Винтовой колун — что это такое?

Конусный дровокол

Простая конструкция конусного дровокола очень эффективна, если требуется переколоть несколько кубометров дров

Колоть дрова, не прилагая при этом больших усилий, можно с помощью винтового колуна. Чтобы понять, как работает это приспособление, достаточно вспомнить, как в процессе неудачного ввинчивания шурупа в деревянную рейку или планку эти предметы раскалывались в месте физического воздействия. Бороться с этим явлением просто — достаточно предварительно засверлить отверстие под саморез, и он пойдёт как по маслу. Принцип раскалывания древесины при вкручивании винта был использован домашними мастерами в рассматриваемой конструкции. Вот только простой шуруп раздвигает волокна недостаточно, поэтому его модифицировали, намного увеличив конусность и уменьшив соотношение глубины резьбы к диаметру инструмента. В результате получили винт, который представляет собой симбиоз клина и самореза. Приспособление легко вворачивается в древесину благодаря резьбовой части и разрывает её по волокнам за счёт многократного увеличения диаметра инструмента.

Дровокол

Схема винтового дровокола

В зависимости от конструкции привода существует несколько разновидностей винтовых дровоколов. В одних винт насажен непосредственно на вал электрического двигателя. Требования к силовому агрегату в этом случае выдвигаются довольно жёсткие — электромотор должен быть низкооборотным (не более 500 об/мин), и достаточно мощным (не менее 3 кВт).

Дровокол

Схема, при которой конус устанавливают прямо на вал электродвигателя, подходит только для тихоходных силовых установок

В других схемах винтовых колунов используются электродвигатели любого типа, а снижение оборотов вращения достигается за счёт применения механических редукторов, ремённых и цепных передач. При этом на вал силового агрегата устанавливают шкив (звёздочку) малого диаметра, а на вал дровокольного конуса — большого. Соотношения их размеров подбирают так, чтобы понизить частоту вращения электродвигателя до приемлемых 300 – 500 об/мин. Иногда при использовании высокооборотных моторов достичь этого без существенного увеличения диаметра ведомой звёздочки (шкива) невозможно. В таком случае устанавливают промежуточный вал и двойную (ступенчатую) передачу.

электродвигатель с редуктором

Максимально упростить конструкцию механического колуна при сохранении высокой производительности можно, установив электродвигатель с редуктором

Все детали конструкции монтируют на прочной станине, которую для удобства работы оснащают откидным столиком.

К достоинствам конусных дровоколов можно отнести:

  • простоту конструкции;
  • возможность изготовления в домашних условиях (практически все комплектующие, кроме конуса, можно найти на собственном подворье);
  • высокую производительность оборудования;
  • низкую стоимость установки;
  • эксплуатация агрегата не требует квалификации оператора.

К сожалению, простая и надёжная конструкция винтовых колунов не лишена недостатков. Огромным минусом конусного дровокола является то, что древесина с переплетающимися волокнами — непреодолимое препятствие для его буравчика, поэтому прикорневые и особо сучковатые чурбаки придётся разделывать другим способом. Второй недостаток заключается в неполном разделении чурок на поленья. Нередко заканчивать разделку большого чурбака на две отдельные части приходится вручную, а это не каждому под силу. Ещё хотелось бы отметить невозможность изготовления конуса дровокола без применения токарного станка. Конечно, занести это в минусы можно лишь частично, поскольку в сети есть множество предложений как по изготовлению, так и по продаже винтов любого размера.

Требования к конусному дровоколу

Конструкция винтового колуна должна обеспечивать не только высокую надёжность и производительность, но и безопасность во время эксплуатации. Поэтому при выборе схемы агрегата и его изготовлении важно придерживаться требований к оборудованию этого типа и рекомендаций мастеров, опробовавших станок в деле.

Дровокол

Гибкая передача — простой и доступный способ изменить скорость вращения винта при использовании высокооборотных электромоторов

  • мощность электродвигателя должна находиться в пределах от 2 до 4 кВт;
  • для снижения количества оборотов рекомендуется применять редуктор или гибкую передачу;
  • частота вращения конусного винта — не более 500 об/мин;
  • станок в обязательном порядке должен оборудоваться кнопкой включения/выключения (магнитным пускателем) и устройством защитного отключения (УЗО);
  • вал конуса устанавливается на подшипниковых опорах;
  • конус должен иметь упорную резьбу;
  • при ремённой передаче лучше использовать двухручейные шкивы и пару клиновидных ремней;
  • во время работы подача чурбаков должна осуществляться с их вертикальной ориентацией, иначе возможно заклинивание винта и повреждение установки.

Не стоит идти на поводу «умельцев», предлагающих простейшую конструкцию дровокола, в которой вал с клиновидным винтом зажимают в патрон мощной электродрели или перфоратора. Такое устройство не только имеет низкую эффективность, но ещё и очень опасно, поскольку удержать его в руках при повышенном сопротивлении древесины будет непросто. Если вы всё же решились использовать данную схему, то постарайтесь закрепить инструмент на прочном основании, чтобы использовать его традиционным способом.

Дровокол

Чтобы получить мобильную конструкцию, в приводе станка используют двигатель внутреннего сгорания

Что понадобится для изготовления

Изготовление «железного дровосека» не требует применения дефицитных деталей, поэтому большинство узлов и заготовок можно найти дома или в гаражах друзей и знакомых. Вот что понадобится в процессе работы:

  • конус (винт можно самостоятельно выточить или приобрести на строительном рынке);
  • вал (при самостоятельном изготовлении резьбового клина можно использовать подходящую ступицу от сельскохозяйственных механизмов);
  • шкивы или звёздочки;
  • приводной ремень или цепь от автомобильной либо мотоциклетной техники;
  • подшипники с корпусами (отличным вариантом являются опоры карданных валов автомобилей);
  • стальные профильные трубы или уголки для станины;
  • металлический лист толщиной не менее 4 мм для рабочего стола;
  • электродвигатель;
  • проводка;
  • выключатель или магнитный пускатель;
  • УЗО;
  • болты и гайки М8 или М10.

Большинство деталей можно использовать от старой автомобильной или сельскохозяйственной техники. Единственное, с чем могут возникнуть трудности — изготовление конусного винта. Тем не менее, не стоит даже пробовать вырезать эту деталь при помощи болгарки, как советуют некоторые «авторитетные» источники. Потраченное время не стоит полученного недоразумения, которое можно лишь косвенно назвать винтом. Тем более что в работе эта «морковка» даже на йоту не приблизится к эффективности, которую даст конус, сделанный токарным способом.

Конусный дровокол

Основные узлы конусного дровокола

Если предполагается использовать дровокол в качестве передвижной установки, то стоит заранее позаботиться о прочных металлических колёсах. По-настоящему мобильная конструкция получается с использованием в качестве силовой установки бензинового или дизельного двигателя.

При изготовлении станка потребуются инструменты, которые найдутся у любого «рукастого» хозяина:

  • сварочный аппарат;
  • электрическая дрель с набором свёрл;
  • болгарка;
  • молоток;
  • набор гаечных ключей;
  • рулетка, маркер.

Для защиты от коррозии подойдёт любая эмаль для наружных работ. Важно только хорошо подготовить поверхность металла под покраску, поэтому при необходимости подготовьте щётку по металлу (ручную, а также в виде насадки на дрель или «болгарку»), грунтовку и преобразователь ржавчины.

Подготовительные работы: примерные размеры и чертежи

Перед тем как браться за инструмент важно составить хотя бы простую схему-набросок с расположением основных узлов и деталей станка и указанием его основных размеров. Кроме того, понадобится схема электрических соединений, к работе над которой можно подключить знакомого электрика. Представленные вашему вниманию схемы и чертежи готовых конструкций помогут правильно сконфигурировать дровокол и избежать ошибок при его изготовлении.

Дровокол

Компоновка станка для раскалывания поленьев

Важнейшим этапом в процессе создания механического колуна является изготовление клина, поэтому остановимся на этом подробнее.

Лучшим материалом для конуса является инструментальная сталь, вот только не всякий токарь возьмётся изготавливать из неё деталь — металл обладает повышенной твёрдостью и требует особого обращения. Скорее всего, винт будет изготовлен из самой популярной марки конструкционной стали — Ст 45. В таком случае его резьбовую часть лучше упрочнить любым доступным способом — закалкой, азотированием или цементацией.

Длительная и эффективная работа конуса обеспечена только при его правильном изготовлении. Отдавая заказ токарю, обязательно уточните, что вам нужен винт с конусностью 1:2 и упорной двухзаходной резьбой с шагом 5 – 6 мм. Обычная метрическая резьба не подойдёт по причине быстрого износа. Кроме того, стандартный винтовой нарез намного хуже входит в древесину.

Размер винтового клина и величина его конусности напрямую связаны с максимальным размером раскалываемых поленьев, поэтому при определении параметров бура можно воспользоваться таблицей.

Расчёт конуса

Таблица для расчёта размеров конуса

Примерные габариты станины зависят от комплекции оператора и могут составлять:

  • высота — до 80 см;
  • ширина — до 60 см (с откидным столиком 100 см);
  • длина — до 85 см.

Чаще всего используется схема с нижним расположением электромотора. Это позволит защитить его вращающиеся части от стружки и щепок. Если же в качестве силового агрегата применяют двигатель внутреннего сгорания, то его устанавливают на одном уровне с клином. Такая компоновка более удобна как во время запуска, так и в процессе работы, когда требуется подрегулировать обороты вращения клина, заправить бак топливом и т. д.

Конус, установленный на станине циркулярной пилы, избавляет от необходимости изготавливать ещё один металлический рабочий стол, делает конструкцию универсальной и позволяет экономить место при хранении оборудования под навесом или в сарае.

В процессе проектирования конусного дровокола обязательно предусматривают способ натяжения цепи или ремня — с помощью дополнительной звёздочки или ролика, салазок и т. д. Нелишним будет и защитный кожух, установленный на цепной или ремённой передаче. Его можно согнуть из жести и закрепить на станине при помощи винтов.

Конусный дровокол

Обратите внимание, как грамотно обустроена защита гибкой передачи

Пошаговая инструкция по сборке

После составления чертежа будущей конструкции и подготовки необходимых узлов и материалов, можно приступать к сборке механического колуна. Лучше всего воспользоваться готовой инструкцией и выполнять работу в чётком соответствии с планом.

  1. При помощи угловой шлифмашины раскраивают металлические уголки и профильные трубы на отрезки, необходимые для изготовления станины.
  2. Из металлического листа толщиной 4 – 5 мм вырезают прямоугольное перекрытие крышки стола и нижнюю полку.
    Изготовление дровокола

    Сборка станины

  3. Используя сварочный аппарат, соединяют детали верхней и нижней рамы, после чего к ним приваривают ножки.
  4. В мобильной версии к станине приваривают оси, на которые устанавливают колёса.
    Изготовление дровокола

    Монтаж колёс

  5. Монтируют столешницу и полку.
  6. Собирают опорную раму электродвигателя и крепят её к станине.
  7. Монтируют электродвигатель, устанавливают на его валу ведущий шкив.
  8. Собирают узел рабочего вала конуса, для чего подшипники запрессовывают в корпуса. После этого монтируют вал и устанавливают шкивы. Узел в сборе крепят к станине болтами с гайками, предварительно просверлив отверстия в столешнице. После сборки главный вал должен легко вращаться. Шкивы можно устанавливать на шпоночное соединение или крепить боковыми винтами, предварительно сделав на валу углубления.
    Изготовление дровокола

    Монтаж главного вала и электродвигателя

  9. Устанавливают ремни и проверяют прямолинейность их траектории. При необходимости вал с опорами сдвигают, просверлив по паре дополнительных отверстий. При вращении не должно быть радиальных и осевых биений, иначе ремни будут постоянно слетать и быстро изнашиваться.
    Изготовление дровокола

    Установка конуса

  10. Посредством шпоночного соединения на ведущий вал устанавливают винтовой конус, после чего крепят его винтами. Во время работы конус может застрять в древесине так, что извлечь его можно будет только обратным вращением. Поскольку реверс в данной конструкции организовать проблематично, то придётся проворачивать клин при помощи газового ключа. Избежать его проскальзывания можно, сделав лыски на выступающей части вала.
  11. Устанавливают рассекатель.
    Изготовление дровокола

    Рассекатель можно изготовить из старого молотка

  12. Выполняют электрические подключения — монтируют магнитный пускатель, УЗО, проводку.
  13. Запускают станок и проверяют его в действии.
    Изготовление дровокола

    Собранный дровокол окрашивают для защиты от коррозии

После проведения испытаний все части дровокола очищают от ржавчины, обрабатывают преобразователем ржавчины, грунтуют и красят.

Видео: Дровокол своими руками

Техника безопасности при работе

При работе с винтовым колуном надо быть особенно осторожным — высокий крутящий момент на валу конуса может быть небезопасным. Поэтому насаживать чурки на винт следует только голыми руками. При работе в перчатках или рукавицах возникает опасность их накручивания на винт, что может серьёзно травмировать кисти или пальцы.

Эксплуатация дровокола

Чурбаки следует насаживать на клин в вертикальном положении. В противном случае возможно заклинивание винта или его поломка

Следует быть внимательным и раскалывая поленья с большими сучками, а также чурки из комлевой части кругляка. Процесс в этом случае может пойти непредсказуемо — с заклиниванием вала, резким проворачиванием полена, выбросом крупных щепок в сторону и т. д. Таит в себе опасность и повышенная частота вращения конуса — слишком высокие обороты не дадут возможности контролировать работу, поэтому лучше, если число оборотов ведомого вала будет находиться в рекомендуемых границах.

Чтобы сделать конусный дровокол своими руками, потребуются минимальные навыки работы со слесарными инструментами. Один день, потраченный на его изготовление, в дальнейшем окупится экономией времени и сил. Важно только при колке дров соблюдать правила техники безопасности, и тогда это простое занятие не принесёт неожиданностей.

-----------------------