Ярославский Завод Навесного Оборудования
  • Русский
  • English

Корчеватели пней - обзор конструкций

Содержание статьи:

Существует большое разнообразие техники, предназначенной для механизации различных этапов строительства. Линейка навесного оборудования расширяет функциональные возможности машин. У каждого вида техники свой набор сменных инструментов.

Сегодня расскажем об одном из типов навесного оборудования гидравлических экскаваторов - корчевателях. Выделим их особенности и затронем модификации, которые устанавливают на другие виды строительной и дорожной техники. Данное изделие используют на подготовительном этапе строительства, когда требуется расчистка площадки от древесно-кустарниковой растительности. С такой работой справляется навесной корчеватель пней. За ёмким обозначением скрывается целый набор модификаций подобного сменного оборудования. Наша задача - дать представление о каждой из них.

Начало работ

Корчевание пней может выполняться при возведении объектов, при строительстве дорог, при прокладке трубопроводов, при очистке лесосек, при проведении работ по благоустройству и ряда сельскохозяйственных работ.

Расчистка земельного участка от древесно-кустарниковой растительности регламентируется законодательными актами.

Для проведения работ необходимо подготовить проектную документацию, которая не будет противоречить лесному законодательству Российской Федерации, и, если предусмотрена процедура получения разрешения на вырубку деревьев и иных насаждений, то требуется получить такое разрешение. Кроме того, запрещается изъятие объектов растительного мира, виды которых занесены в Красную книгу РФ или красные книги субъектов РФ.

При планировании строительных работ следует определиться с объёмом сохраняемых и пересаживаемых деревьев и кустарников, местом их складирования и способами защиты. Если все требования выполнены, то появляется работа для корчевателя. Её объём обуславливает выбор техники.

Выбор оборудования

В предложенном материале сделаем акцент на ограниченном масштабе работы, когда для корчевания используют навесное оборудование на базе экскаватора, погрузчика, трактора и экскаватора-погрузчика. Представители этой техники всегда присутствуют на строительной площадке, что делает применение их сменного инструмента привлекательным.

Если объём расчистки значительный, то задействуют корчеватели или корчеватели-собиратели. В таком случае рабочее оборудование устанавливают на бульдозер. Машины обеспечивают высокую производительность в условиях значительного объёма расчистки.

Однако у корчевателей на базе экскаваторов, тракторов и экскаваторов-погрузчиков есть свои преимущества. Они связаны с функциональностью машин, когда один инструмент может быть заменён на другой, и с манёвренностью, когда наличие стрелы и рукояти обеспечивает доступ к пням в условиях сложного рельефа. Примеры таких работ:

  • корчевание пней на участках расположения канав, берм, траншей и выемок при их глубине менее 0,5 метров;
  • под дорожными насыпями при их высоте до 1,5 метра;
  • под железнодорожными насыпями при их высоте до 1 метра;
  • в пределах подушек, дамб и гидротехнических насыпей;
  • в зоне планировочных насыпей высотой до 0,5 метров;
  • на территории резервуаров, грунтовых карьеров и выемок, грунт из которых используется для возведения насыпей;
  • по трассе подземных магистральных трубопроводов на ширину полосы, указанную в строительном проекте.

Конструкции корчевателей

По характеру работы корчеватели можно разделить на 2 категории: изделия для извлечения пней и изделия для измельчения пней. Внутри каждой группы существует своя градация.

По принципу работы навесное оборудование для измельчения пней можно разделить на 3 типа: проходные инструменты, дисковые инструменты, роторные инструменты. В качестве базовой машины для них могут выступать экскаваторы, погрузчики, тракторы и экскаваторы-погрузчики.

Такие изделия бывают навесными или прицепными. Для последней разновидности характерно локальное применение. Тягачом прицепного инструмента для измельчения пней может являться внедорожник. Принцип функционирования данного изделия схож с работой навесной модификации. Отдельно на нём не будем останавливаться.

Основным рабочим движением всех трёх типов навесного оборудования для измельчения пней является вращение. Отличия заключаются в положении оси ротации и конструкции исполнительного органа.

Охарактеризуем каждый тип изделий по отдельности.

Оборудование для измельчения пней

Мульчеры

Начнём с проходных инструментов – мульчеров. Рабочим органом в них является барабан с подвижными молотками или неподвижными резцами. Второй вариант исполнения предпочтительный и получил большее распространение.

Гидравлический экскаватор с навесным мульчером

Остановимся на функционировании оборудования с барабаном, на котором установлены резцы. В процессе движения базовой машины со скоростью до 2 км/ч происходит вращение рабочего органа мульчера, который срезает пень и перемалывает корни. Для полного удаления объекта осуществляется несколько проходок. Прижимная нагрузка формируется за счёт веса сменного оборудования, если оно установлено на тракторе или погрузчике. Если инструмент смонтирован на экскаваторе, то нажимное усилие на пень обеспечивает рабочее оборудование.

Ширина барабана может варьироваться. У модификаций для трактора и погрузчика она больше, чем у моделей, которые устанавливаются на экскаватор. На барабан с помощью адаптеров устанавливаются съёмные резцы. Именно они при вращении измельчают (срезают) пень и перемалывают корни вокруг него. Однако мульчеры работают только на поверхности грунта. После прохождения такого оборудования почва становится достаточно рыхлой. Существуют модификации мульчеров на самоходном шасси.

Дисковые инструменты для измельчения пней

Принцип действия таких устройств похож на предыдущий тип изделий. Дисковые инструменты для измельчения пней получили достаточно широкое распространение. Устройства могут быть ручными, навесными и на самоходом шасси.

Гидравлический экскаватор с дисковым инструментом  для измельчения пней

В основе их работы также лежит вращение, но только не барабана, а диска (фрезы). В названии этого оборудования раскрыта конструкция его рабочего органа. Диски (фрезы) могут иметь вертикальную или горизонтальную ориентацию.

Первый вариант установки рабочего органа используют в большем числе модификаций. Толщина диска может составлять от 10 до 50 мм и более. В зависимости от мощности и вида базового шасси (навесные установки, самоходные или ручные) привод рабочего органа осуществляется от вала мотора или мотора-редуктора, либо с помощью отдельной передачи.

В фокусе нашего обзора будут навесные модификации обозначенного оборудования. Их монтируют на рукоять экскаватора или экскаватора-погрузчика посредством адаптера, либо закрепляют при помощи заднего навесного устройства на трактор.

Первые два варианта базовой машины дают преимущества, касающиеся рабочего пространства. Экскаватор формирует область функционирования за счёт перемещений стрелы и рукояти, а также с помощью поворота платформы. Экскаватор-погрузчик несколько ограничен в подобном манёвре, так как в его конструкции отсутствует механизм ротации. Однако в дисковых изделиях для измельчения пней предусмотрен элемент, который расширяет функциональные возможности в данном аспекте. Производители инструмента устанавливают гидроцилиндр, который в процессе работы поворачивает корпус вместе с рабочим органом.

В непосредственный контакт с поверхностью вступают специальные элементы, закрепленные на диске. Такой узел походит на фрезу. На диске закрепляют резцы, которые при функционировании соприкасаются с поверхностью пня, срезая её. Срок службы таких деталей не слишком большой, поэтому в их креплении предусмотрена возможность периодической замены. Как правило, резцы фиксируют на диске с помощью болтов. Изделия имеют герметичный корпус, который защищает приводной механизм от попадания стружки и  пыли.

Работа дискового навесного оборудования для измельчения пней происходит следующим образом: базовая машина с помощью рабочего оборудования или навесного устройства направляет инструмент с вращающимся диском до соприкосновения резцов с поверхностью пня. Резцы начинают срезать древесину, затем происходит плавное перемещение оборудования посредством поворота платформы или гидроцилиндра вправо или влево. После удаления части пня на одном уровне производят опускание инструмента вниз.

Такой функционал требует повышенного внимания. Дисковые инструменты предназначены для измельчения надземной части пней. Их резцы теряют свою работоспособность при соприкосновении с грунтом и камнями. В первом случае происходит притупление рабочих поверхностей, во втором - может возникнуть поломка.

Отдельные камни способны скалывать или ломать резцы. В связи с этим производители ограничивают максимальную глубину погружения в грунт своих изделий величиной, лежащей в диапазоне от 0,1 м до 0,6 м. Отдельные модификации могут выполнять работу на глубине до 1 метра.

Роторные инструменты для измельчения пней

Характерной особенностью данного типа оборудования является исполнение рабочего органа. Выделяют две основные модификации роторных инструментов для измельчения пней - сверлильную и цилиндрическую. Они отличаются конструкцией исполнительного элемента. Рассмотрим каждую из них.

Сверлильная модификация имеет конический наконечник с винтовой (резьбовой) поверхностью (бур). При вращении этот узел входит в древесину пня. На валу над буром фиксируют резцы, которые могут быть приварными или съёмными. Во втором случае элементы крепят с помощью болтов к консолям, идущим по радиальным направлениям относительно поперечного сечения вала.

Трактор со сверлильным оборудованием для измельчения пней

Обычно резцов два или три. Консоли устанавливают на валу посредством сварного соединения. Исполнительный узел является съёмным. Для этого в основании вала предусмотрен фланец или стакан, с помощью которого бур с резцами монтируют к приводному механизму оборудования. Фиксация исполнительного узла производится посредством болтовых соединений или пальца.

Технология работы подобных изделий включает в себя несколько операций. Машинист экскаватора или трактора с помощью рабочего оборудования или навесного устройства устанавливает наконечник инструмента в центр пня и запускает механизм вращения, в результате которого и под действием части веса оборудования происходит вкручивание наконечника с винтовой (резьбовой) поверхностью. Это начальный период разрушения. Когда вал погружается в древесину пня до соприкосновения с резцами, тогда запускается процесс измельчения: резцы начинают послойно срезать древесину с пня. Обозначенное навесное оборудование способно работать на глубине до 1 метра.

А какие возможности у цилиндрической модификации инструментов для измельчения пней? В основе функционирования подобных изделий также лежит вращение рабочего органа. Вот только его конфигурация отличается от исполнения в предыдущей модификации.

Гидравлический экскаватор с цилиндрическим инструментом  для измельчения пней

Рабочий орган второго варианта роторного навесного оборудования для измельчения пней представляет собой полую цилиндрическую фрезу, которая содержит зубчатую коронку в месте контакта с поверхностью пня. Это съёмный элемент. Диаметр фрезы подбирают в зависимости от размера пня. Фиксацию зубчатой коронки на цилиндрическом основании осуществляют за счёт специальных пазов и шипов.

Для погружения такого устройства требуется усилие со стороны рабочего оборудования экскаватора или навесного устройства трактора. Цилиндрическая фреза имеет фланец, посредством которого её крепят болтовыми соединениями к приводному механизму.

С целью снижения нажимного усилия рабочего оборудования базовой машины, когда коронка с зубьями погрузилась в древесину пня, в конструкции предусмотрена винтовая поверхность. Она сориентирована вдоль оси цилиндрической фрезы и зафиксирована сварным соединением на наружной поверхности. Для извлечения материала под фланцем выполнены отверстия.

Рабочий процесс начинается с установки изделия на поверхности пня. Для этого требуется определённый навык. Необходимо, выдерживая допустимое отклонение, совместить условный центр пня с осью вращения цилиндрической фрезы. Для этого машинист экскаватора или трактора использует соответственно рабочее оборудование или навесное устройство.

В первом случае наведение выполнять более удобно, т.к. можно использовать поворотное устройство базовой машины. Кроме того, обзорность лучше при использовании роторного цилиндрического оборудования в сочетании с экскаватором, т.к. инструмент монтируют на рукоять. Навесное устройство трактора располагается в его задней части, что ухудшает обзор.

Когда изделие установлено на поверхности пня, запускают механизм вращения фрезы, при этом оказывая на корпус привода нажимное усилие. В процессе ротации с погружением зубья коронки отрезают пень от его корневой системы и отдельных частей, которые не попали в полую часть цилиндра. Максимальная глубина работы доходит до 1 метра.

Когда пень отрезан от корневой системы, происходит подъём инструмента и извлечение древесины пня из полой части цилиндрической фрезы. Здесь может быть два варианта. Если пень сохранил свою структуру, то его извлекают из цилиндрической фрезы при помощи гидравлического выталкивателя. Если древесина пня разрушилась, а грунт внутри цилиндра не слишком липкий, то масса выпадает из полой части фрезы под действием собственного веса. Так выглядит рабочий процесс роторного инструмента.

Сверлильная и цилиндрическая модификации роторного оборудования для удаления пней могут устанавливаться на экскаваторы и тракторы. На отдельные марки погрузчиков монтируют сверлильную модификацию.

Оборудование для извлечения пней

По принципу работы изделия для извлечения пней можно разделить на 4 вида. В основе такой градации лежит механизм взаимодействия исполнительного органа корчевателя с пнём и его корневой системой. В чём состоят особенности?

  • Первый вид оборудования проводит извлечение только через захват челюстями корпуса пня. Такой инструмент не углубляется в грунт.
  • Второй вид изделий похож на грабли. В процессе работы происходит углубление в грунт, зацепление или разрушение пня, а затем выгребание пня или его частей вместе с корнями.
  • Третий вид инструментов для кочевания походит на ковш, но он специфической формы или без задней стенки. Зато имеется нож с несколькими большими зубьями, грани которых заточены. Такое исполнение необходимо для функционирования. Инструмент углубляют в грунт по принципу работы ковша, при его дальнейшем движении зубья своими острыми гранями срезают корни пня, после чего пень подхватывается боковыми стенками и основанием инструмента. Процесс удаления завершается отгрузкой в специально отведённое место.
  • Четвёртый вид оборудования сочетает в себе черты первых трёх. Данные корчеватели способны как захватывать челюстями корпус пня, так и углубляться в грунт для извлечения корней или частей пня. Отличие от первого вида состоит в плоскости фиксации. Захват пня челюстями корчевателя происходит сверху, после этого следует вытягивание пня из грунта. Однако процесс может складываться несколько иначе. Если корневая система обладает высокой несущей способностью по сравнению с состоянием самого пня, то под действием усилия от сжатия челюстей пень раскалывается на несколько частей. Для удаления челюсти погружаются в грунт, разрыхляют его, а затем захватывают и извлекают корни с частями пня. Здесь необходимо сделать уточнение. Даже если при захвате пня происходит его извлечение вместе с корневой системой, то сам пень обычно разрушается от сжатия челюстей.

«Крокодил»

Для первой модификации характерно специфическое наименование - «крокодил». Данные корчеватели устанавливают на телескопические погрузчики, фронтальные погрузчики и экскаваторы-погрузчики. Кроме того, существует исполнение с адаптером для монтажа к навесному устройству трактора МТЗ. Крепление оборудования может осуществляться с помощью быстроразъёмного соединения.

Телескопический погрузчик с «крокодилом» для извлечения пней

«Крокодил» состоит из трёх основных частей - основания и двух челюстей. Роль привода выполняет пара гидроцилиндров. Челюсть выполнена в виде балки коробчатого сечения, к внутренней грани которой приварены две полосы с зубьями. На верхней грани сварным соединением зафиксировано ребро, а на нём установлена проушина. Нижняя грань балки также содержит проушину. Такая конструкция необходима для обеспечения шарнирного соединения челюсти с основанием.

А как зафиксированы гидроцилиндры? Для их шарнирного соединения с челюстями на наружных стенках балок приваривают проушины, либо геометрия листов полок предусматривает наличие проушин. Поршневая полость зафиксирована аналогично. На несущем элементе основания установлены проушины для шарнирного соединения с гидроцилиндрами. Если элементы фиксации сдвинуты на лист, то его усиливают рёбрами.

Величина максимального раскрытия челюстей лежит в пределах от 1 до 1,2 метров. А их наибольшая длина варьируется также от 1 до 1,2 метров. Эти параметры относятся к перечню основных характеристик данного вида корчевателей.

Полнота использования возможностей базовой машины зависит от конструкции основания инструмента. С его помощью изделие монтируют на трактор или погрузчик, на нём закрепляют пару челюстей и гидроцилиндров. Основание образуют либо профили замкнутого сечения - квадратные, прямоугольные или круглые трубы, либо пространственная листовая конструкция. И в том, и в другом случае элементы каркаса усиливают рёбрами для придания жёсткости их соединениям.

Верхние проушины для крепления к стреле погрузчика имеют разную конфигурацию. Они могут быть открытого типа для монтажа с помощью квик-каплера, а могут иметь стандартную, замкнутую, форму для установки посредством штатных пальцев.

Существует ещё один вариант фиксации. В этом случае шарнирные соединения образуют труба круглого сечения каркаса основания и проушины открытого типа быстроразъёмного устройства погрузчика. Нижние фиксирующие элементы имеют стандартную, закрытую, конфигурацию. Эти проушины приваривают к трубе каркаса основания, или отверстия для соединения выполняют в вертикальных листах каркаса, если имеет место пространственная листовая конструкция.

Механизм работы навесного оборудования содержит три этапа. Сначала оператор приближает погрузчик к пню и опускает стрелу с инструментом на уровень пня, затем раскрывает челюсти с помощью гидроцилиндров их привода, после этого совершает манёвр таким образом, чтобы пень оказался между челюстями. Эти действия входят в первый этап работы. Далее выполняется захват пня и его корчевание. Второй этап на этом завершён. После удаления пня погрузчик перемещает его на место для дальнейшей переработки или складирования. Это функционал третьего этапа.

Необходимо заметить, что данный вид корчевателей способен выполнять работу только при надлежащем состоянии древесины пня. Если последний разрушается при захвате челюстями, то выполнить корчевание не представляется возможным.

Для функционирования изделия используется гидросистема погрузчика или трактора. Гидроцилиндры челюстей подключают к гидролиниям базовой машины с помощью быстроразъёмных соединений. В этом случае погрузчик должен иметь гидравлический контур для дополнительного оборудования. Равномерное движение челюстей обеспечивает делитель потока. Кроме того, гидравлическая система корчевателя содержит гидрозамок.

Рыхлители

Навесное оборудование, о котором пойдёт речь, выполняет не только работы по корчеванию пней, но также способно извлекать из грунта камни и перемещать валуны. Функциональные возможности подобных изделий зависят от их типоразмеров и характеристик базовых машин.

Рычажные корчеватели данного вида, которые работают на базе бульдозеров тяжёлого класса, способны удалять пни диаметром более 1 метра. Максимальная величина заглубления их зубьев составляет 0,9 м. 

Существует ещё одна разновидность подобных устройств. Бульдозеры могут функционировать совместно с многостоечными корчевателями пней.

Бульдозер с многостоечным корчевателем

Данные изделия монтируют посредством навесного устройства базовой машины. Именно многостоечные корчеватели в основном применяют для удаления пней. Различные модификации такого навесного оборудования устанавливают на экскаваторы, экскаваторы-погрузчики, тракторы и погрузчики. Возможности рычажных корчевателей для бульдозеров обозначены в примере.

Характерной особенностью данных инструментов является сочетание двух рабочих процессов. Речь идёт о корчевании после разрыхления. Такой механизм функционирования свойственен всем модификациям обозначенного вида изделий. Поэтому навесное оборудование у производителей обозначается как «рыхлитель для корчевания».

В чём преимущество от сочетания двух операций? Разрыхление грунта зубьями инструмента в процессе работы позволяет разрушить соединения между частицами грунта и ослабить связь корневой системы пня с почвой. Всё это снижает усилие корчевания. Если корневая система пня не слишком развитая, а зубья изделия проникают на всю её глубину, то на последнем этапе работы оборудования может осуществляться только подъём пня и его перемещение к месту складирования или разделки.

Нельзя забывать и о другом функциональном аспекте. При извлечении и перемещении камней и валунов навесное оборудование именно такой конфигурации будет весьма полезным.

Все модификации рыхлителей для корчевания имеют общие конструктивные черты. Выделим их.

Навесное оборудование имеет сварную конструкцию, которая состоит из вертикальной балки (её сечение может представлять собой толстостенную трубу круглой, квадратной или прямоугольной формы), зубьев, зафиксированных на балке, и проушин, которые также крепят к балке.

Разнообразие модификаций описываемых изделий очень велико, поэтому необходимо внести уточнения в описание конструкции. Начнём с вертикальной балки, на которую устанавливают зубья. В отдельных исполнениях рыхлителей для корчевания она является сварным узлом, и её сечение представляет собой толстостенный треугольник. И это только первый пример.

Производят массивные корчеватели, балка которых имеет сплошное круглое сечение. Такая деталь обладает солидным весом, требующим соответствующих усилий, сноровки и фиксирующих приспособлений при изготовлении и сборке. Это второй пример, и он не последний.

В настоящее время достаточно распространены компактные модели рыхлителей для корчевания, которые состоят из двух или четырёх зубьев. Они, как правило, работают на базе экскаваторов или экскаваторов-погрузчиков. Некоторые разновидности таких корчевателей не содержат в своей конструкции балку. Её роль выполняет пространственный листовой узел. Выделим три его характерных исполнения.

  • В первом случае основание образует лист, к которому сверху фиксируют две проушины и рёбра жёсткости, а к его нижней грани крепят зубья, поперечины между ними с двух сторон и полосы, усиливающие торцевые грани зубьев. Есть и ещё одна важная деталь. В передней части узла устанавливают гнутый лист под углом к листу основания.

Рыхлитель для корчевания пней для погрузчика

  • Второй вариант исполнения несколько отличается от первого. Основание изделия в этом случае образует лист, согнутый в двух местах. К его наружной поверхности крепят пару проушин, геометрия торцевых граней которых соответствует профилю изгиба листа основания, и ребра жёсткости. Зубья устанавливают с внутренней стороны. Для повышения жёсткости изделия предусмотрены пластины и рёбра.

Рыхлитель для корчевания пней на экскаватор

  • Опишем третий вариант рыхлителя для корчевания, основание которого образовано листовой конструкцией. Существуют некоторые различия в компоновке подобных изделий, но они не столь значительные, чтобы группировать такие инструменты в отдельную категорию. Речь пойдёт о корчевателях с двумя зубьями, которые устанавливают на экскаваторы и экскаваторы-погрузчики.

Двузубый рыхлитель для корчевания пней на экскаватор

Эта общая черта обеих разновидностей, но необходимо отметить частности. Зубья являются образующим элементом первой из обозначенных модификаций. В них выполнены пазы для установки поперечного листа, который соединяет их между собой. Монтаж на экскаватор производят посредством образующих элементов. Для этой цели верхняя часть каждого листа зуба выполнена в форме, которая походит на очертания проушины.

Для установки пальцев имеются по два отверстия в каждой детали. Получается, что зубья монтируют к тяге и рукояти экскаватора, а другие элементы узла служат для надёжного крепления зубьев между собой и обеспечения жёсткости в местах шарнирных соединений. Во второй модификации поперечный лист является основанием, к которому фиксируют другие детали. В этом состоит базовое отличие от первой разновидности. Пару зубьев с поперечиной соединяют с нижней гранью листа основания, а проушины закрепляют на верхней плоскости листа основания. В конструкции предусмотрено усиление из двух пластин. Их фиксируют под углом друг к другу на верхней грани листа основания, а торцами они упираются в проушины.

Отдельно стоит отметить навесное оборудование для погрузчиков. Оно имеет схожие черты с корчевателями для бульдозеров. Однако подобные изделия для погрузчиков отличаются меньшим типоразмером и числом зубьев (обычно устанавливают от трёх до пяти). Проведём обзор такого инструмента. Корчеватель для фронтального погрузчика и трактора представляет собой сварную конструкцию, состоящую из нескольких продольных балок - обычно двух или трёх - и поперечин.

Рыхлитель для корчевания пней на трактор и фронтальный погрузчик

Каркас дополняют рёбрами (зубьев, проушин и др. деталей) и усиливающими элементами. Балками могут являться толстостенные трубы круглого, квадратного и прямоугольного сечений. Иногда промежуточные продольные элементы изготавливают из круглого прутка.

Роль поперечин выполняют зубья, в которых выполнены отверстия соответствующего профиля для установки на балки. В ряде исполнений по краям закрепляют стенки. Они фиксируют балки, если ширина установки зубьев меньше, чем длина балок.

Для монтажа корчевателя на базовую машину используют проушины. Различные варианты их исполнения предусматривают установку с помощью штатных пальцев или быстроразъёмного соединения. Поэтому верхние проушины навесного оборудования могут быть открытого типа или замкнутого. Нижние - являются стандартными.

Геометрия проушин и их крепление несколько отличаются у разных производителей. Обратимся к их конструктивным решениям. Реализация одного из них содержит зубья определённого контура, который позволяет выполнить в них отверстия для установки пальцев. Другой вариант предполагает раскрепление проушин на продольных балках. В этом случае устанавливают основание из связующих элементов. В процессе изготовления используют ещё один способ фиксации. Проушины имеют вырез снизу, одной гранью которого их соединяют с верхней балкой, а другой - с пластиной. Её раскрепляют соответствующим образом. Пластину фиксируют сварным соединением к верхней балке и зубьям. С разнообразием конструктивных схем различных рыхлителей для корчевания разобрались. Самое время обратиться к базовому элементу данных изделий.

Зубья подвергаются наибольшему разрушающему воздействию в процессе работы навесного оборудования. Их функционирование проходит в сложных эксплуатационных условиях. В дополнение к рабочему усилию зубья корчевателей испытывают ударные нагрузки и абразивное воздействие, подвергаются коррозии. Эти факторы требуют адекватного технологического ответа. Поэтому зубья вырезают из листов сталей специальных марок. Они отличаются высоким сопротивлением изнашиванию и коррозионной стойкостью.

В процессе корчевания зубья должны выдерживать значительные рабочие нагрузки ударного характера (если работу выполняют в грунте с каменистой фракцией, либо извлекают и перемещают камни или валуны). Для этого их вырезают из толстолистового проката. Средняя толщина зуба корчевателя варьируется от 40 до 60 мм. Для отдельных видов машин тяжёлого класса максимальное значение данного размера может быть большим. На контактных поверхностях зубья могут иметь защитные или усиливающие накладки.

Есть ещё один способ защиты. С целью продления срока службы зубьев, а также повышения эффективности рыхления на зубья могут быть установлены адаптеры со сменными коронками. Они могут иметь различные очертания.

Максимальная глубина работы корчевателей на базе экскаваторов варьируется от 0,5 до 0,7 метров. Контуры зубьев навесного оборудования, их длина, ширина и толщина меняются в зависимости от усилия корчевания, условий работы, модификации и вида базовой машины, производителя изделия. Однако механизм функционирования у всех модификаций обозначенного инструмента схожий. С помощью рабочего оборудования или навесного устройства рыхлитель для корчевания углубляют в грунт. Далее зубья инструмента подводят под пень. Если изделие функционирует на базе экскаватора, то указанное действие выполняют путём отклонения стрелы и поворота гидроцилиндром ковша навесного оборудования относительно шарнира рукояти. В случае с бульдозером для погружения зубьев под пень оператор опускает отвал-корчеватель.

Бульдозер с отвалом для корчевания

Машинист фронтального или телескопического погрузчика для углубления зубьев изделия в грунт перемещает стрелу и поворачивает навесное оборудование относительно нижних шарниров крепления. Оператор бульдозера также имеет подобную возможность.

На толкающих брусьях его отвала или на поперечине между ними устанавливают гидроцилиндры, предназначенные для поворота отвала относительно шарниров его крепления к брусьям. В процессе углубления зубьев корчевателя рабочим оборудованием экскаватора происходит зацепление корневой системы пня или его частей. Если опускания стрелы для этого недостаточно, то перемещают рукоять, а затем поворачивают инструмент.

Бульдозер и погрузчики используют движение навстречу пню для зацепления его корневой системы или отдельных частей. Хотя второй вид техники, как правило, применяет ещё и поворот устройства при приближении.

Когда зацепление обеспечено, оператор экскаватора осуществляет подъём стрелы. В результате этого действия происходит вытягивание из грунта пня и его корневой системы или отдельных частей пня и корней. Иногда цельность не нарушается. Если пень небольшого диаметра, его корневая система не слишком развитая, а древесина длительное время не подвергалась гниению, то зубья корчевателя после разрыхления грунта полностью подводятся под пень и поднимают его на поверхность. Однако чаще всего имеет место разрушение в процессе работы изделия. Это связано с состоянием пня, его габаритами, развитостью корневой системы, количеством зубьев их длиной, характером их воздействия на пень.

Кроме того, необходимо учитывать функциональную ширину инструмента. Приведем пример. Если экскаватор выполняет работу корчевателем с двумя зубьями, а размер пня превышает габарит между зубьями, то происходит разрыхление грунта у части корневой системы и зацепление фрагмента пня. Такие условия определяют дальнейший исход. Зубья своей рабочей оконечностью оказывают критическое давление на нижнюю часть пня, которое превышает предел прочности его древесины. Другой фрагмент надёжно удерживается корневой системой. В этот момент происходит сдвиг древесины пня с последующим разрушением на несколько частей. Эти фрагменты вперемешку с корнями и грунтом зубья корчевателя извлекают на поверхность. Дальше переходят к другой части пня. Так продолжается до полного его извлечения. Если в грунте всё же остаются отдельные мощные корни, то инструмент продолжает выполнять разрыхление вокруг них с последующим удалением.

Механизм работы бульдозеров и погрузчиков с подобным навесным оборудованием выглядит несколько иначе. При движении навстречу пню происходит не только зацепление, но и его сдвиг. Пусть скорости движения низкие, но ударный эффект имеет место быть. Для погрузчиков весьма характерна такая технология работы корчевателем. Если задача усложняется, то оператор может использовать для зацепления или сдвига пня или его частей поворот инструмента, как это делает машинист экскаватора. Извлечение выполняют движениями навесного оборудования и стрелы.

Специфика работы бульдозеров с корчевателями предполагает применение гидроцилиндров подъёма/опускания отвала и гидроцилиндров его поворота. Далеко не всегда удаётся только с помощью движения навстречу пню сдвинуть его. В ряде случаев возможности сцепления гусениц с грунтом и масса бульдозера не позволяют выполнить корчевание таким способом. Но это не является проблемой, только незначительно меняется механизм работы. Перед её началом машинист бульдозера поворачивает отвал таким образом, чтобы зубья занимали наиболее вертикальное положение, а затем углубляет отвал с зубьями так, чтобы передние катки приподнимались над поверхностью земли. После этого машина начинает движение навстречу пню. Когда бульдозер приближается к нему, и происходит контакт, то в дело вступают гидроцилиндры поворота отвала-корчевателя. Машина при этом продолжает движение. В процессе поворота зубья зацепляют пень и его корни, вытягивая их из грунта. В этот момент происходит сдвиг с разрушением. После нарушения связей с грунтом оператор, продолжая движение вперёд, поднимает отвал с фрагментами пня вперемешку с корнями и грунтом. Если извлечение выполнено не в полном объёме, то цикл повторяется.

Одно общее требование объединяет корчеватели на базе экскаваторов, погрузчиков, экскаваторов-погрузчиков, тракторов и бульдозеров. После выполнения работы следует отделить древесину, кустарники и корни от грунта для последующего вывоза и переработки.

Подведём итоги обзора рыхлителей для корчевания. Данный инструмент неприхотлив в эксплуатации и надёжен в работе. Изделия в своей конструкции не содержат гидравлической аппаратуры. Их подключение осуществляется к штатным элементам рабочего оборудования или навесного устройства, при этом не требуется наличие в базовой машине гидравлического контура для дополнительного оборудования.

Но в части работы с древесиной пня инструмент имеет ограничения. Они относятся к его конфигурации. Рыхлители для корчевания не могут выполнять измельчение пня и его захват с последующим перемещением. Разрушение может происходить в процессе корчевания, но в таком случае имеет место смесь древесины с корнями и грунтом, которую после выполнения работ необходимо разделять на фракции. Если пень удаляют целиком, то измельчить его таким оборудованием не представляется возможным.

«Клык-рыхлитель»

Достаточно распространена ещё одна разновидность изделий, которая по своим функциональным и конструктивным особенностям схожа с рыхлителями для корчевания. Даже можно сказать, что инструмент является упрощённой версией навесного оборудования, рассмотренного в текущей части статьи. Что же он представляет собой?

Основное назначение навесного оборудования, о котором пойдёт речь, заключается в послойном разрыхлении мёрзлых грунтов, слабых скальных пород, тяжёлых глин, слежавшегося строительного мусора, сцементированного гравия. В ряде случаев подобный инструмент применяют для разрушения дорожных покрытий. Однако функционал данных изделий позволяет включить их в список оборудования для корчевания пней или их корневых систем. Какой узел конструкции даёт такую возможность?

Рабочим элементом описываемых рыхлителей является мощный зуб или клык. От него изделия получили своё наименование. У производителей такие инструменты обозначаются как «клык-рыхлитель» или «рыхлитель».

Гидравлический экскаватор с рыхлителем

Изделия функционируют на базе бульдозеров, экскаваторов и экскаваторов-погрузчиков. В первом варианте базовой машины установку инструмента  выполняют на навесное устройство, во втором случае - на рабочее оборудование.

Основное назначение данного изделия на базе бульдозеров - рыхление. Для выполнения ими корчевания требуется соответствующий объём работы и определённые условия. Всё же такой функционал является для бульдозеров с рыхлителями эпизодическим. Поэтому в объёме статьи уделим внимание модификациям инструмента для экскаваторов и экскаваторов-погрузчиков. Да, для этой техники работа клыком-рыхлителем тоже не является основной, но условий для применения такого навесного оборудования больше, чем в сочетании с бульдозером.

  • Во-первых, экскаваторы и экскаваторы-погрузчики работают на всех строительных площадках и входят в состав техники коммунальных служб.
  • Во-вторых, рабочее оборудование указанных машин позволяет совершать более разнообразный перечень манипуляций с клыком-рыхлителем, чем навесное устройство бульдозера.
  • В-третьих, штатный ковш может быть заменён на данный инструмент в приемлемые сроки.

По этим причинам практика применения для корчевания рыхлителей на базе экскаваторов получила распространение.

Как обозначалось выше, рабочим органом таких изделий является зуб. В целом их конфигурация повторяет устройство рыхлителей для кочевания. Изделие состоит из клыка (зуба) и проушин для монтажа на базовую машину. Зуб имеет изогнутый контур, который сужается по мере перехода к рабочей оконечности, образуя скруглённое остриё. Радиус кривизны клыка варьируется в среднем от 0,75 м до 1,8 м. Его толщина лежит в пределах от 36 мм до 90 мм. Меньшие значения соответствуют изделиям для экскаваторов-погрузчиков, а большие - экскаваторам 5-й размерной группы.

Клык соединяется с проушинами посредством листа. К его нижней грани приваривают торцевую плоскость зуба, а также рёбра и пластины для обеспечения прочности и жёсткости. На верхней поверхности листа фиксируют сварными соединениями две проушины и элементы их раскрепления. Боковые грани клыка усиливают защитными накладками. Их конфигурация зависит от условий работы и производителя навесного оборудования. На кромках зуба могут закреплять усиливающие полосы. С целью продления срока службы инструмента и для сохранения его функциональных параметров на рабочую оконечность клыка устанавливают адаптер со сменной коронкой. Зуб может быть изготовлен из листа стали специальной марки.

От функционального органа переходим к механизму работы описываемого навесного оборудования. Он соответствует манипуляциям, которые выполняет экскаватор с рыхлителем для корчевания, снабжённым двумя зубьями. Сделаем единственное уточнение: извлечение клыком пня без разрушения - маловероятный исход. Для обратного события корневая система должна потерять несущую способность или быть слаборазвитой, а древесина должна оставаться крепкой. Кроме того, диаметр такого пня должен быть небольшим. В основном результатом работы клыка-рыхлителя является разрушенная древесина пня вперемешку с корнями и грунтом. Такую смесь необходимо разделять для последующей переработки.

Почему данное изделие находит своё применение в качестве сменного оборудования экскаватора? Интерес к нему определяется простотой конструкции, которая отражена в его цене, и неприхотливостью в работе. Дополнительных гидролиний для подключения клыка-рыхлителя тоже не требуется.

Но такие изделия имеют ряд недостатков. Для навесных клыков-рыхлителей характерна сниженная производительность, невозможность захвата пня для его измельчения или переноса на близлежащую площадку для переработки. Разрушение древесины пня в процессе извлечения приводит к образованию смеси, которую после окончания работы необходимо разделять на грунт и древесную составляющую.

Ковш для корчевания

Название говорит само за себя. Сразу же представляется штатный ковш экскаватора, с помощью которого можно удалять пни. Да, в определённых случаях его можно использовать для этой цели. Но речь пойдёт не о нём, а об инструментах, которые в некотором приближении напоминают его. Один в большей степени, а другой в меньшей.

Существуют две модификации ковшей для корчевания пней. Первая предназначена для экскаватора, а вторая - для мини-погрузчика. Различить их по внешнему виду очень просто. Навесное оборудование для мини-погрузчиков отличает узкая и вытянутая форма, которая походит на профильный ковш, но с гораздо меньшим углом наклона боковых стенок.

Мини-погрузчик с ковшом для корчевания

В качестве основания инструмента выступает рама из двух балок, сечение которых представляет собой квадратную трубу. На основании раскреплены усиливающие элементы. По центру к балкам приваривают заднюю стенку ковша, по торцам их форсируют полосами, а 4 ребра соединяют боковые стенки ковша с передними гранями балок. Крепление к стреле и гидроцилиндрам мини-погрузчика осуществляется посредством 4 шарнирных соединений. Соответствующие проушины закреплены на балках основания сварными соединениями. Верхние грани боковых стенок ковша содержат зубчатый профиль. В передней, рабочей, части изделия имеется нож. На нём установлены адаптеры со сменными коронками. Боковые стенки имеют защитные накладки в рабочей части.

Мини-погрузчик в сочетании с ковшом для корчевания выполняет работы локального характера. Такое оборудование находит себе применение в коммунальном хозяйстве, когда требуется удаление корневой системы кустарников или небольших пней со скромной корневой системой. Механизм его работы сочетает движение навстречу пню или корневой системе, подъём-опускание стрелы и поворот инструмента. Цикл может повторяться несколько раз. В таком случае основными становятся движения вперёд-назад и поворот ковша для корчевания.

А как выглядит подобное изделие для экскаватора? Здесь уже можно провести параллели с конструкцией штатного ковша. Однако его следует представить без задней изогнутой стенки, с установленным под углом ножом и с боковыми стенками, наружные грани которых параллельны, но боковые стенки повёрнуты на небольшой угол относительно друг друга.

Ковш для корчевания на экскаватор

Сверху к балочной конструкции основания крепят две проушины с рёбрами жёсткости, а к её торцам форсируют боковые листы. Профиль ножа ковша выполнен с несколькими большими зубьями на рабочей поверхности. Их грани имеют заточку. Ковш для корчевания шарнирно соединяют с рукоятью и тягой гидроцилиндра. Такое навесное оборудование может функционировать на экскаваторах массой от 12 до 37 тонн. Инструмент может быть изготовлен из стали специальной марки.

Механизм его работы напоминает манипуляции со штанным ковшом экскаватора. Оператор приближает машину к пню и опускает стрелу, углубление в грунт происходит посредством поворота рукояти или инструмента для корчевания. Когда зубья ковша натыкаются на корни пня, они срезают их своими заострёнными кромками или извлекают, сдвигая их. Пень при этом остаётся в ковше, упираясь в боковые стенки и верхнюю балочную конструкцию основания. Далее оператор поворачивает рукоять и поднимает стрелу. Если с первого раза корни пня не удаляются, то ковш срезает их постепенно.

Плюсы обеих модификаций ковша для корчевания очевидны: простота конструкции, неприхотливость, отсутствие гидравлического привода и соответствующая оптимальная цена. А по технологии работы возникают вопросы.

Что делать, если пень длительное время подвергался гниению, но имеет развитую корневую систему? Он может разрушиться в процессе корчевания, но в таком случае выполнить перенос его фрагментов ковшом без задней стенки не представляется возможным.

С производительностью тоже не всё понятно. Выполнить корчевание в плотном грунте таким ковшом - задача не самая простая. Адаптеры с коронками отсутствуют в конструкции, всё абразивное воздействие принимают на себя зубья ножа, острые кромки которых должны сохранять свою работоспособность. Именно они оказывают основное воздействие. При развитой корневой системе, гибкости отдельных корней пня и грунте как упругом основании возможно смещение корней при контакте с функциональными элементами ковша для корчевания. В таком случае снизится эффективность режущего воздействия кромок зубьев на этапе их движения. Тогда разрушение будет происходить в результате сдвига за счёт давления рабочих граней зубьев на поверхности корней пня. Если оператор попытается усилить режущее воздействие, то для этого потребуется извлечь ковш из грунта и углубить его заново, т.е. функциональные элементы снова испытают абразивное воздействие среды.

Необходимо учесть ещё ряд факторов. При углублении ковша между зубьями скапливается грунт, могут застревать небольшие камни и строительный мусор. Всё это ведёт к снижению производительности. Её величина может быть на низком уровне.

Это одна сторона, но взглянем на другую. У пня может быть развитая корневая система, которая уходит вглубь грунта. Ковш для корчевания справился с задачей, но корни пня остались в грунте. Извлечь их при помощи такого оборудования не представляется возможным.

В случае с ковшами для корчевания на базе мини-погрузчиков ограничивающим применение фактором выступает типоразмер машины и усилие, которые способно развить её рабочее оборудование.

Экскаваторные корчеватели с двумя челюстями

Данное навесное оборудование устанавливают на экскаваторы массой от 13 до 50 тонн. Может быть, существуют модификации для других видов строительной и коммунальной техники, но в ходе проведённого обзора таковых выявлено не было. Собственная профессиональная деятельность подтверждает данный результат по состоянию на сегодняшний день.

Всё конструктивное разнообразие описываемых корчевателей пней на базе экскаваторов условно делят на две категории. Мы также будем придерживаться этой классификации, но добавим ещё один вариант группирования изделий. Хотя подчеркнём и объясним, что это деление является условным.

Общей конструктивной чертой всех модификаций экскаваторных корчевателей пней являются две рабочие челюсти. А вот подвижность этих частей уже зависит от конкретного исполнения. Своим внешним видом такие изделия чем-то напоминают рыхлители для корчевания, только рабочих челюстей у них две, а не одна.

Экскаваторные корчеватели пней делят на механические и гидравлические устройства. И в том, и другом случае привод подвижной челюсти осуществляется с помощью гидроцилиндра. Вопрос в его локализации.

  • В механической версии корчевателя подвижную или верхнюю челюсть шарнирно соединяют с тягой гидроцилиндра экскаватора. Таким способом осуществляют размыкание и смыкание рабочих частей инструмента.
  • Гидравлическую версию корчевателя пней отличает наличие индивидуального гидроцилиндра привода подвижной челюсти, который закрепляют внутри каркаса неподвижной челюсти.

Гидравлический корчеватель пней для экскаватора

Формально механизм корчевания не меняется, но расширяются функциональные возможности навесного оборудования. Исключается влияние характеристик рабочего оборудования на процесс смыкания и размыкания челюстей, но параметры самого экскаватора продолжают оказывать воздействие на работу челюстей.

Как это происходит? Всё очень просто. Гидроцилиндр привода челюсти подключается к контуру дополнительного оборудования экскаватора. Т.е. усилие на штоке зависит не только от его типоразмера, но и от рабочего давления в гидросистеме базовой машины. А скорость срабатывания гидроцилиндра находится в тесной взаимосвязи с подачей насоса или насосов экскаватора.

Количество гидравлических машин зависит от модели базовой техники. Экскаватор может быть снабжён сдвоенным регулируемым аксиально-поршневым насосом, могут устанавливать один насос большего объёма. По обозначенным выше причинам деление на механическую и гидравлическую модификации можно считать условным.

Вернёмся к вопросу о расширении функциональных возможностей второго варианта изделий. Установка гидроцилиндра поворота подвижной челюсти высвобождает гидроцилиндр штатного ковша. Инженеры-проектировщики экскаваторных корчевателей пней предусмотрели для него определённый функционал.

Гидравлический корчеватель пней имеет адаптер, с помощью которого его монтируют на экскаватор. Его проушины соединяют с тягой гидроцилиндра ковша и проушиной рукояти. Такая шарнирная фиксация позволяет осуществлять поворот адаптера, как это происходит в случае со штанным оборудованием экскаватора. Т.е. гидроцилиндр вращает гидравлический корчеватель пней так же, как он это делает в случае с ковшом.

Но и это ещё не всё. Гидравлический корчеватель может иметь в своей конструкции механизм поворота - ротатор, который за счёт увеличения числа манипуляций расширяет зону работы навесного оборудования.

Ширину охвата и площадь рыхления можно увеличить другим методом. Здесь самое время рассказать о втором варианте группирования изделий подобного типа.

Из предыдущего обзора стало понятно, что экскаваторные корчеватели пней имеют две челюсти. Одна из них подвижная, а варианты конструкции второй подразумевают два исполнения. О них расскажем чуть позже. Челюсть формируют из зубьев, их количество может варьироваться. Но один принцип комплектования остаётся неизменным. Верхняя челюсть всегда содержит большее число зубьев, чем нижняя. Этого требует функциональный аспект. В процессе работы верхние зубья входят в промежутки между нижними зубьями.

По количеству зубьев или по функциональной ширине челюстей тоже можно проводить градацию экскаваторных корчевателей пней. Перечислим существующие варианты исполнения в соответствии с обозначенным критерием.

Изготавливают корчеватели пней для экскаваторов:

  • с одним зубом верхней - подвижной во всех исполнениях - челюсти и двумя зубьями нижней челюсти,
  • с двумя зубьями верхней челюсти и пятью зубьями нижней челюсти,
  • с тремя зубьями верхней челюсти и шестью зубьями нижней челюсти.

Механический корчеватель пней для экскаватора с тремя зубьями нижней челюсти и шестью зубьями верхней челюсти

Наиболее распространённым является первый вариант. Вторая и третья разновидности характерны для более тяжёлых экскаваторов, типоразмер (с точки зрения обеспечения прочности и надёжности работы экскаватора с корчевателем) рабочего оборудования которых позволяет выполнить навеску подобных изделий, а возможностей экскаватора хватает для формирования соответствующих усилий при корчевании пня.

Такой инструмент предназначен для решения более сложных задач. За один рабочий цикл навесной корчеватель такого типоразмера способен разрыхлить значительную площадь грунта и охватить большее число корней пня. Это снижает вероятность разрушения в процессе извлечения. Если захват осуществляется за верхнюю часть пня, то благодаря наличию нескольких зубьев повышается его эффективность.

Это важный аспект функционирования оборудования. Если пень и его корни извлекают по частям, при этом происходит смешивание с грунтом, то конечную массу необходимо разделять на древесную фракцию и грунт для дальнейшей переработки. Предпочтителен иной исход. В случае удаления пня и его корневой системы с первой попытки грунт осыпается, либо его стряхивают. Сохранению целостности способствует качество захвата. Даже если древесина пня разрушается в процессе корчевания, то отдельные части удерживаются зубьями челюстей до переноса на место складирования или обработки. На этапе переноса происходит принудительное осыпание грунта или осыпание под действием собственного веса.

Обратимся к конструктивным особенностям каждой модификации данных изделий.

Начнём с гидравлического корчевателя пней на базе экскаватора. Он состоит из неподвижной челюсти и подвижной, адаптера и механизма поворота. Установка ротатора является дополнительной опцией. В качестве привода подвижной челюсти выступает гидроцилиндр. Он установлен в каркасе неподвижной части. Каркас нижней челюсти представляет собой листовую конструкцию. Он содержит две одинаковые стенки, верхнюю и нижнюю полки, заднюю пластину и ребра жёсткости.

Верхний лист (полка) служит основанием для установки механизма поворота. К верхней крышке ротатора крепят адаптер с проушинами для монтажа изделия на экскаватор. Боковые стенки имеют специальный контур с вырезом и отверстиями для установки пальцев шарнирных соединений подвижной челюсти и гидроцилиндра (для проушины поршневой полости) её привода. В их нижней передней части установлена распорка.

Нижняя полка содержит вырез для захода в него подвижного зуба верхней челюсти. По бокам этого выреза устанавливают два адаптера со сменными коронками. Подвижная челюсть состоит из одного зуба, в котором имеются отверстие для шарнирного соединения с боковыми стенками и проушина шарнирного соединения со штоком гидроцилиндра привода. Кроме того, рабочий элемент усилен накладками и верхней пластиной. Монтаж такого навесного оборудования был описан выше.

Особенности механической модификации экскаваторных корчевателей рассмотрим на примере изделий от предприятия «Гидрозуб».

Перейти к описанию