26.09.88, and U.S. Patent No. 4,932,447, NKI: 144-34 (MKI: A 01 G 23/08) dated 12.06.90).

Срезающий аппарат валочной машины по пат. N 456306 содержит пильный диск с вертикально ориентированной осью вращения. Пильный диск известного срезающего аппарата обеспечивает поперечное перерезание волокон древесины без разрывов и смятия их вследствие минимального шагового смещения между резцами диска. В результате перерезания обеспечивается чистота среза торцевых поверхностей спиливаемого дерева, что упрощает технологический процесс сортиментной его разделки. Feller cutting machine according to US Pat. N 456306 contains a saw blade with a vertically oriented axis of rotation. The saw blade of the known cutting apparatus provides transverse cutting of wood fibers without tearing and crushing them due to the minimum step offset between the cutters of the disk. As a result of cutting, a clean cut of the end surfaces of the sawn tree is ensured, which simplifies the technological process of assortment cutting it.

Однако используемые в срезающих аппаратах пильные диски эксплуатационно ненадежны, особенно в условиях срезания деревьев с различным физико-механическим состоянием их (влажности, древесные пороки и пр.). Постоянный износ резцов диска требует их перезаточки, что может быть обеспечено только при демонтаже диска в целом. Это обстоятельство приводит к значительному ухудшению технико-экономических показателей валочной машины. However, saw blades used in cutting devices are operationally unreliable, especially in conditions of cutting trees with different physical and mechanical conditions (moisture, wood defects, etc.). The constant wear of the blade cutters requires re-sharpening, which can only be achieved by dismantling the drive as a whole. This circumstance leads to a significant deterioration in the technical and economic indicators of the feller machine.

Срезающий аппарат по пат. N 4932447 выполнен в виде диска с вертикально ориентированной осью вращения, при этом на боковой поверхности диска с шаговым смещением выполнены L-образные выемки, в которых расположены резцы со средствами крепления их к диску, один из участков названной выемки радиально ориентирован относительно оси вращения диска, каждый резец имеет переднюю режущую, заднюю грани, скошенные друг к другу боковые грани, противолежащую передней грани затылочную грань, обращенную к радиально ориентированному участку L-образной выемки, и опорную грань, противолежащую задней грани и обращенную к другому участку названной выемки диска, при этом расстояние между боковыми гранями резцов превышает толщину диска. Cutting apparatus according to US Pat. N 4932447 is made in the form of a disk with a vertically oriented axis of rotation, while L-shaped recesses are made on the side surface of the disk with incremental displacement, in which there are cutters with means for attaching them to the disk, one of the sections of this recess is radially oriented relative to the axis of rotation of the disk, each cutter has a front cutting, posterior face, side faces beveled to each other, an occipital face opposite the front face, facing a radially oriented portion of the L-shaped recess, and a support face, a counter shrinking the back face and facing another part of the said recess of the disk, while the distance between the side faces of the incisors exceeds the thickness of the disk.

Выполнение срезанного аппарата валочной машины в виде диска со съемно устанавливаемыми на нем резцами улучшает технико-экономические показатели машины, т.к. при износе резцов производят их замену демонтажом последних без демонтажа диска. The execution of the cut-off apparatus of the feller machine in the form of a disk with cutters removably mounted on it improves the technical and economic performance of the machine, because when the cutters wear, they are replaced by dismantling the latter without dismantling the disk.

Однако в срезающем аппарате по пат. N 4932447 при креплении резцов к диску средства крепления их тангентально ориентированы относительно оси вращения диска с расположением их со стороны затылочной грани каждого резца, что, с одной стороны, повышает надежность крепления резцов крепления резцов к диску вследствие уменьшения силового воздействия нагрузок, действующих в процессе эксплуатации на срезанный аппарат, но, с другой стороны, тангенциальное ориентирование средств крепления резцов к диску увеличивает шаговое смещение L-образных выемок на боковой поверхности диска, что одновременно увеличивает шаг между его резцами. Указанное обстоятельство приводит к ухудшению качества поперечного перерезания волокон при спиливании деревьев, возникают разрывы волокон и их смятие, повышается ворсистость торцевых поверхностей спиливаемых деревьев, уменьшается выход деловой древесины, усложняется процесс сортиментной разделки древесины. However, in the cutting apparatus according to US Pat. N 4932447 when fastening the cutters to the disk, their fastening means are tangentially oriented relative to the axis of rotation of the disk with their location on the side of the occipital face of each cutter, which, on the one hand, increases the reliability of fastening of the cutters for fastening the cutters to the disk due to the reduction of the force impact of the loads acting during operation to the cut-off apparatus, but, on the other hand, the tangential orientation of the means of fastening the cutters to the disk increases the step offset of the L-shaped recesses on the side surface of the disk, which at the same time increases the pitch between its incisors. This circumstance leads to a deterioration in the quality of the transverse cutting of the fibers when sawing trees, fiber breaks and wrinkling occur, the hairiness of the end surfaces of the trees being cut increases, the yield of commercial wood decreases, and the process of sorting wood is complicated.

По совокупности конструктивных признаков и их взаимосвязи известное решение по пат. N 4932447 наиболее близко к заявляемому изобретению и выбрано в качестве его прототипа. According to the totality of design features and their relationship, the known solution according to US Pat. N 4932447 is the closest to the claimed invention and is selected as its prototype.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, относится к созданию срезающего аппарата валочной машины со съемно устанавливаемыми на диске резцами, конструкции которых и расположение средств крепления позволило бы уменьшить шаговое смещение между резцами для достижения технического результата по улучшению чистоты среза торцевых поверхностей деревьев с одновременным повышением надежности их крепления. The technical problem to which the invention is directed relates to the creation of a cutting apparatus for a feller machine with cutters removably mounted on the disk, the design of which and the location of the mounting means would reduce the step offset between the cutters to achieve a technical result to improve the cleanliness of the cut of the end surfaces of trees with a simultaneous increase the reliability of their fastening.

Для решения поставленной технической задачи в срезающем аппарате валочной машины, содержащем диск с вертикально ориентированной осью вращения, имеющий на боковой поверхности шагово смещенные L-образные выемки, в которых расположены резцы со средствами их крепления к диску, при этом один из участков названной выемки радиально ориентирован относительно оси вращения, каждый резец имеет переднюю режущую, заднюю грани, скощенные друг к другу боковые грани, противолежащую передней грани затылочную грань, обращенную к радиально ориентированному участку L-образной выемки, и опорную грань, противолежащую задней грани и обращенную к другому участку названной выемки, расстояние между боковыми гранями превышает толщину диска, в соответствии с изобретением предложено поверхности передней режущей грани, затылочной грани и соответствующей последней поверхности радиально ориентированного участка V-образной выемки выполнить параллельными друг к другу, предложено заднюю грань каждого резца выполнить V-образной формы, а противолежащую ей опорную грань - с П-образной выемкой, при этом средства крепления расположены между последними из названных граней и радиально ориентированы к оси вращения диска, причем ширина П-образной выемки соответствует толщине диска. To solve the technical problem in the cutting apparatus of the feller machine, containing a disk with a vertically oriented axis of rotation, having step-shifted L-shaped recesses on the lateral surface, in which the cutters are located with the means of their fastening to the disk, while one of the sections of the said recess is radially oriented relative to the axis of rotation, each cutter has a front cutting, rear face, side faces tapered to each other, an occipital face opposite the front face, facing radially oriented the main part of the L-shaped recess, and the reference face opposite the rear face and facing the other part of the said recess, the distance between the side faces exceeds the thickness of the disk, in accordance with the invention, the surface of the front cutting face, the occipital face and the corresponding last surface of the radially oriented portion V -shaped recesses to be made parallel to each other, it is proposed that the back face of each incisor be V-shaped, and the supporting face opposite it - with a U-shaped recess, while fastening means are located between the last of these faces and are radially oriented to the axis of rotation of the disk, and the width of the U-shaped recess corresponds to the thickness of the disk.

Предложено также выполнение каждой боковой грани из двух сопряженных между собой частей: передней, примыкающей к боковой кромке передней грани, по параллелограммной форме, и задней по трапециидальной форме с меньшим основанием, примыкающим к боковой кромке затылочной грани, при этом задние части боковых граней каждого резца скошены друг к другу. It is also proposed that each side face be made of two conjugated parts: the front adjacent to the side edge of the front face, in a parallelogram form, and the trapezoidal back side with a smaller base adjacent to the lateral edge of the occipital face, while the rear parts of the side faces of each incisor beveled to each other.

Предложенное конструктивное выполнение резцов позволило средства крепления их к диску радиально сориентировать относительно оси вращения диска, что уменьшило шаговое смещение резцов между собой и обеспечило перерезание волокон древесины без разрывов и смятия, при этом предложенная конструкция резцов повысила надежность крепления их при радиальном размещении средств крепления за счет снижения на последние тангентально направленных усилий при силовых нагрузках на резцы. The proposed constructive implementation of the cutters allowed the means of fastening them to the disk radially orientate relative to the axis of rotation of the disk, which reduced the stepwise displacement of the cutters between themselves and ensured the cutting of the wood fibers without breaks and crushing, while the proposed design of the cutters increased the reliability of their fastening when the mounting means are radially placed reduction of the last tangentially directed efforts at power loads on the cutters.

При научно-техническом анализе известных срезающих аппаратов валочных машин дискового типа со съемно устанавливаемыми резцами не выявлены срезающие аппараты, конструктивные особенности резцов которых и расположение средств их крепления позволило бы обеспечить технический результат повышения надежности крепления с одновременным улучшением качества срезаемых поверхностей, что свидетельствует о соответствии заявляемого объекта критериям изобретения: новизна, изобретательский уровень, промышленная применимость, что и подтверждается ниже приведенным описанием. In the scientific and technical analysis of the known cutting devices of feller machines of disk type with removable mounted cutters, cutting devices were not identified, the design features of the cutters of which and the location of their fastening means would provide a technical result of increasing the reliability of fastening while improving the quality of the cut surfaces, which indicates the conformity of the claimed object criteria of the invention: novelty, inventive step, industrial applicability, which confirms I have listed below the description.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид срезающего аппарата и фрагмент захватно-срезающего устройства валочной машины; на фиг. 2 и 3 - фрагменты срезающего аппарата; на фиг. 4 - резец срезающего аппарата (отверстие крепления условно не показано). The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of the cutting apparatus and a fragment of the gripping-cutting device of the feller machine; in FIG. 2 and 3 - fragments of the cutting apparatus; in FIG. 4 - cutter cutting apparatus (mounting hole conditionally not shown).

Срезающий аппарат валочной машины преимущественно используется в составе захватно-срезающего устройства (ЗСУ) 1 и содержит диск 2 с вертикально ориентированной осью вращения 3, при этом на боковой поверхности диска выполнены шагово смещенные относительно друг друга L-образные выемки 4, по крайней мере один из участков которых радиально ориентирован относительно оси вращения диска. В L-образных выемках 4 расположены резцы 5, имеющие средства крепления 6 их к диску. Названные средства крепления выполнены преимущественно в виде болтовых соединений. Каждый резец 5 имеет переднюю режущую грань 7, заднюю грань 8, затылочную грань 9, которая противоположна передней грани 7 и обращена к плоскости радиально ориентированного участка L-образной выемки, опорную грань 10, которая противоположна задней грани 8 и обращена к другому участку названной выемки. Поверхности граней 7, 9 и поверхность радиально ориентированного участка выемки параллельны между собой. Задняя грань 8 имеет V-образную форму (см. фиг. 2), а опорная грань 10 - П-образную выемку, ширина которой соответствует толщине диска 2. Средства крепления (болтовое соединение) размещаются между гранями 7 и 9 резца и радиально ориентируются к оси вращения 3 диска 2. Каждый резец имеет также боковые грани 11, которые выполнены из двух частей: передней 12 и задней 13. Задние части 13 граней 11 скошены друг к другу, при этом указанные части 13 имеют трапецеидальную форму с меньшим основанием, примыкающим к боковым кромкам затылочной грани 9, а передние части 12 боковых граней 11 имеют параллелограммную форму и примыкают большим своим основанием к боковым кромкам передней грани 7 резца. Поверхности граней 7, 8, 9, 10 преимущественно имеют плоскостную форму; возможно выполнение названных поверхностей граней и вогнуто-выпуклым формам. При геометрическом построении резца в соответствии с общепринятой теорией резания (см., например, кн. Гороховский К.Ф. и др. "Машины и оборудование лесосечных и лесоскладских работ". М., Экология, 1991 г. , стр. 280-289), каждый резец имеет главную режущую кромку 14 (лезвие резца), боковые режущие кромки 15 и 16, угол резания α между плоскостью резания и передней гранью 7, задний угол β между плоскостью резания и задней гранью 8 резца, угол заточки γ между передней и задней гранями резца, передний угол δ между передней гранью резца и плоскостью, проходящей через главную режущую кромку 14 и нормальной к плоскости резания. Скошенные между собой части боковых граней 13 резца образуют с частями 12 этих граней угол φ для уменьшения усилий трения между резцом и древесиной. Параметры частей 12 боковых граней резца задаются с учетом размещения средств крепления на резце и технологически заданного ресурса по перезаточке резцов, при этом наличие частей 12 на боковых гранях резца повышает ресурс перезаточки без изменения параметров реза. The cutting apparatus of the feller machine is mainly used as part of a gripping-cutting device (ZSU) 1 and contains a disk 2 with a vertically oriented axis of rotation 3, while L-shaped recesses 4, at least one of sections of which are radially oriented relative to the axis of rotation of the disk. In the L-shaped recesses 4 there are cutters 5 having means for attaching them 6 to the disk. The named fasteners are made mainly in the form of bolted joints. Each cutter 5 has a front cutting face 7, a rear face 8, an occipital face 9, which is opposite to the front face 7 and facing the plane of the radially oriented portion of the L-shaped recess, a supporting face 10, which is opposite to the rear face 8 and facing another part of the said recess . The surfaces of the faces 7, 9 and the surface of the radially oriented portion of the recess are parallel to each other. The rear face 8 is V-shaped (see Fig. 2), and the support face 10 is a U-shaped recess, the width of which corresponds to the thickness of the disk 2. The fastening means (bolt connection) are located between the faces 7 and 9 of the cutter and are radially oriented to axis of rotation 3 of the disk 2. Each cutter also has side faces 11, which are made of two parts: front 12 and rear 13. The rear parts 13 of the faces 11 are beveled to each other, while these parts 13 have a trapezoidal shape with a smaller base adjacent to the lateral edges of the occipital face 9, and the front parts 12 side faces 11 have a parallelogram shape and adjoin their large base to the lateral edges of the front edge 7 of the cutter. The surfaces of the faces 7, 8, 9, 10 are predominantly planar; it is possible to perform the named surfaces of faces and concave-convex shapes. In the geometric construction of the cutter in accordance with the generally accepted theory of cutting (see, for example, Prince Gorokhovsky KF and others. "Machinery and equipment for logging and logging operations." M., Ecology, 1991, pp. 280-289 ), each cutter has a main cutting edge 14 (cutter blade), side cutting edges 15 and 16, cutting angle α between the cutting plane and the front face 7, the rear angle β between the cutting plane and the rear face 8 of the cutter, the sharpening angle γ between the front and the back edges of the cutter, the rake angle δ between the front edge of the cutter and the plane passing through Without the main cutting edge 14 and normal to the cutting plane. The chamfered parts of the side faces 13 of the cutter form an angle φ with the parts 12 of these faces to reduce friction between the cutter and the wood. The parameters of the parts 12 of the side faces of the cutter are set taking into account the placement of fastening means on the tool and the technologically defined resource for re-cutting the tools, while the presence of parts 12 on the side faces of the tool increases the resource of re-grinding without changing the cutting parameters.

Срезающий аппарат входит в состав технологического оборудования валочной машины, преимущественно гидроманипуляторного типа с захватно-срезающим устройством (ЗСУ). The cutting apparatus is part of the technological equipment of the feller machine, mainly of the hydraulic manipulator type with a gripping-cutting device (ZSU).

При работе валочной машины ЗСУ фронтально надвигается на стоящее дерево, при этом диск 2 срезающего аппарата вращается и резца 5 внедряются в древесину, осуществляя поперечное перерезание волокон. При резании каждый резец, внедряясь в древесину, производит отделение древесной стружки лезвием 14 и боковыми режущими кромками 15 и 16, при этом при пилении на каждый резец 5 действуют следующие силы: P_л - усилие на главную режущую кромку 14 (лезвие резца); N₁ и N₂ - нормальные давления, производимые на переднюю 7 и заднюю грани 8 резца со стороны древесины. Эти силы создают равнодействующую сил сопротивления P_р, которая прижимает затылочную грань 9 и опорную грань 10 резца 5 к L-образной выемке 4 диска 2, уменьшая тем самым воздействие тангентально направленных усилий на радиально ориентированное средство крепления 6, что значительно повышает надежность крепления резцов 5 к диску 2. Радиальная ориентация средств крепления съемных резцов к диску приводит к значительному уменьшению габаритов резца, что позволило уменьшить шаговое смещение резцов на диске с заданным диаметром в соответствии с конструкторско-технологическими требованиями, определяемыми техническими показателями валочной машины. Уменьшение шагового смещения между резцами улучшает качество срезаемой поверхности за счет уменьшения разрывов и смятия волокон древесины при поперечном их перерезании. Таким образом, благодаря выполнению резца 5 с V-образной формой задней грани 8, с П-образной выемкой опорной грани 10 средства крепления 6 резца радиально сориентированы относительно оси его вращения, а параллельность поверхностей передней, затылочной граней и радиально ориентированного участка L-образной выемки 4 диска 2 обеспечило совместно с формой выполнения опорной грани 10 снижение силовых нагрузок на средства крепления 6, что в целом повышает эксплуатационную надежность срезаемого аппарата и качественное улучшение резания при поперечном перерезании волокон древесины.When the feller machine is operating, the ZSU is frontally pushed onto a standing tree, while the disk 2 of the cutting apparatus rotates and the cutter 5 is embedded in the wood, performing cross cutting of the fibers. When cutting, each cutter, penetrating into the wood, separates the wood chips with a blade 14 and side cutting edges 15 and 16, while when cutting, the following forces act on each cutter 5: P _l - force on the main cutting edge 14 (cutter blade); N ₁ and N ₂ are normal pressures produced on the front 7 and rear faces 8 of the cutter from the side of the wood. These forces create the resultant resistance forces P _r , which presses the occipital face 9 and the support face 10 of the cutter 5 to the L-shaped recess 4 of the disk 2, thereby reducing the effect of tangentially directed forces on the radially oriented mounting means 6, which significantly increases the reliability of mounting of the cutters 5 to disk 2. The radial orientation of the attachment tools of removable cutters to the disk leads to a significant reduction in the dimensions of the cutter, which allowed to reduce the step offset of the cutters on the disk with a given diameter in accordance with design and technological requirements determined by the technical parameters of the feller machine. Reducing the step offset between the cutters improves the quality of the cut surface by reducing breaks and crushing of the wood fibers during their transverse cutting. Thus, due to the implementation of the cutter 5 with a V-shape of the rear face 8, with a U-shaped recess of the support face 10, the fastening means 6 of the cutter are radially oriented relative to the axis of rotation, and the parallelism of the surfaces of the anterior, occipital faces and the radially oriented portion of the L-shaped recess 4 disc 2, together with the form of execution of the support face 10, reduced power loads on the mounting means 6, which generally increases the operational reliability of the cutting apparatus and a qualitative improvement in cutting when Mr cutting wood fibers.

Claims

1. A cutting machine of a feller machine, comprising a disk with a vertically oriented axis of rotation, having stepwise displaced L-shaped recesses on the lateral surface, in which cutters are located with means for attaching them to the disk, while one of the sections of the recess is radially oriented relative to the axis of rotation, each cutter has a front cutting, posterior face, side faces beveled to each other, an occipital face opposite the front face, facing a radially oriented portion of the L-shaped recess, and a supporting face b, opposite the posterior face and facing another section of the said recess, the distance between the side faces exceeds the thickness of the disc, characterized in that the surfaces of the front cutting face, the occipital face of each cutter and the corresponding last surface of the radially oriented portion of each L-shaped recess are parallel to each other friend, the back face of each incisor is V-shaped, and the supporting face opposite it is U-shaped notch, while the mounting means are located between the last of these faces and are radially oriented to the axis of rotation of the disk, and the width of the U-shaped recess corresponds to the thickness of the disk.

2. The cutting machine of the feller machine according to claim 1, characterized in that each side face of the cutter is made of two conjugated parts, respectively, of the front adjacent to the side edge of the front edge in parallelogram shape, and the rear in trapezoidal shape with a smaller base adjacent to the lateral edge of the occipital face, while the rear parts of the lateral edge of the incisor are beveled to each other.