БУРАВ ВОЗРАСТНОЙ

Устройство относится к лесной промышленности 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 [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 возможность поломки корпуса бурава в результате приложения чрезмерно больших вращающих усилий к его рукояти при заклинивании бурава в стволе дерева при его вкручивании (выкручивании).
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 то, что данная конструкция не обеспечивает защиты цилиндрического полого корпуса бурава от приложения чрезмерно больших усилий при его вкручивании, могущих привести к его поломке.
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 то, что при вкручивании бурава в ствол дерева возможно его заклинивание. Кроме того, на пути бурава может оказаться очень прочный слой древесины, например при сверлении в области крупного сучка. В этих случаях при работе с буравом рабочий прилагает очень большие усилия к рукояти, которые могут превысить допускаемые значения. В результате этого может произойти поломка полого цилиндрического бурава, проявляющаяся в его деформации или изломе.
Технический результат предлагаемого устройства заключается в исключении поломки цилиндрического полого корпуса бурава возрастного в результате приложения чрезмерно больших усилий вращения к его рукояти, например, при заклинивании бурава возрастного в стволе дерева.
Достигается технический результат тем, что рукоять соединяется с цилиндрическим полым корпусом посредством предохранительной муфты предельного момента, которая выполнена в виде двух полумуфт, причем на ведущую полумуфту установлена пружина, передающая усилие для прижатия ведущей полумуфты к ведомой, а обе полумуфты имеют отверстия для установки стопорного устройства.
На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого бурава возрастного. На фиг. 2 показано сечение А-А бурава возрастного. На фиг. 3 показано сечение А-А бурава возрастного с жесткой связью рукояти и цилиндрического полого корпуса.
Бурав возрастной состоит из цилиндрического полого корпуса 1 с резцовой головкой 2 на одном конце и хвостовиком 3 на другом. На хвостовик 3 устанавливается рукоять 4.
Цилиндрический полый корпус 1 связан с рукоятью 4 посредством предохранительной муфты 6 предельного момента, которая позволяет предотвратить передачу вращающего момента со стороны рукояти 4, приводимой в движение за счет физической силы человека, и тем самым защитить цилиндрический полый корпус 1 бурава возрастного от поломок в результате приложения чрезмерно большой силы к его рукояти 4.
В качестве предохранительной муфты 6 предельного момента использована кулачковая предохранительная муфта. Муфта 6 состоит из двух полумуфт: ведомой 7 и ведущей 8, имеющих на своих рабочих поверхностях кулачки 5 и 9 трапециевидной формы, у которых толщина у основания больше, чем у вершины. По размеру и форме кулачки 5 и 9 совпадают с соответствующими впадинами, образуемыми между кулачками на противоположных полумуфтах 7 и 8. Ведомая полумуфта 7 установлена на хвостовик 3 цилиндрического полого корпуса 1 неподвижно. В рукоять 4, установленную на хвостовике 3 с возможностью проворачивания относительно него, но в то же время зафиксированную с помощью стопорного устройства 10 от соскакивания с него в осевом направлении, встраивается ведущая полумуфта 8. Ведомая и ведущая полумуфты 7 и 8 прижимаются друг к другу посредством пружины 11. Для облегчения вращения рукояти 4 между пружиной 9 и рукоятью 4 установлен подшипник 12.
Для обеспечения извлечения бурава возрастного из ствола дерева в случае его заклинивания, когда предохранительная муфта 6 предельного момента разрывает механическую связь рукояти 4 и цилиндрического полого корпуса 1, имеется возможность установки жесткой связи ведущей и ведомой полумуфт 7 и 8. Для обеспечения такой связи в полумуфтах 7, 8 выполнено сквозное отверстие для установки в него штифта 13 (фиг. 3). Наличие штифта 13 позволит передавать нагрузку от рукояти 4 к цилиндрическому полому корпусу 1 без ограничений ее величины.
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 возрастной, таким образом, чтобы резцовая головка 2 цилиндрического полого корпуса 1 была обращена к стволу дерева. Затем бурав прижимается к стволу дерева и одновременно с этим вращается рукоять 4. Под действием усилия прижатия бурава возрастного к стволу дерева с одновременным его вращением за рукоять 4 резцовая головка 2 будет внедряться в древесину ствола дерева. После прохождения коры и луба по мере внедрения резцовой головки 2 в древесину возникнет самозатягивание бурава возрастного, обусловленное винтовой нарезкой на режущей головке 2. При наступлении данного явления необходимость в прижатии бурава возрастного к стволу дерева отпадает, требуется только совершать вращательное движение рукояти 4.
После внедрения бурава возрастного в ствол дерева на требуемую глубину из цилиндрического полого корпуса 1 с помощью щупа извлекается керн древесины. Бурав возрастной выкручивается из ствола дерева.
В нормальном режиме работы вращающий момент со стороны рукояти 4 будет передаваться с вращающейся вместе с ней ведущей полумуфтой 8 на ведомую полумуфту 7 и тем самым обеспечивать беспрепятственное вращение цилиндрического полого корпуса 1 с установленной на нем режущей головкой 2.
Если по какой-то причине произойдет заклинивание бурава возрастного в стволе дерева, то усилия прижатия кулачков 5 ведущей полумуфты 8 к ведомой полумуфте 7, обеспечиваемого предварительным упругим сжатием пружины 11 окажется недостаточным, то за счет трапециевидной формы кулачков 5 ведущая полумуфта 8 будет проскальзывать относительно ведомой 7 полумуфты. Таким образом, будет обеспечиваться защита цилиндрического полого корпуса 1 бурава возрастного от повреждения в результате приложения чрезмерно больших усилий вращения к его рукояти 4.
Величина предельного вращающего момента, передаваемого предохранительной муфтой предельного момента, который следует настраивать таким образом, чтобы он не превышал допускаемую из условия прочности цилиндрического полого корпуса 1 величину с учетом динамичности прилагаемой к рукояти 4 нагрузки, будет определяться жесткостью пружины 11.
В случае заклинивания бурава возрастного в стволе дерева предохранительная муфта 6 предельного момента разорвет механическую связь рукояти 4 и цилиндрического полого корпуса 1 бурава возрастного. Для обеспечения возможности извлечения бурава возрастного из древесины при наступлении указанной ситуации необходимо обеспечить жесткую механическую связь ведущей и ведомой полумуфт 8 и 7. Для этого в отверстия указанных полумуфт 8, 7 вставляется стопорное устройство в виде штифта 13 (фиг. 3).
В том случае, когда обеспечена жесткая связь рукояти 4 и цилиндрического полого корпуса 1 бурава возрастного, необходимо очень аккуратно (без рывков и т.п.) прикладывать усилия для выкручивания бурава возрастного.
После страгивания заклинившего бурава возрастного с места стопорное устройство в виде штифта 13, обеспечивающее жесткую связь полумуфт 8, 7, удаляется, после чего муфта 6 начинает работать в своем установленном режиме.
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.
БИБЛИОГРАФИЯ
7
1. Пат. 2163865 Российская Федерация, МПК В27G 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 В27G 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.