Лабораторная работа
Тема: Сменные приспособления к механизированным инструментам для валки спиленных деревьев и других работ
Цель занятия: изучить конструкции сменных приспособления к бензиномоторным пилам и правил их эксплуатации
Структура отчета:
1. Перечень вспомогательных инструментов для валки древесины;
2. Назначение и область применения гидроклиньев и гидродомкратов;
3. Перечень узлов, из которых состоит гидроклин;
4. Кинематическая схема гидроклина;
5. Основные технические данные гидроклина КГМ-1А м гидродомкрата ДГМ-16;
6. Расчет грузоподъемной силы клина;
7. Сменные приспособления к бензиномоторным пилам.
Вспомогательные приспособления для сталкивания деревьев при валке
Стволы растущих деревьев, как правило, не являются строго вертикальными, а крона не расположена симметрично относительно ствола. Поэтому валка деревьев в заданном направлении — трудоемкая и небезопасная операция, требующая от вальщика высокой квалификации и внимания. Чтобы обеспечить полную безопасность, вальщик должен производить направленный повал деревьев надежным валочным приспособлением. Причем это приспособление должно обеспечивать повал деревьев без затрат больших физических усилий и времени, быть легким и удобным в эксплуатации. Кроме того, должны быть минимальные потери древесины при установке и действии приспособления и исключаться возможные повреждения пильного аппарата моторной пилы.
Для сталкивания деревьев при валке могут применяться разнообразные валочные приспособления. Выбор конструкции валочного приспособления зависит от целого ряда факторов. Основные из этих факторов — крупность спиливаемых деревьев и способ валки (одиночный или двумя рабочими).
Все валочные приспособления в зависимости от места приложения усилия для сталкивания деревьев подразделяются на две группы: приспособления с приложением усилия в плоскости спиливания и выше плоскости спиливания. Совершенство конструкции валочного приспособления определяется прежде всего его грузоподъемностью, усилием рабочего, необходимым для привода приспособления в действие, скоростью сталкивания дерева и весом приспособления.
Основной вид валочных приспособлений, широко используемых в настоящее время для сталкивания спиленных деревьев,— валочные приспособления с приложением усилия сталкивания в плоскости спиливания: валочные рычаги (лопатки), гидравлические клинья и гидравлические домкраты. Валочные рычаги применяют для сталкивания деревьев небольшого диаметра (d<0,25 м), гидроклинья — для сталкивания деревьев средней крупности, а гидродомкраты — для сталкивания крупномерных деревьев при одиночной валке (без помощника). При валке деревьев двумя рабочими (вальщиком и помощником) могут применяться также валочные вилки в сочетании с рычагом и деревянные, стальные и из легких сплавов клинья. Однако они менее эффективны и удобны в эксплуатации.
Рис. 1. Конструкции валочных рычагов
Валочный рычаг — стальной и состоит из лопатки / и рукоятки 2 (рис. 1). Валочная лопатка изготавливается из рессорной стали и состоит из рукоятки и собственно лопатки. Она может быть складывающейся, шарнирно-сочлененной, иметь крюк для кантовки бревен, а на рукоятке – удобную пластмассовую ручку. Ее ребра могут быть острыми или зубчатыми. Масса валочной лопатки 2…4 кг, длина 0,5…1,4 м. Применение валочных лопаток из-за требуемых больших усилий рабочего при сталкивании с пня дерева средней крупности и, особенно, при встречном ветре или наклоне дерева ограничено.
Отличительной особенностью валочного рычага Крестецкого ЛПХ (рис. 1, а) является то, что одно из ребер лопатки имеет острую кромку и выполняет роль топорика.
Валочный рычаг Оленинского ЛПХ (рис. 1,6) имеет съемную рукоятку, снабженную обухом 3, что позволяет заглублять лопатку в пропил, не применяя дополнительный инструмент (топор).
Валочные рычаги просты по конструкции и имеют малый вес, но требуют значительных усилий от рабочего для сталкивания деревьев и малоэффективны при встречном ветре и наклоне деревьев и по этой причине находят ограниченное применение.
Гидравлический клин КГМ-1А предназначен для механизации сталкивания с пня подпиленных деревьев в заданном направлении при валке леса. Он может применяться как на сплошных, так и на выборочных рубках.
Гидроклин КГМ-1А рассчитан на сталкивание деревьев с обратным наклоном ствола до 5° диаметром до 60 см (на высоте груди), а прямостойных—диаметром более 60 см.
Гидроклин КГМ-1А (рис. 2) состоит из трех основных узлов: привода гидроклина /, насоса с рукавом высокого давления // и собственно клина ///.
В корпусе привода установлен толкатель 1, который имеет посередине продольный паз и удерживается стопором 2 от поворота вокруг своей оси. При установке флажка стопора в горизонтальное положение стопор под действием пружины опустится вниз и своим уступом зафиксирует толкатель в правом крайнем положении. Фиксатор 3 конусной частью войдет в углубление на стопоре, что позволит снять насос, когда нет необходимости применять гидроклин, или нужно произвести поворот редуктора для раскряжевки или обрезки сучьев.
Рис. 2. Общий вид гидроклина КГМ-1А
Толкатель оканчивается роликом 4, который сообщает ему возвратно-поступательное движение от эксцентрика, находящегося в редукторе пилы.
Насос гидроклина соединяется с приводом посредством фланца, вставляемого в Т-образный паз корпуса привода. В алюминиевом литом корпусе насоса запрессована плунжерная группа 5. Плунжерная группа включает в себя закаленную стальную гильзу, внутри которой движется стальной закаленный плунжер. В правом конце гильзы находится клапан 6 с клапанной пружиной. Клапан своей конусной частью притерт к фаске, имеющейся на гильзе, и плотно прижат клапанной пружиной.
Гидротормозная жидкость, находящаяся в бачке 7 насоса, заполняет кольцевую выточку гильзы и через отверстие поступает под торец плунжера. Плунжер, получая возвратно-поступательное движение от толкателя, сжимает пружину клапана и жидкость по рукаву высокого давления нагнетается в рабочую полость цилиндра 8 клина. Поршень 9 со штоком и клином, преодолевая сопротивление возвратной пружины 10, начинает перемещаться в рабочем направлении. Возврат клина в исходное положение и перекачка гидрожидкости из рабочей полости цилиндра 8 в бачек 7 происходит под действием возвратной пружины 10 при вертикальном положении флажка.
Для предотвращения давления в системе выше допустимого предусмотрен перепускной клапан, который регулируется па давление до 28—32 МПа.
Валочный гидравлический домкрат ДГМ-16 (рис. 3) предназначен для направленного повала крупномерных деревьев в горных условиях Кавказа, Карпат, а также в отдельных районах Восточной Сибири и Дальнего Востока.
Валочный домкрат ДГМ-16 (рис. 2, а) состоит из таких же узлов, как и гидроклин КГМ-1А. В нем использованы без изменения привод, гидравлический насос и шланг высокого давления. Увеличены лишь объем бачка для рабочей жидкости на 200 см3 и длина шланга до 2000 мм. Отличается ДГМ-16 от КГМ-1А рабочей частью, которая представляет собой не клин, а телескопический домкрат (рис. 2,6). Рабочая часть гидродомкрата состоит из корпуса-цилиндра 1, двух телескопически выдвигаемых поршней 3 и 4 с уплотнителями, опорной пяты 2 и механизма возврата 5.
Рис. 3. Гидродомкрат ДГМ-16А
В корпусе домкрата имеется отверстие с резьбой для подсоединения шланга высокого давления. Телескопическое расположение поршней обеспечивает достаточно большой вертикальный ход подвижных деталей при относительно небольшой высоте корпуса-цилиндра. Причем в начале сталкивания дерева выдвигаются одновременно оба поршня и достигается максимальная толкающая сила. Затем, после выдвижения первой ступени, продолжается сталкивание дерева поршнем второй ступени. Опорная пята — сферическая и свободно насажена на поршень второй ступени. Для улучшения сцепления домкрата с торцевыми поверхностями ниши в дереве на опорные поверхности корпуса и пяты нанесена насечка. Механизм возврата — пружинный и предназначен для возвращения поршней в исходное положение после сталкивания дерева. Поршень первой ступени имеет восемь, а второй — шесть пружин сжатия, расположенных в сверлениях корпуса-цилиндра, с расчетным усилием возврата соответственно 1029 и 784 Н (106 и 80 кГ).
Валка дерева гидродомкратом ДГМ-16 производится следующим образом. После подпила дерева и спиливания его примерно на Уз диаметра вальщик делает на 110—115 мм ниже первого пропила второй пропил на глубину 140—150 мм. Затем, установив пильный аппарат в положение для раскряжевки, консольной его частью он делает два вертикальных, сходящихся под углом реза. Удалив опиленный с четырех сторон кусок древесины, вальщик вставляет в образовавшуюся нишу рабочую часть домкрата, включает насос и продолжает спиливание дерева. Дальнейший процесс работы домкрата ДГМ-16 аналогичен процессу работы клина КГМ-1А. Отличие заключается лишь в том, что спиливание дерева производится с периодическим выключением домкрата. В начале падения дерева вальщик вынимает домкрат из ниши ,и вместе с пилой отходит от дерева на безопасное расстояние.
Испытания показали, что трудозатраты при валке крупномерных деревьев гидродомкратом ДГМ-16 уменьшаются по сравнению