RU2163865C1

RU2163865C1 - Borer for extraction of wood core

Info

Publication number: RU2163865C1
Application number: RU99123988A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Алметов
Original assignee: Марийский государственный технический университет
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2001-03-10

Abstract

FIELD: certification of wood of growing trees with the use of screw and screwless cutting parts of the borer. SUBSTANCE: the borer is provided with a feed mechanism. The feed mechanism is made in the form of an additional hollow body with a female thread and a lead screw with a male screw installed on a handle for installation inside the additional body. A hole with recesses and an eye with the mechanism of borer attachment to a tree are made on the body end on the side of the borer. On the opposite side of the cutting head the body has a catch, and the lead screw - a recess for installation of the catch. EFFECT: reduced destruction of the core in its rind portion and reduced forces acting on the wood on the side of the cutting member of the borer head at an extraction of a core, more than 5 mm in diameter. 6 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к лесной таксации, лесоустройству, а также инженерной экологии лесных экосистем и сертификации древесины на корню. Может быть применено при изучении таких показателей, как возрастная структура древостоя, ход роста по диаметру, фаутность и физико-механические свойства древесины. В связи с этим изобретение предназначено для извлечения кернов свежей древесины из стволов, ветвей и корней растущих деревьев, а также из свежезаготовленных сортиментов. The invention relates to forest taxation, forest management, as well as environmental engineering of forest ecosystems and certification of standing timber. It can be used in the study of indicators such as the age structure of the stand, the growth course in diameter, the faudity and physicomechanical properties of wood. In this regard, the invention is intended to extract cores of fresh wood from the trunks, branches and roots of growing trees, as well as from freshly harvested assortments.

Известен приростной бурав Пресслера (см. Захаров В.В., Лесная таксация.- М. : Лесная промышленность, 1967, с.275), содержащий полый цилиндрический корпус длиной около 100 мм, бурав с режущей головкой, сменную ручку и щуп. Known incremental drill Presler (see Zakharov V.V., Forest taxation.- M.: Forest industry, 1967, p.275), containing a hollow cylindrical body with a length of about 100 mm, a drill with a cutting head, interchangeable handle and probe.

Недостатком является значительное разрушение годичных слоев дерева вне извлекаемого керна. А также большие усилия резания при использовании буравов диаметром более 5 мм. Кроме этого, в начальной стадии сверления из-за колебаний головки бурава керн возле коры получается ступенчатой формы, то есть со сдвигом первых годичных слоев. В итоге невозможно исследовать древесину последних 5-10 лет жизни (к моменту извлечения керна). The disadvantage is the significant destruction of the annual layers of the tree outside the extracted core. As well as great cutting forces when using drills with a diameter of more than 5 mm. In addition, in the initial stage of drilling due to fluctuations in the head of the drill core near the crust, a step-like shape is obtained, that is, with a shift of the first annual layers. As a result, it is impossible to investigate the wood of the last 5-10 years of life (at the time of core extraction).

Известен возрастной бурав Пресслера (см. Анучин Н.П. Лесная таксация: Учебник для вузов, - 5-е изд., доп. - М.: Лесная промышленность, 1982, с. 55), содержащий полый цилиндрический корпус длиной около 200 мм, бурав с резцовой головкой, ручку и щуп. Преимуществом в сравнении с аналогом является большая длина извлекаемого керна. Presler's age drill is known (see Anuchin N.P. Forest taxation: Textbook for universities, - 5th ed., Add. - M .: Forestry industry, 1982, p. 55), containing a hollow cylindrical body about 200 mm long , auger with chisel head, pen and stylus. The advantage in comparison with the analog is the large length of the extracted core.

Недостатком является то, что при неосторожном обращении можно легко вывести из строя. К тому же при сверлении необходимо прилагать чрезмерные усилия, особенно при попытках заготовки кернов диаметром более 5 мм. Главным недостатком является разрушение керна при начале сверления, так как винтовая нарезка резцовой головки не может затянуть бурав в древесину. Чтобы получить керн с неразрушенной прикоровой частью, необходимо сильное нажатие на корпус бурава. А это практически в условиях леса вручную трудно выполнить. The disadvantage is that with careless handling can be easily disabled. In addition, when drilling, excessive efforts must be made, especially when trying to harvest cores with a diameter of more than 5 mm. The main disadvantage is the destruction of the core at the beginning of drilling, since the screw cutting of the cutter head cannot tighten the drill into the wood. In order to obtain a core with an intact front part, a strong pressure on the drill body is necessary. And this is practically in the conditions of the forest manually difficult to perform.

Технический результат - уменьшение разрушений керна в его прикоровой части и снижение усилий, действующих со стороны режущей части бурава на древесину при извлечении кернов при диаметре более 5 мм. The technical result is a reduction in core damage in its near-core part and a reduction in the forces exerted by the cutting part of the drill on wood when extracting cores with a diameter of more than 5 mm.

Этот технический результат достигается тем, что на ходовом винте, в выемку которого вставляется корпус бурава, выполнена резьба, которая скользит по резьбе в дополнительном корпусе, приставляемом при помощи механизма крепления к стволу дерева. This technical result is achieved by the fact that on the lead screw, into the recess of which the drill body is inserted, a thread is made that slides along the thread in the additional case, which is attached by means of the fastening mechanism to the tree trunk.

Дополнительный корпус и ходовой винт могут быть использованы для внедрения в древесину режущей части бурава, на передней поверхности которой нет винтовой нарезки. А также для внедрения режущей части бурава, на передней поверхности которой выполнена винтовая нарезка, но при соответствующих параметрах ходовой резьбы и при незначительных изменениях соединяемой с ходовым винтом части корпуса бурава. An additional body and lead screw can be used to introduce into the wood the cutting part of the drill, on the front surface of which there is no screw thread. And also for introducing the cutting part of the drill, on the front surface of which a screw thread is made, but with the corresponding parameters of the running thread and with minor changes connected to the screw of the part of the drill case.

Основными элементами бурава являются: корпус бурава с режущей частью, дополнительный корпус, ходовой винт с ручкой и механизм крепления бурава. The main elements of the auger are: auger body with a cutting part, an additional body, a lead screw with a handle and a mechanism for attaching a auger.

Механизм крепления бурава представляет собой соединенные между собой цепь и ремень, которые охватывают дерево и фиксируют дополнительный корпус бурава со стволом. При сверлении необходимо прилагать только силу кручения в отличие от бурава Пресслера, где в начальной стадии сверления необходимо сильное нажатие на корпус бурава для того, чтобы винтовая нарезка смогла затянуть режущую часть в дерево. The attachment mechanism of the drill is a chain and a belt that are interconnected, which cover the tree and fix the additional case of the drill with a barrel. When drilling, it is necessary to apply only torsional force, unlike the Presler drill, where in the initial stage of drilling, a strong pressure on the drill body is necessary so that the screw thread can tighten the cutting part into the tree.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что проникновение режущей части бурава в древесину происходит за счет специального механизма подачи, а именно ходового винта и дополнительного корпуса, соединенного при помощи механизма крепления со стволом дерева. В этом случае винтовая нарезка на головке бурава может быть исключена. The essence of the proposed technical solution lies in the fact that the penetration of the cutting part of the auger into the wood occurs due to a special feed mechanism, namely, a lead screw and an additional body connected by a fastening mechanism to the tree trunk. In this case, screw threading on the drill head can be eliminated.

Режущей часть бурава еще перед сверлением задается прямолинейное направление за счет неподвижности дополнительного корпуса относительно ствола дерева. Это очень важно для извлекаемого керна. У аналога и прототипа из-за колебаний в начале сверления керн возле коры получается ступенчатой формы, что затрудняет исследование керна, кроме этого, увеличивается трение между керном и поднутрением корпуса бурава. С использованием же дополнительного корпуса центрация режущей части бурава значительно повышается. Even before drilling, the cutting part of the auger is given a rectilinear direction due to the immobility of the additional body relative to the tree trunk. This is very important for recoverable core. Due to the fluctuations at the beginning of core drilling near the crust, the analogue and prototype have a stepped shape, which makes it difficult to study the core, in addition, the friction between the core and the undercut of the auger body increases. Using an additional housing, the centering of the cutting part of the drill is significantly increased.

Применение данного типа ходового винта и дополнительного корпуса бурава позволит производить подготовку кернов при помощи как винтовой, так и безвинтовой режущей частей буравов. У второго типа бурава есть ряд преимуществ в сравнении с винтовым. Прежде всего это уменьшение сил трения между режущей частью бурава и древесиной. Вследствие этого необходимо меньшее усилие сверления, что позволяет применять 6- и 10-миллиметровые и более приростные и возрастные буравы, которые наиболее предпочтительны при определении большинства показателей древесины. The use of this type of lead screw and an additional drill case will allow the preparation of cores using both screw and screwless cutting parts of the drill. The second type of auger has a number of advantages in comparison with a screw. First of all, this is a decrease in the frictional forces between the cutting part of the auger and the wood. As a result, a smaller drilling force is required, which allows the use of 6- and 10-millimeter and more growth and age drills, which are most preferred when determining most indicators of wood.

Применение данного типа бурава позволит: во-первых, в дальнейшем переходить к извлечению кернов диаметром 5 мм и более; во-вторых, извлекать керны древесины в применении с различными конструкциями режущей части бурава, обеспечивающими минимальные повреждения ствола дерева вокруг отверстия и самого керна. The use of this type of drill will allow: firstly, in the future, proceed to the extraction of cores with a diameter of 5 mm or more; secondly, to extract wood cores in application with various designs of the cutting part of the drill, ensuring minimal damage to the tree trunk around the hole and the core itself.

На фиг. 1 изображен бурав для извлечения керна древесины; вид сбоку; на фиг. 2 изображено продольное сечение бурава; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 2; на фиг. 7 - сечение Д-Д на фиг. 2. In FIG. 1 shows a drill for extracting a core of wood; side view; in FIG. 2 shows a longitudinal section of the drill; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 4 is a section BB in FIG. 2; in FIG. 5 is a cross-section BB in FIG. 2; in FIG. 6 is a section GG in FIG. 2; in FIG. 7 is a section DD in FIG. 2.

Бурав для извлечения керна древесины содержит полый цилиндрический корпус 1 с режущей головкой и механизм подачи (толкатель) в виде дополнительного полого цилиндрического корпуса 2 и ходового винта 3 с ручкой 4 и механизм крепления бурава к дереву. Механизм крепления бурава к дереву состоит из соединенных между собой ремня 5 и цепи 6, причем ремень удлинен настолько, чтобы его длина от места присоединения его и цепи была не меньше длины цепи. Ремень крепится при помощи болта 7, шайбы 8 и гайки 9 к проушине 10 дополнительного корпуса. На второй проушине 11 при помощи гайки 12 установлен болт 13. The drill for extracting the core of wood contains a hollow cylindrical body 1 with a cutting head and a feed mechanism (pusher) in the form of an additional hollow cylindrical body 2 and a lead screw 3 with a handle 4 and a mechanism for attaching the drill to the tree. The mechanism for attaching the drill to the tree consists of a belt 5 and a chain 6 connected to each other, and the belt is extended so that its length from the point of attachment of it and the chain is not less than the length of the chain. The belt is fastened with a bolt 7, washer 8 and nut 9 to the eye 10 of the additional housing. A bolt 13 is mounted on the second eyelet 11 using a nut 12.

В дополнительном корпусе 2 бурава выполнена внутренняя ходовая резьба 14. Наружняя ходовая резьба 15 выполнена на ходовом винте 3 для установки внутри корпуса 2. На торцевой поверхности 16 дополнительного корпуса 2 со стороны бурава выполнены отверстие 17 с выточками 18 и проушины. Корпус 1 с противоположной от режущей головки стороны имеет фиксатор, а ходовой винт 3 - выемку 19 для установки фиксатора. In the additional housing 2 of the drill, an internal running thread is made 14. The external running thread 15 is made on the lead screw 3 for installation inside the housing 2. On the end surface 16 of the additional housing 2, a hole 17 with recesses 18 and an eye is made on the side of the drill. The housing 1 on the opposite side from the cutting head has a latch, and the lead screw 3 has a recess 19 for installing the latch.

Фиксатор в поперечном сечении выполнен в виде срезанного с четырех сторон полого цилиндра, внутренний диаметр которого равен диаметру поднутрения бурава, а наружный диаметр - максимальному диаметру выемки, которая выполнена с разным поперечным сечением по длине. The clamp in the cross section is made in the form of a hollow cylinder cut from four sides, the inner diameter of which is equal to the diameter of the undercut of the drill, and the outer diameter is the maximum diameter of the recess, which is made with a different cross section in length.

Выемка ходового винта в поперечном сечении имеет форму квадрата 20 (фиг. 6,7), а ближе к ручке форму окружности 21 (фиг.4) с четырьмя выступами 22 треугольной формы, каждая из граней которых параллельна противоположной грани выступа. Каждая ближняя к бураву грань выточек 18, выполненных в отверстии дополнительного корпуса, имеет дугообразную форму, причем радиус закругления всех этих граней равен радиусу корпуса бурава. Дополнительный корпус имеет две проушины, которые расположены на конце дополнительного корпуса со стороны бурава, с разных его сторон, кроме того, в каждой проушине выполнено по одному отверстию для установки болта 7 с гайкой 9 и шайбой 8 и соединения с одним из них механизма крепления. The lead screw in cross section has the shape of a square 20 (Fig. 6,7), and closer to the handle, the shape of a circle 21 (Fig. 4) with four protrusions 22 of a triangular shape, each of whose faces is parallel to the opposite side of the protrusion. Each face of the recesses 18 closest to the drill, made in the opening of the additional body, has an arcuate shape, and the radius of curvature of all these faces is equal to the radius of the drill body. The additional body has two eyes, which are located on the end of the additional body on the side of the drill, on its different sides, in addition, in each eye there is one hole for installing a bolt 7 with a nut 9 and a washer 8 and connecting a fixing mechanism to one of them.

При использовании предлагаемого типа толкателя может применяться известный бурав Пресслера с выполненными заранее канавками 23 в сечении В-В. When using the proposed type of pusher, the well-known Presler drill with pre-made grooves 23 in section B-B can be used.

Предлагаемый вариант конструкции толкателя при отборе кернов древесины позволит использовать режущую часть бурава как с винтовой нарезкой, так и без таковой. Дополнительный корпус бурава и ходовой винт на заводах могут быть изготовлены известными способами механической обработки инструментальных сталей. The proposed embodiment of the pusher design for the selection of wood cores will allow the use of the cutting part of the auger, both with screw thread and without it. An additional drill case and a lead screw in factories can be made by known methods of machining tool steels.

Бурав для извлечения керна древесины работает следующим образом. A drill for extracting a core of wood works as follows.

Корпус 1 бурава вставляется в выемку ходового винта 3. Затем с помощью ручки 4 ходовой винт 3 вместе с внедряемой в древесину частью бурава выкручивается по резьбе 14 из корпуса 2 толкателя, оставаясь там на 3-4 витка. The drill case 1 is inserted into the recess of the lead screw 3. Then, with the help of the handle 4, the lead screw 3 together with the part of the drill introduced into the wood is unscrewed by thread 14 from the pusher case 2, remaining there for 3-4 turns.

Бурав поверхностью 16 плотно приставляется к стволу дерева и с помощью ремня 5 и цепи 6 охватывает ствол. В зависимости от диаметра ствола определенное звено цепи насаживается на болт 13 в проушине 11. Тем самым обеспечивается неподвижная связь бурава и дерева. Drill surface 16 is tightly attached to the trunk of the tree and using the belt 5 and chain 6 covers the trunk. Depending on the diameter of the barrel, a certain chain link is mounted on the bolt 13 in the eye 11. This ensures a fixed connection between the drill and the tree.

Ручкой 4 вкручиваем ходовой винт 3 по резьбе 14. Корпус 1 бурава упирается в грани квадрата 20 и в дно выемки 19. Тем самым корпусу 1 бурава придается поступательно-вращательное движение в ствол дерева. Канавки 23 и выточки 18 обеспечивают центрирование корпусу бурава. Using a handle 4, we screw the lead screw 3 along the thread 14. The drill body 1 rests against the edge of the square 20 and into the bottom of the recess 19. Thus, the drill body 1 is given translational-rotational movement into the tree trunk. Grooves 23 and recesses 18 provide centering to the drill body.

После внедрения корпуса бурава на необходимую длину ручкой 4 вращаем в противоположную сторону. При этом корпус бурава упирается в поверхности квадрата 20 и в поверхность выступов 22 окружности 21. Таким образом, корпусу бурава придается обратное поступательно-вращательное движение. After the introduction of the drill body to the required length, rotate the handle 4 in the opposite direction. In this case, the drill body abuts against the surface of the square 20 and the surface of the protrusions 22 of the circle 21. Thus, the reverse progressive-rotational movement is imparted to the drill case.

По окончании высверливания цепь 6 снимается с болта 13, и бурав отсоединяется от ствола дерева. Затем корпус 1 бурава извлекается из выемки 19 ходового винта. Керн древесины извлекается с помощью легкого нажатия на него со стороны режущей части бурава. At the end of the drilling chain 6 is removed from the bolt 13, and the drill is detached from the tree trunk. Then the body 1 of the drill is removed from the recess 19 of the lead screw. The core of wood is removed by lightly pressing it from the side of the cutting part of the drill.

Использование данного бурава для извлечения керна древесины позволит перейти к применению безвинтовых режущих частей буравов, которые имеют ряд преимуществ с буравами Пресслера. А именно:
- уменьшение повреждений растущему дереву (особенно при массовом отборе образцов);
- увеличение диаметра высверливаемого керна за счет уменьшения усилия резания;
- широкий диапазон скорости сверления.The use of this drill for wood core extraction will enable the transition to the use of screwless cutting parts for drill bits, which have a number of advantages with Presler drill bits. Namely:
- reduction of damage to a growing tree (especially during mass sampling);
- an increase in the diameter of the core being drilled by reducing the cutting force;
- a wide range of drilling speeds.

Claims

1. The drill for extracting a core of wood containing a hollow cylindrical body with a cutting head and a handle, characterized in that it is equipped with a feed mechanism, which is made in the form of an additional hollow body with an internal thread and mounted on the handle of the lead screw with an external thread for installation inside an additional case, at the end of which a hole is made with recesses and eyes with a mechanism for attaching the drill to the tree, the body on the opposite side from the cutting head has a latch, and the stroke New screw - recess for installing the lock.

2. The drill according to claim 1, characterized in that the latch in the cross section is made in the form of a hollow cylinder cut from four sides, the inner diameter of which is equal to the diameter of the undercut of the drill, and the outer diameter is the maximum diameter of the recess, which is made with different cross-sections along the length .

3. A drill according to claim 1 or 2, characterized in that the recess of the lead screw in cross section has the shape of a square, and closer to the handle - the shape of a circle with four protrusions of a triangular shape, each of whose faces is parallel to the opposite side of the protrusion.

4. The drill according to one of claims 1 to 3, characterized in that each face of the recesses closest to the drill, made in the hole of the additional body, has an arcuate shape, and the radius of curvature of all these faces is equal to the radius of the drill body.

5. A drill according to one of claims 1 to 4, characterized in that the additional body has two eyes, which are located on the end of the additional body on the side of the drill, on its different sides, in addition, in each eye there is one hole for installing the bolt with a nut and washer and connections to one of them mounting mechanism.

6. A drill according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fastening mechanism is made in the form of a connected belt and chain, the belt being extended so that its length from the point of attachment of its chain is not less than the length of the chain.