На садово-дачных участках регулярно скапливаются ветки, от которых территорию необходимо очищать. Собранные ветки могут служить подпиткой для сельскохозяйственных животных или удобрением, поэтому для повышения производительности участка их нужно обработать, а не выбрасывать. Обработка заключается в измельчении собранных остатков. Своими руками это делать трудозатратно, поэтому дачники и фермеры применяют средства механизации – измельчители.
Принцип работы
Измельчение деревянных остатков происходит при их распиле внутри устройства. В результате получается щепа, опилки, ветки меньших размеров. Для измельчения отходы помещаются в загрузочный канал, а при прохождении через режущие устройства образуются частицы необходимого размера. Размер зависит от типа режущих устройств, мощности двигателя.
На частных садово-дачных участках обычно опадают небольшие ветки, поэтому для их измельчения используют устройства типа щепореза. Для распила крупных веток обычно используют шредеры. Из них нельзя получить мелкие опилки после однократной обработки, необходимо повторно загрузить щепу в измельчитель, если нужны именно мелкие частицы. Крупные ветки обычно распиливают или разламывают на мелкие, чтобы соответствовать размеру допустимой загрузки устройства. Обычно на дачах своими руками изготавливают устройство, способное измельчать ветки диаметром менее 4 сантиметров.
Устройство измельчителя
Конструкция измельчителя состоит из нескольких основных элементов: двигателя, режущего механизма, загрузочной и накопительной емкости. Все элементы соединяются и устанавливаются на жесткую опору с учетом возможных вибраций при измельчении. Наибольшие различия в выборе компонентов проявляются при подборе двигателя и режущего механизма. Эти части влияют на работоспособность измельчителя, остальные – на удобство и безопасность.
Подручные материалы и инструменты, из которых будет собираться измельчитель:
- основные узлы: основание, соединения, корпус, емкости для загрузки и накопления;
- режущие механизмы: ножи, диски, пилы;
- двигатели: электрические, дизельные.
Основные узлы конструкции
Двигатель измельчителя и режущий механизм размещаются внутри листового корпуса – это необходимо для соблюдения безопасной эксплуатации устройства. То же самое относится к загрузочному каналу – его размер должен предотвращать свободный доступ оператора к режущим механизмам. Емкость для накопления обычно подбирается в зависимости от продукта измельчения: для опилок и мелкой щепы понадобится жесткий бак со сплошными стенками или плотный мешок.
Вся конструкция размещается на ножках с большой площадью расстановки для устойчивости. Размещение на ножках обеспечивает необходимую высоту для вертикальной загрузки измельчителя. При конструировании горизонтально ориентированного устройства высота размещения режущей части равна или чуть выше емкости для накопления, чтобы избежать засора.
Режущие механизмы
Самая сложная часть для сборки – двигатель и режущий механизм. Используются разные виды конструкции: приводная, одновальная, двухвальная, дисковая, фрезерная. От числа и типа ножей, а также мощности двигателя зависит производительность измельчителя. Ножи выбирают двух типов:
- фрезерные;
- дисковые.
Фрезерная конструкция заключается в размещении 2-6 ножей из углеродистой стали на вращающемся валу. Для повышения производительности и получения примерно одинаковых измельченных частиц используется связка из двух валов. На фрезерных устройствах обычно из веток получается щепа среднего или мелкого размера. Загрузка веток должна производиться под прямым углом, чтобы избежать застревания. Для избегания засоров необходимо исключить загрузку влажных веток и травы.
Если используется дисковый режущий механизм, то загрузка веток производится под углом. Дисковые пилы используются для получения мелких опилок, которые получаются при быстром вращении механизма. Диски сильнее затупляются, чем ножи, поэтому их необходимо затачивать по мере износа.
Двигатели
На производительность влияют две характеристики:
- число оборотов в минуту;
- мощность.
Обычно для измельчителей используются двигатели, способные обеспечивать 1500 оборотов в минуту. От мощности зависит величина прикладываемого усилия и способность измельчать ветки определенной толщины:
- до 1,5 кВт – ветки диаметром до 2 сантиметров;
- 3-4 кВт – 2-4 сантиметра;
- более 4 кВт – толстые ветки до 7-15 сантиметров.
Для дачных участков обычно достаточно максимальной мощности 4 кВт. Двигатель подойдет от любого устройства с такой мощностью: стиральной машины, газонокосилки, болгарки, мотоблока, триммера. Источники питания для двигателя: электричество или топливо. Электрические бывают с автономной работой от аккумуляторов, а также с подключением к сети. В топливных используется бензин или дизель.
Схемы и чертежи
Перед поиском комплектующих и их сборкой необходимо составить схему или чертеж измельчителя. Это нужно, чтобы избежать ошибок при сборке и работе измельчителя, иначе неправильная эксплуатация приведет к травмам оператора. При составлении схемы или чертежа учитываются все этапы измельчения:
- Загрузка устройства.
- Перемалывание веток.
- Накопление измельченных частиц, а также их изъятие.
Не обязательно оформлять чертеж по стандартам ЕСКД, достаточно правильно отметить расположение элементов и их размеры. По схеме составляется список необходимых комплектующих, а также порядок сборки измельчителя.
Кроме самостоятельного составления чертежа, можно воспользоваться готовым из интернета. Преимущество будет в том, что все нюансы уже продуманы и отражены в схеме. Недостаток заключается в том, что чертеж подготовлен для других параметров: производительности, вида веток. Кроме этого, в готовых чертежах могут оказаться элементы, которых нет под рукой – это удорожит проект.
Материалы и инструменты для сборки
Главный смысл самостоятельного изготовления измельчителя – экономия. Для исключения дополнительных расходов необходимо использовать только предметы, уже находящиеся в собственности, но которые оказались не нужны: трубы, листы, старые электроприборы или инструменты. Еще понадобится небольшое количество вспомогательных крепежных элементов. Из рабочих инструментов пригодятся:
- слесарные: дрель, напильник, лобзик;
- сварочные;
- шлифовальные.
Корпус измельчителя, загрузочный канал и опора изготавливаются самостоятельно из следующих материалов: листового металла, труб или профиля, стальной плиты, крепежей (различные метизы). Обычно трубы, листы и плита соединяются с помощью сварки, а готовые элементы (двигатель, режущая часть) – с помощью болтов. В качестве накопителя подойдет ведро или контейнер.
Сборка рамы
При конструировании и сварке рамы необходимо учитывать несколько факторов, связанных с эксплуатацией. Минимальное необходимое требование – двигатель и режущие элементы должны закрываться корпусом. Это обезопасит работу за счет исключения доступа оператора к работающим ножам, а также возможного урона от разлетающихся щепок.
Место для размещения двигателя и режущих инструментов необходимо дополнительно усилить уголками, металлическими полосами. Усиление необходимо для сохранения целостности конструкции в условиях высокой вибрации при измельчении веток. Для этих же целей в качестве основания используется толстая металлическая пластина, за счет которой снижается центр тяжести, а конструкция становится более устойчивой. По этой же причине ножки из труб или профиля устанавливаются как можно шире.
Для загрузочного канала достаточно будет разрезанных сваренных металлических листов без усиления. Размер должен превышать длину конечности человека, чтобы избежать контакта с режущим механизмом при загрузке.
Порядок сборки измельчителя
Независимо от используемых материалов и инструментов последовательность сборки измельчителя сохраняется для всех видов конструкции. Предварительно необходимо проанализировать доступные инструменты, материалы и расходные элементы, которые могут пригодиться для нового измельчителя. На основании имеющихся частей составляется схема или чертеж измельчителя. При составлении схемы станет понятно, каких материалов не хватает для сборки. После покупки или получения другим способом недостающих элементов можно приступать к сборке.
Сначала собирается рама, к ней крепится двигатель с режущим инструментом. Тестирование на работоспособность лучше провести после окончания сборки, когда будут смонтированы защитные кожухи, чтобы избежать травм. Если проект составлен верно и не было нарушений порядка сборки, то измельчитель будет работать правильно.
Различия в сборке измельчителя проявляются именно на этапе крепления двигателя и подключения к нему режущего механизма. От этих элементов зависит конструкция всего устройства. Это самые дорогие части измельчителя, поэтому при проектировании дачники опираются на имеющиеся устройства, которые можно приспособить под измельчитель. На основании этого выделяются несколько основных групп приборов, служащих основой для самодельного измельчителя:
- дисковые пилы;
- стиральные машины;
- болгарки;
- мотоблоки;
- триммеры.
Кроме этого, за счет комбинации создаются конструкции из двух валов.
Из дисковых пил
Самый распространенный механизм измельчения – разрезание дисками. Для сборки используются дисковые пилы: 20-30 штук на 1 измельчитель. Они располагаются на валу друг за другом, за счет чего заполняется вся ширина входного «кармана». Шаг расположения дисков друг за другом должен соответствовать необходимой величине измельченных частиц. Соседние диски располагаются по диагонали относительно друг друга, чтобы ветки не проскакивали мимо и распиливались под углом.
Из стиральной машины
Главное ограничение при использовании старой стиральной машины – размер бака. Необходимо подбирать режущий механизм, диаметр которого меньше, чем у бака. Из-за этого ограничивается производительность самодельного измельчителя, у стиральных машин обычно небольшая мощность – менее 1 кВт. Ограниченная мощность подойдет только для перемалывания небольших сухих веток или травы.
Для создания измельчителя из стиральной машины нужно установить в барабане ножи на валу, проделать в барабане и корпусе машинки выходное отверстие. Из стиральной машины получается устройство с вертикальной загрузкой: передняя часть машинки с люком – верхняя загрузочная часть. Для накопления и избегания засоров необходимо по углам приварить ножки к машинке.
Из болгарки
Шлифовальная машинка – инструмент, который пригодится в качестве рабочего при сборке рамы, а также в качестве «донора» двигателя и режущего элемента. При поиске или сварке корпуса под болгарку необходимо учитывать, что зубчики не должны касаться стенок. Из болгарки получается самое простое устройство для измельчения веток.
Сборка аналогична той, что использовалась для приспособления стиральной машины. Сначала необходимо проделать отверстия в корпусе (например, в ведре): под вал болгарки – снизу, под выход перемолотых веток – сбоку. Дополнительно сбоку приваривается рукав для контролируемого выхода измельченной щепы. Болгарка крепится снизу (диск сверху) к корпусу, на нее устанавливается режущее устройство. Для работы с ветками диаметром до 4 сантиметров понадобится болгарка мощностью от 3 кВт.
Из мотоблока
Полноценный основной рабочий узел из мотоблока сделать не получится, он выступает только в качестве двигателя. Для этого понадобятся дополнительные элементы: привод, вал. Подойдут такие инструменты как швеллер, рубанок (электрический). Кроме этого, понадобятся подшипники и шкив для работы вала. Измельчитель из мотоблока – одно из самых сложных устройств для самостоятельной сборки. Необходимо будет не только подобрать вращающее устройство, но и соединить его с мотоблоком, а также спроектировать элементы защиты корпуса.
Из триммера
Сборка измельчителя веток из триммера по устройству похожа на аналогичные самодельные изделия из стиральной машины или болгарки. Разница в том, что ручной триммер в несколько раз больше по габаритам, поэтому необходимы дополнительные действия для сборки компактного устройства. От штанги отрезается необходимый кусок посередине, а оставшиеся концы (у двигателя и у режущего устройства) свариваются вместе. Для размещения двигателя создается опора, на которой он ставится прямо на землю. Для изготовления опоры подойдут деревянные материалы: фанера и бруски.
Остальные действия те же, что в других случаях приспособления приборов под измельчитель: создание отверстий под вал и выходной канал в корпусе, закрепление режущего инструмента. Тип двигателя (электрический или бензиновый) не влияет на конструкцию, кроме того, что при размещении на опоре необходимо предусмотреть его питание от электричества или путем заливки топлива.
Двухвальной конструкции
Самая сложная конструкция – двухвальная. В ней используются только дисковые режущие элементы, которые располагаются в корпусе на двух валах. За счет этого измельчитель способен перемалывать крупные ветки: сначала он их затягивает, а под силой дисков с двух сторон крупные куски измельчаются. Конструкция аналогична дисковому измельчителю, который дополняется вторым валом.
Расположение дисков выбирается в шахматном порядке и по диагонали, чтобы полностью исключить засор и трение дисков друг об друга. По аналогичному принципу работают шредеры: в них размещаются лезвия в несколько валов, которые раздавливают и разрезают поступающее сырье.
Техника безопасности при работе с измельчителем
Источниками опасности в работе измельчителя выступают: режущее устройство, разлетающиеся измельченные частицы, сама конструкция. Режущее устройство представляет опасность в случае свободного доступа оператора к эго элементам. Попадание конечностей человека в работающие ножи предотвращается за счет закрытия кожухом этой части конструкции.
Дополнительная мера защиты – установка загрузочного канала, длина которого превышает размер конечностей человека, чтобы физически воспрепятствовать намеренному или ненамеренному проникновению к режущим устройствам. Кроме этого, при работе необходимо соблюдать простое правило: отключать источник питания, если измельчитель не работает. Это поможет избежать травм при очистке режущего устройства, если, например, оно работает по факту прикладывания усилия.
Кожух вокруг режущего устройства убережет не только от резаных травм, но и от летящей щепы. По этой же причине выходной канал тоже необходимо делать в виде закрытого кожуха, чтобы измельченные частицы упорядоченно попадали в накопитель. Сама конструкция представляет опасность в случае разрушения, которое возникает из-за недостаточного крепления или излишней вибрации. Избежать разрушения можно с помощью усиливающих элементов: жесткого основания, уголков, металлических полос.
