ЛЕЗВИЕ ДЛЯ ГРУБЫХ РАБОТ Российский патент 1999 года по МПК B26B23/00 

Изобретите относится к устройствам, оборудованию, станкам, ручным инструментам для грубой обработки древесины и используется как основная часть (рабочий орган) колуна, топора, других устройств, предназначенных для колки, рубки, тески, прочих работ по грубой обработке древесины, иных материалов, близких ей по механическим свойствам и технологическим особенностям (далее древесина).

Известны аналоги, имеющие выемки на боковых поверхностях полотна лезвия, например, образцы холодного оружия (WO 86/06824 A1, 20.11.86, FR 496475 A, 07.11.19).

В этих аналогах канавки, пазы, выемки, выточки используются как конструктивные элементы для образования ребер жесткости и для облегчения конструкции и не способствуют уменьшению трения.

Известны аналоги предлагаемого изобретения, также имеющие лезвие клиновидной формы и выемки (пазы, выточки) на боковых поверхностях полотна (SU 442927 A, 15.09.74, SU 447263 A, 25.10.74, SU 738881 A, 05.06.80).

Указанные аналоги отличаются сложной в техническом и технологическом отношении конструкцией, низкой надежностью в работе, Упомянутые пазы на боковых плоскостях лезвия играют вспомогательную роль, предназначены лишь для размещения в них основных деталей: втулочно-роликовых цепей и свободно вращающихся звездочек (SU 442927), роликов и шарикоподшипников (SU 447263), упругих пластин (SU 738881). Размеры этих пазов определяются, исходя только из габаритов размещаемых в них деталей и не связаны каким-либо иными условиями.

Известен топор для тяжелых работ, состоящий из лезвия (обуха и полотна с режущей кромкой), выполненный с соотношением длины режущей кромки к общей высоте топора, равным 0,6-0,7 и массе его 1,6-1,8 кг. При этом для рубки и тески угол заточки режущей кромки 25-30^o, для колки 35-40^o (RU 2024389 C1, 15.12.94).

Как следует из текста описания топор для тяжелых работ имеет лезвие клиновидной формы с углом раствора боковых поверхностей равным углу заточки режущей кромки: "При заточке режущей кромки топора для колки под углом меньшим 35^o, скалывающее действие топора уменьшается, так как при меньшем угле заточки толстая часть полотна топора отодвигается дальше от режущей кромки".

Такая конструкция лезвия обеспечивает повышение производительности при использовании топора для тяжелых работ на 40-45 процентов относительно традиционных конструкций топоров, мало отличающихся по массе от прототипа, то есть примерно равных по энергии удара.

Существенным недостатком этого топора является его низкая реальная (а не относительная) производительность, обусловленная, в частности, малой массой колуна и соответственно низкой энергией удара. Например, при массе колуна 1,6-1,7 кг трудно рассчитывать на высокую эффективность колки дров, на то, что с одного удара будет расколот чурак, скажем, диаметром 200 мм, как это обеспечивается в случае использования традиционного колуна массой 3,2-3,4 кг. Для данного топора понадобятся несколько ударов.

Опыт показывает, чтобы заглубление лезвия было достаточным для расщепления чурака диаметром 200 мм, длиной 450 мм масса колуна должна быть не менее 3 кг. Но как следует из данных эксперимента с топором для тяжелых работ, при увеличении массы этого топора всего на 0,1-0,15 кг его производительность уменьшается соответственно на 5-10 процентов (см. таблицу в описании RU 2024389, примеры 11, 20 и 22), а при увеличении массы вдвое его производительность снизится весьма значительно. Иными словами, реальная производительность данного топора невысока, она существенно меньше производительности традиционного колуна массой 3,2-3,4 кг.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является лезвие для грубых работ, имеющее полотно с режущей кромкой и выемки, размещенные на той части боковых поверхностей полотна, которые находятся в силовом контакте с обрабатываемым материалом (US 4175601 A, 27.11.79).

Однако в данном лезвие не устранены отмеченные выше недостатки.

Задачей изобретения является создание такой конструкции лезвия, которая обеспечивает более высокую производительность устройств, предназначенных для колки, рубки, тески, иных работ по грубой обработке древесины и других материалов аналогичных свойств.

Этот технический результат в лезвие для грубых работ, имеющем полотно с режущей кромкой и выемки, размещенные на той части боковых поверхностей полотна, которые находятся в силовом контакте с обрабатываемым материалом, достигается тем, что выемки имеют ширину от 1 до 20 мм и глубину от 1 до 20 мм, или диаметр от 1 до 20 мм и глубину от 1 до 20 мм при выполнении выемок в виде воронок.

Выемки при ширине от 1 до 20 мм и глубине от 1 до 20 мм могут быть выполнены в виде канавок.

Назначение указанных выемок - уменьшить поверхность соприкосновения и соответственно потери на трение между лезвием и древесиной, возникающие при обработке последней, и тем повысить производительность обработки.

При выемках меньшего размера мало уменьшаются потери на трение из-за того, что неровности поверхности раскола древесины входят в соприкосновение с внутренней поверхностью выемок. Кроме того, выемки меньшего размера быстро забиваются древесной щепой и не выполняют свое предназначение.

При выемках большего размера древесина как бы провисает над выемкой, входит в контакт с внутренней поверхностью выемок и они в значительной мере теряют свою эффективность.

Результаты эксперимента по количественной оценке эффективности лезвия, имеющего выемки на боковых поверхностях полотна. Испытанию подвергались два колуна обычной конструкции, обладающие параметрами, приведенными в конце описания.

Объекты колки - березовые чураки диаметром 200-250 мм, длиной - 450 мм.

С первого удара по центру торца чурака образец N 1 врезался на глубину 15 мм, образец N 2 - 10 мм. После проточки вертикальных и горизонтальных канавок на боковых поверхностях образца N 2 (фиг. 3, 4), уменьшивших вдвое площадь трения (силового соприкосновения) с древесиной во время удара, глубина внедрения колуна с первого удара в центр торца чурака увеличилась вдвое, составив 20 мм. Что соответствует в четыре раза увеличившемуся объему врезания образца N 2 в чурак и такому же повышению производительности колуна. Таков количественный эффект влияния выемок на боковых поверхностях лезвия.

На фиг. 1 изображен один из вариантов предлагаемого лезвия с выемками 4 типа воронок на боковых поверхностях полотна, вид сбоку. Он содержит державку 1 для крепления в рабочем органе (может быть в виде обуха для крепления топорища), полотно 2 с режущей кромкой 3. Длина режущей кромки L, высота лезвиия H.

На фиг. 2 представлен этот же вариант лезвия, вид по стрелке A на фиг. 1.

На фиг. 3 изображен образец N 2 (малый колун) с выемками в виде горизонтальных и вертикальных канавок на боковых поверхностях полотна, вид сбоку. Он состоит из державки (обуха) 1 с отверстием под топорище, полотна 2, режущей кромки 3, горизонтальных и вертикальных канавок 4. Длина режущей кромки L, высота колуна (лезвия) H.

На фиг. 4 эскиз образца N 2 (малый колун), вид по стрелке B на фиг. 3.

Лезвие с выемками применяют следующим образом. Если оно используется как составная часть колуна или топора, последним сообщают необходимую кинетическую энергию и при перемещении внедряют режущей кромкой в тело древесины. В случае использования в качестве клина, например, при колке чураков большого диаметра, лезвие забивают с помощью кувалды, ударяя по державке.

При использовании лезвия с выемками в качестве рабочего органа деревообрабатывающего оборудования, раскоряжевочной установки, дровокольного станка, рубительной машины, например, для дробления отходов производства и приготовления щепы, древесине сообщается кинематическая энергия, она подается под лезвие установки или одновременно сообщаются движения древесине и лезвиям.

Как очевидно, вместо древесины может быть любой материал, близкий ей по механическим свойствам и технологическим особенностям.

Лезвие для грубых работ используется как основная часть (рабочий орган) колуна, топора, других устройств, предназначенных для колки, рубки, тески, прочих работ по грубой обработке древесины, иных материалов, близких ей по механическим и техническим особенностям. Лезвие имеет полотно с режущей кромкой и выемки, размещенные на боковых поверхностях полотна, находящихся в силовом контакте с обрабатываемым материалом. Выемки имеют ширину и глубину от 1 до 20 мм или диаметр и глубину от 1 до 20 мм при выполнении их в виде воронок. Выемки уменьшают потери на трение между лезвием и обрабатываемым материалом и тем значительно повышают производительность обработки. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

1. Лезвие для грубых работ, имеющее полотно с режущей кромкой и выемки, размещенные на той части боковых поверхностей полотна, которые находятся в силовом контакте с обрабатываемым материалом, отличающееся тем, что выемки имеют ширину от 1 до 20 мм и глубину от 1 до 20 мм или диаметр от 1 до 20 мм и глубину от 1 до 20 мм при выполнении выемок и виде воронок. 2. Лезвие по п.1, отличающееся тем, что выемки, имеющие ширину от 1 до 20 мм и глубину от 1 до 20 мм, выполнены в виде канавок.