Гидравлический дровокол. Быстрая заготовка дров

Не за горами осень. И, если ваша дача отапливается твёрдотопливным котлом, самое время подумать о заготовке дров. При большом объёме отапливаемых помещений механизированная заготовка явно предпочтительнее по производительности, чем обычный топор. Гидравлический дровокол (или, иначе, гидравлический колун) – хорошее решение проблемы.

Разновидности и принцип работы гидравлического дровокола

Сразу стоит отметить, что механизировать процесс получения дров можно и иначе – например, применением винтового колуна с электрическим или даже ручным приводом. Однако гидравлический привод позволяет осуществить предварительный прижим полена, что обезопасит работу с дровоколом и гарантирует более качественное расщепление. Запитку насосной установки обычно производят от электродвигателя мощностью 3…6 кВт, либо от бензинового двигателя.

Привод гидравлического дровокола может иметь два исполнения – горизонтальное и вертикальное. Применимы оба, всё определяется наличием свободной площади на участке хозяйственных помещений, и – в случае изготовления гидравлического колуна своими руками — доступностью имеющейся насосной установки, которую предполагается задействовать.

Отметим, что вертикальный агрегат снабжён рамой с колёсами, что позволяет перемещать его по участку. Представленную конструкцию можно усовершенствовать, используя вместо обычного плоского ножа инструмент с Х-подобным лезвием, что позволило бы делить баклан не на два, а на четыре фрагмента.

С управлением гидродровокола вертикального типа легко справляется один человек, хотя высота исходного полена здесь ограничивается габаритами рамы. Считается, что продольная устойчивость привода при такой компоновке снижается, поэтому по мощности модели гидравлических дровоколов вертикального типа уступают своим горизонтальным «коллегам». Для привода устройства можно использовать гидросистему любого колёсного трактора, а принципиальная схема мало чем будет отличаться от той, что приведена на рисунке.

Как выбрать дровокол?

Исходными пунктами выбора подходящей модели промышленного исполнения являются:

1. Давление, создаваемое на торец расщепляемого полена. В зависимости от модели агрегата это давление варьируется в пределах 100…200 бар, что в пересчёте на усилие даёт примерно 60…80 кН. Специалисты полагают, что таких расчётных параметров вполне достаточно для того, чтобы колоть поленья из обычной древесины диаметром 45…50 мм (дуб, секвойя, граб и т. п. экзотика, понятно, исключаются).
2. Рабочий ход поршня. Обычно производители предусматривают рабочее перемещение поршня (к штоку которого присоединяется клин) в пределах 200…400 мм, при двухскоростном приводе: на прямой ход 30…80 мм/с, на возвратный 100…150 мм/с.
3. Тип привода. Зависит от конкретных условий пользователя. При нестабильности подачи электроэнергии лучше ориентироваться на бензиновые или даже дизельные двигатели. Потребляемая мощность, в зависимости от типа насосной установки, составляет 2…4 кВт.
4. Дополнительные опции, важнейшими из которых считаются мобильность установки, настройка высоты раскалываемой заготовки, наличие гидрораспределителя (позволяет снизить затраты электроэнергии при возвратном перемещении штока), а также принцип управления (вариант с двумя рычагами безопаснее, поскольку руки оператора находятся вне рабочей зоны).

Важным компонентом выбора является и цена гидравлического дровокола. Рынок предложений обширен, начиная от агрегатов отечественного производства, цена на которые стартует от 100000…140000 руб, до гидравлических колунов импортного производства (котируются изделия от торговых марок Sple, Lancman), стоимость которых достигает 280000 руб. Об особо навороченных моделях здесь не упоминается, поскольку они ориентированы на промышленного пользователя.

Гидродровокол своими руками

Прежде всего, стоит определиться с функциональностью и схемой устройства. Для собственных нужд более подходят гидравлические дровокол вертикального типа. Хотя они и менее производительны, зато значительно компактнее, и вполне доступны для изготовления своими руками.

Следующей позицией является выбор типа привода. Применение бензинового мотора придаст агрегату повышенную мобильность, вплоть до его применения непосредственно на участке рубки. Электропривод значительно экологичнее, а также проще в агрегатировании с насосом и последующем управлении, зато привязан к ближайшей электрической розетке. Рассчитывать следует только на питание 220 В.

Наконец, используя обычный автодомкрат, можно изготовить самодельное устройство, которое вовсе не потребует внешнего привода. В этом случае полено, перемещаясь вверх под усилием домкрата, будет раскалываться клином или ножом, которые закрепляются на верхней поперечине прямоугольной рамы. Домкрат устанавливается на Т-образной поперечине, которая составляет нижнюю часть рамы.

Рабочий инструмент может быть изготовлен в следующих исполнениях:

• Обычный клин (как показано на рисунке), который включает в себя центровочное приспособление для направления полена точно вертикально оси предполагаемого скола. С этой целью по оси полена необходимо центровое отверстие, попав в которое, клин далее будет входить в полено строго перпендикулярно его нижнему торцу. Это повысит качество разделки;
• Нож, который сразу будет расщеплять полено на две части. Нагрузка при этом увеличится, поскольку площадь соприкосновения инструмента с заготовкой возрастёт. Одновременно и возрастёт качество поверхности среза, что позволит избавиться от проблем с загрузкой твёрдотопливного котла;
• Х-образный нож, который при внедрении в древесину выполнит её расщепление одновременно на четыре части. Это также облегчит загрузку котла, кроме того, стойкость такого ножа будет наибольшей.

Домкрат можно приспособить и для изготовления горизонтального гидродровокола. Приспособление в этом случае стоит спроектировать на колёсную раму.

Гидравлический самодельный колун работает так. При качательных перемещениях рукоятки домкрата его шток соприкасается с торцом полена, и начинает воздействовать на него. Противоположный торец заготовки вонзается в древесину, и раскалывает её. При сбросе давления в гидросистеме домкрата установленные слева и справа от него возвратные пружины возвращают шток в исходное положение.

При замене плоского ножа на Х-образный производительность колки дров возрастёт вдвое. Если и в этом случае темпы заготовки дров не устроят пользователя. Придётся оснащатьдровокол насосной установкой. Тут не обойтись без приобретения в магазине подходящего типа гидроцилиндра (параметры его выбора описаны ранее), масляного бака, насоса типа НШ-32 или НШ-50, а также гидрораспределителя.

Для изготовления рамы стоит использовать швеллер, а саму установку монтировать на передвижной тележке.

Гидродровокол горизонтального типа: а – общий вид, б – схема устройства:

1 – Опорная балка; 2 – Плита под полено; 3 – Фиксирующий крепёж; 5 – Ручка для установки сменного инструмента; 6 – Клин; 7 – Полено: 8 – Упорная плита под шток домкрата: 9 – Возвратная пружина; 10 – Домкрат; 11 – Вентиль сброса давления масла; 12 – Рукоятка; 13 – Задний упор; 14 – Передний упор; 15 – Силовой элемент скалывающего инструмента; 16 – Хомут для присоединения домкрата к опорной балке

Как бы ни называли устройство: дровокольный станок или дровокол гидравлический, суть у него одна. Основным элементом определяющий мощность и производительность является двигатель. В быту многим хватает усилие устройства равное 3–5 тонн. Дровоколы мощнее уже закупаются для промышленных целей, они способны работать с более длинными и толстыми бревнами.

Величина хода в среднем ограничивается до 52 см.

Те колуны, которые работают от электромотора, могут подключаться к сети в 220 или 280В.

Из чего состоит дровокол?

Гидравлический дровокол своими руками имеет в своем составе такие части, как:

• станина;
• упор;
• цилиндр;
• клиновое лезвие;
• насос;
• распределитель давления на подачу и возврат жидкости;
• бак для заливки масла;
• электромотор, приводящий в движение насос.

Схема гидравлического дровокола является единой, как для вертикального варианта, так и для горизонтального. Только в вертикальном варианте, вместо пятки ставится режущее устройство. А улучшения к ней могут быть любые, на что хватит фантазии.

Принцип работы устройства

Обычные дровоколы часто ломаются, потому что даже при небольшом диаметре цилиндра в 9–10 см создается напряжение в нем до 10 тонн, при этом электромотор продолжает работать и вращать устройство, даже если полено не хочет раскалываться. В гидравлическом дровоколе происходит плавное, постепенное нарастание силы, при ее нехватке цилиндр просто перестанет вращаться, и даже при дальнейшем вращении масляного насоса поломки не случится.

Гидравлический колун «Горыныч»

Один из самым востребованных колунов на рынке – это «Горыныч». Скорость является главной отличительной чертой этого гидроколуна. На сегодняшний день конкурентов ему нет. Надежность, показанная за предыдущие годы эксплуатации, бьет все рекорды. За 9 лет существования колуна «Горыныч» было обработано более 18 тыс. м3 леса. И при этом ни один узел не пришел в негодность. А работать с ним можно и в +30 и в -30 – двигатель, насос, распределитель и гидроцилиндр прекрасно справляются с любой работой в любое время года. Технология запатентована.

Дровокол «Горыныч» 6Т и его технические характеристики.

Основные достижения:

1. Один цикл занимает 2,5 секунды.
2. Имеет уникальные детали и сборку, которая позволяет работать в любую температуру.
3. Нож из закаленного железа. Затупить его крайне сложно.
4. Все детали ремонтопригодны.
5. Конструкция покрыта специальным составом, что делает конструкцию стойкой к внешним природным воздействиям.

Видео работы Горыныча:

Показатели такого дровокола:

• За 3 мин расколото 25 чурок.
• За 1 час – 500 чурок.
• Если принять заготовку средним диаметром 20 см и длиной 40, то получается 6,28 м3/час

Цены

Учитывая множество положительных факторов и отзывов, цены на Горыныч не очень высокие. Собрать самодельный дровокол выйдет не сильно дешевле. Изучите смету, которая представлена ниже.

Стоимость указана средняя и может варьироваться в зависимости от магазина и региона.

Цены начинаются от 100 000 рублей. Какие-то мало известные и маломощные агрегаты можно найти и дешевле. Максимальная цена равна 250 000 руб. Но для бытовых нужд пойдут модели до 150 000 рублей, к ним относятся Горыныч 6Т и Горыныч 220. Последняя модель электрическая.

Сделать гидравлический колун для дров не составит труда. Основная загвоздка является в его гидравлической части, схеме, способов соединения и расчете компонентов, что мы и рассмотрим.

Устройство корпуса, рабочего стола, клина и возможности транспортировки и подобные функции мы подробно рассматривать не будем, по той простой причине, что они в основном зависят от фантазии и нужд конкретного мастера. На основную задачу колуна они никак не влияют. Но ряд общих рекомендаций ниже все же приведем.

Минимум из чего может состоять самым простой гидравлический дровокол является:

• гидронасос;
• привод гидронасоса (двигатель);
• гидрораспределитель;
• гидробак;
• гидроцилиндр;
• рукава;
• соединительные элементы.

Перед тем как конструировать самодельный гидроколун нужно определиться с его мощностью, а именно, какое требуется усилие гидроцилиндра. Ошибка на данном этапе приводит к тому, что мощности привода может не хватить. Соответственно двигатель будет заклинивать на сучковатой древесине или больших поленьях.

Ознакомиться с гидравлической схемой простого дровокола можно на фото. Она включает в себя минимум компонентов. Стоит обратить внимание на наличие собственного предохранительного клапана у гидрораспределителя. Его наличие никак не поможет улучшить или упростить основную задачу приспособления, но его всегда необходимо устанавливать.

Если распределитель его не имеет, то требуется установка автономного клапана в систему.

Также можно воспользоваться калькулятором расчета гидросистемы: http://gik43.ru/articles/raschet_gidrotsilindra.html

Надо хорошо понять правило обратной зависимости производительности гидросистемы от требуемой для этого мощности привода. При подобном расчете в этой схеме приходится всегда жертвовать скоростью гидроцилиндра в пользу более низкой мощности двигателя. Но не всегда такое подходит. Промышленность требует сочетать в себе и высокую скорость цикла гидроколуна и низкое потребление мощности. В этом случае поможет своеобразный тип нагрузки: большой холостой ход гидроцилиндра и короткий нагруженный режим. Здесь нужно разделить потоки к гидроцилиндру по производительности в зависимости от режима работы.

Схемы ниже как раз решают подобную задачу. В работу берутся 2 насоса с разным объемом от одного привода или сдвоенный насос с различным объемом секций. Для примера представлены насосы НШ32 и НШ10.

Чтобы было меньше шума, можно поставить глушитель с мопеда.

Также можно вывести рычаг оборотов двигателя и установить прибор контроля давления.

Пример ножного гидроколуна

А теперь давайте рассмотрим пример, когда вы не хотите платить за свет и за бензин или другое топливо, но какой-то простейший гидроколун хочется. Как сделать так, чтобы все работало от человеческой силы? На самом деле просто.

Как это работает в жизни, можно посмотреть на видео:

Материалы и инструменты для сборки:

• гидравлический домкрат;
• профильная труба 40х50;
• уголки;
• стальные пластины толщиной 6-8 мм;
• резиновый жгут;
• кусок металла толщиной не менее 30 мм (для создания клина, который будет раскалывать древесину);
• болты М12;
• сварка, болгарка, измерительный инструмент, дрель и прочее.

Процесс изготовления

Шаг 1. Изготавливаем раму.

Основа служит профильная труба диаметром 40х50 мм. Но в одиночку она не справится и может согнуться. Тут варианта 2. Либо берем толще трубу, либо усиливаем существующую. С первым вариантом все понятно, а как сделать второй можно увидеть на фото. Делается простая ферма.

Привариваем направляющую к платформе. Следите за качеством швов, они должны быть высокого качества и надежные. На обратную сторону навариваем косынку.

Чтобы изготовить ползунок необходимо воспользоваться уголком. Режем на необходимые отрезки и свариваем. Основная задача сделать свободное скольжение по направляющей, но сильные следите чтобы не появились сильные люфты. Для усиления места, куда в последствии будет упираться шток гидравлического домкрата, приваривается косок пластины.

Шаг 2. Делаем основу для домкрата.

Требуется гидравлический домкрат с подъемной мощность в 10 т. Но можно мощность подобрать и меньше, к примеру, 6 тонн тоже справляется достаточно хорошо. Но необходимо подготовить хорошую опору. Для этого берем полоски металла толщиной 6–8 мм и привариваем под пятку домкрата.

Шаг 3. Ручка.

По задумке домкрат работает от ноги, поэтому приходится модернизировать ручку. Для этого просто свариваем детали для получения необходимого изгиба удобного для ноги. Можно также приварить специальную педаль, чтобы нога не соскальзовала. Для возврата ручки в исходное положение, можно воспользоваться пружиной. Но автор пошел более сложным путем и приварил ролик и привязал к ручке жгут.

Шаг 4. Нож.

Режущую часть делаем из стали не менее 3 мм. Затачиваем в виде клина. Для крепления к направляющей используем винты М12. Винты требуют периодической проверки.

Фото ножа для колки дров

На этом ножной пресс для колки дров готов. Основное его преимущество, он не требует много ресурсов, весь подходящий материал можно найти в гараже. Источник http://www.sense-life.com/hands/drovokol.php

Фото гидравлических дровоколов

Как сделать нож для гидроколуна

Как описывалось выше, чтобы изготовить нож для дровокола своими руками берется металл не менее 3 мм. Также подойдет двутавровая балка. Некоторые умельцы даже делают из металла толщиной от 12 до 20 мм. Главное заточить хорошо.

Видео о том, как выглядит колка на 8 частей.

Примерные затраты на самостоятельное изготовление

Стоит отметить, что все затраты индивидуальные, так как у всех разные конструкции и наличие первоначального материала. Поэтому приводим примерную смету, сколько будет стоить изготовление колуна. Все цифры представлены в российских рублях.

1. Двигатель Лифан 13 л. с. - 14 300;
2. Гидроцилиндр 100/40/61 - 10 420;
3. Гидрораспределитель - 3 510;
4. НШ32 - 1 610;
5. Привод НШ от МАЗа - 3 960;
6. Ступицы с колесами от ВАЗ - 1 500;
7. Шкив на двигатель - 1 000;
8. Ремни клиновидные - 830;
9. Масло гидравлическое 40л. - 2 600;
10. РВД + муфты - 2 500;
11. Фланцы к НШ - 440;
12. Металл для ножей - 1 000;
13. Металл для всего остального - 4 000;
14. Болты, гайки, шайбы и т. п. - 640;
15. Масло в движок - 380;
16. Шланг резиновый + хомутки -300;
17. Краска - 630;
18. Электроды ф4мм — 2 кг и ф3мм — 5 кг - 1 050;
19. Диски для болгарок 230-12 шт. 230- 1 зачистной 125- 1 зачистной + 3 обычных - 700;
20. Кисти для покраски - 100.

Итого: 51 470 руб.

К этому надо еще прибавить непредвиденные расходы (сломалось сверло или деталь бракованная и приходится новую покупать). Плюс еще ваше время, усилия, нервы.

В итоге цена выходит не маленькая, поэтому может стоить подумать и проще купить уже готовый гидроколун с гарантией?

При сборке или проектировании, кому-то могут пригодится данные из паспорта станка Logsplit 100.

Дровокол на трактор

В основном это больше подходит для бизнеса. Так как производительность у такой системы значительно выше бытовых нужд.

Существует два вида.

1. Подвешиваются на трактор
2. Стационарные, подсоединяются к гидравлической системе.

Для тех кто разбирается, схемы выше помог сделать подобное устройство самостоятельно.

Стоит учитывать, что мощность трактор необходима от 20 л. с.

А вот как работает дровокол сделанный на базе МТЗ-82.

А вот еще один вариант: вертикальный гидравлический дровокол Дракон:

В старину для отопления своего жилища люди использовали дрова, которые рубили вручную. Основным инструментом для этого был специальный топор – колун. На сегодняшний день появилось большое количество механических, электрических и гидравлических помощников человека, с помощью которых можно без особых усилий справиться с заготовкой дров на зиму. Приспособления имеют различный вид, но принцип их работы один и тот же – они сразу раскалывают полено на несколько частей. Но не каждый собственник частного дома способен позволить себе купить такое устройство. Однако для домашнего пользования самые простые модели колунов можно изготовить своими руками.

Все дровоколы можно разделить на два типа:

В свою очередь, дровоколы для домашнего пользования различаются по принципу работы и по типу источника их питания.

Ручное приспособление – колун

Инструмент дровосека предназначен для колки дров. Чтобы колун служил долго, он должен быть кованным и хорошо закаленным.

Самая лучшая и удобная ручка инструмента – деревянная. Колуном, оснащенным металлической и пластиковой ручкой работать сложнее. При неверно направленном ударе такая рукоятка может даже лопнуть.

Вес колуна и длина ручки должны подбираться индивидуально. Так как приспособлением придется махать очень много раз, его нужно выбрать таким, чтобы держать его можно было уверенно.

В качестве «рабочего места », где будут рубиться дрова с помощью колуна, рекомендуется выбрать самую широкую и большую колоду. Ее нужно поставить на ровное место, вокруг которого не должно быть ничего, что бы можно было задеть во время замаха дровоколом. И, конечно, при рубке дров обязательно необходимо соблюдать технику безопасности.

Такие устройства представляют собой подобие станков, на которых фиксируется чурбак.

Достаточно большой массы колун приводится в действие с помощью рычагов, что значительно облегчает процесс колки поленьев. Нагрузка на дровосека снижается за счет пружинного механизма, который облегчает управление и компенсирует тяжесть удара.

С помощью таких приспособлений чаще всего возможна колка поленьев различной длины . Для этого нужно отрегулировать положение пружины, изменив расстояние от нее до рабочего органа.

Зафиксировав чурбак, одной рукой нужно поднять дровокол вверх и опустить его на полено. Колун разрубит подготовленную заготовку, а пружина возвратит механизм в первоначальное положение. Усилия при такой работе прикладываются совсем небольшие, поэтому, производительность увеличивается.

Приспособления могут иметь различный вид и принцип действия. Некоторые делят полено сначала только на две части, а некоторые сразу на несколько. В домашних хозяйствах можно встретить заводские механические колуны и их аналоги, изготовленные своими руками.

Колун гидравлический

Такое приспособление для колки дров устроено по принципу предыдущего, однако, усилие в нем создает гидравлический домкрат. Принцип его действия в нагнетаемом через жидкость давлении, которое передается на осуществляющий на полено давление рабочий поршень. Более наглядно механизм работы такого приспособления можно посмотреть по видео ролику.

Конструкция гидравлического колуна:

Станина в такой конструкции должна быть изготовлена из достаточно толстого стального швеллера.

Гидравлические дровоколы могут быть разной комплектации и различной мощности . Их выбор в магазинах довольно большой.

Электрический дровокол своими руками. Видео

По видео ролику можно посмотреть, как без топора легко можно колоть дрова. Делается это с помощью конуса, который вкручивается в полено и раскалывает его. Самую простую модель такого электроколуна достаточно просто изготовить своими руками.

Всех сложнее в таком приспособлении изготовить конус. Его, согласно чертежу, который можно найти в интернете, необходимо выточить на токарном станке. Кроме этого, на конусе нужно нарезать левую упорную резьбу.

При отсутствии токарного станка можно воспользоваться болгаркой из металла , насадив ее на шкиф электрического двигателя. После того как болгарка начнет свободно вращаться, со всех сторон одинаково следует снимать металл.

Кроме конуса, для конструкции еще понадобится:

• блок ведущего вала;
• электрический двигатель;
• металлические листы и уголки.

Сделав своими руками конус, можно начинать собирать конструкцию:

Конусный дровокол готов. При его изготовлении необходимо учитывать некоторые рекомендации:

• цепная или ременная передача должна быть оснащена защитным кожухом;
• для большей производительности конструкции насадка должна вращаться со скоростью от 250 оборотов в минуту;
• нельзя соединять насадку с двигателем напрямую, так как из-за большого количества оборотов это опасно;
• все связанные с электричеством работы лучше доверить специалисту.

Кроме этого, не стоит забывать, что при работе с электрическим дровоколом следует соблюдать технику безопасности. Травма может быть гарантирована даже при одном неверном движении.

С механическим, гидравлическим или электрическим колуном можно не беспокоиться о заготовке дров на зиму. С его помощью это будет сделать достаточно легко. А если еще приспособление для рубки дров сконструировать своими руками, то в семейном бюджете можно сэкономить немало средств.

Изготовить механический дровокол своими руками хотят многие. Однако, с чего начать, знают далеко не все. Интересно прочитать о конструкции того или иного устройства. На фотографиях они выглядят довольно привлекательно.

В торговой сети предлагают желающим целый арсенал машин для раскалывания чурбаков. Для некоторых из них сняты довольно интересные видеоролики, года демонстрируются особенности работы. На стендах около предлагаемых моделей присутствуют результаты измельчения дров на отдельные полена.

Зачем нужны дрова – повышение качества топлива

В современном мире довольно много источников энергии:

1. Природный газ доступен на обширных территориях. Достаточно открыть горелку и зажечь, как появляется синеватый огонек, который выделяет значительный тепловой поток.
2. Жидкое топливо, подаваемое через форсунки, горит ярким красным или желтоватым пламенем. Даже в тепловых машинах применяют разные виды жидких энергоносителей.
3. Уголь и продукты его переработки имеют продолжительный цикл горения. Красноватое пламя долго отдает тепло не только конвекцией, мощный поток теплового излучения поступает на все окружающие предметы.
4. Дрова – были первыми доступными источниками тепла. Актуальными они остаются и в настоящее время.

Во многих домах используется печное отопление. Бани и сауны, рекламируя свои услуги, указывают, что в качестве источника тепла используют дрова определенных пород деревьев. Приготовление пищи на открытом воздухе традиционно предусматривает использование древесины в технологии тепловой обработки продуктов.

Теоретические основы теплотехники – сгорание твердого топлива

Чтобы легче поджечь дерево, его нужно расщепить на сравнительно небольшие фрагменты. После раскалывания чурбаков на отдельные поленья увеличивают поверхность контакта горючего материала с воздухом. В результате мгновенная теплоотдача внутри топки возрастает пропорционально площади горения. Поэтому процедура колки дров – это прием, позволяющий повысить эффективность использования топлива.

Внимание! Расколотые на поленья дрова укладывают в поленницы. В них происходит их высушивание. Влага, находящаяся внутри древесины, интенсивно испаряется. Видимая теплота сгорания повышается, так как не нужно тратить энергию на испарение жидкости, располагающейся в межклеточном пространстве.

В теплотехнике для характеристики топлива введены понятия:

• Высшая теплота сгорания, подразумевающая суммарную теплоту, выделяемую при сгорании конкретного типа горючего вещества.
• Низшая теплота сгорания – фактическое количество теплоты, в котором учитываются затраты энергии на нагрев топлива, удаления из него в процессе горения ингредиентов, не участвующих в самом процессе.

Поэтому сушка дров – это прием, улучшающий характеристики топливного элемента. Предварительное измельчение повышает эффективность высушивания дров, а в дальнейшем и горения в печи или ином устройстве для сжигания твердого топлива.

Процесс раскалывания древесины

Колоть дрова можно разными способами. Традиционно принято производить удары топором, стараясь расщепить отпиленный фрагмент бревна, нанося удар по торцевой части.

Тяжелый клин (топор имеет клиновидную форму) внедряется в тело чурбака. Если попадается древесина без сучков и рыхлой структурой, то даже при сравнительно небольших физических затратах произойдет внедрение клина внутрь. Тангенциальные усилия раздвинут волокна, произойдет раскалывание тела на две составляющие.

Если угол при вершине сделать небольшим, то клиновидное тело будет глубоко проникать внутрь, но величина тангенциальных сил окажется небольшой. Разрушающего усилия окажется недостаточно. Топор будет заклинивать в образующейся щели.

При образовании менее острого угла, касательные силы окажутся более значимыми. Они сумеют расколоть древесину.

В лабораториях проводится изучение реологических свойств разных пород дерева. Вязкость зависит от многих факторов. Установлено, что для большинства видов древесины желательно иметь клин с углом при вершине 25…30 °. У подобного режущего инструмента рубящие свойства оказываются наилучшими по раскалывающим свойствам.

При медленном проникновении клина определяющими становятся не накопленная в результате замаха и последующего удара кинетическая энергия. Процесс происходит внедрением в пластическое тело, где при достижении определенных значений происходит разрыв связей между волокнами.

Исследования показали, что для дровоколов угол при вершине должен быть 30…38 °. Тогда проникновение клина будет сопровождаться разрыванием связей при меньших усилиях. Только некоторые породы будут оказывать сопротивление: вяз, клен, яблоня, вишня.

Для сосны, дуба, ясеня и ряда других пород достаточно небольшого внедрения в тело. Разрыв связей происходит довольно легко.

На величину сил влияет и длина чурбака. Чем он короче, тем меньшее сопротивление оказывает дерево при раскалывании. Обычно длину определяет глубина топки – дрова должны помещаться внутри печи так, чтобы можно закрывать дверку.

Механические помощники для раскалывания дров

Ряд предприятий металлообработки изготавливают дровоколы. По принципу действия их делят на несколько типов:

1. Колуны – установки рубящего действия. Осуществляется постановка чурбаков на специальные опоры, а затем наносятся удары утяжеленным долотом.
2. Клин для рубки ставят неподвижно, на них опирают раскалываемые предметы. Удары наносят тяжелыми кувалдами, раскалывание выполняется при прохождении через пассивный рабочий орган.
3. Давилки – это установки с механическим приводом толкателя. Бревно укладывается на ложе, а потом его проталкивают через плоский или крестообразный нож.
4. Винтовые разрушители внедряются внутрь слоистого материала. Проникая глубже, расщепляют даже прочную и свилеватую древесину.

Рубка древесины клиновыми устройствами

Клинья являются самыми простыми устройствами для рубки дерева. В них уровень механизации труда минимальный. Основная задача приспособления – это ориентированная фиксация чурбака относительно режущих кромок. Удары наносит сам пользователь, размахивая тяжелым молотком или кувалдой.

В колунах движение клинового топора выполняется по постоянной траектории. Объект обработки ставят на неподвижную площадку. Чтобы сила удара была максимальной, массу исполнительного механизма увеличивают.

Для смягчения работы устройства его комплектуют мощными пружинами. Они смягчают удар в конечной точке, не позволяя клину касаться опор (предотвращают притупление клина). Попутно пружины помогают пользователю поднимать тяжелый нож для нанесения очередного удара.

В стабильном положении вся система находится в уравновешенном состоянии. Момент, создаваемый весом груза G, расположенном на плече L₁, уравновешивается силой пружины F на плече L₂.

G·L₁ = F·L₂

Удобнее всего использовать пружины от автомобиля. Для стандартных авто начальная величина сжатия составляет F = 8 кН (800 кГ). Плечо L₁ = 2,0 м. Приняв плечо L₂ = 0,3 м, получится вес груза G = 300 кН (30 кГ). Пружинный механизм работает довольно мягко, хотя действие дровокола основано на ударах по разрубаемым чурбакам.

Человек приподнимает груз от уровня пояса на 0,5…0,6 м. В дальнейшем производится отпускание клина. Он падет и разбивает чурбак. Если полного разрушения не произошло, то приходится поднимать колун и чурбан. При последующих ударах действует вес всей системы, удар получается сильнее. Даже сучковатые обрезки разбиваются при многократном ударении.

Механизмы подачи бревна на расщепление

Дровоколы, в которых реализуется принцип продавливания через неподвижные ножи, механизируют основной технологический процесс: раскалывание чурбаков на отдельные фрагменты. По типу привода толкателя принято определять:

• Гидравлические, в них толкатели связаны со штоками гидроцилиндров. Насосом создается давление в масле, которое передается внутрь механизма. Это самые простые конструкции, так как гидроприводные устройства не имеют дополнительных преобразователей энергии.

• Инерционные используют вращающиеся массы. Накопленная маховиками энергия преобразуется в поступательное движение толкателя. Устройства используют специальные муфты сцепления, включаемые оператором после установке на ложе фрагмента бревна.

• Реечные механизмы используют преобразователь из вращательного в поступательное движение с использованием зубчатого колеса и рейки с зубьями. В нужный момент шестерня поворачивается до зацепления с зубьями исполнительного устройства. Толкатель передвигает чурбан на неподвижные ножи. Он раскалывается на меньшие по размеру элементы.

• Кривошипно-шатунный механизм из редуктора получает крутящий момент. Он преобразуется в поступательное перемещение толкателя. Включение (выключение) регулируется постоянно разомкнутой муфтой сцепления. В нужный момент оператор включает сцепление, кривошип начинает вращаться, заставляя шатун перемещаться поступательно. Цикл завершается возвращением кривошипа и шатуна в исходное положение.

• Разъемной гайкой и ходовым винтом. Включается двигатель, вращение вала передается на ходовой винт. В нужный момент разъемная гайка соединяется, вращающийся вал перемещает ее, действуя на толкатель. Для возврата меняют направление вращения вала (используется зубчатая передача обратного вращения).

Подобные устройства не обладают высокой производительностью, но они занимают сравнительно немного места. Их устанавливают в дровяниках (помещениях для хранения дров). Там же производят раскалывание брусков на небольшие поленья и щепу.

В состав станка входят:

1. Электродвигатель, от него крутящий момент передается на исполнительный механизм.
2. Ведущий и ведомый шкивы с клиновым ремнем, понижающая клиноременная передача помогает увеличить крутящий момент, а также снизить частоту вращения на основной детали устройства.
3. Конус является основным рабочим органом. На конической поверхности нарезана упорная коническая резьба. При вращении внутри разрушаемого тела коническая винтовая часть врезается глубже, подтягивая полено к опоре.
4. Клин – это вспомогательное приспособление, которое помогает разрушить притянутую деталь.

Механизм простой, управляет им один человек. В процессе работы приходится подавать чурбак на конус. Его конструкция сложнее. Нарезается упорная резьба с шагом 7 мм.

Самостоятельное изготовление дровокола

У многих жителей сельской местности, а также у дачников возникают вопросы: «Как сделать механический дровокол своими руками? Насколько сложно изготовить станок для колки дров?»

Еще больше вопросов возникает в процессе изготовления. Начинать можно с самого простого устройства. Освоив приемы работы на нем, можно переходить к изготовлению более сложных дровоколов и не только.

Пошаговое руководство по изготовлению пружинного дровокола

Для выполнения работы потребуются инструменты:

• УШМ (болгарка) с набором отрезных дисков и зачистных лепестковых кругов.
• Сварочный аппарат, современные бытовые устройства инверторного типа для сварки стальных конструкций сравнительно небольшие по массе. Процесс выполняется на постоянном токе, поэтому сварные швы получаются аккуратными, расплавленный металл электрода полностью заполняет стыки между деталями.
• Струбцины помогут соединять свариваемые детали.
• Мерительный и разметочный инструменты помогут изготавливать заготовки будущей конструкции.

Нужны материалы:

1. Швеллер №№ 10…16 (номер определяет высоты выраженную в сантиметрах).
2. Профильная труба 40·60 мм (30·60 мм).
3. Рельс длиной 300…400 мм.
4. Двутавр №№ 12…16.
5. Уголок № 30…50.
6. Втулка от подвески автомобиля (она может иметь износ).
7. Трубы диаметром 40…70 мм.
8. Пружина подвески легкового автомобиля, например, от ВАЗ.

Перед началом работы прорисовывается эскизный проект. Некоторые умельцы освоили программы инженерного проектирования, с помощью которых могут проработать детали будущего изделия. Подробности изготовления показаны ниже.

Примерная схема поможет сориентироваться в процессе изготовления установки.

Из швеллера изготавливается опора. К ней приваривают стойку. Для стойки лучше всего использовать двутавр. У этого вида проката высока жесткость. При длительных нагрузках изогнуть такой элемент довольно сложно.

Чтобы обеспечить устойчивость основанию, к нему приваривают укосины. Дополнительно из имеющихся труб создают упоры, они предотвратят возможное падение всего изделия.

Из швеллера вырезается опора для пружины. В ней пропиливается квадратное отверстие. Оно позволит в дальнейшем надежно зафиксировать элемент на стойке.

Высоту установки опоры определяют по длине имеющейся пружины. Попутно ориентируются на высоту всего дровокола, а также удобство использования его для человека. Удобно приподнимать груз, расположенный на высоте пояса. Приподнимать придется немного выше уровня груди.

Все эти размышления позволят выбрать высоту установки опоры для пружины на стойке.

Из уголков изготавливают укосины. Они будут удерживать опору. Тогда при динамическом нагружении дровокола не будут происходить смещения опорной поверхности.

Чтобы зафиксировать нижний конец пружины, нужно изготовить цилиндрический фиксатор. Для его изготовления используется небольшой отрезок трубы. Желательно, подобрать трубу по внутреннему диаметру пружины. Тогда она не будет смещаться в процессе работы.

В верхней части стойки выполняется прорезь. В нее устанавливают втулку. Затем ее проваривают. При монтаже нужно выдержать перпендикулярность к стойке. Ось втулки должна быть параллельной земле. Для сварки используют кондуктор, который позволит выполнить указанные условия.

Во втулку устанавливают вал. К нему приваривают коромысло (используется швеллер). На нижней части коромысла монтируют небольшой фрагмент трубы. В нем будет фиксироваться верхняя часть пружины.

Чтобы коромысло перемещалось свободно, в нем прорезается окно, его размеры зависят от параметров стойки.

К коромыслу приваривается профильная труба. На ее конец устанавливают зубило. Эти инструменты изготавливают из углеродистой стали У9…У10. Твердость такого металла составляет HRC 60…63. Такой инструмент прослужит долго. В процессе эксплуатации его несложно заточить с помощью УШМ и заточного круга.

Дровокол обретает рабочий вид. Выше зубила приваривают груз (часть рельса). Для удобства использования приваривается рукоятка. Чтобы меньше повреждать руки, надевают резиновые элементы. Они погасят вибрацию при ударах.

Для работы потребуется установить обрезок бревна большого размера. На него будут устанавливать поленья, которые придется разрубить.

Чурбак придерживают одной рукой. Приподнимают колун, а потом наносят удар.

Колун опускается вниз. Находящийся снизу фрагмент раскалывается. Зубило опускается ниже. Если происходит полное раскалывание, то острие ударяется в деревянную опору и не тупится.

Организация производственного процесса

После изготовления дровокола придется заниматься колкой дров. Чтобы работа выполнялась легко, необходимо правильно организовать производственный процесс.

Напиленные фрагменты нужно расположить с одной стороны. Чтобы меньше уставать, расстояние должно быть всего два-три шага.

Нарубленные поленья желательно укладывать на тележку. Объем тележки небольшой, в нее поместится не более 30…40 кг дров.

После наполнения их нужно отвозить и укладывать на поленницу. Пока нарубленные дрова перевозятся к месту хранения, можно отдохнуть от основной работы. Смена занятий – это тоже отдых.

Видео: механический дровокол своими руками или как собрать дровокол.

Заключение

1. Облегчить заготовку дров можно использованием дровоколов. Простейшие виды этих устройств можно изготовить своими руками.
2. Выполняя пошаговые действия при самостоятельном изготовлении пружинного устройства, несложно самостоятельно изготовить удобный дровокол ударного действия.

Необходим ли колун для дров, если в хозяйстве имеется топор? Автономное отопление, использующее древесный материал, до сих пор является приоритетным в тех населенных пунктах, где отсутствует магистральный газ и возникают перепады электроэнергии. Колун для дров отличается от топора функциональной нагрузкой. Если топор способен в значительной степени оттачивать деревянную деталь, то колун – идеальный способ для получения грубого чернового контура.

Примечание: Простыми словами, расколоть полено на несколько крупных частей за один удар гораздо проще, используя такой приспособление, как колун. Его можно изготовить своими руками.

Различаются колуны для дров на два основных типа:

• механический;

Механический колун для дров

• с электроприводом.

Колун с электроприводом для дробления дров

Механический колун, который имеет ручной привод, несложно сделать своими руками. Чертежи его просты, а принцип работы заключается в упрощенных механических движениях.

Работа механического колуна с пружиной

Самодельный колун состоит из:

• металлического клина;

• пружинного механизма.

Механизм для рубки дров

Настраивается такой колун регулированием пружины. Изменяя ее положение, уменьшая или увеличивая расстояние до рабочего клина, можно обрабатывать поленья разной длины. Колун с ручным приводом используется вместе с твердым основанием. На него устанавливается полено, а работник, поднимая вверх колун, с небольшим усилием опускает на материал, раскалывая его.

Именно клин играет роль «раскалывателя». Пружина позволяет механизму возвращаться в исходное положение для следующей партии дров. Главными вспомогательными силами в работе механического колуна являются: сила тяжести и упругости стального клина.

Большое преимущество приспособления перед стандартным топором заключается в снижении нагрузки на работника при раскалывании дров. Это в значительной степени оптимизирует работу, позволяет за один и тот же промежуток времени расколоть больше поленьев, чем при аналогичных действиях топором.

Обычный колун для дров с коротким плечом

Электрический или колун с электроприводом еще больше облегчает задачу работнику. Основная функциональная деталь, после запуска электродвигателя, постоянно вращается. Оператору остается только устанавливать новую партию поленьев для раскола.

Рабочая деталь такого механизма – конус с определенным углом. Он имеет винтовую нарезку. В процессе вращения, благодаря спиралевидному конусу, элемент беспрепятственно входит в древесину. Работающая деталь в буквальном смысле разрывает волокна древесины, что упрощает расколку.

Электрический колун для дров

Электрический колун для дров имеет также рабочий вал и рубящий наконечник. На концах вала имеются пазы, в которые устанавливается шкив ременной передачи. Вал крепится к станине благодаря двум креплениям с подшипниками. Однако есть чертежи упрощенного механизма, где показан прямой монтаж конуса на вал.

Примечание: В тех случаях, когда возможен перепад напряжения или перебои в поставке электроэнергии, приспособление можно оснастить двигателем внутреннего сгорания с цепной передачей. Очень важно при работе с таким устройством знать, что на конус, при его вращении, поленья можно подавать только вертикально.

Электрический колун с двигателем от стиральной машины в действии

Гидравлика

Еще одним видом механического колуна является гидравлический . Его принцип работы основан на использовании энергии сжатой жидкости. В этом случае давление передается рабочему поршню через жидкость. Он, в свою очередь, оказывает давление на бревна.

Гидравлический колун в действии

При изготовлении такого колуна своими руками важно обратить внимание на станину. Она должна быть сделана из стального швеллера с толстыми стенками. По ней будет осуществляться ход поршня с режущим элементом. Применение такого механизма позволяет за один ход получить расколотые бревна на несколько частей. Важно при таком способе кола обзавестись дополнительными направляющими.

При выборе гидравлического колуна для дров важно обращать внимание на максимальную длину обрабатываемого полена (она должна быть до 63 см) и усилие давления (до 9 т). При таких параметрах устройство с легкостью за 2 секунды раскалывает полено в 40 см диаметром.

Винтовая передача

Еще один тип устройства, который использует передачу винт-гайка. Принципом работы такого приспособления является преобразование вращательного движения винта в поступательное движение гайки. Устройства даже небольшого размера дают возможность при минимальном физическом усилии раскалывать поленья на несколько частей.

Винтовой дровокол может быть нескольких типов:

• бытовые – чаще всего встречаются в частных домах; могут быть мобильными, если каркас снабжен осью с парой колес;
• промышленные – это целые комплексы, которые используются на пилораме и требуют профессионализма в обращении.

По типу установленного привода винтовые устройства делятся на:

• электро;

• бензиновые.

Электродровокол способен работать от двух типов сетей: одно­- и трехфазной. Так как провести на участок три фазы – достаточно дорогостоящее мероприятие, большинство потребителей выбирает модели на одну фазу.

По типу резьбы винтовой дровокол может быть:

• с метрической резьбой – имеет меньшую надежность, так как данный тип резьбы быстрее истирается, есть риск соскакивания полена;
• с упорной резьбой – благодаря достаточной форме и остроте она хорошо врезается в дерево, является более долговечной.

Колун и топор своими руками

Цены на колуны для дров зависят от их типа. И, естественно, с приводами устройства дороже. Тип двигателя также влияет на стоимость. В среднем колун с двигателем внутреннего сгорания дороже электрического на 15%.

Выбор

Самыми важными нюансами при выборе удобного колуна являются:

1. Материал ножа. Данная деталь должна изготавливаться из закаленной стали. Такой элемент прослужит очень долго.
2. Безопасность. Качественное оборудование должно быть оснащено двухрычажной системой, которая будет осуществлять блокировку. Это минимизирует риски травмирования при использовании колуна. Работник удерживает рычаги руками, отпуская один из них, устройство останавливается.
3. Упор. Самыми удобными агрегатами будут те колуны, в которых установлен регулированный по высоте упор. При изготовлении приспособления своими руками на эту деталь также важно обращать внимание. При такой настройке расколка дров будет происходить с минимальными нагрузками для человека, а значит, с большей производительностью.
4. Удобство. Если колун изготавливается своими руками, работник имеет возможность подогнать все параметры под личный комфорт. Если же оборудование приобретается, стоит обращать внимание на возможность его передвижения и удобство использования.

В заключение остается добавить, что своими руками проще всего сделать устройство для колки дров, используя слегка заостренный стальной клин и деревянную ручку. Но если предстоит значительный объем, например, заготовка на зиму, тогда своими руками либо приобретать устройство для колки дров нужно в полном комплекте и желательно с приводом.

Тестирование колуна в условиях российской зимы