Дровокол выбор и изготовление самодельного, исходя из потребности в дровах и режима работы

Колоть дрова физически развитому человеку скорее приятно, чем в тягость. И, несомненно, полезно: это занятие идеально нагружает все мышечные группы. Но – что слишком, то не здраво. Если колка дров выматывает и/или не оставляет сил на другие дела по дому, то дровокол на хозяйстве, разумеется, необходим. Однако подбирать образец по техническим свойствам популярных промышленных изделий в данном случае навряд ли лучше хотя бы вследствие того что разновидностей их конструкций десятки и использование каждой требует мер безопасности, абсолютно не всегда выполнимых дома. Благодаря этому, чтобы выполнить дровокол собственными руками, необходимо сначала определить, для какой собственно цели он необходим:

  1. Для постоянной подготовки приличного количества дров на теплоснабжение дома больших размеров в жёстком климате;
  2. То же, но дом не очень большой и/или размещен в месте с теплой зимой, т.е. дров требуется немножко;
  3. Для нерегулярной подготовки дров как добавочного топлива (напр., к углю) или для обогревания подсобно-хозяйственных помещений;
  4. Для эпизодической подготовки дров для декоративных теплотехнических приборов (напр. камина) или на обогрев зимней дачи выходного дня.

Бить или давить?

Расщепление чураков считается опасным производственным процессом: вывернувшаяся из станка заготовка способна расплющить человека, а отлетевшая щепа пронзить его насквозь. Совсем убрать нештатные ситуации при колке дикой древесины невозможно – она в данном отношении материал далеко не полноценно прогнозируемый. Как правило, кое-какие виды технической спецификации устройств для расщепления сырой древесины нужно в виду иметь, чтобы выполнить дровокол, достаточно безопасный в бытовых условиях. А конкретно – ударного он действия или нажимного:

  • Механизированные расщепители ударного действия с промежуточным накопителем энергии – очень эффективны, экономны, практически полноценно избавляют оператора от мускульных усилий, но конструктивно непросты и в работе намного более опасны. Справляются с самыми разными чураками, в т.ч. с комлевыми кряжами вяза и лиственницы.
  • То же, ручные без механического энергоаккумулятора – энергонезависимы, дешевы, конструктивно просты. Могут применяться в нажимном режиме и подобным образом раскалывать свилеватые и суковатые чураки до 25-30 см длиной. Мускульных усилий просят меньше, а рабочую безопасность больше, чем при ручной колке колуном на плахе. Малопроизводительны; годятся для нерегулярной и эпизодической подготовки дров.
  • Нажимные расщепители с приводом от ДВС или электрического мотора – довольно дороги (см. дальше). Также практически полноценно исключают мускульные усилия оператора. Продуктивность достаточна постоянного обеспечения дровами дома до 200-300 кв. м в зимний период с морозами до –40 и ниже. Безопасность достижима максимально потенциальная для этого класса устройств. Недостатки – трудность конструкции и очень большое потребление энергии в виде электричества или топлива на жидкой основе.

Примечание: чурак (лесотехнический термин) – необработанная лесина без комля и кроны или часть ее. Потребление разговорных синонимов чурбак, чурбан и чурка несомненно правомерно, если нет разночтений по контексту.

Почему – не бить

В механических ударных дровоколах относительно слабый движок через гидромуфту раскручивает маховик. Подобным образом, мотор работает фактически все время на хороших оборотах и потребляет минимум топлива/электричества. Потом с маховиком вводится в зацепление (гидравлическое или фрикционное) кривошип с толкателем, подающий чурак на нож-колун. Ударная сила велика: в маховик диаметром 60-80 см может быть «накачано» энергии больше, чем ее в 100 кг авиабомбе. Чурак практически не раскалывается, а режется ножиком несмотря ни на какие изъяны дерева.

За границей, где источники энергии и качественно сделанная прямослойная древесина дороги, домашние механоударные дровоколы выпускаются и пользуются большим спросом, см. фото в начале. Импорта подобных устройств в Российской Федерации нет, а промышленные дорабатывают собственный ресурс и аналоги на замену им не разрабатываются. Причина – очень опасны. Современные композитные супермаховики не разрываются, но остановить толчок от маховика и благодаря этому не допустить формирование нештатной ситуации в угрожающую и опасную невозможно. Благодаря этому дальше в публикации механоударные дровоколы с накоплением энергии не рассматриваются.

Легче не бывает

Самый простой энергонезависимый ручной дровокол это не что иное как топор-колун. Если пользоваться им понемножку, но постоянно, чтобы выработались навык и глазомер, то он даже безопаснее механических и механизированных и производительнее первых. При условиях, что конфигурация колуна и топорища идеальны и согласованы.

Топор-колун прошёл длительную эволюцию и продолжает совершенствоваться. С правой стороны на рис. дан чертеж колуна Стрела, приспособленного для ручной колки суковатых и свилеватых кряжей; слева – топорища для него (колун на нем крепится клином). С топорищем как желаете, импонирует вам махать топором или нет, а вот самый колун нам еще очень пригодится, см. дальше.

Чертежи колуна для дров Стрела и топорища к нему

Но и чего не нужно

Небезопасный метод ручной колки дров

Во всемирной сети на протяжении нескольких лет гуляет находка некоего финского фермера: колоть чураки на дрова в автошине, см. рис. с правой стороны. Чем прекрасно то, что расколотая чурка не развалится, а остается торчать в обечайке, непонятно. Зато ясно другое. Если при обыкновенной колке дров намазать колуном взамен чурака по плахе, топорище больно отдаст в руки. Можно даже не устоять на ногах и ушибиться. Однако если ошибиться тем же колуном по резине, можно обухом получить по лбу. Так что не нужно. Шина-дровокол казус, но совсем не нужный.

Когда дров необходимо много

Для массовой подготовки дров используются дровоколы нажимного типа с на гидравлике или механическим реечным толкателем и неподвижным органом для работы – колуном. Толкатель пихает чурак на колун, который и раскалывает его на 2, 4 или 8 сегментов, подходящих для загрузки в топочную камеру печи. В обоих случаях скорость подачи чурака на колун определяется лучше всего качествами древесины и составляет 4-5 см/с. Чтобы на обратном ходу толкателя движок не «рвал обороты» и не потреблял очень много топлива/электричества, скорость обратного хода берут 7-7,5 см/с. В данном случае за утро можно заготовить до полутонны и более дров.

Примечание: не колите на участки сырые свежерубленые чураки. Год они обязаны сохнуть с торцов в индивидуальной части поленницы или дровяника. Если наколоть на дрова еще сочащиеся соком чурки, то дерево в процессе последующей сушки потеряет до 15-20% теплотворной способности. А вы – соотв. наличных средств на горючее.

Еще про безопасность

Рукодельный дровокол может быть сделан точно также заводским с горизонтальной или вертикальной подачей чурака, см. рис.:

Дровоколы с вертикальной и горизонтальной подачей древесного чурбака

Дровоколы вертикального типа компактнее и дают возможность применить более прочную П-образную станину. Однако вероятность выброса из вертикального дровокола чурака косослойного, суковатого, свилеватого, кривого и/или с непараллельными спилами либо его частей много больше, чем из горизонтального; боковые лапы здесь, как говорят, для успокоения души. Более того, оператор горизонтального дровокола хорошо находится вне зоны разлета частей чурака в нештатной ситуации; поражен он может быть только рикошетом. У вертикального дровокола территория разлета обломков фактически круговая и люди около него поражаются ими напрямую с полной силой. Благодаря этому собственными руками из случайных материалов которые всегда под рукой лучше делать дровокол горизонтальный, а вертикальный собственно тогда, когда подходящего места слишком мало. Стереотипный случай – стационарный дровокол с электрическим приводом. Оставлять его под чистым небом нельзя по требованиям безопасности, а вертикальный можно поставить в дровяном сарае.

Гидравлический

Гидравлический дровокол в этом сегменте намного более экономичный и производителен. Определяется это внешней характеристикой гидравлического привода, см. дальше, и тем, что мотор привода гидравлического насоса работает в стабильном режиме. Схема устройства, внешний вид и схема гидравлического привода с одним насосом показаны на рис.: мотор привода вращает гидравлический насос, тот нагнетает масло из бачка в систему, а распределитель подает его в пустоты гидроцилиндра прямого и обратного хода.

Схема устройства гидравлического дровокола

Серьёзный недостаток – владельцу-оператору следует иметь опыты работы с гидросистемами и их обслуживания. Менее значительный – надобность периодической замены масла, которое наличных средств стоит. Еще недостаток (в этом случае не очень большой) – мощность мотора отбирается и на прямом, и на обратном ходу, благодаря этому если есть наличие деталей (см. дальше) умельцы порой делают гидросистемы с 2-мя насосами для прямого и, маломощного, для обратного хода, см. ролик:

Видео: рукодельный гидравлический дровокол

Примечание: собственными руками вполне можно сделать и гидравлический дровокол вертикального типа, см. видео ниже:

Видео: гидравлический дровокол вертикального типа

Безопасность гидродровокола средняя: возвратной пружины нет, и время переключения на обратный ход очень и очень велико – порядка 0,5 с у лучших брендовых конструкций. За этот зазор «вредный» чурак может успеть лопнуть и разлететься, даже в том случае, если оператор опытен и реакция его мгновенна.

Делать или приобретать?

Гидравлический дровокол с добавочными функциями

Первое, что необходимо решить, если гидродровокол вам уже приглянулся – а не лучше ли приобрести готовый с гарантией? Хороший аппарат на дизельном топливе для двойного расщепа прямослойных чураков до 20 см диаметром можно отыскать за сумму до 20 тыс. руб. Приспособление для колки чурок до 30 см с отдельными сучками и свилями на 4 сегмента (что приемлемо для печи) с регулировкой высоты колуна и автосвалом головешек (см. рис. с правой стороны) обойдется до 25-27 тыс. руб. За высокопроизводительный дровокол для расщепа на 8 сегментов суковатых и свилеватых кряжей до 60 см диаметром понадобится выложить более 100-120 тыс. руб.

В то же время набор узлов вразброс для самодельного гидродровокола стоить будет не меньше 60 тыс. руб. Если даже у вас в сарае валяются части старой гидросистемы, это не выход. Самое первое, износившиеся узлы гидросистем мало ремонтопригодны. Второе, гидроцилиндры специальной техники рассчитаны на приличную скорость подачи, чем идеальная для колки дров. Исходя из этого, насос придется поставить избыточно производительный, а мотор для его привода заранее более мощный. В итоге либо топливный расход окажется намного больше, либо упор слабее, чем у производственного прототипа.

Если например делать

Допустим, в вашем хламе есть или можно приобрести по дешевке узлы гидросистемы от маленького эксковатора или остальной мини-спецтехники (эти как раз подходят). В данном случае гидроцилиндр выбирают (или определяют продуктивность дровокола) по усилию расщепа:

  • Чурак 20 см напополам – 2 тс прямослойный; 2,7 тс немножко суковатый/свилеватый.
  • Чурак 25 см – 2,3/2,7 тс исходя из этого.
  • То же, на 4 сегмента – 3/4 тс.
  • Чурак 30 см на 4 сегмента – 3,5/4,5 тс.
  • То, же на 8 сегментов – 4/5,5 тс.
  • Чурак 40 см на 8 сегментов – 5,5 тс /7 тс.

Дальше по скорости подачи 4 см/с и объему гидроцилиндра определяют продуктивность гидравлического насоса и, по спецификации на гидроцилиндр, выбирают подходящий по давлению. После чего подбирают распределитель. Потом задаются КПД гидросистемы 75% и подбирают приводной мотор необходимо мощности с запасом 5-10%. Дополнительно по внешней характеристике приводного мотора смотрят самые экономные его обороты и выверяют, соответствуют ли они таким насоса. Шланги, вентили и др. арматура выбираются по рабочему давлению с запасом (для непрофессиональной конструкции) не меньше 50%.

Колун

Очень ответственная часть самодельного дровокола – его колун. Любители делают его из устаревших рессор грузовиков. По качествам материала это лучше не бывает, но рессорные листы немножко изогнуты, что делает меньше продуктивность и повышает травмоопасность изделия. Самый лучший вариант – верхние 1,5-2,5 см головки устаревших рельс. Зеки для собственных ножей очень ценят еще бандажи ж/д колес и вагонные буфера (они тоже прошли длительный холодный наклеп), но на колун дровокола они меньше подойдут по форме.

Ошибочная и правильные конструкции колуна дровокола

Обоюдное размещение ножей колуна также особенно актуально. Выступающий вперед горизонтальный нож (слева на рис.) тут же выполняет дровокол травмоопасным и, быстрее всего, в нем застрянет и тонкий прямослойный сосновый чурак. Встречать чурку должен вертикальный нож, заточенный на прямой (симметричный) клин, поз. 1 в самом центре. Горизонтальный нож отстоит на 15-20 мм кзади и затачивается на верхний косой клин, поз. 2. Крайне полезно снабдить вертикальный нож накалывателем снизу (поз. 3 слева) высотой ок. 30 мм выступающим прим. на 20 мм вперед. Такой колун будет намного лучше расщеплять корявые чураки, если их ложить на ложемент самой ровной стороной вниз. Углы заточки такие:

  • Вертикальный нож для мягкой и/или прямослойной древесины (помимо березы) – 18 градусов (3 толщины ножа).
  • То же, для твёрдой мелкослойной древесины и березы – 15 градусов (3,7 толщины ножа).
  • Горизонтальные ножи – 15 градусов.
  • Накалыватель – 22-25 градусов (2,5-2,7 толщины ножа).

Реечный

Реечный дровокол доступнее гидравлического: брендовый можно приобрести за 8-17 тыс. руб. Его приспособление показано на рис. – толкатель на зубчатой планке подается небольшой шестеренкой-трибой (или трайбом). Передаточное отношение от мотора на вал трибы рассчитывается по скорости подачи 4 см/с.

Приспособление дровокола с реечным приводом

Собственными руками сделать дровокол с реечным приводом также легче – на основу прекрасно подходят детали реечного домкрата (можно старые). В работе реечный дровокол также легче: полноценно отпадает уход за гидросистемой. Безопасность его самая большая: достаточно выпустить рычажок прижимного ролика (или с перепугу кинуть его невольно), как возвратная пружина подымет планку над трибой и отбросит ее назад.

Основной минус реечного дровокола – плохая в этом случае наружная характеристика (поз. Р на рис. ниже): при приближении скорости подачи к нулевой упор резко растет, а потом также резко падает до нуля. Т.е., если в чураке окажется недостаток, в котором колун завязнет, привод сильно рванет (что может вызвать его неисправность), а после усилие трибы будет тратиться на то, чтобы отвергать от себя планку, а не подталкивать ее вперед. Смотрится это так: рычажок подачи (если не отпущен) больно бьется в руке, механизм трещит, дрожит, может и поломаться. Начальный участок внешней характеристики гидравлического привода мягкий: самый большой упор создается при нулевой скорости подачи. Если гидродровоколу попадется уж очень настойчивый чурак, он будет также упрямо пихать и пихать его на колун; может быть, и расколет.

Наружные характеристики реечного и гидропривода дровокола

Первое последствие жесткости начальной ветки внешней характеристики реечного дровокола – необходима высокая мощность мотора. Переместите значения усилия расщепа для гидравлического привода в перечне выше на одну позицию, а 40 см чурак и 2/2,7 тс для 20-сантиметрового выкиньте – получите исходники для расчета реечного привода; правда, его КПД можно принять 0,85. Второе – внутренним дефектом чурбана, способным притормозить колун, может быть и угодившая в расщеп кора. Как правило, реечный привод подходящ более для малопроизводительных ручных механических дровоколов (см. дальше) с адаптивной внешней характеристикой «мотора» – наших мышц.

Примечание: плохая наружная характеристика реечного привода до определенной степени может быть улучшена цепной передачей от мотора на ведущий вал, см. дальше.