Какой двигатель нужно для винтового дровокола

Какой электродвигатель нужен для дровокола

Дровокол винтовой, реечный, пневматический – инструменты, предназначенные для раскалывания чурок на поленья. Сельские умельцы собирают дровоколы из подручных деталей, но они маломощны, конструкции требуют доработки. Колун с винтом конусом легко изготовить самостоятельно или купить недорого.

Устройство винтового колуна с электрическим приводом

Дровокол с электрическим или дизельным приводом является установкой способной перерабатывать до 10-12 кубометров чурок длиной около 60 см (стандарт дров). Используют установки заготовители для сокращения трудозатрат. В домашних условиях установки высокой производительности не пользуются спросом.

Устройство винтового дровокола основано на взаимодействие пары винт- гайка, где гайкой служит мягкая древесина. На устойчивой стальной платформе крепится моторедуктор с наконечником в форме конусного винта, вращающегося со скоростью 250- 450 об/мин. От двигателя же приводится в движение упорная планка, задвигающая чурбак, стоящий торцом, на вращающийся конус. В результате вхождения конуса дровокола в боковую поверхность чурки, древесина раскалывается вдоль волокон.

При работе с дровоколом необходимо соблюдать меры предосторожности. Одежда должна плотно сидеть на теле. Рукавицы являются фактором опасности. Лучше работать в плотных перчатках.

Моторедуктор заменяют ременной передачей с установкой двигателя под разделочным столом. Тогда вращение на вал винтового конуса передается шкивами, рассчитанными на оптимальные обороты винта. Такая конструкция позволяет использовать однофазный двигатель 220 В, с ним цена дровокола винтового становится существенно ниже. Если колун снабдить концевиком, то рабочий конус будет возвращаться в исходное положение самостоятельно. Как работает винтовой дровокол, можно посмотреть видео:

Изготовление дровокола самостоятельно

Стоимость винтового колуна заводского изготовления в зависимости от комплектации от 16 и до сотни тысяч рублей. Основным рабочим органом является конус для дровокола, который можно заказать в токарной мастерской. Чтобы винтовой дровокол своими руками работал, предлагаются чертежи для умельцев.

Изготовить резьбу болгаркой не удастся, так как упорная резьба на «морковке» должна быть выдержана точно. Кроме того при изготовлении конуса токарь должен знать соотношение длины и сечения основания – 2:1, резьба двухзаходная с шагом 5-6 мм, профиль зуба, как у стамески.

В зависимости от размеров детали, она обойдётся до 5000 рублей. Полностью готовый рабочий узел:

• винтовой конус;
• вал с подшипниковым узлом;
• передаточный шкив для ременной передачи.

Весь комплект обойдётся не дороже 6 тысяч, но изготовленный на расчётную нагрузку, узел безопаснее.

Изготовленный станок должен отвечать следующим требованиям:

• мощность двигателя не меньше 2 кВт;
• при больших оборотах шаг резьбы необходимо выдерживать меньше для снижения нагрузки на привод;
• посадка на вал редуктора должна быть плотной, исключить прокручивание;
• конус изготавливается из инструментальной стали;
• остриё винта остро заточено, должно входить в древесину мягко, без усилий;
• высота рабочей платформы — 80 см.

Принципиальная схема устройства выглядит, как показано на схеме.

Как видно из схемы, устройство простое, но требует точной центровки узлов, подбора шкивов с нужным передаточным числом и клиновых ремней, соответствующих профилю.

В помощь умельцу имеется видео, как сделать дровокол конусный своими руками:

Существует и другая схема, не требующая ременной передачи и редуктора. Вал двигателя с низким числом оборотов можно напрямую соединять с винтовым клином. Скорость вала меньше 500 об/мин не опасна для привода винтового дровокола.

Сучковатые и деформированные с изгибом чурки необходимо колоть с особой осторожностью. Полено может отскочить по непредсказуемой траектории, чурку прокрутить в руках. Клин может застрять в твердой древесине. Поэтому по возможности станок нужно оборудовать реверсом.

Нелишним будет напомнить, что двигатель должен иметь влагозащитный корпус и быть заземлённым. Ремённая передача закрывается защитным кожухом. При подаче чурок на разделочный стол нельзя работать в верхонках. При неловком движении её может намотать на конус вместе с рукой. Станок должен быть оборудован стопором для экстренного торможения.

Как пример народной смекалки можно привести устройство для раскалывания небольшого количества коротких чурок. Конусная насадка сечением 30 мм на тихоходной дрели перфораторе позволит расколоть сухие чурочки. Но здесь есть свои сложности. Дрель стремится сделать разворот за винтом, её следует крепко держать, сопротивляясь, или укрепить инструмент в держаке.

Для жителей частных домов или для владельцев загородных участков, часто актуальным становится вопрос: как сделать винтовой дровокол своими руками и где для этого взять инструкции, чертежи, фото? Ведь в частном доме часто приходится заготавливать дрова. При небольшом их количестве можно справиться и топором. Если же их много, топор уже не поможет – потребуется немало сил и времени. В этой ситуации на помощь придет дровокол, сделать который можно и самому.

Для изготовления дровокола используются узлы от другого оборудования. Самодельные агрегаты по типу своего рабочего органа подразделяются на две категории: с колуном и с конусом. Главной деталью колуна является вертикальная острая пластина. Древесину на нее подает толкатель. Дровокол этой категории называется реечным. У устройств второго типа основной элемент – конус с винтовой резьбой. Такой дровокол называется конусным. Второе его название – винтовой. По своему конструктивному исполнению он более простой, чем реечный.

Принцип действия, преимущества и устройство винтового дровокола

Конус дровокола вращается с помощью электродвигателя. Он входит в полено и, за счет постепенного увеличения диаметра, разрывает его по волокнам. Дрова на винт подаются вручную. Самодельный винтовой дровокол обладает следующими преимуществами:

1. Простота конструкции.
2. Низкая стоимость узлов.
3. Легкая доступность узлов (почти все, кроме конуса, они имеются в быту).
4. Высокая производительность (до 12 м3 дров длиной около 60 см).
5. Простота эксплуатации.

Имеются у этого устройства и недостатки. Во-первых, он плохо разрезает древесину с переплетающимися волокнами. Во-вторых, чурки разделяются на поленья не полностью – приходится заканчивать этот процесс вручную. А для этого требуются определенные усилия.

В-третьих, для изготовления конуса потребуется токарный станок. Хотя, винт можно сделать и самому – на просторах интернета имеется масса информации по этому поводу. Кроме того, эту деталь можно приобрести в готовом виде.

Вал с конусом необходимо установить на прочной, устойчивой платформе. Рекомендуемый диапазон частоты вращения конуса – от 300 до 500 об/мин. В данной схеме электродвигатель обеспечивает вращение винта за счет ременной передачи.

Преимущество этой схемы в том, что здесь можно любые двигатели. А требуемая частота вращения винта достигается за счет ременной или цепной передачи. На вал электродвигателя устанавливается шкив меньшего диаметра, на вал винта – большего.

Для упрощения конструкции агрегата рекомендуется использовать электродвигатель с редуктором. На производительности такое решение никак не скажется.

Существует вариант, при котором электродвигатель соединяется с конусом напрямую. Максимальная частота оборотов двигателя должна в этом случае быть 500 об/мин, минимальная мощность – 3кВт.

Вариант, при котором двигатель расположен под столешницей, более предпочтителен. Длина столешницы в таком случае потребуется меньше. Кроме того, это позволит защитить мотор от щепок. В данной схеме подойдет однофазный электродвигатель, что поможет снизить затраты на изготовление устройства.

Дровокол должен также соответствовать следующим требованиям:

• допустимая мощность электродвигателя – 2-4 кВт;
• наличие кнопки включения и выключения, а также устройства, предназначенного для защитного отключения в случае возникновения внештатных ситуаций;
• вал винта должен находиться на подшипниковых опорах;
• на конусе должна быть упорная резьба;
• высота агрегата должна быть около 800 мм;
• ремни желательно использовать клиновидные, а шкивы – двухручейные;
• заготовки должны подаваться вертикально (если заготовки будут подаваться по-другому, винт может заклинить).

Элементы конструкции

Для работы понадобятся:

1. Лист металла толщиной 4-5 мм.
2. Конус (лучший материал для главной детали всего механизма – инструментальная сталь).
3. Вал.
4. Шкивы (для передачи с помощью ремня) или звездочки (для передачи с помощью цепи).
5. Ремень или цепь.
6. Подшипники, имеющие корпус.
7. Электродвигатель.
8. Провода.
9. Кнопка включения и выключения агрегата (в качестве альтернативы можно использовать магнитный пускатель).
10. Уголки для изготовления станины (для этой цели вполне подойдут и стальные трубы).
11. Болты и гайки.

Почти все перечисленные детали можно извлечь из старого оборудования. Конус вы можете изготовить сами. Однако, для этого потребуется определенное оборудование. Шаг резьбы винта должен быть 2:1. Поэтому желательно приобрести его, чтобы агрегат работал без замечаний.

Также для работы потребуются следующие инструменты:

• электродрель со сверлами разного размера;
• молоток;
• сварочный аппарат;
• болгарка;
• рулетка, ключи;
• маркер.

Изготовление

Сначала разрежьте уголки и трубы в соответствии с вашими замерами. Из листа вырежьте крышку стола и площадку, на которой будет установлен мотор. Соедините верхнюю и нижнюю рамы, приварите ножки. Для мобильной установки к станине нужно будет приварить оси. На эти оси установите колеса.

После этого установите столешницу и полку, на которой будет установлен двигатель. Установите мотор. Соедините вал двигателя с ведущим шкивом. Соберите узел вала конуса. Для этого нужно будет поместить подшипники в корпуса, установить шкивы и вал. Теперь просверлите в станине отверстия и закрепите на ней собранный узел. Для этого понадобятся болты и гайки. Проверьте вращение вала – никакого сопротивления быть не должно.

Установка двигателя и главного вала

После этого можно устанавливать ремни. Сделав это, проверьте траекторию их движения – она должна быть прямолинейной. Если это не так, просверлите новые отверстия в столешнице, куда и установите вал. После этого снова проверьте траекторию. Эту процедуру делайте до получения необходимого результата. Ремни должны передвигаться без биений, иначе, они могут слетать.

Установите конус на вал и закрепите его винтами. Конус должен быть установлен прочно, без люфта. На валу сделайте лыски. Они могут пригодиться в случае, если конус застрянет в полене. Извлекать его придется с помощью трубного ключа. Лыски обеспечат сцепление ключа с валом. После этого установите рассекатель (для его изготовления может пригодиться старый молоток).

Монтаж конуса

После этого приступайте к подключению электрического оборудования. Все – дровокол готов! Можно очистить его поверхности прогрунтовать и нанести на них краску. Теперь можно проводить испытание устройства.

Размеры агрегата могут быть произвольными. Главное, чтобы его удобно было эксплуатировать. Для этого габариты станка должны соответствовать человеческому росту. Рекомендованные размеры:

• длина – 850 мм;
• ширина – 450 мм;
• высота – 650 мм.

Видео: винтовой дровокол своими руками.

Техника безопасности

Насаживать древесину на конус нужно без перчаток. Иначе они могут быть накручены на винт, что может привести к травме. Заготовки подавайте только в вертикальном положении. Это обезопасит рабочий орган агрегата от заклинивания и выхода из строя. Не забудьте про заземление двигателя.

Итак, изготовление винтового дровокола – процесс, не представляющий особых проблем. На это может уйти всего один день. Зато, в будущем вы сэкономите массу времени и сил при заготовке большого количества дров. Только, при работе соблюдайте технику безопасности.

Большое количество вопросов через обратную связь и через комментарии на сайте, побудило к написанию этой статьи, помогающей подобрать компоненты гидравлики к гидравлическому дровоколу.

Большая часть обращений начинается так: Хочу собрать гидравлический дровокол своими руками, у меня есть такой-то насос (или гидроцилиндр или электродвигатель) помогите подключить систему к розетке 220 вольт.

Скажем прямо, такой подход к подбору компонентов крайне не правильный! Подбирать компоненты нужно исходя из поставленной задачи, а не из того, что имеется в запасниках.

Итак, этап первый

1. Нужно определиться с толкающим усилием, которое должен развивать шток гидроцилиндра. Здесь все зависит от того, какие дрова преобладают в вашей местности и на сколько частей будет раскалываться полено за один ход.

2. Так же нужно определиться с длиной рабочего хода штока гидроцилиндра.

3. Нужно определиться со временем, за которое выдвигается шток гидроцилиндра на полный ход.

Для простоты расчетов, возьмем необходимое толкающее усилие 10 тонн, а длину хода штока гидроцилиндра около 500мм. Будем подбирать стандартный гидроцилиндр, выпускающийся серийно. Это будет гораздо дешевле, чем изготовить гидроцилиндр на заказ.

Для расчета размеров гидроцилиндра , перейдем на страницу с калькулятором гидравлики .

Вводим в поле «Необходимое усилие. « значение 100 000 , а в поле «Рабочее давление» значение 16 . Здесь нужно заметить, что большинство стандартных гидроцилиндров имеют рабочее давление 16 мПа, поэтому вводим именно это значение. Получаем результат: необходим гидроцилиндр с поршнем диаметром 89,2 мм. Округляем в большую сторону до 90мм.

Наиболее подходящий серийный гидроцилиндр, с поршнем 90мм, это ЦГ 90х50х510 с ходом штока 510мм.

Время полного выдвижения штока возьмем, к примеру, 5 секунд.

Этап второй

Подбираем объём масляного насоса, для обеспечения заданного времени выдвижения штока. Переходим ко второй части калькулятора гидравлики.

Вводим в поле «Диаметр гильзы. « значение 90 , в поле «Диаметр штока. « значение 50 , в поле «Ход гидроцилиндра» значение 510 , в поле «Время полного выдвижения» значение 5 , в поле «Рабочее давление» значение 16 .

Для обеспечения скорости выдвижения штока гидроцилиндра в 5 секунд, необходимая подача масляного насоса 38,9 л/мин

Этап третий

Подбираем электродвигатель необходимой мощности, чтобы масляный насос смог развить рабочее давление в системе 16 мПа. Переходим к третьей части калькулятора гидравлики.

В поле «Предполагаемая частота вращения. « ставим значение 1500 . Наиболее оптимальные обороты для масляного насоса НШ. В поле «Требуемая подача. « ставим значение 38,9 . В поле «Объемный КПД насоса. « ставим значение 0,9 . В поле «Рабочее давление» ставим значение 16 .

Получаем теоретический результат: 28,8 куб.см Минимально необходимый объем масляного насоса, для обеспечения скорости выдвижения штока за 5 секунд. Минимальная мощность электродвигателя для этого насоса 12,2 кВт.

Этап четвертый

Подбираем масляный насос стандартного объема и электродвигатель к нему.

Переходим к четвертой части калькулятора гидравлики.

В поле «Частота вращения. « ставим значение 1500 , в поле «Рабочий объём насоса» ставим значение 32 , т.к. насос НШ-32 наиболее доступный насос, ближайший по объему. В поле «Объёмный КПД. « ставим значение 0,9 . В поле «Давление регулировки. « ставим значение 16 .

Получаем результат: Для привода насоса НШ-32, необходим привод мощностью 13,5 кВт. Ближайший по мощности электродвигатель 15 кВт.

Итог: дровокол получается слишком мощный. Что делать? Как понизить мощность привода для насоса дровокола?

В данный момент, толкающее усилие на штоке гидроцилиндра составляет 10 тонн на протяжении всего хода штока. Но ведь это не нужно! Максимальное усилие на штоке, требуется только в момент касания полена и начала раскалывания, в остальное время достаточно совсем небольшого усилия, для холостого хода штока.

Поэтому целесообразно применить схему с двумя насосами, либо со спаренным двухсекционным насосом (например насос НШ32-10)

Как видно из схемы, магистрали насоса разделены обратным клапаном и в магистрали секции насоса объёмом 32 куб.см, присутствует редукционный клапан.

Как работает схема:

При включении маслостанции оба насоса подают масло к гидрораспределителю с небольшим давлением (например 3 мПа). Наш цилиндр, с поршнем 90мм, при давлении 3 мПа развивает толкающее усилие 1,9 тонны, что тоже совсем не плохо для холостого хода.

Как только шток гидроцилиндра касается полена, в системе повышается давление и срабатывает обратный клапан, который отсекает секцию насоса объёмом 32 куб.см, масло из которой, через редукционный клапан переливается в маслобак.

Далее работает только секция насоса объемом 10 куб.см, которой требуется значительно меньшая мощность, для развития рабочего давления в системе 16 мПа. В этот момент шток двигается медленно, но с максимальным усилием. Как только полено начнет раскалываться, потребуется меньшее усилие на штоке, давление в системе упадет и обратный клапан снова откроется, к работе подключится секция насоса объёмом 32 куб.см и шток гидроцилиндра начнет быстрое движение холостого хода.

Таким образом, для работы системы требуется привод мощностью уже не 13,5 кВт, а только 6,7 кВт, Ближайший по мощности электродвигатель 7,5 кВт. В два раза менее мощный.

Если статья оказалось полезной, помогите развитию нашего сайта, поделитесь ссылкой в соц. сетях, нажав на любую иконку ниже.

Источник