Бурав-динамометр

 

Устройство относится к лесной промышленности и позволит при взятии керна контролировать величину усилия, прикладываемого к рукояти, и тем самым не допускать прикладывание чрезмерно больших усилий, могущих привести к поломке полого цилиндрического корпуса, имеющего малую толщину стенки. Устройство состоит из цилиндрического полого корпуса с резцовой головкой, рукояти и отличается тем, что в рукоять встроен стрелочный динамометр, включающий шкалу с подвижной стрелкой, на одной оси с которой установлено подпружиненное относительно корпуса рукояти пружиной кручения зубчатое колесо, которое взаимодействует с зубчатым полуколесом, имеющим в своем теле расположенный в радиальном направлении продольный паз, в который входит конец стержня, жестко связанного другим своим концом с цилиндрическим полым корпусом.

Устройство относится к лесной промышленности, в частности к лесному хозяйству.

Известен бурав для извлечения керна древесины [1], имеющий винтовую и безвинтовую режущие части с механизмом подачи. Механизм подачи выполнен в виде дополнительного полого корпуса с внутренней резьбой и ходового винта с наружной резьбой установленного внутри дополнительного корпуса. На конце корпуса со стороны бурава выполнены отверстия с выточками и проушины с механизмом крепления бурава к дереву. Ходовой винт с противоположной от режущей головки стороны имеет ручку, за которую он и приводится во вращательное движение.

Недостатком известного устройства [1] является невозможность определения прикладываемого к рукояти при вкручивании/выкручивании бурава величины вращающего момента. Данный факт не позволяет использовать данное устройство без существенной доработки при проведении исследований по установлению величины вращающего момента, необходимого для вкручивания/выкручивания бурава и контролю его величины.

Известен бурав возрастной для извлечения керна древесины [2], состоящий из цилиндрического полого корпуса с наружной винтовой нарезкой на одном конце и хвостовиком на другом конце. Рукоять соединяется с хвостовиком цилиндрического полого корпуса посредством храпового механизма, позволяющего осуществлять вкручивание бурава без перехвата рукоятки.

Недостатком известного устройства [2] является невозможность определения прикладываемого к рукояти при вкручивании/выкручивании бурава величины вращающего момента. Данный факт не позволяет использовать данное устройство без существенной доработки при проведении исследований по установлению величины вращающего момента, необходимого для вкручивания/выкручивания бурава и контролю его величины.

Наиболее близким из известного уровня техники и взятым за прототип является бурав Пресслера [3], содержащий цилиндрический полый корпус с резцовой головкой на одном конце, хвостовиком на другом и рукоять. При взятии керна древесины бурав требуется прижать к дереву и при этом вращать рукоятку. Прижимать требуется до тех пор, пока резцовая головка не пройдет кору и внедрится в древесину на глубину, достаточную для обеспечения усилия затягивания бурава в древесину, за счет винтовой нарезки на ее резцовой головке. После вкручивания бурава на нужную глубину с помощью щупа извлекается керн древесины.

Недостатком известного устройства [3] является невозможность определения прикладываемого к рукояти при вкручивании/выкручивании бурава величины вращающего момента. Данный факт не позволяет использовать данное устройство без существенной доработки при проведении исследовании по установлению величины вращающего момента, необходимого для вкручивания/выкручивания бурава и контролю его величины.

Технический результат предлагаемого устройства заключается в расширении функциональных возможностей бурава, возможности контроля прикладываемого к рукояти усилия и тем самым снижении вероятности поломки устройства.

Достигается технический результат тем, что в рукоять встроен стрелочный динамометр, включающий шкалу в центре которой установлена подвижная стрелка, на одной оси с которой установлено подпружиненное относительно корпуса рукояти пружиной кручения зубчатое колесо, которое взаимодействует с зубчатым полуколесом, имеющим в своем теле расположенный в радиальном направлении продольный паз, в который входит конец стержня, жестко связанного другим своим концом с цилиндрическим полым корпусом.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого устройства. На фиг. 2 показано сечение А-А предлагаемого устройства.

Устройство состоит из цилиндрического полого корпуса 1 с резцовой головкой 2 на одном конце и рукоятью 3 на другом. В рукоять 3 встроен стрелочный динамометр 4.

Стрелочный динамометр 4 будет показывать величину прикладываемого к рукояти 3 вращающего момента в различные промежутки времени работы о предлагаемым устройством.

В качестве стрелочного динамометра 4 удобно использовать известную из уровня техники конструкцию, включающую шкалу 5 с подвижной стрелкой 6. Подвижная стрелка 6 устанавливается в центре шкалы 5. На одной оси 7 со стрелкой 6 установлено зубчатое колесо 8. Зубчатое колесо 8 с целью предотвращения самопроизвольного вращения оси 7 подпружинено пружиной кручения 9. Пружина кручения 9 одним концом закреплена на зубчатом колесе 8, неподвижно закрепленном на оси 7, а другим концом прикреплена к корпусу стрелочного динамометра 4. Зубчатое колесо 8 входит в зацепление с зубчатым полуколесом 10, которое установлено таким образом, что его ось вращения 11 находится на линии 12 проходящей через ось вращения зубчатого колеса 8 и ось 13 вращения бурава-динамометра. Зубчатое полуколесо 10 в своем теле имеет расположенный в радиальном направлении продольный паз 14. Зубчатое полу колесо 10 связано с цилиндрическим полым корпусом 1 посредством стержня 15. Стержень 15, расположенный вдоль линии 12, одним концом неподвижно прикреплен к полому цилиндрическому корпусу 1, а другим отогнутым концом входит в продольный паз 14 зубчатого колеса 10. Для защиты механизма динамометра от механических повреждений он снабжен защитным кожухом 16.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Выбирается дерево, подлежащее снятию пробы древесины. На выбранном дереве намечается точка взятия керна древесины. В эту точку перпендикулярно стволу дерева устанавливается бурав-динамометр, таким образом, чтобы резцовая головка 2 цилиндрического полого корпуса 1 была обращена к стволу дерева. Затем бурав-динамометр прижимается к стволу дерева и одновременно с этим вращается рукоять 3. Под действием усилия прижатия бурава-динамометра к стволу дерева с одновременным его вращением за рукоять 3 резцовая головка 2 будет внедряться в древесину ствола дерева. При этом стрелочный динамометр 4 будет показывать величину прикладываемого к рукояти 3 величину вращающего момента.

При вкручивании бурава-динамометра в древесину в результате приложения усилия к рукояти 3 будет происходить скручивание полого цилиндрического корпуса 1 в результате чего стержень 15 одним концом жестко связанный с полым цилиндрическим корпусом 1 другим своим концом будет воздействовать на боковую поверхность продольного паза 14 зубчатого полуколеса 10, в результате чего произойдет поворот зубчатого полуколеса 10 относительно своей оси на некоторый угол величина которого будет зависеть от величины скручивания полого цилиндрического корпуса, напрямую зависящей от величины прикладываемого к рукояти 3 вращающего момента. При этом зубчатое полуколесо 10, входящее в зацепление с зубчатым колесом 8, будет его вращать. При повороте зубчатого колеса 8 неподвижно установленного на оси 7, ось 7 повернется на такой же угол, в результате чего произойдет поворот неподвижно установленной на оси 7 подвижной стрелки 6. По величине отклонения подвижной стрелки 6 относительно шкалы 5 можно судить о величине прикладываемого к рукояти 3 вращающего момента. После снятия нагрузки с рукояти 3 под действием пружины кручения 9 подвижная стрелка 6 неподвижно установленная на оси 7, жестко связанной с зубчатым колесом 8, вернется в свое исходное положение, соответствующее позиции «ноль» на шкале 5 стрелочного динамометра 4.

После внедрения бурава в ствол дерева на требуемую глубину из цилиндрического полого корпуса 1 с помощью щупа извлекается керн древесины. Бурав выкручивается из ствола дерева. При этом стрелочный динамометр 4 будет показывать прикладываемое к рукоятке 3 усилие выкручивания.

После взятия керна древесины образовавшееся в стволе дерева отверстие следует заполнить специальным составом, например, садовым варом, что позволит защитить поврежденное место от проникновения воздуха, воды, бактерий, грибков и насекомых.

Предлагаемое устройство обладает расширенными функциональными возможностями, благодаря чему может быть использовано для определения величины усилия, требуемого для перерезания волокон древесины, что позволит сравнить эффективность резцовых головок различных конструкций в зависимости от плотности древесины.

В конструкции предлагаемого устройства благодаря наличию шкалы со стрелкой предусмотрена возможность визуального контроля силовой нагрузки на рукояти, что позволит не допускать прикладывание чрезмерно больших усилий, могущих привести к поломке полого цилиндрического корпуса и тем самым будет способствовать снижению вероятности поломки устройства.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Пат. 2163865 Российская Федерация, МПК7 B27G 15/00. Бурав для извлечения керна древесины / Алметов А.Н.; заявитель и патентообладатель: Марийский государственный технический университет. - 99123988/13; заявл. 16.11.1999; опубл. 10.03.2001.

2. Пат. 134847 Российская федерация, МПК7 B27G 15/00. Бурав возрастной для извлечения керна древесины / Лукашевич В.М., Шегельман И.Р., Васильев А.С, заявитель и патентообладатель Петрозаводский государственный университет. - 2013118815/13; заявл. 23.04.2013; опубл. 27.11.2013. Бюл. 33.

3. Анучин Н.П. Лесная таксация: Учебник для вузов, - 5-е изд., доп. - М.: Лесная промышленность, 1982

Бурав-динамометр, включающий цилиндрический полый корпус с резцовой головкой, рукоять, отличающийся тем, что в рукоять встроен стрелочный динамометр, включающий шкалу, в центре которой установлена подвижная стрелка, на одной оси с которой установлено подпружиненное относительно корпуса рукояти пружиной кручения зубчатое колесо, которое взаимодействует с зубчатым полуколесом, имеющим в своем теле расположенный в радиальном направлении продольный паз, в который входит конец стержня, жестко связанного другим своим концом с цилиндрическим полым корпусом.

РИСУНКИ



 

Наверх