Конструкции современных харвестеров рассмотрим с учетом их классификации 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:
– 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.
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 со-единение 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″ оснащается валочно-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 по-верхностью 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.