Бурав для извлечения керна древесины

 

Изобретение предназначено для сертификации древесины растущих деревьев с использованием винтовой и безвинтовой режущих частей бурава. Бурав снабжен механизмом подачи. Механизм подачи выполнен в виде дополнительного полого корпуса с внутренней резьбой и смонтированного на ручке ходового винта с наружной резьбой для установки внутри дополнительного корпуса. На конце корпуса со стороны бурава выполнены отверстия с выточками и проушины с механизмом крепления бурава к дереву. Корпус с противоположной от режущей головки стороны имеет фиксатор, а ходовой винт - выемку для установки фиксатора. Предложенная конструкция позволит уменьшить разрушение керна в его прикоровой части и снизить усилия, действующие со стороны режущей части головки бурава на древесину при извлечении керна диаметром более 5 мм. 5 з.п.ф-лы, 7 ил.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

Основными элементами бурава являются: корпус бурава с режущей частью, дополнительный корпус, ходовой винт с ручкой и механизм крепления бурава.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

При использовании предлагаемого типа толкателя может применяться известный бурав Пресслера с выполненными заранее канавками 23 в сечении В-В.

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.

Бурав для извлечения керна древесины работает следующим образом.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Формула изобретения

1. Бурав для извлечения керна древесины, содержащий полый цилиндрический корпус с режущей головкой и ручку, отличающийся тем, что он снабжен механизмом подачи, который выполнен в виде дополнительного полого корпуса с внутренней резьбой и смонтированного на ручке ходового винта с наружной резьбой для установки внутри дополнительного корпуса, на конце которого со стороны бурава выполнено отверстие с выточками и проушины с механизмом крепления бурава к дереву, причем корпус с противоположной от режущей головки стороны имеет фиксатор, а ходовой винт - выемку для установки фиксатора.

2. Бурав по п.1, отличающийся тем, что 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.

3. Бурав по п. 1 или 2, отличающийся тем, что выемка ходового винта в поперечном сечении имеет форму квадрата, а ближе к ручке - форму окружности с четырьмя выступами треугольной формы, каждая из граней которых параллельна противоположной грани выступа.

4. Бурав по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что каждая ближняя к бураву грань выточек, выполненных в отверстии дополнительного корпуса, имеет дугообразную форму, причем радиус закругления всех этих граней равен радиусу корпуса бурава.

5. Бурав по одному из пп.1 - 4, отличающийся тем, что дополнительный корпус имеет две проушины, которые расположены на конце дополнительного корпуса со стороны бурава, с разных его сторон, кроме того, в каждой проушине выполнены по одному отверстию для установки болта с гайкой и шайбой и соединения с одним из них механизма крепления.

6. Бурав по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что механизм крепления выполнен в виде соединенных между собой ремня и цепи, причем ремень удлинен настолько, чтобы его длина от места присоединения его цепи была не меньше длины цепи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7