Дровокол своими руками: инструкция по изготовлению самодельного помощника

Рубка древесины клиновыми устройствами

Клинья являются самыми простыми устройствами для рубки дерева. В них уровень механизации труда минимальный. Основная задача приспособления – это ориентированная фиксация чурбака относительно режущих кромок. Удары наносит сам пользователь, размахивая тяжелым молотком или кувалдой.

В колунах движение клинового топора выполняется по постоянной траектории. Объект обработки ставят на неподвижную площадку. Чтобы сила удара была максимальной, массу исполнительного механизма увеличивают.

Для смягчения работы устройства его комплектуют мощными пружинами. Они смягчают удар в конечной точке, не позволяя клину касаться опор (предотвращают притупление клина). Попутно пружины помогают пользователю поднимать тяжелый нож для нанесения очередного удара.

В стабильном положении вся система находится в уравновешенном состоянии. Момент, создаваемый весом груза G, расположенном на плече L₁, уравновешивается силой пружины F на плече L₂.

G·L₁ = F·L₂

Удобнее всего использовать пружины от автомобиля. Для стандартных авто начальная величина сжатия составляет F = 8 кН (800 кГ). Плечо L₁ = 2,0 м. Приняв плечо L₂ = 0,3 м, получится вес груза  G = 300 кН (30 кГ). Пружинный механизм работает довольно мягко, хотя действие дровокола основано на ударах по разрубаемым чурбакам.

Человек приподнимает груз от уровня пояса на 0,5…0,6 м. В дальнейшем производится отпускание клина. Он падет и разбивает чурбак. Если полного разрушения не произошло, то приходится поднимать колун и чурбан. При последующих ударах действует вес всей системы, удар получается сильнее. Даже сучковатые обрезки разбиваются при многократном ударении.

Простейший дровокол своими руками

конусные дровоколыметаллический конус с резьбой

В случае когда нет возможности заказать или сделать конус на станке, данную деталь можно сделать своими руками при помощи болгарки. При этом не нужно сильно выдерживать чёткие размеры. В этом случае просто нужно вначале насадить болгарку на шкив электрического двигателя, и равномерно срезать металл, добившись её свободного вращения.

Готовый конус надевается на вал с подшипниками необходимого размера, где в конце находится фланец со звёздочкой от колеса мотороллера. Конус с резьбой крепится на валу с помощь болта или штифта, это даёт возможность с лёгкостью убирать его с вала и выкручивать из чурбака при заклинивании.

Снятый конус, заклинивший в бревне, можно с лёгкостью выкрутить из дерева с помощью газового ключа. Если конус зафиксирован на валу намертво, то, при заклинивании, появляется необходимость снимать цепь привода, поточу что вал двигателя не всегда можно повернуть в другом направлении.

https://youtube.com/watch?v=qG_v8ZBSoVY

Особенности изготовления

Способ работы этого винтового дровокола очень прост. Во время вращения конус, подобно саморезу, вкручивается в бревно, раскалывая его. Работая с дровоколом, нужно быть предельно аккуратным и соблюдать правила безопасности.

Разновидности дровоколов

Бытовые устройства имеют только лишь функцию раскола бревна. Профессиональные аппараты представляют очень сложную конструкцию, которая производит подачу древесины, торцовку по заданной длине, раскалывание и выброс колотых дров. Естественно, и цена, и производительность, и мощность этих устройств не идёт в сравнении с обычными заводскими дровоколами, и уж тем более своими руками.

По устройству подачи раскалываемой древесины дровоколы могут быть вертикальными, горизонтальными и комбинированными.

В горизонтальных аппаратах чурбак крепится на горизонтальном жёлобе. Причём, с учётом конструкции, или толкатель двигает полено к колющему ножу, или нож по направляющей движется по направлению к полену.

В вертикальных дровоколах полено подаётся вертикально, а передвигающийся нож сверху его раскалывает. Механизмы этой конструкции наиболее производительны, они занимают не такую большую площадь, но имеют и свои минусы. Так, во время работы вертикальных дровоколов нужно своими руками поддерживать раскалываемые поленья, что требует чёткого соблюдения техники безопасности.

Устройства комбинированного типа объединяют себе возможности описанных выше аппаратов и используются только на деревообрабатывающих заводах.

Учитывая источник питания, дровоколы делятся на такие виды:

• Аппараты на тракторной тяге. Такие устройства подсоединяются к гидросистеме трактора с мощным валом отбора. Это профессиональные и мощные аппараты, которые предназначаются для работы в крупных промышленных предприятиях, лесопромышленных фермах и комплексах.
• Дровоколы с дизельными или бензиновыми двигателями. Это очень мощные аппараты, которые используются, как правило, на лесозаготовках. Однако они подходят и для работы в загородных домах.
• Комбинированные устройства. Некоторые модели имеют электрические двигатели или ДВС, а также приспособлены к работе от тракторного вала.
• Дровоколы с электрическими двигателями. Это самые простейшие конструкции дровоколов. Электрический двигатель активирует гидронасос. Эти агрегаты просты в эксплуатации и обслуживании, их можно поставить почти в любом помещении.

Дровоколы с электрическими двигателями не требуют особого обслуживания и лучше всего подойдут для использования в домашних условиях. Единственным непременным условием для их работы является наличие электроэнергии.

С учётом конструкции механизма колки брёвен, дровоколы делятся на такие виды:

1. Конусные или винтовые (мы как раз и рассказывали выше, как сделать этот дровокол своими руками). В данных устройствах роль ножа выполняет конус с резьбой, он раскалывает полено, вкручиваясь в него. С помощью такого принципа работы, можно вполне сделать дровокол своими руками, потому что он довольно прост, и не нуждается в изготовлении дополнительных механизмов. Но, для его производительной работы потребуется мощный электродвигатель.
2. С гидроприводом. В основе этих устройств находится гидравлический насос, который приводит в действие нож-колун, он, надавливая с большой силой на полено, раскалывает его.

Также промышленные устройства различаются между собой по способу транспортировки. Чаще всего тяжёлые и крупные аппараты делаются в стационарном варианте. А вот в конструкции лёгких аппаратов предусмотрены колёса, они позволяют с лёгкостью проводить их передвигать.

Примерные затраты на самостоятельное изготовление

Стоит отметить, что все затраты индивидуальные, так как у всех разные конструкции и наличие первоначального материала. Поэтому приводим примерную смету, сколько будет стоить изготовление колуна. Все цифры представлены в российских рублях.

1. Двигатель Лифан 13 л. с. — 14 300;
2. Гидроцилиндр 100/40/61 — 10 420;
3. Гидрораспределитель — 3 510;
4. НШ32 — 1 610;
5. Привод НШ от МАЗа — 3 960;
6. Ступицы с колесами от ВАЗ — 1 500;
7. Шкив на двигатель — 1 000;
8. Ремни клиновидные — 830;
9. Масло гидравлическое 40л. — 2 600;
10. РВД + муфты — 2 500;
11. Фланцы к НШ — 440;
12. Металл для ножей — 1 000;
13. Металл для всего остального — 4 000;
14. Болты, гайки, шайбы и т. п. — 640;
15. Масло в движок — 380;
16. Шланг резиновый + хомутки —300;
17. Краска — 630;
18. Электроды ф4мм — 2 кг и ф3мм — 5 кг — 1 050;
19. Диски для болгарок 230-12 шт. 230- 1 зачистной 125- 1 зачистной + 3 обычных — 700;
20. Кисти для покраски — 100.

Итого: 51 470 руб.

К этому надо еще прибавить непредвиденные расходы (сломалось сверло или деталь бракованная и приходится новую покупать). Плюс еще ваше время, усилия, нервы.

В итоге цена выходит не маленькая, поэтому может стоить подумать и проще купить уже готовый гидроколун с гарантией?

При сборке или проектировании, кому-то могут пригодится данные из паспорта станка Logsplit 100.

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).

Нюансы раскалывания древесины

Итак, мы выяснили, что дрова можно колоть различными способами. Как правило, для этого производят удары топором с целью расщепить отпиленный кусок бревна, причем удары наносятся по торцу.

Массивный клин (а топор имеет форму клина) вгоняется в чурбак. Если тот мягкий и без сучков, то клин войдет внутрь даже при относительно незначительном физическом усилии. Волокна древесины раздвинутся под воздействием тангенциальных усилий, а тело чурбака расколется на две части.

Колка дров топором

В случае небольшого угла при вершине показатель тангенциальных сил окажется меньшим, зато клин глубже проникнет внутрь. Тем не менее, будет недостаточно разрушающего усилия, и топор заклинит в появившейся трещине. А если угол будет менее острым, то возрастут касательные силы и древесина, как результат, расколется.

Ударная вязкость древесины

Если же клин проникает медленно, то энергия, накопленная при замахе и последующем ударе, уже не является определяющим фактором. В данном случае связи между волокнами разрываются после того, как в ходе внедрения будут достигнуты определенные значения. Согласно исследованиям, оптимальный угол при вершине для ручных дровоколов составляет 30-38°. Тогда связи будут разрываться при меньших усилиях. Хотя некоторые породы древесины могут и «сопротивляться» – это, к примеру, вишня, вяз, яблоня.

Какими должны быть поленья?

Сосна, ясень, дуб и некоторые другие породы раскалываются при незначительном внедрении клина.

Гидравлический дровокол

Как работает дровокол

Дровокол является навесным устройством, которое легко соединяется со всеми тяжелыми мотоблоками и некоторыми легкими. Для этих целей лучше всего использовать мотоблок «Нева». Можно применять и другие модели, но тут есть некоторые нюансы: у двигателя конструкции должно быть водяное охлаждение и мощность более 8 лошадиных сил.

Принцип работы устройства заключается в том, что металлический конус с винтовой резьбой входит в бревно между волокнами и разрывает их, за счет чего и происходит раскол.

Главными преимуществами дровокола является мощность, надежность, легкость в эксплуатации и высокая скорость работы.

Пошаговое руководство по изготовлению пружинного дровокола

Для выполнения работы потребуются инструменты:

• УШМ (болгарка) с набором отрезных дисков и зачистных лепестковых кругов.
• Сварочный аппарат, современные бытовые устройства инверторного типа для сварки стальных конструкций сравнительно небольшие по массе. Процесс выполняется на постоянном токе, поэтому сварные швы получаются аккуратными, расплавленный металл электрода полностью заполняет стыки между деталями.
• Струбцины помогут соединять свариваемые детали.
• Мерительный и разметочный инструменты помогут изготавливать заготовки будущей конструкции.

Нужны материалы:

1. Швеллер №№ 10…16 (номер определяет высоты выраженную в сантиметрах).
2. Профильная труба 40·60 мм (30·60 мм).
3. Рельс длиной 300…400 мм.
4. Двутавр №№ 12…16.
5. Уголок № 30…50.
6. Втулка от подвески автомобиля (она может иметь износ).
7. Трубы диаметром 40…70 мм.
8. Пружина подвески легкового автомобиля, например, от ВАЗ.

Перед началом работы прорисовывается эскизный проект. Некоторые умельцы освоили программы инженерного проектирования, с помощью которых могут проработать детали будущего изделия. Подробности изготовления показаны ниже.

Примерная схема поможет сориентироваться в процессе изготовления установки.

Из швеллера изготавливается опора. К ней приваривают стойку. Для стойки лучше всего использовать двутавр. У этого вида проката высока жесткость. При длительных нагрузках изогнуть такой элемент довольно сложно.

Чтобы обеспечить устойчивость основанию, к нему приваривают укосины. Дополнительно из имеющихся труб создают упоры, они предотвратят возможное падение всего изделия.

Из швеллера вырезается опора для пружины. В ней пропиливается квадратное отверстие. Оно позволит в дальнейшем надежно зафиксировать элемент на стойке.

Высоту установки опоры определяют по длине имеющейся пружины. Попутно ориентируются на высоту всего дровокола, а также удобство использования его для человека. Удобно приподнимать груз, расположенный на высоте пояса. Приподнимать придется немного выше уровня груди.

Все эти размышления позволят выбрать высоту установки опоры для пружины на стойке.

Из уголков изготавливают укосины. Они будут удерживать опору. Тогда при динамическом нагружении дровокола не будут происходить смещения опорной поверхности.

Чтобы зафиксировать нижний конец пружины, нужно изготовить цилиндрический фиксатор. Для его изготовления используется небольшой отрезок трубы. Желательно, подобрать трубу по внутреннему диаметру пружины. Тогда она не будет смещаться в процессе работы.

В верхней части стойки выполняется прорезь. В нее устанавливают втулку. Затем ее проваривают. При монтаже нужно выдержать перпендикулярность к стойке. Ось втулки должна быть параллельной земле. Для сварки используют кондуктор, который позволит выполнить указанные условия.

Во втулку устанавливают вал. К нему приваривают коромысло (используется швеллер). На нижней части коромысла монтируют небольшой фрагмент трубы. В нем будет фиксироваться верхняя часть пружины.

Чтобы коромысло перемещалось свободно, в нем прорезается окно, его размеры зависят от параметров стойки.

К коромыслу приваривается профильная труба. На ее конец устанавливают зубило. Эти инструменты изготавливают из углеродистой стали У9…У10. Твердость такого металла составляет HRC 60…63. Такой инструмент прослужит долго. В процессе эксплуатации его несложно заточить с помощью УШМ и заточного круга.

Дровокол обретает рабочий вид. Выше зубила приваривают груз (часть рельса). Для удобства использования приваривается рукоятка. Чтобы меньше повреждать руки, надевают резиновые элементы. Они погасят вибрацию при ударах.

Для работы потребуется установить обрезок бревна большого размера. На него будут устанавливать поленья, которые придется разрубить.

Чурбак придерживают одной рукой. Приподнимают колун, а потом наносят удар.

Колун опускается вниз. Находящийся снизу фрагмент раскалывается. Зубило опускается ниже. Если происходит полное раскалывание, то острие ударяется в деревянную опору и не тупится.

Пример ножного гидроколуна

А теперь давайте рассмотрим пример, когда вы не хотите платить за свет и за бензин или другое топливо, но какой-то простейший гидроколун хочется. Как сделать так, чтобы все работало от человеческой силы? На самом деле просто.

Как это работает в жизни, можно посмотреть на видео:

Материалы и инструменты для сборки:

• гидравлический домкрат;
• профильная труба 40х50;
• уголки;
• стальные пластины толщиной 6-8 мм;
• резиновый жгут;
• кусок металла толщиной не менее 30 мм (для создания клина, который будет раскалывать древесину);
• болты М12;
• сварка, болгарка, измерительный инструмент, дрель и прочее.

Процесс изготовления

Шаг 1. Изготавливаем раму.

Основа служит профильная труба диаметром 40х50 мм. Но в одиночку она не справится и может согнуться. Тут варианта 2. Либо берем толще трубу, либо усиливаем существующую. С первым вариантом все понятно, а как сделать второй можно увидеть на фото. Делается простая ферма.

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.

Механический дровокол на пружине.

Этот дровокол также, как и лом-колун использует физическую силу человека. Но физическая сила нужна небольшая, только чтобы вывести из равновесия балансир с колуном. Данный механизм немного сложнее в изготовлении чем лом-колун, но более эффективный.

Усилие, которое нужно приложить для колки поленьев направлено вниз, поэтому практически нагрузка на спину отсутствует. По сравнению с лом-колуном требует значительно меньше физических усилий. Мощность удара зависит не только от физической силы человека, но и от массы колуна. У данного дровокола можно сделать достаточно мощный удар, который будет раскалывать практически любые поленья. Довольно высокая производительность.

Но у него большие габариты и вес. Травмоопасный, но не более чем обычный топор. Требует доставки каждого полена к нему. Немного более сложный в изготовлении, чем лом-колун.

Принцип действия этого механизма основан на ударе лезвия колуна с большой массой. Задача человека сводиться в выводе плеча дровокола из равновесия, то есть движением вниз нужно сдвинуть лезвие колуна, а оно уже из-за своей большой массы пойдет дальше по инерции. Возврат плеча дровокола в исходное положение происходит автоматически пружиной.  

Чертежи конструкции дровокола. Важные моменты.

На чертежах ниже представлен дровокол на пружине. При его изготовлении все трубы можно заменить на любые другие, главное, чтобы хватило жесткости конструкции. Вместо одной толстостенной трубы сечением 40х60х6 мм можно использовать две трубы сваренные вместе с меньшей толщиной стенки и другого сечения.

Сила
удара данного колуна зависит от массы его подвижной части. Чем больше масса
колуна с грузом, тем больше энергия удара. Груз можно набрать из любых тяжелых
металлических частей, например приварить два куска рельсы. Главное, чтобы груз
был максимально большим, в идеале необходимо чтобы колун с грузом весил 50-55кг.

Пружина должна быть достаточно мощной, чтобы удерживать плечо механизма в горизонтальном положении. То есть здесь должен быть баланс между массой колуна с грузом и силой сжатия пружины. Если не хватает усилия пружины, то можно добавить вторую пружину меньшего диаметра, просто вставив её во внутрь первой пружины. Пружину можно взять от автомобиля, примерный диаметр пружины 110мм и высота 450-500мм. В сжатом состоянии, когда консоль находиться горизонтально, пружина будет длиной 300мм.

Найти баланс между весом колуна с грузом и усилием пружины поможет регулируемая консоль, чем ближе будет колун к пружине, тем выше будет подыматься консоль.

Общий вид колуна.
Чертеж дровокола.
Общий вид каркаса.
Чертеж каркаса.
Чертеж колуна.
Консоль.
Кронштейн.

Разновидности дровоколов

Реечный (электрический) тип

Данный тип оборудования сделать довольно легко. Оно отличается наличием специального толкателя, который подает бревна на механизм резки. Чтобы сделать такой агрегат своими силами, можно использовать детали из реечного домкрата. В процессе эксплуатации данного оборудования редко возникают трудности (из-за отсутствия сложных механизмов).

Схема винтового электрического дровокола

Гидравлический тип

Данное устройство работает по принципу гидравлического пресса. В данном случае гидроцилиндр перемещает бревно на острый клин, который и раскалывает его на несколько частей. Функционирование таких дровоколов возможно благодаря наличию в их конструкции масляного насоса. Обычно он работает от дизельного или бензинового двигателя.

Основной недостаток такого оборудования – дороговизна. Но она компенсируется высокой производительностью и простой эксплуатации.

Схема устройства гидравлического дровокола

Ручной тип

Ручной дровокол имеет простую конструкцию. Он состоит из металлической трубы, которая при помощи шарнира соединена с основанием. На своеобразном «журавле» находится рабочее лезвие и несколько усиливающих элементов. Чтобы сделать процесс поднятия трубы проще, иногда на нее дополнительно устанавливают противовесы.

Для раскалывания дерева «журавль» резко опускают вниз. Под влиянием силы инерции дерево разбивается на несколько частей.

Преимуществом такого дровокола называют простоту его конструкции и дешевизну. Для изготовления агрегата достаточно купить несколько труб. Основной недостаток – необходимость применения физической силы.

Механические помощники для раскалывания дров

Ряд предприятий металлообработки изготавливают дровоколы. По принципу действия их делят на несколько типов:

1. Колуны – установки рубящего действия. Осуществляется постановка чурбаков на специальные опоры, а затем наносятся удары утяжеленным долотом.
2. Клин для рубки ставят неподвижно, на них опирают раскалываемые предметы. Удары наносят тяжелыми кувалдами, раскалывание выполняется при прохождении через пассивный рабочий орган.
3. Давилки – это установки с механическим приводом толкателя. Бревно укладывается на ложе, а потом его проталкивают через плоский или крестообразный нож.
4. Винтовые разрушители внедряются внутрь слоистого материала. Проникая глубже, расщепляют даже прочную и свилеватую древесину.

Гидроколун своими руками

Сделать гидравлический колун для дров не составит труда. Основная загвоздка является в его гидравлической части, схеме, способов соединения и расчете компонентов, что мы и рассмотрим.

Устройство корпуса, рабочего стола, клина и возможности транспортировки и подобные функции мы подробно рассматривать не будем, по той простой причине, что они в основном зависят от фантазии и нужд конкретного мастера. На основную задачу колуна они никак не влияют. Но ряд общих рекомендаций ниже все же приведем.

Минимум из чего может состоять самым простой гидравлический дровокол является:

• гидронасос;
• привод гидронасоса (двигатель);
• гидрораспределитель;
• гидробак;
• гидроцилиндр;
• рукава;
• соединительные элементы.

Перед тем как конструировать самодельный гидроколун нужно определиться с его мощностью, а именно, какое требуется усилие гидроцилиндра. Ошибка на данном этапе приводит к тому, что мощности привода может не хватить. Соответственно двигатель будет заклинивать на сучковатой древесине или больших поленьях.

Ознакомиться с гидравлической схемой простого дровокола можно на фото. Она включает в себя минимум компонентов

Стоит обратить внимание на наличие собственного предохранительного клапана у гидрораспределителя. Его наличие никак не поможет улучшить или упростить основную задачу приспособления, но его всегда необходимо устанавливать

Если распределитель его не имеет, то требуется установка автономного клапана в систему.

Надо хорошо понять правило обратной зависимости производительности гидросистемы от требуемой для этого мощности привода. При подобном расчете в этой схеме приходится всегда жертвовать скоростью гидроцилиндра в пользу более низкой мощности двигателя. Но не всегда такое подходит. Промышленность требует сочетать в себе и высокую скорость цикла гидроколуна и низкое потребление мощности. В этом случае поможет своеобразный тип нагрузки: большой холостой ход гидроцилиндра и короткий нагруженный режим. Здесь нужно разделить потоки к гидроцилиндру по производительности в зависимости от режима работы.

Схемы ниже как раз решают подобную задачу. В работу берутся 2 насоса с разным объемом от одного привода или сдвоенный насос с различным объемом секций. Для примера представлены насосы НШ32 и НШ10.

Холостой ход гидроцилиндра обеспечивается суммарным потоком обоих насосов, предохранительный клапан в этом случае настроен на давление, много меньшее требуемого для обеспечения рабочего цикла(раскалывания). Когда гидроцилиндр упирается в заготовку, возросшее давление в гидролинии НШ32 сбрасывается через предохранительный клапан в бак, а обратный клапан ограничивает гидролинию лишь потоком и создаваемым давлением от НШ10. На схеме как раз показана нагруженная гидролиния от НШ10. После раскалывания заготовки давление в системе резко падает и предохранительный клапан закрывается и цилиндр вновь питаеся суммарным потоком. Все это ведет к высокой производительности колуна в холостом режиме, а также к экономии мощности приводного двигателя в нагруженном режиме

Для использования решения гидравлического колуна с двумя насосами представляем более полную, рекомендуемую схему

Источник схем: https://gik43.ru/articles/drovokol_svoimi_rukami.html

Рекомендации нашего эксперта

Чтобы дровокол был надежным и служил максимально долго, стоит прислушаться к следующим советам:

1. Не игнорируйте покраску конструкции, особенно когда планируется ее установка на улице.
2. Делайте расчеты с запасом. Это касается мощности движков, толщины стали и прочих показателей.
3. Начинайте работу со схем и чертежей. Правильная подготовка сэкономить время при монтаже и поможет избежать потери материалов из-за ошибок.
4. Сначала примеривайтесь, а после выполняйте сварку или другую фиксацию.

Дровокол значительно облегчает жизнь пользователей, которым часто приходится заниматься заготовкой поленьев. Один раз собранная конструкция в дальнейшем сэкономит время и силы. Ее самостоятельно изготовление позволяет избежать лишних трат.