Результат интеллектуальной деятельности: БУРАВ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КЕРНА ДРЕВЕСИНЫ

Изобретение относится к дендрохронологии, лесной таксации и 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 радиусу, физико-механические свойства древесины. В связи с этим изобретение предназначено для извлечения кернов свежей древесины из стволов, преимущественно дуба и других твердых пород, около корневой шейки.

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 инструмента с резцовой головкой, ручку для вращения инструмента и щуп для извлечения керна из инструмента. Преимуществом является большая длина извлекаемого керна до 1 м и более.

Недостатком является то, что невозможно сверлить около корневой шейки, что значительно снижается точность дендрохронологии. К тому же при сверлении необходимо прилагать чрезмерные усилия, особенно при попытках заготовки кернов диаметром более 5 мм.

Известен также бурав для извлечения керна древесины по патенту №2163865, содержащий полый цилиндрический корпус с режущей головкой и ручку, причем корпус 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.

Недостатком также является невозможность высверливания керна древесины около корневой шейки. Ручка не может поворачиваться около поверхности почвы, и при этом для твердых пород древесины, например дуба, возникают очень большие моменты сопротивления. Поэтому приходится сверлить на высоте от корневой шейки не менее 0,5 м. Однако при такой высоте неопределенным становится начальный возраст дерева, который точно может быть определен только на уровне корневой шейки дерева. Поэтому точность дендрохронологического анализа существенно снижается.

Технический результат - повышение функциональных возможностей сверления керна древесины на уровне корневой шейки и снижение крутящего момента со стороны рукояти при увеличении этого момента на режущей части бурава при сверлении деревьев твердолиственных пород (дуб, береза и др.), а также повышение универсальности применения по прототипу и при применении стандартных возрастных буравов зарубежного изготовления.

Этот технический результат достигается тем, что в бураве для извлечения керна древесины, содержащем полый цилиндрический корпус инструмента с режущей головкой и ручку для вращения инструмента с фиксатором, согласно изобретению ручка для вращения инструмента выполнена в виде редуктора, у которого ведомая шестерня выполнена с открытой центральной частью с квадратным отверстием для крепления противоположного от режущей головки конца инструмента, а фиксатор для закрепления инструмента закреплен на корпусе ведомой шестерни.

Редуктор выполнен в виде пары ведущей шестерни малого диаметра и ведомой шестерни большего диаметра цилиндрической зубчатой передачи, причем ведущая шестерня вставлена с разъемным соединением на конец подвижной оси, расположенной с возможностью свободного вращения внутри неподвижной ручки бурава, а на другом конце подвижной оси с ведущей шестерней жестко закреплена рукоять с подвижной ручкой.

К неподвижной ручке неподвижно присоединен корпус редуктора, к корпусу редуктора болтами присоединена крышка, причем корпус и крышка изготовлены с внутренними фасками с антифрикционной прокладкой для возможности скольжения ведомой шестерни при ее вращении относительно корпуса и крышки.

Квадратное наружное сечение противоположного от режущей головки конца инструмента выполнено с возможностью скольжения в квадратном отверстии ведомой шестерни.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что вращение бурава происходит за счет редуктора, у которого ведущая шестерня вставлена в ручку бурава, а на другом конце оси с ведущей шестерней установлена рукоятка. При этом ведомая шестерня выполнена с открытой центральной частью с квадратным отверстием для крепления конца бурава и снабжена фиксатором для закрепления бурава.

Сущность технического решения заключается еще и в том, что для бурава по прототипу ведомая шестерня выполнена также с открытой центральной частью для закрепления ходового винта с наружной резьбой.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема бурава для извлечения керна древесины; на фиг. 2 изображено место присоединения инструмента к ведомой шестерне; на фиг. 3 показан вид спереди на фиг. 2.

Бурав для извлечения керна древесины в простейшем случае содержит инструмент 1 с режущей головкой для высверливания керна древесины, на противоположном от режущей головки конце которого выполнена фаска 2 для закрепления фиксатора 3. Квадратное наружное сечение 4 инструмента входит с возможностью скольжения в квадратное отверстие ведомой шестерни 5. Она соединена с ведущей шестерней 6, подвижная ось 7 которой расположена внутри неподвижной ручкой 8 бурава, а на втором конце оси жестко закреплена рукоять 9 с подвижной ручкой 10 на оси 11.

К ручке 8 неподвижно присоединен корпус 12 привода инструмента в виде редуктора с зубчатыми колесами 5 и 6. К корпусу болтами 13 присоединяется крышка 14. Причем корпус привода и крышка изготовлены с внутренними фасками для скольжения ведомой шестерни относительно корпуса и крышки. Для облегчения скольжения между ведомой шестерней, а также между корпусом и крышкой может быть установлена антифрикционная прокладка.

Возможны и другие конструкции редуктора, например, с глобоидной или конической зубчатой передачей.

Бурав для извлечения керна древесины с редуктором работает следующим образом.

Инструмент 1 с режущей головкой вставляется другим концом от режущей части квадратным сечением 4 в квадратное отверстие ведомой шестерни 6. затем инструмент относительно ведомой шестерни закрепляется фиксатором 3.

Экспериментатор берет левой рукой за ручку 8 и направляет бурав на к месту сверления и извлечения керна древесины. После этого правой рукой берет ручку 10 и начинает вращать рукоять 9 с осью 7 и ведущей шестерней против часовой стрелки. Через ведомую шестерню 5 вращение передается на инструмент 1.

Диаметр ведущей шестерни намного меньше ведомой, поэтому на инструменте возникает гораздо больший крутящий момент по сравнению с моментом на ручке 10 с рукоятью 9. В связи с этим относительно легко высверливаются керны древесины твердых лиственных пород, например дуба. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет взять керны непосредственно около корневой шейки, что дает меньшие погрешности в определении дендрохронологии.