Системы управления харвестерами



ЛАБОРАТОРНАя работа

Тема: Валочно-сучкорезно-расряжевочные машины (харвестеры)

Цель занятия:детальное изучение конструкций навесного технологического оборудования харвестерови правил их эксплуатации

Структура отчета:

1. Назначение, область применения харвестеров;

2. Устройство и принцип работы навесного технологического оборудования харвестеров;

Правила эксплуатации и техника безопасности при работе на валочно-сучкорезно-расряжевочных

Конструкции харвестеров

Конструкции современных харвестеров рассмотрим с учетом их классификации (раздел 1) на примерах харвестеров "Valmet-911" и "Timberjack-1270С".

Харвестер "Valmet-911" является одномодульной машиной. Может использоваться при проведении различных видов рубок. Конструкция харвестера включает в себя следующие основные узлы (рис. 6):

– дизельный силовой агрегат, приводящий в действие все системы харвестера;

– шарнирно-сочлененную раму на базе трехосного колесного шасси;

– качающуюся кабину оператора, установленную на поворотной платформе;

– комбинированный шарнирно-рычажно-телескопический манипулятор;

– харвестерную валочно-сучкорезно-раскряжевочную головку.

Рис. 6. Устройство харвестера: 1 – рама; 2 – двигатель; 3 – манипулятор; 4, 5 – передний и задний мосты; 6 – харвестерная головка; 7 – тандемы

Силовой агрегат харвестера представляет собой 6-цилиндровый дизель с непосредственным впрыском и турбонаддувом. К особенностям двигателя харвестера можно отнести устойчивую работу при изменении оборотов коленчатого вала от 780 до 2400 об/мин, достаточную мощность – 130 кВт, а также наличие турбокомпрессора, который состоит из газовой турбины и соосного компрессора. Турбина, раскручиваемая выхлопными газами, приводит в действие компрессор, подающий сжатый воздух под давлением в цилиндры (давление наддува). Увеличение количества воздуха в цилиндрах дает возможность увеличить количество впрыскиваемого топлива, которое интенсивно сгорает. В результате получается большая мощность при меньшем расходе топлива и более чистых выхлопных газах.

Рама харвестера состоит из двух частей: передней и задней, которые соединены вместе центральным шарниром. Гидроцилиндры управления поворотом машины установлены между передней и задней рамами и обеспечивают изменение угла между ними. На раме имеется механизм наклона кабины и манипулятора, который установлен между поворотной платформой и рамой. Гидроцилиндры наклона кабины позволяют не только изменять ее ориентацию при работе на склонах, но и уменьшают боковые колебания машины при движении по неровной дороге. Поворот кабины с манипулятором в горизонтальной плоскости во время работы осуществляется с помощью мотор-редуктора и зубчатой передачи. Максимальный угол поворота 315°.

Перемещение харвестера по лесосеке осуществляется при помощи колесного движителя. Наиболее адаптированными к тяжелым условиям перемещения по лесным почвам с большим количеством препятствий оказались гидростатические трансмиссии. Конструкция гидростатической трансмиссии включает в себя аксиально-поршневой насос переменной производительности, гидромотор, установленный на раздаточной коробке, передающей крутящий момент на передний и задний мосты. Раздаточная коробка обеспечивает выбор медленного и быстрого диапазона скоростей, а также отключение и включение привода переднего моста. Реверс осуществляется за счет изменения направления потока масла из насоса. От раздаточной коробки крутящий момент к мостам передается с помощью карданных валов. Передний мост включает в себя дифференциал, тандемы привода колесных редукторов. Задний мост имеет шарнирное соединение с рамой и снабжен гидроцилиндрами, которые автоматически блокируются при включении манипулятора, обеспечивая устойчивое рабочее положение харвестера. Дифференциалы переднего и заднего мостов имеют механизмы блокировки, управляемые из кабины оператором. Управление трансмиссией осуществляется с помощью бортовой ЭВМ, программа которой согласует потребную для движения машины мощность с мощностью двигателя. Тандемный привод переднего моста обеспечивает харвестеру высокую проходимость, особенно при преодолении препятствий. Конструкция тандема содержит закрытую цепную передачу, которая передает крутящий момент на колесные редукторы. Независимое подвижное соединение тандемов с передним мостом позволяет эффективно преодолевать препятствия (пни, валежник и пр.).

Комбинированный манипулятор, установленный на поворотном устройстве совместно с кабиной, предназначен для перемещения харвестерной головки в необходимое положение при выполнении технологических операций, обеспечивает максимальную досягаемость деревьев при минимальных перемещениях машины по лесосеке. Лесозаготовительные машины "Valmet" оснащаются манипуляторами "Kranab" и "Loglift" с максимальным вылетом стрелы 8…11 м и грузовым моментом 150…170 кН×м. Применение таких манипуляторов позволяет харвестеру выполнять все виды рубок с минимальными повреждениями растущих деревьев. В харвестерах "Valmet" манипулятор располагается на поворотной платформе справа от кабины, что существенно увеличивает для оператора обзор в рабочей зоне харвестерной головки.

Важным фактором эффективной работы харвестера является высокий эргономический уровень рабочего места оператора – кабины. Удобное кресло-пульт на воздушной подушке с подогревом и ремнем безопасности располагается в герметичной кабине с кондиционированным воздухом. Уровень шума от двигателя в рабочем режиме не превышает 65 дБ. Все это позволяет оператору управлять технологическим оборудованием и при этом сохранять высокую работоспособность. Мощное остекление кабины из поликарбонатного стекла защищает рабочее место оператора без металлической обрешетки.

Харвестер "Valmet-911"оснащаетсявалочно-сучкорезно-раскряжевочной головкой модели 960, которая позволяет успешно применять харвестер как на выборочных, так и на сплошных рубках. Им можно обрабатывать как уже поваленные, так и стоящие деревья. Головка шарнирно подвешивается к манипулятору. Конструкция харвестерной головки показана на рис.9. Для привода всех механизмов харвестерная головка имеет электрическую и гидравлическую системы.

Механизм поворота харвестерной головки позволяет расширить возможность захвата дерева, особенно при выборочных рубках, а в сочетании с гидроцилиндром наклона головки облегчает работу с наклонными деревьями, а также работу на ветровальных и буреломных участках лесосеки.

Подающие вальцы установлены на управляемых с помощью гидроцилиндров шарнирных рычагах. Для привода вальцов используются аксиально-поршневые гидромоторы, которые обеспечивают скорость подачи до 4 м/с с усилием 18 кН. Вальцы имеют специальное резиновое покрытие. Управление прижимом имеет два режима: нормальное и дополнительное сжатие. Для повышения силы сцепления вальцов с поверхностью ствола применяют съемные цепи.

Поваленное дерево очищается от сучьев пятью подвижными ножами. Четыре боковых ножа управляются гидроцилиндром. Причем торсионная подвеска передних ножей позволяет регулировать их прижим к обрабатываемой поверхности. При работе ножи копируют поверхность ствола и через установленные на них датчики формируют сигнал для измерения диаметра сортиментов.

Рис. 9. Харвестерная головка: 1 – шарнирная управляемая подвеска; 2 – протаскивающие вальцы с приводными гидродвигателями; 3 – пять подвижных сучкорезных ножей; 4 – пильный аппарат; 5 – система измерений и контроля на базе мини-ЭВМ MD 22A; 6 – механизм поворота (ротатор)

Пильный аппарат в харвестерной головке выполняет две операции: валку и раскряжевку. Он выполнен в виде консольной цепной пилы с приводом от гидромотора и системой надвигания, обеспечивающей максимальную скорость надвигания в зависимости от сил сопротивления, действующих при пилении. Пильный аппарат состоит из стальной каплеобразной шины длиной 560 мм и универсальной цепи "Сандвик" с шагом 10,3 мм. Для уменьшения сопротивления движению пилы в пропиле некоторые харвестерные агрегаты оснащаются системой "Экосмазчик". Ее назначение состоит в подаче в пропил специальной смазки, которая впоследствии подвергается биологическому разложению с получением безвредных для природной среды веществ.

Измерение длины сортиментов в харвестерном агрегате производится с помощью перекатывающегося вдоль ствола зубчатого измерительного колеса. Датчик импульсов, кинематически связанный с ним, посылает сигналы на блок ЭВМ, которая выдает результат измерения на дисплей и при необходимости на принтер. С помощью бортового компьютера можно также производить раскряжевку по заданной программе.

Харвестер "Timberjack-1270С" представляет последнее поколение машин такого класса. Он имеет колесную формулу 6К6 и оснащен системой сбалансированных тандемных тележек, что позволяет достичь большого тягового усилия. Трансмиссия гидростатическая с двухдиапазонной раздаточной коробкой. Передний и задний ведущие мосты имеют блокировку дифференциала, приводимую в действие электрогидравлической системой. Передний мост с балансирными тандемными тележками, задний – одинарный. Харвестер оснащен дизельным двигателем "Cummins 6CT8.3" мощностью 165 кВт, который обеспечивает увеличенный крутящий момент и большую мощность при низких оборотах.

Управление поворотом шарнирно-сочлененных полурам осуществляется двумя гидроцилиндрами. Рабочий и вспомогательный тормоза многодисковые в масляной ванне, приводимые в действие гидравликой. Стояночный и аварийный тормоза приводятся в действие пружинами.

Харвестер имеет комбинированный шарнирно-рычажно-телескопический манипуляторпараллельного действия с максимальным вылетом 10 м и грузовым моментом 178 кН×м. Харвестерная головка оснащена шестью сучкорезными ножами. Из них две пары – подвижные, а одна стационарная. При этом один стационарный нож имеет верхнее расположение, а второй – нижнее. Подвижные ножи приводятся в движение посредством одного гидроцилиндра. Протаскивающий механизм представляет собой 4 вальца, поверхность которых резиновая, а при необходимости оснащается специальными цепями. Привод вальцов осуществляется аксиально-поршневыми гидродвигателями с повышенным крутящим моментом.

Кабина оператора имеет системы обогрева и кондиционирования воздуха, эргономичное сиденье и остеклена тонированными стеклами из ударопрочного материала (лексан).

Харвестер "Timberjack-1270С" оснащен системами управления двигателем, балансирными тележками, раскряжевкой ствола дерева и передачи информации потребителям лесоматериалов. Кроме того харвестер имеет систему нанесения цветной маркировки на торцы лесоматериалов и обработки пней химическими жидкостями.

Конструкции и технические характеристики наиболее распространенных в настоящее время харвестеров и харвестерных головок приведены в приложении.

 

Системы управления харвестерами

Системы управления современными харвестерами представляют собой сложные технические комплексы, реализующие одновременно несколько функций: управление базовой машиной, исполнительными органами технологического оборудования, принятие решений.

Операции перемещения машины, валки, очистки стволов от сучьев и раскряжевки требуют соблюдения ряда требований: технологии, ГОСТов, экономики, экологии, эргономики, охраны труда.

Важной составляющей систем управления харвестером является оператор. В его функции входит не только управление харвестером, но и принятие решений по оптимальной работе машины и раскряжевке хлыстов, что обеспечивает максимальную прибыль.

Система управления харвестером включает следующие подсистемы:

– управление базовой машиной;

– управление манипулятором;

– управление харвестерным процессором;

– управление системой отмера длин;

– управление в комплексе: харвестер (оценка лесосечного фонда отводимого в рубку и заготовка лесоматериалов), транспорт лесоматериалов и их переработка.


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 5036; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!