Udělej si sám mechanizovaný důlní vrták: možnosti návrhu a zásady pro jeho výpočet
Jak vyrobit rozpočtovou verzi yamoburu pomocí benzínového nebo elektrického motoru
Moderní trh je přesycený nejrůznějšími stavebními nástroji a přípravky. Vezměme si například vrták: dnes můžete snadno najít zařízení, jehož cena je poměrně dostupná a deklarované vlastnosti zcela vyhovují kupujícímu. Zdálo by se, že není nic jednoduššího: koupit a používat. Ale člověk by neměl vždy spěchat do takové akvizice. Faktem je, že levné vybavení v praxi ne vždy vyhovuje potřebám kupujícího, nebo dokonce není vůbec schopno plnit funkce, které mu byly přiděleny: vrtačka nespěchá, aby vstoupila do země ani při silném tlaku, motor pokles rychlosti při velkém zatížení atd.
Kupovat výkonné a drahé zařízení pro menší stavební nebo zahradní práce není vždy vhodné. Pronájem také není levný. Řemeslníci se proto snaží využívat vybavení, které již mají k dispozici, k vytvoření kompaktních vrtných souprav.
Zemní vrták z vrtačky
Mechanizovaná vrtačka je ve většině případů elektrocentrála (výkonná vrtačka nebo benzínový motor), která je pomocí jednoduchého mechanického pohonu spojena s běžnou ruční vrtačkou. Vrták lze vyrobit samostatně.
Vrtejte z vrtačky vlastníma rukama.
V prodeji najdete hotový vrták sériového provedení.
Mnozí říkají, že právě koupili takový šnek a opravili ho k němu výkonnou pomaloběžnou elektrickou vrtačku.
Specifikace motoru
Samostatnou úvahu si zaslouží doporučení týkající se počtu otáček elektrárny a jejích dalších charakteristik. Začněme tím, že elektrocentrálu lze k vrtačce připojit jak přímo, tak přes přídavnou převodovku. Potřebu použití redukce si každý určuje sám. Jak ukazuje praxe, pokud je jmenovitý výkon vrtačky 2 kW, není třeba používat převodovku (zejména pokud instalace nemá speciální postel a během provozu ji musíte držet rukama).
Nejprve byla plánována převodovka, ale po polních testech se schématem „vrtacího šneku“ bylo rozhodnuto opustit převodovku. Okamžik je takový, že si operátora vůbec nevšimne (pokud vrtáte rukama).
Indikátor výkonu – 2 kW – jsme vzali ne náhodou. Právě tyto vrtáky nejčastěji používají účastníci našeho fóra při výrobě mechanizovaných vrtaček.
Existují zkušenosti s konstrukcí sloupového základu s mříží. Použil jsem vrtačku 2 kW a šnek určený pro průměr jámy 30 cm (průměr vrtáku je někde kolem 29,3 cm). Pro hlubší vrtání jsem použil prodlužovací kabel z obyčejné ocelové trubky. Půda na mém místě není cukr: země, pak jíl, pak nějaká čočka s plážovým pískem, pak zase jíl s pískem a pak modrá hlína (v hloubce – 1.8 – 1.9 m).
Aby bylo možné vytvořit otvory požadované hloubky v zemi, musel uživatel postavit kompaktní vrtnou soupravu (s ložem, navijákem a dalším příslušenstvím).
Nyní však mluvíme o výkonu pohonné jednotky a z předloženého popisu je snadné pochopit, co je schopna vrtačka s jmenovitým výkonem 2 kW (i bez převodovky).
Některé teorie
Pokud vezmeme v úvahu vztah mezi výkonem vrtačky (nebo benzínového motoru) a kroutícím momentem na hřídeli vrtačky, pak je určen následujícím vztahem:
- N – výkon (W).
- M je točivý moment (Nm).
- n je počet otáček (ot/min).
- 9549 je speciální koeficient.
Teoreticky by točivý moment na pracovní hřídeli takové instalace při 500 ot/min měl být 38 Nm (64 Nm při 300 ot/min). Ale pro výpočet točivého momentu je vždy nutné počítat se ztrátami, které jsou dány účinností zařízení. Jde o to, že většina výrobců elektrického nářadí uvádí pouze spotřebu energie svých zařízení a výstupní výkon (na pracovní hřídeli) o 1/3. Spotřebováno o 1/4 méně. V souladu s tím menší točivý moment. Vrtačka o výkonu 2 kW při 300 ot./min vytvoří na vřetenu kroutící moment, který není 64 Nm, ale přibližně 48 Nm.
Při výběru pohonné jednotky pro váš yamobur můžete zvážit zařízení s příkonem nižším než 2 kW. Pak ale budete muset vážně přemýšlet o zavedení redukčního převodu do konstrukce vrtné soupravy.
Ohledně převodovky: převodovka je dobrá, protože umožňuje proporcionálně měnit počet otáček a točivý moment bez změny výkonu. Čili snížením počtu otáček přes převodovku úměrně zvýšíme točivý moment. A síla v tomto případě zůstává zobecněnou charakteristikou (konstantou).
Se zaměřením na točivý moment, který vrták 2 kW vytváří (bez přídavné převodovky), si můžete vybrat správné zařízení pro vaši vrtačku. Jinými slovy, pokud znáte výkon vrtačky, počet otáček jejího vřetena a převodový poměr použité převodovky, můžete vypočítat hodnotu točivého momentu, kterou obdržíte na výstupu elektrárny. Je však třeba si uvědomit, že počet otáček vrtačky nelze výrazně snížit.
Optimální otáčky při vrtání jsou mezi 60 100 a 200 300 ot./min. Režim závisí na typu půdy, způsobu vrtání, typu vrtných trysek, průměru studny atd.
Výše uvedená citace zmiňuje metody vrtání. Jsou všechny dva: průběžné vrtání a vrtání s neustálým odstraňováním zeminy. Pro nepřetržité vrtání musí souprava poskytovat velké množství točivého momentu.
Při vrtání s neustálým odebíráním zeminy se šnek, který se zavrtal do půdy do určité hloubky, zvedá na povrch. V tomto případě je také venku odstraněna uvolněná půda nacházející se na pracovních lopatkách šneku.
Operace se opakuje, dokud vrtná souprava nedosáhne cílové hloubky. Proces je pracný, ale nevyžaduje vysoké krouticí momenty.
Jak jsme si již řekli, při výběru pohonné jednotky pro vrtnou soupravu je lepší zaměřit se na pomaloběžnou vrtačku s výkonem 2 kW (tedy kroutící moment, který přenáší na pracovní hřídel). Soudě podle četných recenzí uživatelů FORUMHOUSE se tato zařízení docela osvědčila. Uvedenému ukazateli musí odpovídat i výkon benzinových motorů.
Převodovky pro yamobur a jejich odrůdy
Montáž jakéhokoli doma vyrobeného mechanismu se ve většině případů vyznačuje použitím improvizovaných materiálů, přípravků a komponentů, které byly dlouhou dobu nečinné, protože pro ně nebylo důstojné použití. Zkušenosti našich uživatelů naznačují, že mechanickou převodovku lze vyrobit ze široké škály dílů: z náhradních dílů pro dosloužilý moped, z jednoduchého řetězu nebo šnekového převodu, z vhodné převodovky neznámého původu, náhodně povalující se na staré polici v garáži atd.
Při vybavování vrtné soupravy převodovkou je hlavní nezapomínat na optimální otáčky vrtačky a na to, že je nutné zajistit dostatečný krouticí moment na její pracovní hřídel.
Povaloval se mi rozbitý moped a vzal jsem z něj zadní převodovku. Odpiloval jsem převodovku s turbínou (zadní strana hliníkové skříně s převodovkou), pak ji opravil přes ozubené kolo k této převodovce elektromotor ze staré elektrické pily o výkonu 2 kW. Motor s převodovkou dával poměr 13:1 (výkon vyšel cca 300 ot./min.).
O řetězovém pohonu: s jistou dávkou vynalézavosti můžete bez velkého úsilí postavit zcela spolehlivou vrtačku s dostatečným výkonem. Prezentovaná myšlenka není nová a mnozí ji v případě potřeby úspěšně aplikují v praxi.
Neexistuje žádná převodovka, ačkoli bylo plánováno, že bude vyrobena z rozvodového řetězu VAZ 2101 a vlastních řetězových kol. Převodový poměr je 1: 2. Testy ukázaly, že to není potřeba. Je možné jej použít na velmi tvrdých půdách, ale takové nemáme.
Použití výše uvedených mechanismů vyžaduje nestandardní přístup k montáži vrtné soupravy. Máte-li k dispozici malou sériovou převodovku (nebo možnost ji levně zakoupit), pak je úkol mnohem jednodušší. Zde je například fotografie převodovky, kterou zveřejnil uživatel melomandk.
Tady je převodovka, kterou jsem našel. To je jen převodový poměr je velký – rovný nebo dokonce o něco více než 1:40. Rozměry (na tělo) – někde kolem 15 x 15 cm.
Jak se ukázalo, zařízení má docela vhodné parametry.
Můj yamobur je založen právě na takové převodovce. Zatím jsem velmi spokojený. Motor je bruska (3000 ot./min na výstupu). Výkon mlýnku je 2 kW. Nezkoušel jsem vrtat hlínu, ale vzal jsem tvrdou udusanou zeminu s inkluzemi drceného kamene a shnilými kořeny. Průměr šneku je 160 mm, nože na něm jsou domácí výroby – od jara.
Závěr: Neexistují žádná konkrétní doporučení ohledně konstrukce převodovky pro domácí zahradní vrtačku, ale existuje mnoho pracovních možností.
postel
Pokud je hodně práce, pokud potřebujete vrtat hluboko a je velmi obtížné držet instalaci ve vašich rukou, lze stávající zařízení upevnit do speciálního rámu.
Konstrukce podomácku vyrobených rámů, stejně jako mechanických redukčních převodů, může být velmi různorodá. Existují ale konstrukční prvky, které se používají v naprosté většině případů.
zvedací mechanismus
Jako zvedací mechanismus můžete použít řetězový pohon nainstalovaný uvnitř centrálního stojanu. Zvedání a spouštění se provádí buď pomocí přídavného elektromotoru nebo pomocí rukojeti (jako na fotografii od uživatele jumper_at_home).
Maximální hloubka byla 1,8 m (šnek + nástavec). Nemuselo to být hlubší. Domácí naviják – 2 převody a řetěz z motorky.
Aby se deska s hlavním elektromotorem mohla volně pohybovat po svislém potrubí, lze na vozík nainstalovat čtyři válečky.
Jak vyrobit ruční vrtačku vlastníma rukama?
Pečlivě zpracovaný přípravek na vrtání studní pro vlastní potřebu není ve funkčnosti horší než průmyslové zemní vrtáky. Vrták pro zemní práce zvládne vyrobit každý sám.
Jaké materiály jsou potřeba
Hlavní slitinou používanou jako výchozí materiál je ocel. Pro vrtačku je vhodná kulatá trubka a ocelový plech. Průměr trubky – od 3/4 do 1,5 palce. Pokud v tuto chvíli není možné získat trubku s kruhovým průřezem, je přípustné použít čtvercový nebo polygonální (pravidelný mnohoúhelník). Čtvercová trubka má rozměry průřezu od 2 * 2 do 3,5 * 3,5 cm.
Je nepřijatelné používat obdélníkový, protože těžiště je posunuto. Použití obdélníkového profilu je obtížné.
Pro nože s čepelí, které řežou zeminu, se používá ocelový plech o tloušťce minimálně 3 mm. Tenčí plechy jsou ohnuté, geometrie pracovní části je porušena a nástroj vede do strany, která je nepříznivá pro chod vrtacího mechanismu (pohonu).
Pokud není přístup k soustruhu (fréze), používá se jako materiál pro kotouče kotoučová pila na dřevo používaná v brusce. Řezání vrtacích nožů od nuly je obtížnější než použití hotového kotouče. A pokud jako zdroj již majitel stránek má nůž správného tvaru, vycentrovaný ve výrobě, stačí jej rozříznout na dvě části. Pro efektivnější provoz bagru může být nutné nabrousit boční hrany.
Špičkový vrták, kterým se nastavuje střed kruhu, podél kterého se na zvoleném místě vrtají otvory, je vyroben na základě konce čepu, ke kterému jsou připevněny břity. V nejjednodušším případě je tyč již nabroušená a její konec vypadá jako kužel. Je povoleno řezat drážky pro vrtačku pomocí soustruhu.
Mnoho řemeslníků svařuje hotový krátký vrták na beton a pečlivě nastavuje střed tak, aby nástroj nešel do strany.
Rukojeť vrtačky je vyrobena z kulaté trubky. Ruční nářadí – provedení ve tvaru T: u vodorovné příčky pracovník otáčí vrtačkou rukama a zároveň vyvíjí tlak na výrobek, aby se rychleji a snadněji dostal do země. Pro ni vytáhne nástroj, odřízne a zničí část půdy.
Vrtačka, vyrobená pro výkonný děrovač, má adaptér pro sklíčidlo druhého jmenovaného. V nejjednodušším případě je místo vodorovné rukojeti k tyči přivařen další vrták do betonu (pro hrot). Stopka je přitom volná – vkládá se do samotného razníku. Univerzální zemní vrták má jak stopku pro děrovač, tak malé křížové zařízení, na které se nasazují trubkové díly vhodného průměru.
Příprava nástrojů
Po rozhodnutí o materiálech připravte sadu následujících nástrojů:
- svařovací stroj (je racionální použít invertor), elektrody a ochrannou přilbu pro oči mistra;
- bruska a řezací kotouče na kov, ochranný kryt (zabraňuje šíření kovových třísek směrem k pracovníkovi);
- ruční nebo elektrická vrtačka se sadou vrtáků do kovu (vhodné jsou jak rychlořezná ocel, tak diamant);
- kladivo, kleště a svěrák;
- bruska (řemeslníci získávají kulatý brousek se stopkou vloženou do děrovače nebo vrtačky);
- stavební značka, pravítko rulety, kompasy.
Před zahájením práce určete vlastnosti yamoburu. Rozlišují se podle následujících odrůd:
- jednoduché (dača) – v něm řezná část obsahuje dva poloviční kotouče. Jsou instalovány symetricky, se sklonem, na ose proti sobě.
- Auger. Šroubovitá čepel je zkroucena z pásu oceli v několika otáčkách. Je nerozlučná. Je nesmírně důležité dodržet stálost šířky pásu, sklon, křivku ohybu po celé délce a stejnou vzdálenost mezi zatáčkami. Jedna nepřesnost a vrtné zařízení se stane nestabilním, což povede ke zpomalení a kolísání při vrtání země.
- Vrtací klín nejčastěji vyrobené z pracovní části lopaty. Hlavním principem jeho činnosti není zašroubování nástroje do země s následným zničením země, ale zaklínění a okamžité vyhození posečené půdy z pracovního prostoru. Čepele jsou přísně vertikální.
Výkresy a rozměry
Produktový diagram je šablona a umožňuje vizuálně odhadnout, jak jsou umístěny fáze výrobního procesu budoucího nástroje. Rozměry zahradního vrtáku mohou být následující:
- rukojeť (pokud je výrobek ruční) – příčka dlouhá 0,5 m;
- tyč – asi 1 m (bez dalších sekcí);
- průměr kotouče nařezaného na kusy je 15-25 cm (orientační bod – hotové pilové kotouče pro brusku);
- délka hrotu – až 10 cm (vrchol nebo vrták);
- vzdálenost na ose daná pro instalaci disků (s přihlédnutím ke sklonu), po vrcholu nebo vrtání – až 15 cm;
- úhel sklonu nožů až – až 30 stupňů.
U šnekové vrtačky může délka „šneku“ (jednoostří s několika otáčkami) dosáhnout až půl metru. Sklon zdvihu šroubu může dosáhnout stejných 30 stupňů (v libovolném bodě monočepele). Zbývající části šnekového vrtáku jsou stejné jako u jednoduchého dvoubřitého.
Šneková vrtačka se častěji používá s vrtacím mechanismem, protože je mnohem obtížnější ručně otočit několik otáček než jediný s jednoduchým vrtákem.
Rozměry vrtáku pro výsadbu sazenic, například rajčat, se obecně shodují s rozměry pracovní části běžné bajonetové lopaty. Jeho břity jsou oříznuty tak, aby se rýčový bajonet z kulatého narovnal a zašpinil pod tupým úhlem. Od protilehlého (horního) okraje se odřízne ohyb plechu. Do otvoru, ze kterého se vytahuje rukojeť (pod univerzální svorkou perforátoru), lze přivařit dlouhý (více než půlmetrový) vrták do betonu. Vrták vyrobený z lopatového bajonetu se doporučuje používat s pohonem, protože pro ruční vrtání vyžaduje více úsilí než šikmý šroub šneku nebo polovičního disku běžné zahradní vrtačky.
Vrták jakékoli odrůdy lze doplnit o další sekce. Každý z nich zvyšuje hloubku vrtání půdy o metr. Tyto prodlužovací sekce se používají, když se majitel rozhodne pro vlastní vrtání studny. Jedna taková sekce se používá, když je půda měkká. Mohou to být plotové sloupky a jiné neinvestiční stavby, zakopané o 1,4 – 2 m.
Poté, co jste se rozhodli, jaký druh vrtáku potřebujete, vyřízněte náčrt pro čepele z lepenky. Na něm bylo řezání plechu jednodušší a rychlejší.
Jak sestavit vrtačku
Montáž vrtáku zajišťuje svařované a šroubované upevnění.
Z pilového kotouče
Nejlepším řešením je diamantový pilový kotouč. Dokáže dokonce proříznout a rozdrtit malé kameny ve skalnaté zemi.
Kotouč nemusí být nový – diamantové kotouče jsou trvanlivé a odolné proti opotřebení.
Pilové kotouče jsou vyrobeny z tvrzeného ocelového plechu. Charakteristickým rysem kalené oceli je nízká flexibilita, je výhodné rozdělit takový disk na dvě poloviny.
Rozřízněte kotouč napůl a zajistěte poloviny proti sobě otočením o 30 stupňů. Není možné vařit kalenou ocel – ztratí své pevnostní vlastnosti (vysokoteplotní temperování). Doporučuje se upevnit poloviny disku pomocí šroubů. Diamantové i kalené ocelové kotouče nelze svařovat. Je obtížné řezat diamantový kotouč bez pomoci stroje, aniž by se narušil povlak,
ocelový plech
Chcete-li sestavit odnímatelnou vrtačku (včetně darování) s odnímatelnými čepelemi, postupujte takto:
- Na jednu stranu nápravy přivařte přistávací podložky ze silnějšího (4 a více milimetrů) ocelového plechu. Měly by mít úhel divergence 25-30 stupňů.
- Vyvrtejte otvory v každé z platforem a budoucích odnímatelných čepelích, například pro šrouby M10-M12.
- Vyrovnejte nože s axiálními plošinami a zajistěte.
Tento držák je vhodnější pro vrtání v husté půdě, téměř výhradně složené z utlačené hlíny. Plošiny pro odnímatelné čepele umožňují použití řezných částí z tvrzené oceli, která je mnohonásobně odolnější vůči deformaci než běžná černá ocel.
Svařování a dokončovací práce
Obecná posloupnost kroků pro výrobu svařovaného vrtáku může být následující:
- označte trubky a ocelové plechy podle výkresu (pomocí stavebního fixu);
- nakrájejte je podle těchto značek pomocí brusky;
- udělejte značky na spojích rukojeti, osy a čepele (osová trubka budoucího vrtáku by měla vstoupit do nově řezaných čepelí bez znatelné námahy);
- pomocí svářečky svařte tyto díly v požadovaném pořadí, přičemž dodržujte výkresové proporce a rozměry.
Konečné zpracování domácího vrtáku je následující:
- Vrták zbrousit – zbavit otřepů, seříznout svary (pokud hrbolky zůstanou). Nástroj, uvedený do pořádku, se snadno používá, nezraňuje ruce a nedrží na kombinéze.
- Nasaďte na rukojeť (pokud je vrtačka ruční) kusy hadice. Konce vodorovné příčky (brány) musí vniknout do hadice silou.
- Ostří řezné hrany. To umožní efektivnější vrtání půdy.
- Po výrobě nástroj nalakujte.
Nejlepší je použít základní nátěr proti korozi, zvláště když materiál (trubky, ocelový plech) není úplně nový.
Jakákoli barva zasychá maximálně do dvou dnů. Produkt je připraven k použití.
Následná péče
Prodlužovací sekce, určené pro hluboké vrtání, se montují před prací a demontují se ihned po jejím dokončení. Všechny šroubové a spojovací spoje vrtačky a přídavných sekcí je vhodné pravidelně promazávat – olej nebo mazivo zabrání jejich vzájemnému „přilepení“. Pokud se vrták dostane do země těsně, pak se jeho ostří a břity očistí od ulpělé hlíny a navinutých kořenů, které výrazně znesnadňují postup nástroje při vrtání.
Vizuální přehled vytváření ruční vrtačky s vlastními rukama můžete vidět v dalším videu.
