БУРАВ ВОЗРАСТНОЙ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КЕРНА ДРЕВЕСИНЫ

Устройство относится к лесной промышлености и может быть использовано для взятия цилиндрических образцов древесины, в том числе и из деревьев на корню, при сертификации древесины растущих и поваленных деревьев, исследовании физико-механических свойств древесины, определении степени повреждения ее грибками, установлении состояния древесных элементов различных строительных конструкций, при исследовании процессов обезвоживания и пропитки древесины для определения степени обезвоживания ее различных слоев и установления глубины проникновения пропитывающей жидкости.
Известен бурав для извлечения керна древесины 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 [1].
Недостатком известного устройства является неудобство использования, связанное с необходимостью постоянного перехвата ручки ходового винта при его вкручивании в древесину дерева.
Известен бурав Пресслера, содержащий полый цилиндрический корпус, бурав с резцовой головкой, ручку и щуп. 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 [2].
Недостаток известного устройства является то, что при начале сверления необходимо прилагать очень большие усилия не только для вращения рукоятки, но и усилия прижатия бурава к дереву. В начале сверления пока еще винтовая нарезка не обеспечивает необходимого усилия затягивания, как правило, происходит разрушение керна при прохождении через кору дерева, в результате колебаний головки керна, под действием одновременно прилагаемых усилий прижатия и вращения рукоятки, особенно сильных во время перехвата рукоятки, что связано с неравномерностью приложения нагрузки к правой и левой ее частям. Также недостатком данного устройства является неудобство использования, связанное с необходимостью постоянного перехвата рукоятки при его вкручивании в древесину дерева.
Известен бурав возрастной, состоящий из трубчатого бурава с режущей винтовой головкой и четырехгранным хвостовиком на котором укреплен футляр-вороток посредством пластины и экстрактора, служащего для извлечения керна [3].
Недостатки данного известного устройства такие же, как и у описанного выше известного устройства [2].
Технический результат предлагаемого устройства заключается в облегчении процесса извлечения керна древесины, снижении вероятности его повреждения в процессе изъятия из ствола дерева, что ведет к упрощению и повышению точности исследования изъятого керна древесины.
Достигается технический результат тем, что посадочный участок хвостовика под рукоять, имеет профилированную форму поперечного сечения, а рукоять установлена на посадочный участок хвостовика с использованием храпового механизма, включающего по меньшей мере одно храповое колесо с зубчатым венцом и центральным отверстием, выполненным в соответствии с наружными размерами и формой наружной поверхности соответствующего посадочного участка хвостовика, не менее одной собачки, прижимаемой к зубчатому венцу храпового колеса пружиной, а между храповым механизмом, вмонтированным в рукоять, и упорной ступенью, имеющейся на внешней поверхности хвостовика, установлен упорный подшипник.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого бурава возрастного для извлечения керна древесины. На фиг.2 показано сечение Α-A бурава возрастного для извлечения керна древесины к его хвостовику. На фиг.3 показано сечение Б-Б отображающее конструкцию узла соединения хвостовика и рукояти бурава возрастного для извлечения керна древесины.
Бурав возрастной для извлечения керна древесины состоит из цилиндрического полого корпуса 1 с наружной винтовой нарезкой 2 на одном конце и хвостовиком 3 на другом конце. На хвостовике 3 имеется специальный посадочный участок, на который устанавливается рукоять 4.
Посадочный участок хвостовика 3 цилиндрического полого корпуса 1, предназначенный для установки рукояти 4, имеет профилированную форму, что позволяет передавать вращение с рукояти 4, приводимой в движение физической силой человека, через храповой механизм 6 на цилиндрический полый корпус 1, только за счет взаимодействия боковой поверхности отверстия храпового колеса 9, установленного в корпусе рукояти 4 и наружной поверхности посадочного участка хвостовика 3, без использования специальных крепежных элементов. Для облегчения вращения рукояти 4 при вкручивании предлагаемого устройства в древесину ствола дерева между храповым механизмом 6, вмонтированным в рукоять 4, и упорной ступенью 5, имеющейся на внешней поверхности хвостовика 3, установлен упорный подшипник 7, в качестве которого можно использовать как подшипник качения, так и подшипник скольжения.
В качестве храпового механизма 6 удобно использовать известную из уровня техники конструкцию, применяемую в традиционном ключе-трещотке. Храповой механизм 6, вмонтированный в корпус рукояти 4 имеет храповое колесо 9 с центральным сквозным отверстием геометрические размеры и форма которого изготовлены в соответствии с геометрическими размерами и формой посадочной поверхности хвостовика 3, таким образом, чтобы обеспечивалось условие сборки данного узла. Корпус рукояти 4 напротив отверстия храпового колеса 9, также имеет отверстие, размеры которого позволяют хвостовику 3 свободно проходить сквозь него и обеспечивает возможность беспрепятственного поворота рукояти 4 относительно хвостовика 3. В конструкцию храпового механизма 6 также входит храповая собачка 10, которая прижимается к зубьям храпового колеса 9 посредством пружины 11 упирающейся в пробку 12 отверстия, выполняющего функцию направляющего устройства для перемещения храповой собачки 10 внутри корпуса рукояти 4. Храповое колесо 9 зафиксировано в корпусе рукояти 4 при помощи колец 13 и фиксирующего пружинного кольца 14, часть боковой поверхности которого входит в паз корпуса храпового механизма 6 рукояти 4.
Рукоять 4 является съемной и допускает установку как одной боковой поверхностью на хвостовик корпуса, так и противоположной стороной. От этого зависит в какую сторону рукоять будет свободно вращаться, а в какую обеспечивать вращение корпуса, которое происходит за счет взаимодействия собачки и зуба.
В конструкции храпового механизма 6 может быть использовано несколько храповых колес и несколько собачек, что позволит увеличить величину передаваемого с рукояти на корпус усилия и тем самым извлекать керн из древесины большой твердости.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Выбирается дерево, подлежащее снятию пробы древесины, на нем намечается точка взятия керна древесины. На специальный посадочный участок хвостовика 3 цилиндрического полого корпуса 1 устанавливается рукоять 4, таким образом, чтобы при вращении рукояти 4 зубья храпового колеса 9 упирались в храповую собачку 10, установленную в корпусе храпового механизма 6 и тем самым вместе с вращением ручки происходило одновременное вращение цилиндрического полого корпуса 1, таким образом, чтобы за счет наружной винтовой нарезки 2, выполненной на конической поверхности противоположного конца полого цилиндрического корпуса 1, обеспечивалось вкручивание бурава возрастного для извлечения керна древесины в древесину исследуемого дерева. При этом при вращении рукояти 4 в противоположную сторону полый цилиндрический корпус 1 будет оставаться неподвижным, т.е. рукоять 4 будет свободно вращаться при неподвижном полом цилиндрическом корпусе 1, что обеспечивается за счет того что, храповая собачка 10 будет уходить в отверстие корпуса храпового механизма 6 и перескакивать с поверхности одного зуба храпового колеса 9 на другой не препятствуя его вращению относительно корпуса храпового механизма 6, встроенного в рукоять 4. Наличие пружины 11, установленной между пробкой 12 и храповой собачкой 11 обеспечивает постоянное прижатие храповой собачки 10 к зубьям храпового колеса 9. Наличие упорного подшипника 7 между корпусом храпового механизма 6, вмонтированного в рукоять 4 и упорной ступенью 5 цилиндрического полого корпуса 1, обеспечивает легкое вращение рукояти 4 относительно цилиндрического полого корпуса 1 даже при приложении значительного усилия прижатия бурава возрастного для извлечения керна древесины к стволу дерева, прилагаемого к рукояти 4. Под действием усилия прижатия и одновременного вращения рукояти 4 в направлении, при котором за счет наружной винтовой нарезки 2, выполненной на конической поверхности полого цилиндрического корпуса 1, обеспечивается вкручивание бурава возрастного для извлечения керна древесины в древесину исследуемого дерева. После поворота рукояти 4 вместе с цилиндрическим полым корпусом 1 в указанном направлении на некоторый угол, производится возврат рукояти в исходное положение путем ее поворота в противоположную сторону. При этом цилиндрический полый корпус 1 остается неподвижным. После возврата рукояти в исходное положение снова осуществляется ее поворот в направлении, обеспечивающем вкручивание бурава возрастного для извлечения керна древесины в древесину исследуемого дерева. Затем снова рукоять 4 вращается в исходное положение при неподвижном цилиндрическом корпусе 1. Такое возвратное движение рукояти осуществляется до тех пора пока полый цилиндрический корпус 1 бурава возрастного для извлечения керна древесины не войдет на требуемую глубину в стол дерева. Затем рукоять 4 снимается с хвостовика 3, переворачивается и устанавливается противоположной торцевой поверхностью на посадочный участок хвостовика 3. Далее, аналогичным образом, путем осуществления возвратного вращательного движения рукояти 4 обеспечивается выкручивание бурава возрастного для извлечения керна древесины из ствола дерева. Затем из полости цилиндрического полого корпуса 1 извлекается керн древесины.
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
При взятии керна древесины из ствола дерева необходимо с силой надавить на рукоять и тем самым плотно прижать предлагаемое устройство к стволу дерева одновременного вращая устройство за рукоять. По мере внедрения конического участка с винтовой нарезкой в древесину происходит затягивание предлагаемого устройства в древесину дерева, которое будет происходить само собой по мере его вкручивания в ствол дерева за счет имеющейся на конусной поверхности винтовой нарезки. При этом благодаря наличию храпового механизма достаточно будет совершать возвратное вращательно движение руками, не отпуская рукояти, что существенно упрощает процедуру взятия керна древесины, т.к. не требуется постоянного перехвата рукояти, как это происходит при взятии керна древесины с помощью известных из уровня техники конструкций имеющих жесткое крепление рукояти к корпусу.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Патент RU 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. Анучин Н.П. Лесная таксация: Учебник для вузов, - 5-е изд., доп. - М.: Лесная промышленность, 1982.
3. Лесная энциклопедия: В 2-х т. / Гл.ред. Воробьев Г.И.; Ред.кол.: Анучин Н.А., Атрохин В.Г., Виноградов В.Н. и др. - М: Сов. энциклопедия, 1985.