Для отправки ваших публикаций, пожалуйста, зарегистрируйтесь.

Если Вы уже зарегистрированы, то авторизуйтесь на сайте.


  1. Вход или регистрация
  1. Подписка

Совершенствование конструкции валочно-пакетирующей машины
1 декабря 2016             

Авторы: Григорьев Игорь, Тихонов Иван
 
В настоящее время сложилась неопределенность в терминологии лесозаготовительного производства. Ряд авторов учебников, учебных пособий и монографий, посвященных вопросам лесоэксплуатации, применяют термин «лесозаготовительные машины», другие авторы используют термин «лесные машины». В преамбуле статьи хотелось бы дать пояснение по разнице этих понятий.
 
Строго говоря, более широким термином является понятие «лесная машина», который охватывает все машины, участвующие в процессе лесозаготовок и лесовосстановления – трелевочные тракторы, сучкорезные машины, сучкорезно-раскряжевочные машины (процессоры), валочные машины, и т.д.
 
Термин «лесозаготовительные машины» относится к машинам, которые могут валить деревья, и выполнять еще ряд последующих операций – валочные машины (ВМ), валочно-пакетирующие машины (ВПМ), валочно-трелевочные машины (ВТМ), валочно-сучкорезно-раскряжевочные машины (ВСРМ), также называемые харвестеры и т.д.
 
Совершенствование конструкции валочно-пакетирующей машиныРис. 1. Компоновочные схемы ВПМ: а – гусеничная ВПМ с неизменяющимся горизонтальным уровнем платформы и нулевым выступом хвостовой части;
б – гусеничная ВПМ с изменяющимся горизонтальным уровнем платформы и нулевым выступом хвостовой части;
в – гусеничная ВПМ с неизменяющимся горизонтальным уровнем платформы и ненулевым выступом хвостовой части
Все лесозаготовительные машины можно классифицировать по следующему ряду признаков:
  • виду движителя: гусеничные, колесные, шагающие;
  • числу выполняемых технологических операций: однооперационные (валочные) и многооперационные;
  • виду выполняемых технологических операций: валочные (ВМ); валочно-трелевочные (ВТМ); валочно-пакетирующие (ВПМ); валочно-сучкорезно-раскряжевочные (ВСРМ), также называемые харвестерами; валочно-сучкорезные;
  • применению в сортиментной или хлыстовой технологии заготовки: машины для хлыстовой технологии (ВМ, ВТМ, ВПМ, и пр., в результате работы которых происходит заготовка деревьев или хлыстов) и машины для сортиментной технологии (ВСРМ) в результате работы которых производится заготовка сортиментов;
  • ширине обрабатываемой полосы леса: узкозахватные (без гидроманипулятора); широкозахватные (с гидроманипулятором);
  • направлению действия технологического оборудования: фланговые, фронтальные, полноповоротные.
 
Хлыстовая технология заготовки древесины является наиболее распространенной в РФ в настоящее время, на нее приходится около 65 % всего заготовляемого леса, а в США и Канаде более 85%.
 
Наиболее производительными машинами, применяемыми для хлыстовой заготовки древесины в нашей стране и за рубежом, являются гусеничные широкозахватные, полноповоротные валочно-пакетирующие машины. Эти машины производятся как отечественными машиностроительными заводами, например, машина известной марки ЛП-19, так и рядом известных зарубежных фирм.
 
В таблице 1 приведены технические характеристики ряда импортных ВПМ, а на рис. 1 их принципиальные компоновки.
 
Таблица 1. Техническая характеристика валочно-пакетирующих гусеничных машин

 

Компания

 

Модель

 

Мощ-

ность,

кВт

 

Масса,

кг

Гидроманипулятор

Харвестерная или валочная головка

Максим.

вылет

стрелы,

м

Грузопод.

при макс.

вылете

стрелы,кг

Макс.

диаметр валки,

мм

Площадь накопи-

теля,м2

John Deere

 

 

 

 

Valmet

 

 

 

Tigercat

 

853J

903J

953J

909J

959J

430 FX

430 FXL

475 FX

475 FXL

822

L830

190

190

205

205

205

224

224

246

246

176

176

30260

32620

35160

38110

40490

27660

27290

35470

37195

23590

25075

8,36

8,36

8,69

8,36

8,36

6,53

6,53

7,27

7,27

8,3

8,3

2770

2770

3555

3555

3555

-

-

-

-

3950

3950

560

590

610

610

610

600

650

700

700

560

610

0,45

0,48

0,54

0,54

0,54

0,5

0,5

0,57

0,57

0,48

0,54

 
Совершенствование конструкции валочно-пакетирующей машиныРис. 2. Гусеничная валочно-пакетирующая машина 950 компании John Deere
При разработке лесосек ВПМ выполняют процесс срезания дерева, вынос к месту пакетирования и укладку в пакет. С одной стоянки ВПМ может срезать деревья, расположенные на расстоянии от минимального вылета манипулятора до максимального вылета манипулятора, расположенных справа, слева и впереди направления движения ВПМ. При увеличении вылета манипулятора увеличивается опрокидывающий момент, относительно оси поворота платформы ВПМ, который создается действием масс манипулятора и дерева. Опрокидывающий момент компенсируется удерживающим моментом, создаваемым противовесом, включающим массу различных узлов и деталей ВПМ, расположенных на противоположной стороне относительно оси поворотной платформы.
 
В настоящее время устойчивость ВПМ обеспечивается тем, что масса противовеса рассчитывается на максимальную, для конкретной марки ВПМ массу срезаемого дерева (или деревьев, при наличии накопителя в ЗСУ), что приводит к тому, что масса ВПМ очень велика (это хорошо видно из табл. 1), перегружается ходовая часть, поворотный механизм, и другие узлы ВПМ, увеличивается давление машины на почво-грунт лесосеки, появляются существенные ограничения на их применение в условиях почво-грунтов III и IV категории.
 
Ряд ВПМ имеет механизмы, обеспечивающие устойчивость ВПМ при работе на поперечных склонах, путем наклона поворотной платформы относительно ходовой системы (Timber Pro). Однако такие механизмы не обеспечивают уменьшения массы противовеса, а, следовательно, и ВПМ в целом.
 
В 70-х 80-х годах прошлого века была разработана ВПМ ЛП-2 (Дятел), оснащенная аутригерами, которые воспринимали опрокидывающий момент. Такое решение позволяет снижать массу противовеса, или совсем от него отказаться, но аутригеры и их привод надо устанавливать.
 
Смещение крепления стрелы к центру вращения, или даже за центр вращения, обеспечивает устойчивость ВПМ за счет распределения нагрузки от опрокидывающего момента на ходовую систему, а не его уравновешивание, что заставляет увеличивать и укреплять как ходовую систему, так и узлы поворотного механизма. Кроме того, такое крепление стрелы требует либо ее удлинения, либо уменьшения ширины разрабатываемой полосы леса, что приводит к ряду отрицательных явлений.
 
У ВПМ ЛП-135 установлен механизм поворота ЗСУ на ±15 градусов, что позволяет машине успешно работать на боковых склонах, однако и это не решает вопрос устойчивости ВПМ и снижения ее массы.
 
Сотрудниками Лесоинженерного факультета СПбГЛТУ, в рамках научной школы «Инновационных разработок в области лесозаготовительной промышленности и лесного хозяйства», разработана новая конструкция ВПМ, позволяющая существенно уменьшить их массу, при сохранении остальных технических и тех-нологических характеристик.
 
Совершенствование конструкции валочно-пакетирующей машиныРис. 3. ВПМ при минимальном вылете гидроманипулятора: 1 – движитель, 2 – ЗСУ, 3 – кабина оператора, 4 – поворотное устройство; 5 – ось поворота; 6 – гидроцилиндры манипулятора; 7 – стрела; 8 – рукоять; 9 – платформа; 10 – основание; 11 – гидроцилиндр; 12 противовес
Для уменьшения массы ВПМ предлагается: разместить противовес 12, включающий узлы и детали ВПМ, а именно двигатель ВПМ, гидронасосы, топливный бак и бак для гидромасла, гидрораспределители, комплекты ЗИП и ключей и т.д. на основании 10, которое может смещаться относительно оси поворота платформы 9 с помощью гидроцилиндра 11, штоковая часть которого крепится к поворотной платформе 9, а поршневая часть крепится к основанию 10 (рис. 3 и 4).
 
Механической рычажной системой, состоящей из коромысла 13, которое крепится на оси опоры 14, установленной на поворотной платформе 9, и рычагов 15, один из которых крепится к стреле и коромыслу, а другой к основанию и коромыслу (рис. 5).
 
При использовании гидроцилиндра 10 для автоматизированной регулировки устойчивости ВПМ, необходима система управления гидрораспределителями гидроцилиндра, включающая тензодатчики, воспринимающие нагрузки от изменения опрокидывающего момента и соответственно управляющие перемещением противовеса или датчики изменения давления в гидросистеме подъема стрелы и соответственно управляющие перемещением штока гидроцилиндра 10, также воспринимающим нагрузки как от действия массы стрелы с захватно-срезающим устройством (ЗСУ) и массы перемещаемого дерева, что позволяет уравновешивать опрокидывающий и удерживающий моменты (рис. 3 и 4).
 
Механическая рычажная система производит перемещение противовеса 12 при изменении положения стрелы 8, что не всегда позволяет уравновешивать опрокидывающий и удерживающий моменты, так как масса перемещаемых деревьев будет различной (рис. 5).
 
Совершенствование конструкции валочно-пакетирующей машиныРис. 4. ВПМ при максимальном вылете гидроманипулятора
Предлагаемое устройство автоматизированной регулировки устойчивости ВПМ требует разработки системы управления работой гидроцилиндра 11, смещающего противовес, расчетов масс противовеса с одной стороны, ЗСУ, стрелы и деревьев с другой стороны для различных типов ВПМ, расчет конструктивных элементов ВПМ – поворотной платформы, гидроцилиндра перемещения, основания, узлов крепления. Прикидочные расчеты показывают, что при массе противовеса в 3 тонны его смещение на 1 метр от оси поворота, создает удерживающий момент 3 т•м, на 2 метра – 6 т•м, что позволяет реально снизить массу машины не менее чем на 30%.
 
Формула разработанной полезной модели (Патент РФ № 116013 от 20.05.2012 г.) сформулирована следующим образом: валочно-пакетирующая машина, включающая ходовую систему, поворотную платформу со смонтированным на ней манипулятором, содержащим стрелу, рукоять и захватно-срезающее устройство, а также - противовес, отличающаяся тем, что она снабжена устройством обеспечения ее устойчивости, выполненным с возможностью саморегулирования ее устойчивости в зависимости от величины вылета стрелы манипулятора и массы срезаемых деревьев, при этом устройство обеспечения устойчивости содержит кинематически связанное рычажной системой со стрелой манипулятора - горизонтально подвижное основание, привод перемещения которого содержит гидроцилиндр, штоковая часть которого прикреплена к поворотной платформе, а поршневая - к подвижному основанию, причем противовес размещен на горизонтально-подвижном основании.
 
В заключении следует отметить, что предлагаемое совершенствование конструкции машины может касаться не только ВПМ, но и харвестерных машин на базе экскаваторов, непосредственно экскаваторов, и других машин различного назначения, которые поднимают грузы на вылете манипулятора.

Обсудить статью на Форуме Машиностроителей






Комментариев пока нет
{c_navigation}

Написать комментарий

Другие публикации по теме





Автоматизация промышленных предприятий Автоматизация промышленных предприятий
Диспетчеризация производства, идентификация и прослеживаемость, управление КПЭ (KPI)...
(495) 662-43-70
Rodcraft (Родкрафт), Deprag, Stahlwille (Штальвиль), инструмент Atlas Copco (Атлас Копко), Iscar (Искар), Sandvik Coromant (Сандвик Коромант), Mitsubishi (Митсубиси). Маркировка труб, горячего металла в металлургии. Промышленное оборудование и инструмент
Rodcraft (Родкрафт), Deprag, Stahlwille (Штальвиль), инструмент Atlas Copco (Атлас Копко), Chicago Pneumatic (Чикаго Пневматик), Fuji (Фуджи), Desoutter, Iscar (Искар), Sandvik Coromant (Сандвик Коромант), Mitsubishi (Митсубиси), Korloy (Корлой), Seco tools, SGS tools, Onsrud, Fette, Guhring и пр. Оборудование для маркировки. Маркировка труб, горячего металла в металлургии. Фаскосниматели (фаскорезы, кромкорезы), ручные фрезеры по металлу. Пневмодвигатели (пневматические двигатели, пневмомоторы).
(495) 668-13-58
ИРОК-2М. Купить. Инструкция.
Инструмент ИРОК-2М от производителя. Купить. Скачать инструкцию и другие документы. Прочий электромонтажный инструмент и электрокомпоненты.
(495) 668-13-58 доб. 4
Реклама на сайте и-Маш Реклама на сайте и-Маш      
pr()i-mash.ru