Винтовые колуны для дров своими руками

Винтовой дровокол и советы по его изготовлению

Дровокол винтовой своими руками

Для владельцев твердотопливных котлов или дровяных печей приближение очередного отопительного сезона сопряжено с ежегодными жизненно необходимыми хлопотами – заготовкой дров. Процесс этот включает несколько этапов:

• заготовка в лесу, чаще покупка уже готового кругляка;
• доставка его на подворье;
• распиловка на чурбаки;
• колка поленьев.

Для тех, кто с заготовкой дров знаком не понаслышке, последний из этапов ассоциируется с изнурительным, требующим массу времени и физических сил трудом.

В попытках упростить наиболее трудоемкую процедуру творческая мысль народных умельцев родила идею конусного дровокола, простого, но производительного станка, позволяющего колоть дрова с высокой скоростью и минимальными затратами усилий. Однако главным преимуществом такого дровокола считается возможность его изготовления собственными руками.

Принцип работы винтового колуна

Понять работу винтового колуна несложно на простом примере. Каждому наверняка знакома ситуация, когда вворачиваемый в тонкую рейку без засверленного предварительно отверстия шуруп попросту ее раскалывает. Но если в примере разрыв древесины по волокнам явление не желательное, то для дровокола этот эффект – то, что нужно.

Для повышения эффективности винтовой колун выполнен в виде конуса с нарезанной упорной резьбой, обеспечивающей захват полена и быстрое вкручивание конуса. Таким образом, конус представляет собой клин, который сам вгрызается в древесину и разрывает ее вдоль волокон.

Устройство дровокольного станка

Основным узлом станка для колки дров на основе конусного дровокола является винтовой конус, которому требуется создать вращательный момент. В качестве источника вращательного момента может выступать вал отбора мощности трактора, двигатель внутреннего сгорания, электромотор. Последний вариант для изготовления дровокольного станка наиболее доступен, поскольку электродвигатель, даже бывший в употреблении достаточно легко найти либо в собственном хозяйстве, либо у рачительных друзей.

Приведем простую схему станка

На рисунке видно, что основу агрегата составляет надежная станина, на которой смонтированы все узлы дровокола:

• винтовой конус;
• опоры вала конуса;
• электродвигатель;
• клин рассекателя.

Вращательный момент вала электродвигателя передается на вал конуса ременной передачей. Соотношение диаметров шкивов определяет скорость вращения винтового дровокола, которая должна лежать в оптимальных пределах – 300 – 1000 об/мин.

Простейшим вариантом будет использование тихоходного электродвигателя мощностью от 3 кВт и выше. В этом случае морковка (так часто называют винтовой конус) закрепляется непосредственно на валу электромотора, правда скорость вращения последнего должна лежать в вышеуказанных пределах.

В этом случае количество узлов приведенных на схеме сведено к минимуму, остается только подготовить надежную станину.

Для двигателя внутреннего сгорания вместо ременной передачи можно использовать подходящую цепную.

Где искать комплектующие для самодельного дровокола?

Главным узлом будущего станка, безусловно, считается винтовой конус (морковка) изготовить который в домашних условиях невозможно, ведь при его изготовлении потребуется:

• высокоточное технологическое оборудование;
• высокопрофессиональный токарь;
• специальные сорта стали;
• дополнительное оборудование для закалки.

Прекрасной альтернативой решения проблемы с морковкой будет приобретение ее в интернет-магазине oDrova.ru (оДрова).

Это официальный магазин единственного в России производителя винтовых дровоколов с двухзаходной упорной резьбой из высокопрочной инструментальной стали, выполненных на японских автоматах с дополнительной закалкой ТВЧ.

Но главное их преимущество – доступная цена. Даже если Вы найдете человека, который согласится воспроизвести нечто подобное, вряд ли сможете уложиться в сумму, без особых проблем потраченную на фирменное изделие.

Все остальное можно найти самостоятельно. Возможно, Вам понадобятся:

• вал для морковки;
• опорные подшипники с креплением;
• шкивы (звездочки);
• ремни передачи.

Что-то можно заказать токарю, что-то подыскать на барахолках или у друзей, но это опять же требует затрат времени и материальных. При этом не факт, что таким образом Вы сможете подготовиться к изготовлению станка.

На сайте oDrova.ru Вы найдете все, что необходимо для создания ременной или цепной передачи от любого источника вращательного момента, вплоть до двухручейных шкивов и клиновидных ремней. Приобретая морковку в одном из комплектов, Вы сможете выполнить ответственные узлы будущего станка на профессиональном уровне.

Важно! При подготовке конструкции станка следует учитывать, что все узлы должны иметь надежное крепление. Кстати, в ассортименте магазина oDrova.ru имеется специальная морковка для дрели, но предназначена такая всего лишь для колки щепы и небольших дровишек.

Окончательная подготовка

Предположим, Вы нашли электродвигатель и все элементы для создания ременной (цепной) передачи, возможно, купили их в комплекте с винтовым дровоколом-морковкой. Остается заготовить другие материалы и необходимый инструмент.

Для изготовления станины Вам понадобится:

• профильный стальной прокат для изготовления каркаса (уголок, труба, швеллер);
• листовой металл для стола и нижней полки (толщиной от 4 мм);
• проводка для электромотора;
• схему включения /отключения;
• токовую защиту (УЗО);
• метизы.

Минимальный набор инструментов должен быть представлен:

• сварочным аппаратом или инвертором;
• болгаркой;
• электродрелью с набором сверл по металлу;
• молотком;
• набором гаечных ключей;
• угольником;
• металлической линейкой;
• рулеткой;
• маркером.

И самое главное умение всем этим пользоваться, хотя бы на любительском уровне.

Этапы сборочных работ

Перед сборкой необходимо провести «комплекс НИОКР», Вам следует продумать будущую конструкцию и составить эскизные чертежи. Не лишним будет предусмотреть защитный кожух для ременной (цепной) передачи, наличие колес (в случае создания мобильной версии).

Самое главное – продумайте способ натяжения ремня!

Далее можно приступать к непосредственной сборке:

1. Согласно заготовленным чертежам нарежьте болгаркой в размер заготовленные материалы.
2. При помощи сварочного аппарата (инвертора) сварите станину, со строгим соблюдением углов (проверяется угольником).
3. В случае мобильной версии приварите оси и установите на них колеса.

1. Далее монтируются столешница с полкой.
2. Устанавливается электродвигатель и ведущий шкив.
3. Монтируется узел рабочего вала конусного дровокола, ведомый шкив.

1. Натягиваются ремни с проверкой прямолинейности траекторий последних.
2. На рабочий вал устанавливается морковка и фиксируется винтами.

1. Затем под конусом монтируется рассекатель.
2. Далее производится электрический монтаж проводки, магнитного пускателя, УЗО, подключение электродвигателя.

1. Производится первое включение и проверяется работоспособность дровокола.

На заключительном этапе рекомендовано дровокольный станок защитить от коррозии. При наличии ржавчины, поврежденные участки зачищаются и обрабатываются преобразователем ржавчины. Затем грунтуются и окрашиваются.

Видео: Дровокол своими руками

Техника безопасности при работе с винтовым дровоколом

Самодельный станок для колки дров готов и пригоден к эксплуатации, но при работе с ним следует придерживаться некоторых правил техники безопасности принятых при работе, например на токарном станке:

• одежда должна быть застегнута;
• длинные волосы заправлены;
• работать рекомендовано без перчаток, которые могут быть захвачены кончиком конуса, что приведет к травмам кистей рук.

И самое главное чурбак должен подаваться только вертикально, что исключает возможность заклинивания морковки.

Как видите, потратив совсем немного времени и незначительные денежные средства, Вы сможете на долгие годы решить самую трудоемкую задачу в процессе заготовки дров.

Источник

Как сделать дровокол.

Существует несколько видов конструкций дровокола. Различия между ними существенные. Они различаются по сложности изготовления конструкции, по степени безопасности при работе с ними, по удобству и скорости работы. Рассмотрим подробно каждый вид отдельно.

Ручной дровокол лом-колун

Он является самым простым в изготовлении. Принцип его работы основан на энергии удара по колуну тяжелым предметом. Эффект получается практически такой же как если поставить топор на полено и ударить по обуху топора кувалдой. Но этот лом-колун удобнее в работе и скорость работы выше.

Его преимущество в том, что он безопасен в работе, легок в изготовлении, занимает мало места. Не требует доставки каждого полена к нему. С ним будет удобно переходить от одного полена к другому. Во время работы с ним спина остается прямая, что немаловажно при колке дров большого объема. Не нужно нагибаться над каждым поленом, чтобы его расколоть.

Но он требует применения физической силы человека и во время работы издает громкий металлический звук. Для защиты от звука придется работать в наушниках.

Лом-колун состоит всего из двух частей. Первая часть непосредственно колун с направляющей трубой, а вторая часть ударная. Ударная часть может быть наружной, то есть обхватывать собой направляющую трубу или внутренней – входить во внутрь направляющей трубы. Чтобы данный колун был эффективным, при его изготовлении нужно соблюсти одно правило. Часть колуна с направляющей и лезвием должна быть как можно легче, а ударная часть как можно тяжелее, но в разумных пределах, так как подымать ударную часть придется вручную. Чем больше разница по массе между эти двумя частями, тем выше КПД колуна.

При изготовлении лом-колуна главное соблюсти правило большой разности масс частей колуна и выдержать достаточную длину хода ударной части для создания сильного удара. Эта длина должна быть примерно 50-60см.

Чтобы первую часть колуна сделать максимально легкой, нужно в качестве направляющей использовать тонкостенную трубу и лезвие колуна сделать узким.

Если во время удара вибрация передается на руки, то можно ее значительно снизить, если сделать ручки деревянными. Если ручки изготавливаются металлические, то их нужно приварить на самую тяжелую и массивную ударную часть, это также будет способствовать снижению вибрации.

Для плавности хода ударной части и снижения звука трущихся друг об друга металлических частей, следует использовать полипропиленовую трубу между этими частями.

Чтобы избежать быстрого расклепывания металла в месте удара двух частей лом-колуна, пятно контакта между ними не должно быть слишком маленьким.

Для удобства работа с лом-колуном поленья следует ставить во внутрь старого автомобильного колеса. Это предотвратит разлет отколотых частей от поленьев, и они всегда будут в одном положении.

Механический дровокол на пружине.

Этот дровокол также, как и лом-колун использует физическую силу человека. Но физическая сила нужна небольшая, только чтобы вывести из равновесия балансир с колуном. Данный механизм немного сложнее в изготовлении чем лом-колун, но более эффективный.

Усилие, которое нужно приложить для колки поленьев направлено вниз, поэтому практически нагрузка на спину отсутствует. По сравнению с лом-колуном требует значительно меньше физических усилий. Мощность удара зависит не только от физической силы человека, но и от массы колуна. У данного дровокола можно сделать достаточно мощный удар, который будет раскалывать практически любые поленья. Довольно высокая производительность.

Но у него большие габариты и вес. Травмоопасный, но не более чем обычный топор. Требует доставки каждого полена к нему. Немного более сложный в изготовлении, чем лом-колун.

Принцип действия этого механизма основан на ударе лезвия колуна с большой массой. Задача человека сводиться в выводе плеча дровокола из равновесия, то есть движением вниз нужно сдвинуть лезвие колуна, а оно уже из-за своей большой массы пойдет дальше по инерции. Возврат плеча дровокола в исходное положение происходит автоматически пружиной.

Чертежи конструкции дровокола. Важные моменты.

На чертежах ниже представлен дровокол на пружине. При его изготовлении все трубы можно заменить на любые другие, главное, чтобы хватило жесткости конструкции. Вместо одной толстостенной трубы сечением 40х60х6 мм можно использовать две трубы сваренные вместе с меньшей толщиной стенки и другого сечения.

Сила удара данного колуна зависит от массы его подвижной части. Чем больше масса колуна с грузом, тем больше энергия удара. Груз можно набрать из любых тяжелых металлических частей, например приварить два куска рельсы. Главное, чтобы груз был максимально большим, в идеале необходимо чтобы колун с грузом весил 50-55кг.

Пружина должна быть достаточно мощной, чтобы удерживать плечо механизма в горизонтальном положении. То есть здесь должен быть баланс между массой колуна с грузом и силой сжатия пружины. Если не хватает усилия пружины, то можно добавить вторую пружину меньшего диаметра, просто вставив её во внутрь первой пружины. Пружину можно взять от автомобиля, примерный диаметр пружины 110мм и высота 450-500мм. В сжатом состоянии, когда консоль находиться горизонтально, пружина будет длиной 300мм.

Найти баланс между весом колуна с грузом и усилием пружины поможет регулируемая консоль, чем ближе будет колун к пружине, тем выше будет подыматься консоль.

Электрический винтовой дровокол

Данный механизм является наиболее простым среди электрических дровоколов. Из-за этого он приобрел в последнее время популярность.

Принцип действия основан на раскалывании полена конусным винтом с крупной упорной резьбой. Данный винт ввинчиваясь в дерево раскалывает его.

У винтового дровокола есть существенные недостатки. Он энерго затратный. Требует наличия электроэнергии. По сравнению с лом-колуном и механизмом на пружине сложный в изготовлении. Для его изготовления необходим конусный винт с резьбой, электродвигатель, редуктор, цепь со звездочками или ремни со шкивами. Очень травмоопасный. При неосторожной работе с ним может привести к сильным травмам. Существует вероятность заклинивая винта в полене из-за нехватки крутящего момента.

Выбираем двигатель и увеличиваем крутящий момент.

Данный вид дровокола можно изготовить с несколькими конструктивными решениями. Самое главное добиться большого крутящего момента на винте. Это можно сделать нескольким способами:

• поставить мощный электродвигатель 5-7квт.

• Использовать тяжелый маховик. Маховик затруднит пуск двигателя, но с ним меньше шансов, что винтовой конус заклинит в дереве. Так как при раскрутке маховика он набирает большую кинетическую энергию, и чтобы его остановить нужно создать большое усилие. В паре с маховиком можно использовать электродвигатели небольшой мощности 2-3квт. Маховик необходимо устанавливать на валу электродвигателя, а не на промежуточных валах цепной или ременной передачи. Только на электродвигателе обороты будут максимальные, а значит набранная кинетическая энергия маховика тоже будет максимальная.

• Использовать редуктор, ременную или цепную передачу для снижения числа оборотов на конусном винте и увеличения крутящего момента. Цепная передача предпочтительнее ременной так как исключает пробуксовку цепи и звездочки. В данном случае можно использовать электродвигатели небольшой мощности, но с большими оборотами около 3000. Уменьшая обороты с помощью редуктора или цепной передачи в 5 раз тем самым, увеличиваем крутящий момент на винтовом конусе в столько же раз.

Цепную или ременную передачу нужно подобрать таким образом, чтобы число оборотов на конусном винте было примерно 500-700 об\мин. На слишком больших оборотах полено может вырвать из рук.

Высота от кончика конуса до стола должна быть 7-10см. Если сделать выше или ниже, то поленья будут тяжело колоться.

Под конусом необходимо приварить пластину, она предотвратит проворачивание полена.

Техника безопасности при работе с электрическим винтовым дровоколом.

Работать с винтовым дровоколом необходимо без перчаток. В них работать нельзя, так как винт может зацепить перчатку и затянуть руку. С одежды не должно свисать никаких ремней и шнурков, которые могут попасть на винт.

Для аварийной остановки нужно предусмотреть педаль экстренной остановки или большую аварийную кнопку. Причем недостаточно выключить питание с электродвигателя, так как вал после отключения питания будет еще крутиться по инерции. Особенно это заметно на станках с маховиком. Поэтому для быстрой аварийной остановки вала электродвигателя, на станке необходимо установить электромагнитный тормоз в нормально замкнутом состоянии. То есть без подачи электроэнергии тормоз находиться в сжатом состоянии, при подаче электроэнергии тормоз отпускает вал. Следовательно, если выключить электроэнергию тормоз сработает и остановит вал электродвигателя.

Поленья к конусному клину следует подавать только вертикально.

Электромеханический дровокол с толкателем и редуктором.

Данный вид механизма довольно массивный и энерго затратный. Стоимость его изготовления высокая, так как предполагает наличие мощного редуктора, но его производительность больше, чем у винтового механизма.

Принцип действия основан на шатунном механизме. Редуктор крутит шатун, который скользит по своей направляющей по направлению к ножу. Редуктор создает довольно большое усилие, которое может расколоть практически любые поленья.

Выбор редуктора, двигателя и диаметров шкивов.

Редуктор можно применить с передаточным отношением не менее 1:20, но лучше всего подойдет редуктор с отношением 1:40 и выше. Но подойдет не всякий редуктор с таким передаточным числом. Нужен редуктор, который выдержит большой крутящий момент и не сломается. Поэтому при его выборе следует обратить внимание на диаметр выходного вала. Он должен быть не менее 40мм.

Количество оборотов на выходном валу должно быть в пределах 11-14 об\мин. Чтобы получить такие обороты необходим двигатель с оборотами 950 об\мин и редуктор с передаточным отношением 1:70, тогда получим обороты выходного вала редуктора 950\70=13.5 об\мин. Если же двигатель и редуктор с другими параметрами, то для понижения числа оборотов придется между ними делать дополнительную ременную передачу.

Например, двигатель 1500 об\мин и редуктор с передаточным отношением 1:30. Рассчитаем диаметры шкивов ременной передачи.

Считаем до каких оборотов редуктор понижает. Для этого делим обороты двигателя на передаточное число редуктора. 1500\30=50 об\мин. А нам необходимы обороты в пределах 11-14 об\мин. Следовательно, нужно дополнительно ставить ременную передачу. Посчитаем какое передаточное число должно быть на шкивах, чтобы получить 11-14 об\мин. Для этого 50 оборотов разделим на 14, получим 3.57. Такое передаточное отношение немного большое для ременной передачи. Для одного ремня передаточное отношение должно быть не более 1:3 иначе ремень может проскальзывать, когда дровоколу попадутся особо твердые и сучковатые поленьях. Следовательно, нужен или более тихоходный двигатель или делать двух ручьевые шкивы и ставить два ремня. Так как такое отношение ненамного больше, чем 1:3, то можно оставить и так.

Рассчитаем диаметры шкивов. Шкив малого диаметра примем сами за 150мм. Тогда шкив большего диаметра должен быть больше на необходимое нам передаточное число. То есть 150х3.57=535мм. Также чтобы снизить вероятность проскальзывания ремня на малом шкиву, его диаметр нужно принимать как можно большим. То есть шкив с диаметром 100мм имеет больше шансов на проскальзывание ремня, чем шкив с диаметром 150мм. На больших диаметрах и ремни медленнее изнашиваться будут.

Проверим расчеты. 1500 об\мин делим на передаточное 3.57 получим 420об\мин на малом шкиве. Теперь 420об\мин делим на передаточное отношение редуктора 30 и получим 14об\мин.

Двигатель желательно выбирать мощностью от 3квт. Если двигатель слабый, то можно поставить на его вал маховик, с ним маломощный двигатель будет гораздо меньше останавливаться от нехватки крутящего момента в момент раскалывания сучковатых поленьев.

Для такого вида дровокола металлический каркас должен быть достаточно мощным, иначе есть вероятность отрыва редуктора от каркаса или деформации самого каркаса в момент большой нагрузки. Каркас лучше всего сделать из швеллеров №12 или аналогичного им металлопроката.

Нож дровокола желательно сделать из твердой закалённой стали, для этих целей хорошо подойдет пружинная сталь 65Г. Из этой стали делают плоские рессоры. Так, что если в хозяйстве есть кусок такой рессоры, то она идеально подойдет в качестве ножа.

Выбор длины кривошипа

Длина кривошипа, а, следовательно, длина хода толкателя должны выбираться в зависимости от размеров поленьев. Например, поленья длиной примерно 40см. Ход толкателя выберем такой же, то есть 40см. Так как толкатель будет не доходить немного до ножа примерно 5 см, то максимально расстояние между толкателем и ножом получиться 5+40=45см. Длину кривошипа берем в 2 раза меньше хода толкателя, то есть 20см. Это будет расстояние по центрам валов. Длина кривошипа очень важна, так как чем меньше будет длина кривошипа, тем больше будет усилие на толкателе.

Техника безопасности при работе с дровоколом.

Данный механизм довольно травмоопасный. Чтобы его сделать менее травмоопасным следует устанавливать аварийную кнопку отключения. Желательно, чтобы данная кнопка была довольно большая и в виде гриба. Такую кнопку всегда легко нажать просто ударив по ней рукой. Если вы правша, тогда кнопку выключения следует делать под левой рукой, так как правая будет занято поленом. Вместо аварийной кнопки можно установить педаль, тогда для работы дровокола нога всегда должна держать нажатой педаль, а если ногу убрать, то он выключается.

При сборке дровокола на шатуне некоторые мастера допускают грубую ошибку. Они делают так, чтобы шатун подходил вплотную к ножу практически без зазора. Так делать нельзя. Нужно обязательно оставлять зазор минимум в 5см. Полено расколется в любом случае, даже если шатун будет немного не доходить до ножа, но зато в этом случае рука останется целая, если попадет между шатуном и ножом.

Электромеханический реечный дровокол.

Данный механизм можно назвать одним из самых производительных. Его подвижный нож закреплен на зубчатой рейке, которую в движение приводит шестерня. В изготовлении он довольно сложен, так как требует таких деталей как зубчатая рейка, шестерня, маховик, но скорость его работы перекрывает все минусы изготовления. Рекомендую посмотреть видео о работе реечного дровокола и обзор его конструкции.

Рекомендую посмотреть видео о работе реечного дровокола.

Источник