RU161288U1

RU161288U1 - WORKING BODY OF THE COLUN

Info

Publication number: RU161288U1
Application number: RU2015137490/13U
Authority: RU
Inventors: Алексей Юрьевич Борисов; Геннадий Николаевич Колесников
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2016-04-20

Abstract

Рабочий орган колуна, содержащий клин с боковыми гранями в форме прямоугольных треугольников и с режущей кромкой, расположенной на пересечении щек клина, деталь узла крепления на верхней грани клина, отличающийся тем, что каждая из щек клина выполнена в виде винтовой поверхности, образованной поступательным движением условной прямой в направлении от режущей кромки клина к верхней грани клина, и поворота этой прямой в горизонтальной плоскости, причем максимальный угол поворота этой прямой в плоскости верхней грани находится в интервале от 2 до 30°.The working body of the cleaver, containing a wedge with side faces in the form of rectangular triangles and with a cutting edge located at the intersection of the cheeks of the wedge, a detail of the attachment point on the upper face of the wedge, characterized in that each of the cheeks of the wedge is made in the form of a helical surface formed by the translational movement a line in the direction from the cutting edge of the wedge to the upper face of the wedge, and the rotation of this line in the horizontal plane, and the maximum angle of rotation of this straight line in the plane of the upper face is in the range m 2 to 30 °.

Description

Предлагаемое устройство в виде рабочего органа колуна относится к устройствам для расщепления древесины с использованием клиньев, ножей или распорок в соответствии с МПК B27L 7/06 и может быть использовано для раскалывания круглых или иных лесоматериалов при их подготовке для получения топливной или технологической щепы, а также дров для котельных, колотой дранки и в других целях.The proposed device in the form of a working member of the cleaver relates to devices for splitting wood using wedges, knives or spacers in accordance with IPC B27L 7/06 and can be used to split round or other timber in their preparation to obtain fuel or industrial chips, as well as firewood for boiler rooms, chopped shingles and for other purposes.

Известен топор-колун по патенту на полезную модель RU 45327 [1], содержащий обух, полотно с режущей кромкой, рукоятку и металлическую пластинку, закрепленную на обухе, полотне и рукоятке. Однако данное устройство недостаточно эффективно, поскольку при раскалывании не используется дополнительный эффект от принудительного поворота раскалывающего органа вокруг продольной оси лесоматериала.Known ax ax according to the patent for utility model RU 45327 [1], containing a butt, a blade with a cutting edge, a handle and a metal plate mounted on the butt, the blade and the handle. However, this device is not effective enough, because when splitting does not use the additional effect of the forced rotation of the splitting body around the longitudinal axis of the timber.

Известно устройство и способ раскалывания короткомерных лесоматериалов вращательным движением раскалывающего органа по патенту RU 2484953 [2], предусматривающий внедрение раскалывающего органа в торец лесоматериала, другой торец которого неподвижно закреплен. После указанного внедрения раскалывающий орган совершает вращательное движение относительно продольной оси лесоматериала, раскалывая его путем разрушения связей между волокнами древесины. Однако данный способ и устройство для его осуществления являются сложными и трудоемкими в технической реализации, поскольку требуют фиксации одного из торцов раскалываемого лесоматериала. Кроме того, необходимо дополнительное устройство для осуществления вращательного движение раскалывающего органа относительно продольной оси лесоматериала.A device and method for splitting short timber by rotational movement of a splitting organ according to patent RU 2484953 [2], which provides for the introduction of a splitting organ in the end of the timber, the other end of which is fixedly mounted. After this introduction, the splitting organ rotates relative to the longitudinal axis of the timber, splitting it by breaking bonds between the wood fibers. However, this method and device for its implementation are complex and time-consuming in technical implementation, since they require fixing one of the ends of the split timber. In addition, you need an additional device for the rotational movement of the splitting body relative to the longitudinal axis of the timber.

Известен дровокольный топор (Wood Splitting Axe) по патенту US 4300606 [3], в котором полотно с лезвием выполнено асимметричным, а именно, продольная ось имеет параллельное смещение относительно плоскости полотна с лезвием. Однако данное устройство недостаточно эффективно и недостаточно безопасно, поскольку его использование сопровождается кручением топорища относительно его продольной оси, что оказывает также небезопасное механическое воздействие на суставы и мышцы рук пользователя данного устройства.Known wood splitting ax (Wood Splitting Ax) according to the patent US 4300606 [3], in which the blade blade is asymmetric, namely, the longitudinal axis has a parallel offset relative to the plane of the blade blade. However, this device is not effective enough and not safe enough, because its use is accompanied by torsion of the ax relative to its longitudinal axis, which also has an unsafe mechanical effect on the joints and muscles of the hands of the user of this device.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения, принятого в качестве прототипа, является раскалывающий орган механического колуна по патенту RU 2486052 [4], изготовленный из вертикально расположенного прямоугольного клина путем поперечного деления его пополам, разворота одной части в горизонтальной плоскости на 180 градусов и соединения этих частей по вертикальному ребру с созданием общей режущей кромки. Наклонные стороны обеих частей противоположны друг другу, и усилия воздействия наклонных боковых щек на древесину направлены в противоположные стороны.The closest analogue of the proposed technical solution adopted as a prototype is a splitting organ of a mechanical cleaver according to patent RU 2486052 [4], made of a vertically located rectangular wedge by transversely dividing it in half, turning one part in a horizontal plane by 180 degrees and connecting these parts along the vertical edge with the creation of a common cutting edge. The inclined sides of both parts are opposite to each other, and the efforts of the inclined side cheeks on the wood are directed in opposite directions.

Однако данное устройство недостаточно надежно, поскольку не обеспечивает прочного соединения его частей по указанному выше вертикальному ребру прямоугольного клина. Кроме того, каждый клин имеет пять граней, поперечное сечение каждого из клиньев имеет форму прямоугольника, а периметр поперечного сечения раскалывающего органа имеет форму многоугольника с двумя внутренними углами, вершины которых находятся на указанном выше вертикальном ребре. По этим причинам увеличивается площадь контактного взаимодействия раскалывающего органа и раскалываемого лесоматериала, возрастает возможность заклинивания, уменьшается техническая эффективность данного устройства при его использовании. Как следствие, известное устройство не обеспечивает получение достаточного дополнительного механического воздействия в виде кручения относительно продольной оси раскалываемого лесоматериала.However, this device is not reliable enough, because it does not provide a solid connection of its parts along the above vertical edge of a rectangular wedge. In addition, each wedge has five faces, the cross section of each of the wedges has a rectangle shape, and the perimeter of the cross section of the splitting organ has the shape of a polygon with two internal angles, the vertices of which are on the above vertical edge. For these reasons, the area of contact interaction between the splitting organ and the splitting timber increases, the possibility of jamming increases, and the technical efficiency of this device decreases when it is used. As a result, the known device does not provide a sufficient additional mechanical impact in the form of torsion relative to the longitudinal axis of the split timber.

Технический результат от применения предлагаемого рабочего органа колуна заключается в повышении надежности рабочего органа колуна, в получении дополнительного механического воздействия в виде кручения относительно продольной оси раскалываемого лесоматериала за счет уменьшения площади контактного взаимодействия раскалывающего органа и раскалываемого лесоматериала, а также сил трения и, как следствие, уменьшения возможности заклинивания. В итоге, по совокупности признаков, повышается надежность предлагаемого устройства и эффективность его функционирования.The technical result from the use of the proposed working member of the cleaver is to increase the reliability of the working member of the cleaver, in obtaining additional mechanical impact in the form of torsion relative to the longitudinal axis of the split wood by reducing the contact area of the split organ and split wood, as well as friction forces and, as a result, reduce the possibility of jamming. As a result, according to a combination of features, the reliability of the proposed device and the efficiency of its operation are increased.

Данный технический результат достигается за счет того, что рабочий орган колуна, содержащий клин с боковыми гранями в форме прямоугольных треугольников и режущую кромку, расположенную на пересечении щек клина, деталь узла крепления на верхней грани клина, причем каждая из щек клина выполнена в виде винтовой поверхности, образованной поступательным движением условной прямой в направлении от режущей кромки клина к верхней грани клина, и поворота этой прямой в горизонтальной плоскости, а причем максимальный угол поворота этой прямой в плоскости верхней грани находится в интервале от 2 до 30°.This technical result is achieved due to the fact that the working body of the cleaver containing a wedge with side faces in the form of rectangular triangles and a cutting edge located at the intersection of the cheeks of the wedge, a detail of the attachment point on the upper face of the wedge, each of the cheeks of the wedge is made in the form of a helical surface formed by the translational movement of the conditional straight line in the direction from the cutting edge of the wedge to the upper face of the wedge, and the rotation of this straight line in the horizontal plane, and the maximum angle of rotation of this straight line in the plane dice upper face is in the range from 2 to 30 °.

На фиг. 1 изображен рабочий орган колуна, в котором каждая из щек клина выполнена в виде винтовой поверхности, образованной поступательным движением условной прямой в направлении от режущей кромки клина к верхней грани клина, и поворота этой прямой в горизонтальной плоскости по часовой стрелке при взгляде сверху на верхнюю грань клина.In FIG. 1 shows the working body of a cleaver, in which each of the wedge cheeks is made in the form of a helical surface formed by the translational movement of a conditional straight line in the direction from the cutting edge of the wedge to the upper face of the wedge, and turning this straight line in a horizontal plane clockwise when viewed from above on the upper face wedge.

На фиг. 2 изображен рабочий орган колуна, в котором каждая из щек клина выполнена в виде винтовой поверхности, образованной поступательным движением условной прямой в направлении от режущей кромки клина к верхней грани клина, и поворота этой прямой в горизонтальной плоскости против часовой стрелки при взгляде сверху на верхнюю грань клина.In FIG. 2 shows the working body of a cleaver, in which each of the wedge cheeks is made in the form of a helical surface formed by the translational movement of a conditional straight line in the direction from the cutting edge of the wedge to the upper face of the wedge, and rotation of this straight line in a horizontal plane counterclockwise when viewed from above on the upper face wedge.

Техническая реализация устройства. Предлагаемое устройство в виде рабочего органа колуна может быть изготовлено из стали на станке с числовым программным управление. Рабочий орган колуна состоит из держателя 1, соединенного верхней гранью 2 клина, содержит клин с боковыми гранями 3 в форме прямоугольных треугольников и режущую кромку 4, расположенную на пересечении щек 5 клина. Каждая из щек 5 клина выполнена в виде винтовой поверхности, образованной поступательным движением условной прямой 6 в направлении от режущей кромки 4 клина к верхней грани 2 клина, и поворота этой прямой в горизонтальной плоскости на угол α, а причем максимальное значение угла поворота α этой прямой 6 в плоскости верхней грани 2 находится в интервале от 2 до 30°. В начале указанного перемещения условная прямая 6 совпадает с режущей кромкой 4.Technical implementation of the device. The proposed device in the form of a working member of the cleaver can be made of steel on a machine with numerical control. The working body of the cleaver consists of a holder 1, connected by the upper face 2 of the wedge, contains a wedge with side faces 3 in the form of rectangular triangles and a cutting edge 4 located at the intersection of the cheeks 5 of the wedge. Each of the cheeks 5 of the wedge is made in the form of a helical surface formed by the translational movement of the conditional straight line 6 in the direction from the cutting edge 4 of the wedge to the upper face 2 of the wedge, and the rotation of this line in the horizontal plane by an angle α, and the maximum value of the angle of rotation α of this line 6 in the plane of the upper face 2 is in the range from 2 to 30 °. At the beginning of this movement, the conditional straight line 6 coincides with the cutting edge 4.

Все детали предлагаемого устройства могут быть выполнены из стали на станке с числовым программным управлением.All parts of the proposed device can be made of steel on a machine with numerical control.

Если максимальное значение угла поворота α меньше 2°, то эффект от искривления поверхности щек пренебрежимо мал. Если максимальное значение угла поворота α больше 30°, то существенно затрудняется внедрение клина в раскалываемый материал.If the maximum value of the angle of rotation α is less than 2 °, then the effect of curving the surface of the cheeks is negligible. If the maximum value of the angle of rotation α is greater than 30 °, then the introduction of the wedge into the material to be split is substantially difficult.

Ширина клина B связана с длиной A режущей кромки 4 соотношением B=Atgα.The width of the wedge B is related to the length A of the cutting edge 4 by the relation B = Atgα.

Высота клина H связана с длиной A режущей кромки 4 клина и находится в интервале от H=0,2A до 5A.The height of the wedge H is related to the length A of the cutting edge 4 of the wedge and is in the range from H = 0.2A to 5A.

Наклонное ребро боковой грани 3 клина может быть прямолинейным или криволинейным. Если данное ребро прямолинейное, то его длина

.The inclined edge of the side face 3 of the wedge may be straight or curved. If a given edge is straight, then its length

.

Длина A режущей кромки 4 является базовым размером, т.е. размером, с которым связаны другие размеры устройства. Конкретное значение длины A зависит от назначения колуна и может составлять от 1 до 50 см.The length A of the cutting edge 4 is a base dimension, i.e. the size to which other device dimensions are associated. The specific length A depends on the purpose of the cleaver and can range from 1 to 50 cm.

Форма и соотношение размеров рабочего органа колуна, имея существенные отличия от прототипа и аналогов, известных в данной области, обеспечивает получение заявляемого технического результата.The shape and size ratio of the working body of the cleaver, having significant differences from the prototype and analogues known in this field, provides the claimed technical result.

Функционирование устройства. Функционирование рабочего органа колуна в процессе раскалывания лесоматериалов происходит следующим образом.The functioning of the device. The functioning of the working body of the cleaver in the process of splitting timber occurs as follows.

При внедрении клина в раскалываемый лесоматериал режущая кромка 4 перемещается поступательно. Щеки 5 клина, имея винтовую поверхность, создают передаваемый на раскалываемый лесоматериал крутящий момент в горизонтальной плоскости. Этот крутящий момент, в соответствии с принципом равенства действия и противодействия, стремится вызвать поворот как клина, так и раскалываемого материала. Однако повороту клина препятствует его режущая кромка 4, которая при внедрении в раскалываемый материал движется поступательно. Прочность стального клина существенно больше прочности древесины при раскалывании. Поэтому при внедрении клина в раскалываемый материал происходит его разрушение режущей кромкой 4 и, кроме того, появляется дополнительное воздействие в виде кручения, вследствие чего раскалываемый материал разрушается. Тем самым достигается повышение надежности рабочего органа колуна, а также получение дополнительного механического воздействия в виде кручения относительно продольной оси раскалываемого лесоматериала за счет уменьшения площади контактного взаимодействия раскалывающего органа и раскалываемого лесоматериала, а также сил трения и, как следствие, уменьшения возможности заклинивания.When the wedge is introduced into the split timber, the cutting edge 4 moves progressively. The cheeks 5 of the wedge, having a helical surface, create a torque transmitted to the split timber in a horizontal plane. This torque, in accordance with the principle of equality of action and reaction, seeks to cause a rotation of both the wedge and the cracked material. However, the rotation of the wedge is prevented by its cutting edge 4, which, when introduced into the split material, moves progressively. The strength of the steel wedge is significantly greater than the strength of the wood during splitting. Therefore, when the wedge is introduced into the split material, it is destroyed by the cutting edge 4 and, in addition, there is an additional effect in the form of torsion, as a result of which the split material is destroyed. This increases the reliability of the working body of the cleaver, as well as obtaining additional mechanical impact in the form of torsion relative to the longitudinal axis of the split wood material by reducing the area of contact interaction between the split body and the split wood material, as well as friction forces and, as a consequence, reduce the possibility of jamming.

БиблиографияBibliography

1. Топор-колун. Патент на полезную модель RU 45327. МПК B26B 23/00. Опубликовано 10.05.2005.1. Ax splitting ax. Utility Model Patent RU 45327. IPC B26B 23/00. Published on May 10, 2005.

2. Способ раскалывания короткомерных лесоматериалов вращательным движением раскалывающего органа. Патент на изобретение RU 2484953. МПК B27L 7/02; A01G 23/06. Опубликовано: 20.06.2013.2. A method for splitting short-sized timber by the rotational movement of a splitting organ. Patent for invention RU 2484953. IPC B27L 7/02; A01G 23/06. Posted: 06/20/2013.

3. Wood Splitting Axe. United States Patent 4300606. МПК B26B 23/00. Подано 21.04.1980. http://www.freepatentsonline.com/4300606.pdf3. Wood Splitting Ax. United States Patent 4300606. IPC B26B 23/00. Filed April 21, 1980. http://www.freepatentsonline.com/4300606.pdf

4. Раскалывающий орган механического колуна. Патент на изобретение RU 2486052. Опубликовано 27.06.2013.4. The splitting organ of a mechanical cleaver. Patent for invention RU 2486052. Published on June 27, 2013.

Claims

The working body of the cleaver, containing a wedge with side faces in the form of rectangular triangles and with a cutting edge located at the intersection of the cheeks of the wedge, a detail of the attachment point on the upper face of the wedge, characterized in that each of the cheeks of the wedge is made in the form of a helical surface formed by the translational movement a line in the direction from the cutting edge of the wedge to the upper face of the wedge, and the rotation of this line in the horizontal plane, and the maximum angle of rotation of this straight line in the plane of the upper face is in the range m 2 to 30 °.