Механический колун на пружине размеры чертежи: чертежи и инструкция по сборке колуна для колки дров. Размеры и другие параметры механизированных самодельных моделей

Эволюция дровокола

Самым трудоёмким из этих процессов, является расколка чурок на поленья. Единственное орудие, позволяющее колоть дрова – это дровокол. Издревле на Руси дровоколом был молодой мужчина, самостоятельно коловший дрова для своей печки посредством топора или колуна.

Когда мужчине двадцать, тридцать или даже сорок лет, он легко справляется с этой задачей. Размахнись рука, раззудись плечо. К пятидесяти годам, даже втянутому в физический труд человеку, размахивать колуном становится тяжеловато, и он начинает задаваться вопросом: как сделать дровокол и облегчить свой труд, создать особое приспособление для колки дров, назначив его дровоколом вместо себя? Читайте также: как установить водостоков своими руками.

Обзавестись дровоколом сегодня совсем несложно. Взял да и купил, благо производят их крупные компании, гарантирующие шикарные функциональные возможности этих машин. Однако сельский житель нашей Родины не располагает достаточными средствами для его приобретения.

Наш человек – от рождения «Кулибин» — ему достаточно посмотреть на фото дровокола сделанного своими руками кем-то другим, чтобы самому загореться этой идеей и сделать это полезнейшее приспособление самостоятельно.

Существует несколько видов механических дровоколов: ручные, конусные, пружинные. Все они в большей или меньшей степени облегчают процесс расколки дров.

Два кольца, два конца, а посередине лезвие

Простейший ручной дровокол предназначен не столько для облегчения труда, сколько для того, чтобы как-то обезопасить этот труд. Делается он достаточно просто: сваривается круглая железная рама диаметром примерно 25 сантиметров или чуть больше.

Внизу делается металлическое основание, в котором сверлятся отверстия для крепления. Сверху устанавливается железное кольцо диаметром 25 см. Между опорами закрепляется направленное вверх лезвие и приваривается к основанию.

Многочисленные фото самодельных дровоколов такого типа встречаются повсюду в сети и не вызывает особого вдохновения у наших самоделкиных Процесс расколки дров в таком дровоколе напоминает расколку дров топором или колуном.

В кольцо вставляется чурка и устанавливается на лезвие. Для того чтобы её расколоть, нужно просто ударить по ней сверху кувалдой. Конечно, никакой экономии физических усилий, в данном случае не получается, но, поскольку махать приходится не остро отточенным лезвием топора или конусом колуна, а обычной кувалдой, труд становится намного безопаснее.

Дровокол с пружинным механизмом

Несколько более совершенную пружинную конструкцию имеют другие простейшие механические дровоколы, они обеспечивают не только безопасность пользователя, но и значительно облегчает его труд.

Делается пружинный дровокол из бросовых материалов, его изготовление по силам, практически любому мужчине, у которого руки растут от туда, откуда надо. Механизм дровокола состоит из подвижных и неподвижных частей.

Неподвижная часть механизма

Его неподвижной частью является основа, изготавливаемая из стального швеллера, к нему вертикально под углом 90 градусов приваривается неподвижная металлическая опора – такой же швеллер.

Для придания конструкции большей прочности внизу опору с двух сторон укрепляют ещё и стальным уголком в виде распорок.

После чего к нижней части опоры на уровне крепления уголков приваривается площадка с приваренным к ней обрезком трубы таким образом, чтобы угол между площадкой и основанием составил 90 градусов.

Подвижная часть

Далее идёт конструирование подвижной части дровокола. Сверху к основе на шарнире прикрепляется подвижная стальная балка. С одного конца балки внизу так же приваривается обрезок трубы. Обрезки труб на площадке внизу опоры и снизу балки в верхней части опоры должны находиться точно напротив друг друга.

Между ними устанавливается автомобильная рессора, которая удерживается в нужном положении обрезками труб, располагающимися сверху и снизу напротив друг друга.

С другого конца балки приваривается острый металлический клин, направленный вертикально вниз и горизонтально направленная ручка. Сверху над клином приваривается утяжелитель, в качестве которого можно использовать всё что угодно, например, обрезок ржавого рельса.

Принцип действия

Принцип действия этого механизма прост. Автомобильная рессора удерживает балку дровокола в исходном положении. Под клин дровокола устанавливается чурка, которую нужно расколоть. «Оператор» дровокола резко нажимает на ручку, двигая её вниз. Под действием мускульной силы человека, умноженной на массу утяжелителя, клин раскалывает чурку пополам. После этого ручка отпускается, балка под действием рессоры возвращается в исходное положение.

Простые дровоколы с ручным приводом в одну человеческую силу намного эффективней обычного топора или даже колуна, но всё же недостаточно производительны.

Дровокол типа «морковка»

Другое дело дровокол, оснащённый электроприводом или двигателем внутреннего сгорания. Разновидностью таких агрегатов являются конусные дровоколы, которые сегодня запущены в серийное производство на многих предприятиях.

Тем не менее, вряд ли стоит тратить деньги на то, что можно сделать своими руками из подручных материалов. Для этого нужно всего лишь пара шарикоподшипников, пара опор карданного вала, собственно карданный вал и шкив.

Изготовление морковки

Любые из этих деталей легко найдёт почти каждый человек в своём гараже. Иное дело, конус или так называемая морковка, изготовление её требует квалификации токаря и высококачественной стали. Цилиндрическая заготовка должна иметь длину не менее 15-20 см. и диаметр 5-6 см. Конус должен иметь угол 30 градусов. На конус наносится резьба глубиной 2 мм. и шагом 7 мм.

Во внутренней части конуса необходимо выточить достаточно глубокую полость и просверлить два три отверстия на той части заготовки, где нет резьбы, с нанесённой на них внутренней резьбой.

Сборка дровокола

После этого можно начинать сборку «морковного» дровокола. Подшипники устанавливаются в опоры кардана и привариваются к ним. Карданный вал вставляется в подшипник одной из опор, затем на него надевается втулка, которая должна играть роль защиты вала от мусора, затем на вал надевается вторая опора с шарикоподшипником, до упора во втулку.

Затем на один из концов карданного вала надевается конус и закрепляется на нём болтами. Другой конец вала плотно насаживается на шкив, который закрепляется на карданном вале гайкой.

Опоры шарикоподшипников прикрепляются к станине, под которой устанавливается электромотор, соединённый с дровоколом посредством ремённой передачи. Для снижения количества оборотов «морковки» рекомендуется использовать редуктор.

Данная модель дровокола достаточно эффективна и имеет только один существенный недостаток: при раскалывании берёзовых чурок, он плохо справляется с берёзовой корой. Его недоработки приходится исправлять обычным топором или колуном.

Фото дровокола своими руками

Пост опубликован: 26.11

Самодельный колун для дров – приспособление для колки своими руками

Необходим ли колун для дров, если в хозяйстве имеется топор? Автономное отопление, использующее древесный материал, до сих пор является приоритетным в тех населенных пунктах, где отсутствует магистральный газ и возникают перепады электроэнергии. Колун для дров отличается от топора функциональной нагрузкой. Если топор способен в значительной степени оттачивать деревянную деталь, то колун – идеальный способ для получения грубого чернового контура.

Примечание: Простыми словами, расколоть полено на несколько крупных частей за один удар гораздо проще, используя такой приспособление, как колун. Его можно изготовить своими руками.

Виды и особенности

Различаются колуны для дров на два основных типа:

• механический;

• с электроприводом.

Механический колун, который имеет ручной привод, несложно сделать своими руками. Чертежи его просты, а принцип работы заключается в упрощенных механических движениях.

Работа механического колуна с пружиной

Самодельный колун состоит из:

• металлического клина;

• пружинного механизма.

Настраивается такой колун регулированием пружины. Изменяя ее положение, уменьшая или увеличивая расстояние до рабочего клина, можно обрабатывать поленья разной длины. Колун с ручным приводом используется вместе с твердым основанием. На него устанавливается полено, а работник, поднимая вверх колун, с небольшим усилием опускает на материал, раскалывая его.

Именно клин играет роль «раскалывателя». Пружина позволяет механизму возвращаться в исходное положение для следующей партии дров. Главными вспомогательными силами в работе механического колуна являются: сила тяжести и упругости стального клина.

Большое преимущество приспособления перед стандартным топором заключается в снижении нагрузки на работника при раскалывании дров. Это в значительной степени оптимизирует работу, позволяет за один и тот же промежуток времени расколоть больше поленьев, чем при аналогичных действиях топором.

Электрический или колун с электроприводом еще больше облегчает задачу работнику. Основная функциональная деталь, после запуска электродвигателя, постоянно вращается. Оператору остается только устанавливать новую партию поленьев для раскола.

Рабочая деталь такого механизма – конус с определенным углом. Он имеет винтовую нарезку. В процессе вращения, благодаря спиралевидному конусу, элемент беспрепятственно входит в древесину. Работающая деталь в буквальном смысле разрывает волокна древесины, что упрощает расколку.

Электрический колун для дров имеет также рабочий вал и рубящий наконечник. На концах вала имеются пазы, в которые устанавливается шкив ременной передачи. Вал крепится к станине благодаря двум креплениям с подшипниками. Однако есть чертежи упрощенного механизма, где показан прямой монтаж конуса на вал.

Примечание: В тех случаях, когда возможен перепад напряжения или перебои в поставке электроэнергии, приспособление можно оснастить двигателем внутреннего сгорания с цепной передачей. Очень важно при работе с таким устройством знать, что на конус, при его вращении, поленья можно подавать только вертикально.

Электрический колун с двигателем от стиральной машины в действии

Гидравлика

Еще одним видом механического колуна является гидравлический дровокол. Его принцип работы основан на использовании энергии сжатой жидкости. В этом случае давление передается рабочему поршню через жидкость. Он, в свою очередь, оказывает давление на бревна.

При изготовлении такого колуна своими руками важно обратить внимание на станину. Она должна быть сделана из стального швеллера с толстыми стенками. По ней будет осуществляться ход поршня с режущим элементом. Применение такого механизма позволяет за один ход получить расколотые бревна на несколько частей. Важно при таком способе кола обзавестись дополнительными направляющими.

При выборе гидравлического колуна для дров важно обращать внимание на максимальную длину обрабатываемого полена (она должна быть до 63 см) и усилие давления (до 9 т). При таких параметрах устройство с легкостью за 2 секунды раскалывает полено в 40 см диаметром.

Винтовая передача

Еще один тип устройства, который использует передачу винт-гайка. Принципом работы такого приспособления является преобразование вращательного движения винта в поступательное движение гайки. Устройства даже небольшого размера дают возможность при минимальном физическом усилии раскалывать поленья на несколько частей.

Винтовой дровокол может быть нескольких типов:

• бытовые – чаще всего встречаются в частных домах; могут быть мобильными, если каркас снабжен осью с парой колес;
• промышленные – это целые комплексы, которые используются на пилораме и требуют профессионализма в обращении.

По типу установленного привода винтовые устройства делятся на:

Электродровокол способен работать от двух типов сетей: одно­- и трехфазной. Так как провести на участок три фазы – достаточно дорогостоящее мероприятие, большинство потребителей выбирает модели на одну фазу.

По типу резьбы винтовой дровокол может быть:

• с метрической резьбой – имеет меньшую надежность, так как данный тип резьбы быстрее истирается, есть риск соскакивания полена;
• с упорной резьбой – благодаря достаточной форме и остроте она хорошо врезается в дерево, является более долговечной.

Цены на колуны для дров зависят от их типа. И, естественно, с приводами устройства дороже. Тип двигателя также влияет на стоимость. В среднем колун с двигателем внутреннего сгорания дороже электрического на 15%.

Выбор

Самыми важными нюансами при выборе удобного колуна являются:

1. Материал ножа. Данная деталь должна изготавливаться из закаленной стали. Такой элемент прослужит очень долго.
2. Безопасность. Качественное оборудование должно быть оснащено двухрычажной системой, которая будет осуществлять блокировку. Это минимизирует риски травмирования при использовании колуна. Работник удерживает рычаги руками, отпуская один из них, устройство останавливается.
3. Упор. Самыми удобными агрегатами будут те колуны, в которых установлен регулированный по высоте упор. При изготовлении приспособления своими руками на эту деталь также важно обращать внимание. При такой настройке расколка дров будет происходить с минимальными нагрузками для человека, а значит, с большей производительностью.
4. Удобство. Если колун изготавливается своими руками, работник имеет возможность подогнать все параметры под личный комфорт. Если же оборудование приобретается, стоит обращать внимание на возможность его передвижения и удобство использования.

В заключение остается добавить, что своими руками проще всего сделать устройство для колки дров, используя слегка заостренный стальной клин и деревянную ручку. Но если предстоит значительный объем, например, заготовка на зиму, тогда своими руками либо приобретать устройство для колки дров нужно в полном комплекте и желательно с приводом.

Тестирование колуна в условиях российской зимы

как сделать пружинный механический дровокол своими руками по чертежам

Слесарно-монтажный инструмент

Колун – полезный в хозяйстве инструмент, позволяющий расколоть большое количество древесины для зимнего отопления и многих других бытовых нужд. Если объемы заготавливаемой дров незначительные, то можно воспользоваться ручным приспособлением. Однако, если предстоит подготовить к распилу большое количество дров, то лучше всего применить дровенщик пружинного типа. Его использование позволит получить одинаковые поленья в достаточно больших количествах, сэкономив свое время и силы.

1

На самостоятельную сборку приспособления для раскалывания древесины уйдет немало сил, времени и средств. Поэтому, чтобы исключить ошибки, перед началом изготовления самодельного дровенщика следует изучить преимущества и недостатки наиболее распространенных видов инструментов для колки дров.

Один из самых популярных видов инструментов – пружинный дровенщик. В число его основных преимуществ входит простота в сборке и практическом применении. Такой механический агрегат обладает достаточно высокой производительностью, что позволяет успешно использовать его для заготовки средних и больших объемов древесины.

Среди основных достоинств электрического дровокола эксперты выделяют высокую мощность и простоту в эксплуатации. Такие дровенщики зачастую используют дачники, которые нуждаются в периодичной заготовке большого количества поленьев. При необходимости электрическое оборудование можно сделать переносным, установив на него аккумуляторные батареи.

Ручной колун для дров. Такое приспособление для раскалывания древесины обладает самой простой конструкцией, из-за чего его легче всего сделать своими руками. Вместе с тем такой топор обладает минимальной производительностью, из-за чего подходит исключительно для заготовки небольших объемов древесины.

2

Для изготовления пружинного дровенщика потребуются чертежи. В них должны быть указаны размеры основных деталей и место их монтажа в конструкции.

Перед изготовлением оборудования понадобится подготовить следующие материалы:

• уголки из закаленной стали;
• 2 стальных швеллера;
• металлическая пружина с высокой мощностью – подойдет рессора от автомобиля;
• пластина, играющая роль режущего ножа, – ее можно заменить лезвием от обыкновенного ручного топора;
• шарнирный механизм;
• утяжелитель;
• труба, диаметр которой будет чуть ниже диаметра используемой пружины.

После подготовки всего необходимого для работы можно приступать к изготовлению приспособления. Порядок сборки пружинного агрегата выглядит следующим образом:

1. 1. Один из швеллеров используется в качестве основания, второй приваривается к нему в перпендикулярном положении;
2. 2. После этого необходимо подготовить площадку для монтажа пружины – место для установки следует очистить от пыли и обезжирить;
3. 3. К основанию следует приварить трубу и уголки, выполняющие функцию распорок;
4. 4. При помощи болгарки на балке делается небольшой вырез, который потребуется для крепления конструкции к основанию;
5. 5. Балка приваривается, после чего ее потребуется навесить с шарнирным механизмом на опору;
6. 6. В заранее подготовленное посадочное место необходимо установить пружину и закрепить валун на поверхности подвижной балки;
7. 7. К верхней части валуна приваривается утяжелитель.

После окончания сборки самодельный дровенщик потребуется покрасить, а также нанести на поверхности его деталей автомобильное антикоррозийное средство. При эксплуатации пружинного дровенщика необходимо постоянно следить за тем, чтобы внутрь его шарнирной части не попадали опилки и мелкий мусор, В противном случае движущиеся детали оборудования могут заклинить, и чтобы устранить неисправность, агрегат потребуется разбирать.

3

Ручной инструмент для раскалывания дров подходит в случаях, когда необходимо заготовить небольшое количество древесины. Полено для применения такого приспособления должно обладать толщиной не более 20 см. Для изготовления топора потребуется подготовить следующие материалы:

• толстый стальной лист, размерами 15×60 см и толщиной 1 см – он понадобится для изготовления режущего лезвия;
• стальная пластина, размерами 20×30 см и толщиной не менее 5 мм – из нее нужно сделать основание для колуна;
• стальной прут с квадратным или круглым сечением, длиной 3 м и диаметром 2 см.

Схема и последовательность действий при изготовлении ручного инструмента максимально просты и понятны. Порядок сборки инструмента выглядит следующим образом:

1. 1. Для начала потребуется разрезать толстый стальной лист на 3 куска, первых из которых должен составлять 15×30 см, а 2 последующие – 15×15 см;
2. 2. Полученные части нужно заточить, но только с одной стороны. После этого они привариваются к металлическому основанию в форме креста;
3. 3. Используемый прут необходимо разрезать на 2 части – одна из них должна иметь длину 1 м, а вторая – 2 м. Первый кусок потребуется приварить к боковой части основания, а второй – в перпендикулярном направлении к нему;
4. 4. Второй кусок прута необходимо согнуть в окружность и приварить к первому на высоте около 30 см.

Готовый инструмент можно использовать для раскалывания дров. При эксплуатации колуна его режущую часть потребуется регулярно затачивать. Для этого понадобится использовать болгарку с мелкими абразивными кругами.

4

Еще один вариант, не требующий больших финансовых затрат и специальной подготовки, – это сборка электрического дровенщика. При работе такой колун раскалывает древесину под действием электрического мотора, который через ременной привод передает крутящий момент на режущий элемент агрегата.

Главное условие при монтаже и использовании электрического дровенщика – выбор подходящего места. Для этого следует подобрать какую-либо возвышенность, а под сам агрегат необходимо подстелить плотный резиновый коврик, который будет гасить создаваемые электрическим двигателем вибрации и защищать мотор от промокания.

Важный фактор – это выбор двигателя для изготовления оборудования. Он не только должен обладать достаточной мощностью, но и иметь определенный ее запас, в противном случае агрегат не справится с раскалыванием крупных поленьев из твердых пород древесины. На практике для бытового использования хватает дровенщика с электрическим двигателем мощностью 3–3,5 кВт.

Помимо плюсов, такой агрегат имеет определенные недостатки. Его можно использовать только на участке, рядом с которым есть источник электрической энергии. Кабель дровенщика должен обладать ресурсом, чтобы выдержать высокие нагрузки. В связи с этим для эксплуатации следует выбирать медную проводку с крупным сечением. Работать с электрическим колуном можно только в сухую погоду, так как попадание влаги на детали мотора неминуемо приведет к короткому замыканию.

Для продления сроков эксплуатации сделанного электрического оборудования следует регулярно затачивать его режущий элемент. В противном случае при работе с незаточенным лезвием будет создаваться дополнительная нагрузка на привод, что приведет к его перегреву и поломке.

Механический дровокол своими руками – как сделать самостоятельно, чертежи, схемы, инструкция по сборке, фото

Механические дровоколы – это механизмы, с помощью которых без особых усилий можно рубить дрова. Как сделать механический дровокол своими руками, мы разберем ниже.

Существует несколько видов механических дровоколов:

• пружинные;
• гидравлические;
• электрические.

Пружинные дровоколы

Пружинный дровокол – простейший тип механического дровокола. Он оснащен ручным приводом, поэтому приходится физически работать рычагом. Чтобы собрать самодельный механический пружинный дровокол своими руками, вам потребуется металлическая рама, рычаг на шарнире, пружина и колун.

План самостоятельной сборки пружинного дровокола:

1. Сооружается металлическая основа в виде буквы «Г».
2. К нижней части основы у угла крепится базовая опора с перпендикулярной трубой.
3. Сверху к основе на шарнире приделывается рычаг, у которого с одного конца приварена труба.
4. Труба на рычаге должна быть установлена напротив трубы базовой опоры.
5. Между этими трубами крепится пружина.
6. С другого конца рычага устанавливается колун с утяжелителем.

Этот вид дровокола хоть и считается самым простым, но травмоопасность никто не отменял. Встречаются случаи, когда страдают пальцы, ведь необходимо одной рукой подставлять чурки, а другой давить на рычаг.

Гидравлические дровоколы

Гидравлический дровокол – самый дорогой в изготовлении механизм для колки дров. Он оснащен двигателем, который может работать за счет топлива. Собрать гидравлический дровокол сложно, необходимо иметь чертежи и владеть навыками работы с двигателями. Помимо двигателя, понадобится металлическая основа, насос, гидроцилиндр, толкатель, бак с маслом, колун в виде конуса и блок управления.

План самостоятельной сборки механического дровокола своими руками:

1. Найти чертеж-схему.
2. Соорудить основу, при желании ее можно сделать мобильной с помощью колес.
3. С одной стороны основы в соответствии с чертежом укрепить в такой последовательности: гидроцилиндр, двигатель, насос, бак с маслом, толкатель.
4. С другой стороны установить колун.
5. Подключить блок управления к двигателю, помнить о заземлении.

Гидравлические дровоколы сложные в установке и дорогостоящие, но очень простые в использовании. Процесс колки поленьев занимает минимум времени.

Электрические дровоколы

Электрический дровокол – винтовой или реечный механизм, который работает с помощью электроэнергии. Он действует по такому же принципу, что и гидравлический дровокол. Чтобы самостоятельно собрать его, вам понадобится металлическая основа, рейки, электромотор и редуктор.

Подробности изготовления механического дровокола с электромотором:

1. Найти в интернете чертеж для сборки.
2. На основу с одной стороны крепится электромотор и редуктор.
3. Устанавливаются рейки на шарнирах, чтобы по ним мог ездить толкатель.
4. На другом конце основы перпендикулярно крепится стальной нож.

Электрические дровоколы удобные в использовании. Часто их приобретают для домашнего использования, так как они мобильны, а детали в них не такие дорогие, как в гидравлических вариантах.

Ручной дровокол

Не у всех есть возможность сделать самостоятельно механический дровокол, не говоря уже о покупке нового. Изготовление сложное и дорогое, занимает много времени. Необходимы специальные навыки. Поэтому самым простым и удобным остается традиционный ручной топор или ручной дровокол с полукольцом. Дровокол выигрывает у топора по следующим критериям:

• Требует меньшей физической нагрузки.
• Удобнее в использовании – полено не падает, щепки не летят в стороны.
• Менее травмоопасен.
• Работа занимает меньше времени.
• Мобильный и эстетичный.

Главное правило – подобрать удобный и крепкий инструмент. Самым универсальным считается ручной дровокол с полукольцом. В нашем магазине есть серьезный выбор дровоколов Kolundrov, которые облегчат заготовку дров и удовлетворят все ваши требования.

Делаем дровокол своими руками – чертежи, схемы, инструкция

Заготовка топлива для отопления дома в зимний период является важным и ответственным мероприятием. Много сил отнимается во время ручной рубки дров. Чтобы ускорить и облегчить процесс, хозяева зачастую максимально механизируют операции. В частности можно изготовить для домашнего пользования дровокол своими руками. Покупка такого аппарата потребует существенных финансовых затрат, а самодельный дровокол обойдется дешевле и будет оптимизирован под конкретные условия использования.

Качественное горение поленьев в твердотопливной печи зависит не только от породы дерева, но и от физических параметров поленьев, к которым относится:

• длина заготовки;
• диаметр полена;
• форма.

Чрезмерно толстые заготовки будут долго разгораться и могут даже не полностью перегореть. Слишком маленькие и тонкие дрова быстро перегорят, не отдав достаточное количество тепла помещению. В подобной ситуации выручит собранный дровокол своими руками, чертежи, фото, инструкции для которого готовятся заранее.

Классификация оборудования

Перед тем, как сделать дровокол гидравлический своими руками либо в гаражных условиях собрать механический дровокол своими руками, стоит определиться с типом конечного устройства. В каждой конструкции имеются свои достоинства и недостатки. Однако, подобное устройство для колки дров окажется более выгодным в финансовом плане, чем приобретенное в строительном магазине.

По типу установки заготовки оборудование делится на две группы:

• Горизонтальный тип. Бревно укладывается на станину горизонтально и перемещается вдоль своей оси по направлению к рабочему инструменту. Готовый самодельный аппарат может быть разработан с обратным действием, когда сама режущая часть внедряется в неподвижное зафиксированное бревно.
• Вертикальный тип. В заготовку режущая часть входит вертикально. При данном позиционировании требуется фиксация бревна. В некоторых случаях это делается руками либо специальными приспособлениями.

Вертикальный и горизонтальный дровокол

• Комбинированный тип. Встречается достаточно редко в самодельных схемах. Востребован в промышленных условиях на деревообрабатывающих предприятиях.
• Выбирая способ, как сделать дровокол своими руками, необходимо подбирать тип привода для оборудования:
• За счет работы бензиновых или дизельных аппаратов. Такие варианты являются наиболее распространенными из всех автономных самоделок. Они являются высокоэффективными и благодаря своей мобильности могут использоваться максимально близко к источнику сырья.
• Дровокол механический является достаточно надежным оборудованием и применяется в случае выполнения относительно небольшого объема работ. Самодельный механический агрегат нуждается в небольшом количестве материалов, что является его преимуществом перед остальными типами конструкций.

Колун «Исуповский дракон»

• Дровокол ручной своими руками на электротяге является стационарным. Однако, при подобной схеме исполнения пользователь получит менее производительное устройство.

Ключевым элементом в конструкции любого агрегата, включая гидравлический дровокол, изготовленный своими руками, является форма колуна – рабочей части станка. Колун бывает следующих форм:

• Клиновая форма. Клин врезается с большой скоростью между деревянными волокнами и расщепляет заготовку на две части.

Клин буквально просверливает бревно и разделяет его на отдельные фрагменты

• Крестообразная форма. Для работы аппарата требуется большое усилие, чтобы войти между волокнами и поделить заготовку на четыре и более частей.
• Винтовая (конусная) форма. Рабочая часть с нарезанным винтовым профилем на конусе вкручивается между волокнами и расщепляет таким образом заготовку.

Разновидности приспособлений

Перед тем, как приступить к работе, желательно определиться с видом оборудования, которое классифицируется по нескольким признакам:

• наличие двигателя – это могут быть пружинные колуны, независимые от электричества, гидравлика, бензиновый или электрический агрегат;
• собственно конструкция – вертикальная, горизонтальная, смешанного типа, реечная или конусная;
• способ раскола дров – с помощью винтовой пары, по принципу шурупа, воздействие пневматики или гидравлики.

Самый простой дровокол состоит из стационарного стола, консоли и стойки.

Простой и недорогой вариант – механический раскалыватель, он может быть как ручным, так и ножным

Для работы конусного агрегата понадобится уже двигатель с соответствующим оснащением, приводной вал и рабочий орган, соединенный с механизмом цепью или ремнем передачи.

Винтовой не колет двора, но разбуравливает их по принципу шурупа.

Для нормальной работы реечного дровокола нужны двигатель, приводной вал, цепная или ременная передача, шестерня и рейки. По самостоятельной сборке это сложная конструкция, принцип работы которой сводится к преобразованию крутящегося вала в последовательное движение рабочей части.

Реечный работает за счет поступательного движения рейки, которая и разрубает бревно

Если речь идет о небольшом объеме деревянного топлива, то с этим справится простая конструкция – механический или гидравлический дровокол. Помимо того, что сама сборка не требует исключительных знаний, они легко разбираются и работают без двигателя и сложной оснастки. Такого объема хватает для камина, бани, которой пользуются изредка, и дружеских посиделок у костра. Если же нудно заготовить дрова для отопления дома зимой или для нормальной работы теплицы на печном отоплении, механики будет недостаточно. Для этих целей покупают, как правило, бензиновые или электрические дровоколы.

Удобнее всего разделывать дрова на вертикальной установке

Механический пружинный аппарат

Наименее затратной в изготовлении является механическая схема. Усилие в ней формируется за счет пружины. Станина из металлических квадратных профилей базируется в это время на горизонтальной плоскости. Торец заготовки упирается в расположенный внизу колун.

Схема механического колуна с пружинным механизмом

Механический дровокол

Устройство состоит из нескольких элементов:

• консоль;
• опорный стол;
• стойка.

ВИДЕО: Очень простой, но эффективный механический колун

Винтовые колуны

В последнее время весьма популярными стали агрегаты с конусной винтовой рабочей частью. Это связано с относительной простотой их изготовления и удобным обслуживанием. Подобная конструкция требует предварительного составления подробной схемы, чертежа либо образмеренного эскиза.

Принцип работы винтового колуна

Составными элементами ручного дровокола такого типа являются:

• станина, сваренная из строительного металлического профиля и листового железа;
• силовая установка в виде мотора на электротяге или жидком топливе;
• привод цепной со звездочками и цепью или ременной со шкивами и ремнем;
• вал с винтовым конусом, закрепленный в подшипниках качения;
• упор для заготовки.

Конус изготавливается из стали марок ст45 или 40Х. Желательно готовое изделие закалить, чтобы придать ему необходимую твердость.

Чертеж ножа дровокола

В процессе изготовления и сборки необходимо руководствоваться некоторыми правилами безопасности:

• категорически запрещено по правилам безопасности использовать насадку напрямую с мотором без понижающего редуктора, которым обычно вступает цепной привод или установленный редуктор с шестернями;
• монтаж электрического блока должен проводиться в соответствии с основами безопасности;
• для ременной или цепной передачи требуется защитный кожух, чтобы предотвратить захватывание приводом обшлага рукавов и пр.;
• оптимальной является скорость вращения рабочей части около 250 об/мин;
• опоры вала предпочтительней крепить не сваркой, а винтами.

Схема винтового электрического дровокола

Чтобы повысить мобильность изобретения, стоит установить всю конструкцию на колеса. При этом необходимо позаботиться о наличии тормозной системы. Стоит учитывать, что при значительном снижении скорости вращения уменьшается производительность оборудования, а повышение сказывается на безопасности.

Как сделать гидравлический дровокол

Внутри гидроцилиндра рабочие жидкости способны создавать существенно большие усилия, чем это возможно для винтовых пар. В связи с этим нередко данное оборудование применяется в качестве толкателя заготовки к колуну.

Самодельный гидравлический колун

Чтобы в домашних условиях сделать самодельный гидравлический дровокол с минимальными затратами, можно использовать для данных целей гидродомкрат.

Схема реечного дровокола

Принцип работы такого устройства заключается в том, чтобы на стационарно установленное лезвие надвигать деревянную заготовку. Для этого гидравлический толкатель перемещается по направляющим из швеллеров к ножу.

Преимуществом данной конструкции перед электрической схемой является то, что во втором случае электропривод будет толкать пенек даже при высоком сопротивлении, что способно привести к сгоранию мотора. Гидравлика наращивает силу постепенно и во время достижения значительного сопротивления может оставаться на месте, не ломая конструкцию и не причиняя иного ущерба станку.

Большинство гидравлических аппаратов работает в горизонтальном виде, однако, принципиальная схема обоих типов является одинаковой. Развиваемое усилие составляет около 3-5 т и зависит от используемого цилиндра. Для бытовых условий данной мощности вполне хватает. Считается, что такой тип является более эффективным, чем винтовая конструкция.

ВИДЕО: Как сделать колун своими руками

Spring Assist Планы ручного делителя бревен

Ручной дровокол с пружинным механизмом спроектирован для сборки из материалы, найденные вокруг вашей мастерской, двора металлолома и запасных частей для автомобилей дилер.

Главный компонент, благодаря которому этот разветвитель становится простым в использовании это автомобильная пружина, которая снимает вес с раскалывающего рычага, позволяя оператор выполняет действия по раскалыванию с меньшими усилиями, чем кувалды и топоры.

Как собрать ручной дровокол с пружинным механизмом

Эта конструкция ручного делителя бревен позволяет регулировать рабочие параметры. высота через болт рессоры.нажмите фото

Как регулируется подпружиненный дровокол

Болт пружины можно затянуть, чтобы поднять рычаг, или ослабить, чтобы опустите стрелу на нужную рабочую высоту для каждого оператора и для различных высота бревна.

Фиксированный верхний опорный элемент обеспечивает фиксированную точку раскоса, которая позволяет шарнирные точки на расколочном рычаге и удерживать нижнюю пружину рычаг регулируется по высоте и высоте бревна.

Режущая головка изготовлена ​​из прочной тяжелой стали и дерева. клин разделителя, используемый для проникновения в бревно для раскалывания.

Вес колющей головки – это мышца, стоящая за доминирующей сила, возникающая, когда оператор тянет его вниз.

Пружина отбрасывает режущую головку вверх для еще одного удара. при необходимости расколоть.

Как видно на иллюстрации ниже на YouTube, этот механический тесак конструкция состоит из штатива и тяжелой разделительной головки, вес которой составляет примерно 75 фунтов.Вся рука с тесаком играет на сопротивлении пружина, поскольку сопротивление уменьшается для хода вверх для сильного инсульт вниз.

Вы можете использовать этот сплиттер с ручным приводом и пружиной из подержанного автомобиля. весь день и без усталости рук. В зависимости от жесткости пружины, которую вы выберете, более жесткую пружину следует переместить ближе к подставке, чтобы получить соответствующую частоту качания и сопротивление.

Опциональный пружинный дровокол для установки на пень

Этот план конструкции подпружиненного дровоколеса позволяет устройству устанавливается на пень для обеспечения надежной и надежной работы.

В этой конструкции пружину можно отжимать назад или вперед на опоре. пластины для регулировки высоты раскладывающего рычага.

Эта система устраняет большую часть громоздкой стали, необходимой для штатива. конструкция системы, показанная выше.

Благодаря возможности прикрепить этот пружинный дровокол к пню, его можно настроить и оставить для использования при необходимости, не занимая при этом слишком много времени. много места во дворе.

CAD Руководство по проектированию Spring Assist Log Splitter Plan

Вот еще один набор чертежей САПР для пружинного механизма. разделитель бревен с колесами для переноски. Это позволяет пользователь может легко перемещать его туда, где находится его штабель дров.

После перемещения на место большое бревно помещается под колку. головка для стола разделения рабочей высоты. Затем остальные журналы помещаются на Кроме того, дровокольный рычаг настроен на конечный дровокол рабочая высота.

В этой конструкции механического дровокола пружина действует как помощник как противовес, чтобы вы могли легко и быстро без с большим усилием сдвинуть руку, чтобы колоть дрова.

Для недорогого ручного делителя бревен это один лучших конструкций для экономии энергии оператора. Сравните это с топор, кувалда или разветвитель столбов, и вы найдете свою продукцию дров намного проще с устройством, подобным этим выше.

Как выбрать скалыватели волокна? – Fosco Connect

Содержание

У нас есть в наличии скалыватели волокон всех основных производителей. Закажите здесь!

Для чего нужен скалыватель волокон?

Когда нам нужно соединить два оптических волокна вместе, мы обычно используем механическое соединение или соединение сплавлением.

• Соединитель механический
• Соединитель для оптоволокна

Оба метода нарезки оптического волокна требуют, чтобы концы волокна имели гладкую торцевую поверхность, перпендикулярную (90 °) оси волокна, как показано ниже.

И скалыватель оптических волокон – это инструмент, чтобы разрезать (называемое скалыванием в волоконно-оптической промышленности) волокно таким хорошим способом.

Как расколоть оптоволоконный кабель?

В процессе раскола хрупкое стекловолокно разрушается контролируемым образом, как показано ниже.

1. Волокно удерживается растягивающим напряжением
2. Поверхность волокна поцарапана очень твердым инструментом для скрайбирования, обычно алмазным краем
3. На поверхности волокна образовалась достаточно большая поверхностная трещина (индуцированный дефект)
4. Эта трещина быстро расширяется по поперечному сечению волокна со скоростью звука
5. Создаются два сколотых конца волокна

Процесс распространения трещины показан на рисунке ниже.

Типичный высокоточный скалыватель оптоволокна в действии показан ниже.

Этот процесс расщепления показан на видео ниже.

Дефекты скола

Так как разрушение – это очень жестокий процесс, который трудно контролировать, даже самый лучший коммерческий скалыватель иногда будет давать дефектные сколы.

Ниже показаны некоторые распространенные типы дефектов скола.

Кронштейн

Кромка – это выступающий стеклянный шип на периферии наконечника волокна.

Выступ в сколе волокна

Губы могут стать серьезной проблемой, если их длина превышает несколько микрон, что достаточно, чтобы помешать способности разрывов волокон.

Как правило, волокно следует повторно разрезать, если у него есть выступ, который виден на увеличенном изображении сварочного аппарата для оптоволокна.

Чип

Микросхема – это отсутствующий участок стекла на периферии сколотого конца волокна.

Чип в сколе волокна

Маленькие стружки часто не имеют значения.Более крупные стружки представляют собой дефицит материала, который будет вызывать поверхностное натяжение для сдвига расплавленного стекла на конце волокна, тем самым искажая геометрию стыка.

Сколотые наконечники, на которых виден чип, видимый на увеличенном изображении сварочного аппарата для оптоволокна, следует отколоть повторно.

Уголок

Любое скручивание волокна во время скола приведет к углу, как показано ниже.

Угол скола волокна

Это связано с тем, что трещина будет распространяться в направлении, перпендикулярном местному главному напряжению растяжения.Скручивание волокна вызывает отклонение основных напряжений волокна по отношению к оси волокна.

Наклонные торцы указывают на то, что скалывающий инструмент непреднамеренно прикладывает к волокну скручивание; часто причиной этого являются зажимы для волокна.

Если торцы противоположных концов волокон расположены под углом друг к другу, обычно возникает дефицит стекломатериала, когда волокна сводятся вместе во время горячего толчка. Этот дефицит материала обычно вызывает сдвиг расплавленного стекла, что приводит к значительной деформации сердечника.

(a) Перед сваркой во время выравнивания (b) После сварки

Угол скола правого конца волокна составлял около 5 °. Геометрическая деформация сердечника, очевидная на рисунке, вызвала потери около 0,25 дБ на длине волны 1550 нм

Типы расщепителей волокна и их применение

Разметчики волокна в форме карандаша

Наконечники в форме ручки используются для надрезания волокна перед полировкой.

У нас на складе:

https: // www.fiberoptics4sale.com/collections/application_fiber-termination/subcategory_fiber-scribe-tools )

Этот тип основан на традиционном методе раскалывания. Он используется для удаления излишков волокна с конца соединителя перед полировкой.

Инструменты для разметки волокон обычно имеют форму шариковых ручек с клиньями с алмазными наконечниками. Резец имеет твердосплавный или алмазный острый наконечник, который вручную царапает волокно. Затем пользователь тянет волокно, чтобы сломать его.

Порядок использования:

1.Осторожно проведите скошенным краем лезвия поперек волокна, как показано ниже.

2. Слегка надрезав волокно, потяните его прямо из разъема, чтобы завершить процесс разметки. Волокно должно аккуратно срезаться в точке разметки.

Заявки:

Поскольку процесс скрайбирования и разрывания контролируется вручную, повторяемость этого метода сильно различается. Большинство полевых и лабораторных техников уклоняются от этих ножей, поскольку они не точны.

Однако при использовании в умелых руках этот тесак для разметки значительно снижает затраты на ремонт, установку и обучение.

В этом видео показано, как правильно использовать инструмент для разметки волокон.

Ручные карманные тесаки (степлерные)

типа степлера, такие как скалыватели Corning FBC-002, используются в основном для установки в помещениях и кампусах (в большинстве случаев многомодовые приложения), где точные скалывания не требуются.

Их также называют скалывателем очков и привязок, как показано ниже.

Эти скалыватели волокна разработаны для быстрого и легкого скалывания волокна в полевых условиях. Скалыватель Corning FBC-002 – это одномодовый и многомодовый скалыватель с керамическим лезвием со сроком службы не менее 1000 сколов.

Этот тип ножа требует определенных навыков для достижения желаемых углов, но его небольшой и легкий размер делает его идеальным для использования в полевых условиях.

Порядок использования:

1. Поместите волокно на пластинчатую пружину
2. Нажмите на основание, чтобы надрезать волокно
3. Используйте рычаг для захвата волокна
4. Согните волокно и гибкую пластинчатую пружину, чтобы сломать волокно

В этом видео показано, как использовать скалыватель полей Corning FBC-002.

Высокоточные ножи настольные

Precision являются наиболее часто используемыми в промышленности. Они используют алмазный или вольфрамовый круг / лезвие для создания зазубрин в волокне. Затем к волокну прикладывают натяжение для создания торцевой поверхности со сколом.

у нас есть в наличии скалыватель волокна AFL Fujikura CT-30 здесь: https://www.fiberoptics4sale.com/products/s014076

Они могут давать воспроизводимые результаты через тысячи сколов, просто вращая колесо / лезвие соответствующим образом.Хотя более дорогостоящие, точные скалыватели могут разрезать несколько волокон одновременно с повышенной скоростью, эффективностью и точностью.

Способные к скалыванию многомодовых, одномодовых, одиночных волокон и до 24 волоконных ленточных волокон, высокоточные настольные скалыватели обеспечивают до 48 000 одиночных сколов или 4 000 сколов ленты из 12 волокон.

Большинство настольных высокоточных расщепителей волокна комплектуются сборщиками обрезков волокна.

Скалыватели специального назначения

• Скалыватель оптических волокон под углом

• Скалыватель для облицовочного волокна 80 мкм CT-38 от Fujikura

Скалыватель Fujikura CT-38 предназначен для скалывания кварцевых волокон с покрытием 80 мкм.Он использует ту же одноступенчатую конструкцию, что и популярный нож Fujikura CT-30.

• Ультразвуковой нож для ножей из Ньюпорта

Newport предлагает ультразвуковые скалыватели с электронной настройкой – плоский скалыватель FK11 и угловой скалыватель FK12. Они подходят как для одномодовых, так и для многомодовых волокон.

Ультразвуковая вибрирующая лопасть медленно движется к натянутому волокну на демпфированных подшипниках без трения. В этом случае скалывание происходит без повреждений из-за сжимающих напряжений и проникновения лезвия в волокно, что типично для обычных скалывателей.

Эти продукты предназначены для применений, где требуется постоянный бездефектный, но наклонный скол, например, для производства полупроводниковых лазерных диодов.

Автоматический Скалыватель Волокна Характеристики:

Автоматический сбор лома волокна

Производители теперь предлагают скалыватели волокна с улавливателями обрезков волокна, которые автоматически собирают обрезки волокна.

Эти скалыватели не только собирают обрезки волокон, но и хранят их во внутренних мусорных баках, что в конечном итоге экономит время на очистку и безопасную утилизацию для техника.

В соответствии со стандартной практикой безопасности, осколки волокна всегда следует собирать и утилизировать надлежащим образом, поскольку волокна могут легко проникнуть в кожу.

Автоматизированный механизм подсчета волокон

Благодаря автоматическим механизмам скалывания, скалыватели теперь могут завершить скалывание и сбросить себя для следующего скалывания за один или два шага, оптимизируя процесс скалывания, одновременно улучшая качество и надежность скола.

теперь предлагают ручные скалыватели в форме раскладушки, которые завершают раскалывание быстрым и легким нажатием и отпусканием.

Скалыватели с автоматическим вращением ножа

раскалывают волокно, используя то же положение лезвия, пока это положение не затупится, что приведет к плохому скалыванию.Когда это происходит, техник должен повернуть и отрегулировать высоту лезвия, что может занять очень много времени.

В прошлом сложный процесс регулировки вращения ножа требовал увеличения объема обслуживания и ремонта расщепителей волокна из-за частого неправильного вращения ножа скалывателя и регулировки высоты.

Скалыватели с автоматическими системами вращения лезвий используют всю поверхность лезвия (в отличие от стандартных скалывателей) и автоматически увеличивают размер лезвия скалывателя с каждым сколом.

Эти самовращающиеся ножи снимают большую часть рутинной работы по обслуживанию ножа; обеспечить 48 000 последовательных расколов без необходимости корректировки; и продлить срок службы лезвия тесака; в то время как в результате получается отличный типичный угол скола <0. 5 градусов.

Что нужно спросить перед покупкой скалывателя волокна

Выберите скалыватель, соответствующий вашим требованиям.

, предназначенные для сварки оплавлением, требуют малого среднего угла, составляющего один градус или меньше, в то время как скалыватели, подходящие для механических соединителей, требуют углов менее трех градусов. Определите, нужен ли вам скалыватель для одного или нескольких волокон, который может точно разрезать от одного до 12 волокон за раз.

Купите тесак у известного производителя или дистрибьютора.

Заманчивые предложения eBay и Craig’s List ножей по очень сниженным ценам в Интернете изобилуют. Как и в случае сварочных аппаратов для оптоволокна, существует множество незаконных подделок, которые копируют корпус, внешний вид и торговую марку ножниц ведущих производителей. Посмотрите на внутренние компоненты, и вы, скорее всего, найдете дешево сделанные детали и лезвия из металлических сплавов плохого качества, которые могут нарушить сварку или сломаться во время работы.

Приобретая продукцию у уважаемых производителей, вы получаете поддержку и гарантии производителя; услуга по периодическому обслуживанию и чистке, продлевающая срок службы скалывателя; и тесак, сделанный из лучших прочных металлических материалов.

Подумайте дважды, прежде чем покупать тесак, встроенный в сварочный аппарат.

Обратной стороной этих встроенных скалывателей является то, что если скалыватели или сварочные аппараты требуют обслуживания, техник теряет два ценных инструмента, которые могут задержать выполнение текущей работы.

Купите тесак с новейшими функциями автоматизации, которые экономят время.

, как и сварочные аппараты для оптоволокна, продолжают развиваться благодаря новым и улучшенным функциям, таким как автоматизированный сбор обрезков волокна, автоматизированные механизмы надрезания и новейшая технология автоматического вращения лезвия.

Лучшие в отрасли бренды для скалывания волокон

• AFL Fujikura

  AFL Telecommunications, дочерняя компания Fujikura Ltd. в Японии с 2005 года, широко признана в телекоммуникационной отрасли как один из ведущих поставщиков оптоволоконных решений.

• Fitel (Furukawa)

  Компания Furukawa Electric Co., Ltd. была основана в 1884 году и с тех пор играет доминирующую роль в росте мирового рынка.

  С момента производства первого в мире волоконно-оптического кабеля в 1974 году компания Furukawa возглавила разработку оптических волокон, создав полную систему производства продукции, начиная от высокопроизводительных оптических волокон на основе диоксида кремния и заканчивая различными волоконно-оптическими кабелями, производимыми под брендом. название “FITEL”.

• Sumitomo

  Sumitomo наиболее известна своими неизменно высококачественными сварочными аппаратами для оптоволокна, которые в настоящее время считаются стандартным оборудованием многими техниками и инженерами в области оптоволокна.

  Sumitomo также производит широкий спектр других оптоволоконных инструментов, включая скалыватели оптоволокна, устройства для зачистки оптоволокна, держатели оптоволокна и инструменты для укладки оптоволокна. Кроме того, они также производят полную линейку оптических кабелей, кабельных сборок и систем управления волокном.

Техническое обслуживание скалывателя волокон

Замена ножа для ножа

Регулировка отвала по высоте

Вращение лезвия

У нас есть в наличии скалыватели волокон всех основных производителей. Закажите здесь!

Патент США на разрезание оптических волокон под изогнутым углом (Патент № 5,839,635, выдан 24 ноября 1998 г.)

Настоящее изобретение относится к расколу оптических волокон под криволинейным углом и, в одном аспекте, к торцевой поверхности оптического волокна под изогнутым углом, а также к способу и устройству для раскалывания оптических волокон с целью получения торцевых поверхностей под изогнутым углом.

Часто оптические волокна, используемые в телекоммуникациях, должны быть соединены вместе при построении сетей связи.Волокна обычно сращиваются одним из двух методов: механическим или плавлением. В любом случае важно правильно подготовить концы волокон перед их сращиванием.

Наиболее желательным способом подготовки концов волокна к сращиванию является их скалывание с помощью качественного скалывателя оптических волокон. Для достижения этой цели было разработано и коммерциализировано множество скалывателей. При использовании сварки оплавлением оптические волокна фактически плавятся (сплавлены) вместе. При сращивании оплавлением концы сколотых волокон должны быть гладкими и квадратными, в противном случае сращивание будет плохим.Таким образом, большинство скалывателей предшествующего уровня техники предназначены для получения скола, который имеет очень квадратную форму (т. Е. По существу перпендикулярно оси волокна) и имеет очень гладкую зеркальную поверхность.

Один известный способ получения гладкого квадратного скола описан в патентах США No. Патент США № 4027814, в котором раскрывается способ приложения напряжения изгиба и растяжения к оптическому волокну, а затем создания царапины, зазубрины или «трещины» на поверхности стекла для создания квадратного скола.

Другой метод скалывания квадратов выполняется скалывателями серии Fujikura CT-OX, которые описаны в U.С. Пат. № 5,024,363. Этот тесак производит квадратные сколы с зеркальной отделкой. Скалыватель Fujikura сначала создает царапину или трещину в волокне, а затем прикладывает к волокну изгибающую нагрузку. Изгибающая нагрузка, приложенная к волокну, создает растягивающее напряжение в месте дефекта без сдвига, что приводит к квадратному сколу.

При использовании механических соединений для соединения волокон прямоугольность сколотого торца волокон не так критична. Это связано с тем, что в сращиваниях используется похожий на жир материал, показатель преломления которого близко соответствует волокну, что обеспечивает небольшое физическое разделение между торцами волокна.Кроме того, во многих случаях на самом деле желательно, чтобы торец сколотого волокна имел наклонный угол, например, в диапазоне от 30 ° С до 30 ° С. до 12 °. Преимущество этого «углового» скола заключается в уменьшении отраженного света на стыке (так называемое обратное отражение или обратные потери). Из-за более высоких скоростей цифровой передачи и из-за того, что аналоговые сигналы в настоящее время передаются по оптическим волокнам, важность уменьшения обратного отражения возросла. Поэтому в настоящее время существует большой интерес к разработке сколов оптических волокон, способных производить высококачественные сколы с наклонными торцами.

РИС. 1A – оптическое волокно 11 с квадратным торцом 12, а на фиг. 1B представляет собой оптическое волокно 11 с наклонным концом 13. На фиг. 1A, угол a обычно составляет 90 ° … ± 1 °, а угол b на фиг. 1B обычно находится в диапазоне от 3 ° С до 3 ° С. до 12. °

РИС. 1C представляет собой вид с торца оптического волокна 11 с сколом, включая оболочку 16 и сердцевину 14. Для одномодового оптического волокна диаметр оптического волокна 11 обычно составляет 125 микрон, а диаметр сердцевины 14 обычно равен 8.3 мкм.

В то время как угловые сколы уменьшают отраженный свет, уменьшая, таким образом, отражение или возвратные потери, стыки, выполненные с использованием угловых сколов, обычно имеют более высокие вносимые потери, чем стыки, сделанные с использованием квадратных сколов. Это связано, прежде всего, с продольным разделением сердцевин сращенных волокон. Вносимые потери более подробно обсуждаются ниже со ссылкой на фиг. 8A-D.

Один из известных способов получения сколов под углом заключается в создании в оптическом волокне соответствующей комбинации напряжения сдвига и растяжения и во введении в волокно дефекта (например, зазубрины или царапины) для начала процесса скола.Один из таких способов создания напряжения сдвига заключается в создании деформации скручивания (скручивания) волокна, как раскрыто в патенте США No. № 5048908. В настоящее время продаются два скалывателя (один от York Technology Inc., а другой от Alcatel Telecommunications Cable), которые работают по этому принципу. Эти скалыватели обеспечивают угол скола в диапазоне от 6 ° до 6 °. до 12 °, но имеют три недостатка: они дороги и способны разрезать только отдельные волокна, а не ленту оптического волокна, и скалыватели не образуют изогнутой торцевой поверхности.Угловая торцевая поверхность, создаваемая этими скалывателями, имеет слегка неплоскую спиральную поверхность.

Другой способ создания комбинации напряжений растяжения и сдвига для раскалывания оптического волокна описан в патентах США No. № 5,123,581. Этот скалыватель работает путем прямого приложения продольной растягивающей нагрузки в сочетании с радиальной сжимающей нагрузкой на оптическое волокно, что, в свою очередь, создает в волокне требуемые напряжения растяжения и сдвига. Напряжение сдвига концентрируется в очень короткой области волокна в точке, где во время приложения радиальной сжимающей нагрузки создается царапина или трещина, чтобы вызвать раскол.Когда наведенный дефект достаточно велик, трещина распространяется по волокну под углом, создавая гладкий скол под углом.

РИС. 2A представляет собой изометрический вид тесака по патенту США No. № 5,123,581, и включает в себя первый фиксированный зажим 17, который зажимает первую часть оптического волокна 11, и второй подпружиненный зажим 18, который зажимает вторую часть оптического волокна 11 и который создает продольную растягивающую нагрузку в волокне 11. Устройство также включает опорную опору 19 и подрезное колесо 21.Во время работы волокно зажимается зажимами 17 и 18, а опорная опора 19 жестко прикреплена к волокну 11, так что оно легко контактирует и поддерживает волокно 11, но производит только достаточный изгиб в волокне 11 для обеспечения контакта. Напряжение изгиба минимальное. Наконец, подрезное колесо 21 перемещается к волокну 11, в то время как опорная опора 19 также контактирует с волокном. Когда подрезное колесо 21 вдавливается в волокно 11, напряжение сдвига создается силами сжатия, создаваемыми подрезным колесом 21 и упором 19 из-за небольшого продольного смещения между ними.При дальнейшем продвижении подрезного колеса 21 размер дефекта и напряжение сдвига увеличиваются до тех пор, пока трещина не будет распространяться по волокну 11, создавая скол под углом. ИНЖИР. 2B – увеличенный вид устройства, показанного на фиг. 2A, показывающий взаимодействие между поддержкой наковальни 19 и разметочное колесо 21, чтобы произвести наклонную прилипни в оптическом волокне 11 вдоль линии скола 22. продольного смещения между колесом 21 и наковальня 19 составляет приблизительно 40 микрон.

РИС. 2С представляет собой диаграмму сил, действующих в свободном теле на волокно 11 устройством, показанным на фиг.2А во время скалывания. T.sub.A является приложенным усилием растяжения, F.sub.A являются прикладными сжимающими силами от поддержки наковальни 19 и разметочного колеса 21. R является сила реакции на зажимах 17 и 18 и M.sub.R является реакция момента на зажимах. На фиг. 2C, R и M R очень малы. Фиг. 2D, 2E и 2F – диаграммы напряжений для волокна 11, показывающие напряжение в волокне 11 непосредственно перед ростом трещины во время работы устройства, показанного на фиг. 2А. В частности, фиг. 2D показывает растягивающее напряжение, фиг. 2E показывает изгибающий момент, а фиг.2F показывает напряжение сдвига. На каждой из фиг. 2D, 2E и 2F, ось X измеряется вдоль волокна 11 между зажимами 17 и 18, а ось Y показывает безразмерные величины показанных сил и напряжений. Расположение линии скола на фиг. 2B-F показано как позиция 22, а местоположение дефекта показано как позиция 23.

РИС. 2D показывает растягивающее напряжение, которое, согласно расчетам, составляет приблизительно 9800 фунтов на квадратный дюйм, от 85 граммов растягивающей нагрузки, приложенной к волокну, как указано в патенте США № Нет.5,123,581. ИНЖИР. 2E показана приблизительная диаграмма изгибающего момента с рассчитанной величиной момента в области дефекта 23 0,07 · 10 -3 дюйма на фунт. ИНЖИР. 2F показывает диаграмму напряжения сдвига с напряжением приблизительно 2000 фунтов на квадратный дюйм, рассчитанным на дефекте 23. Патент США No. В US 5,123,581 не приводятся значения напряжения сдвига или изгибающего момента, но они могут быть рассчитаны, если известны прочность волокна и угол скола. Значения являются приблизительными. Расчеты основаны на угле скола 9 градусов.Расчеты также показывают, что размер дефекта, необходимый для возникновения скола, был относительно большим из-за относительно низких напряжений растяжения и сдвига.

РИС. 2C-2F показывают, что величина изгибающего момента, действующего на оптическое волокно 11, очень мала. Это происходит из-за непосредственной близости от опорной наковальни 19 и разметочного колеса 21. Следовательно, напряжение изгиба имеет лишь небольшое влияние на распространение скола. Напряжения, важные для создания скола под углом в устройстве, показанном на фиг.2А – приложенное напряжение растяжения и напряжение сдвига. Напряжение сдвига создается сжимающих сил, F.sub.A, полученных под действием опорных наковальни 19 и разметочное колесо 21.

Теперь обратимся к фиг. 3A показан вид в изометрии известного скалывателя Fujikura, раскрытого в патенте США No. № 5,024,363. Скалыватель включает в себя первую пару зажимных площадок 24 для оптического волокна и вторую пару зажимных площадок 26 для оптического волокна, которые посредством работы шарнира 27 зажимают оптическое волокно, которое необходимо разрезать, так что волокно проходит между зажимными площадками 24 и 26. В состав ножа также входят отбойный молоток 28 и подрезное колесо 29.

РИС. 3B – увеличенный вид сверху устройства, показанного на фиг. 3A, на котором показаны зажимные колодки 24 и 26, расщепляющий молоток 28 и подрезное колесо 29. Во время работы оптическое волокно 11 зажато между пластинами 24 и 26. Подрезное колесо 29 затем перемещается к контакту с волокном 11, чтобы создать трещину 31 на поверхности оптическое волокно 11. Затем режущее колесо 29 отодвигается, и к противоположной поверхности волокна 11 прикладывают раскалывающий молоток 28, что приводит к расколу волокна 11 вдоль линии 32 скола, по существу перпендикулярной продольной оси оптического волокна 11.

РИС. 3C представляет собой схему свободного тела сил, действующих на оптическое волокно 11 во время работы устройства, показанного на фиг. 3А. Фиг. 3D, 3E и 3F представляют собой диаграммы напряжений, действующих по длине волокна 11 во время операции раскола устройства, показанного на фиг. 3А. Из-за изогнутой формы волокна 11, когда на него действуют силы, форма диаграмм напряжений (фиг. 3E и 3F) является приблизительной и неточной. Точная форма диаграмм момента и сдвига на самом деле несколько искривлена.Обращаясь к фиг. 3C, F A – изгибающая сила, прикладываемая раскалывающим молотком 28, T R – сила реакции, создаваемая подушками 24 и 26, которая создает натяжение по длине волокна 11, R – сила реакции, создаваемая площадки 24 и 26, которые вносят вклад в напряжение сдвига в волокне, а M R представляет собой реактивный изгибающий момент, создаваемый площадками 24 и 26, который создает напряжения изгиба в волокне.

Значения, показанные для напряжений и момента в месте дефекта 31, были получены с помощью анализа методом конечных элементов.Требовались определенные допущения, поэтому значения являются приблизительными. Значения, использованные для резкости и размера дефекта 31, прочности на разрыв волокна 11 и податливости резиновой поверхности на молотке 28 и на зажимных колодках 24, 26, были приблизительными и могут добавить некоторую погрешность к расчеты. Были выполнены фактические измерения силы и прогиба, необходимых для раскалывания волокна 11, и они достаточно хорошо соответствуют расчетным значениям. Эти значения полезны для различения разницы между скалывателем предшествующего уровня техники и скалывателем настоящего изобретения.Значения, показанные на диаграммах, существуют в момент начала распространения трещины и значительно изменяются по мере распространения трещины.

В месте дефекта 31 волокна имеется равномерный изгибающий момент и нулевое напряжение сдвига. Это напряженное состояние вызвано формой и расположением раскалывающего молотка 28, который центрирован над дефектом в волокне 11 и имеет форму для приложения изгибающих сил F A с каждой стороны дефекта 31. Это устраняет напряжение сдвига в центральной области. волокна 11, как показано на фиг.3F, и обеспечивает равномерный изгибающий момент вблизи дефекта 31, как показано на фиг. 3E. Отсутствие напряжения сдвига важно для получения квадратного скола. Кроме того, как показано на фиг. 3D, в волокне 11 существует равномерное растягивающее напряжение, создаваемое силой реакции подушек 24 и 26, даже несмотря на то, что на волокно 11 не накладывается прямая растягивающая нагрузка, как в устройстве по патенту США No. 5,123,581, рассмотренный выше. На традиционных диаграммах напряжений балки чистое натяжение внутри балки пренебрежимо мало, поскольку отношение длины балки к площади поперечного сечения и общая деформация балки относительно низки.Однако в устройстве по фиг. 3A, длина волокна очень велика (примерно в 88 раз больше диаметра волокна 11), и волокно 11 нагружено до точки высокой деформации и прогиба. В этом случае нагрузка, прикладываемая отбойным молотком 28, вызывает значительное растяжение волокна в дополнение к напряжениям изгиба и сдвига. Чистое растягивающее напряжение является фактором операции раскола, а растягивающая сила обеспечивается силой реакции T R, создаваемой зажимами 24 и 26.

Изгибающий момент, показанный на фиг. 3E, создает растягивающие напряжения с одной стороны волокна 11 и сжимающие напряжения с другой стороны. В месте дефекта 31 изгибающий момент создает растягивающее напряжение, которое добавляет к чистому натяжению, описанному выше. Следовательно, растягивающие напряжения на дефекте 31 создаются как изгибающим моментом, так и чистым растягивающим усилием. Таким образом, напряжение изгиба также является значительным фактором при работе скалывателя, показанного на фиг. 3А. Таким образом, нож, показанный на фиг.3A создает по существу однородное напряжение растяжения и изгиба, а также нулевое напряжение сдвига в точке дефекта 31, что приводит к квадратному сколу.

Следовательно, хотя квадратный скол обычно приводит к сращиванию оптического волокна с низкими вносимыми потерями, может возникнуть сильное обратное отражение. С другой стороны, хотя скалывание под углом приводит к сращиванию оптических волокон с низким обратным отражением, могут возникнуть высокие вносимые потери. Таким образом, было бы желательно иметь способ скалывания оптического волокна, который привел бы к сращиванию оптического волокна с низкими вносимыми потерями и низким обратным отражением.

Настоящее изобретение в значительной степени устраняет вышеупомянутые несоответствия в уровне техники, обеспечивая новый способ и устройство для создания комбинации напряжений сдвига и растяжения для создания сколов под углом в оптических волокнах, приводящих к сколам под криволинейным углом. Вместо использования скручивающих или сжимающих сил для создания напряжения сдвига в настоящем изобретении используется сила изгиба для создания как растягивающего, так и касательного напряжения. В способе и устройстве по настоящему изобретению отношение напряжения сдвига к растягивающему напряжению изменяется по мере распространения скола по оптическому волокну, создавая изогнутую, но наклонную торцевую поверхность волокна.

Настоящим изобретением также предусмотрен комплект для переоборудования, который позволяет расщепителю оптических волокон, показанному на фиг. 3A, который необходимо модернизировать так, чтобы он производил сколы с криволинейным углом, а не с квадратными сколами.

В соответствии с настоящим изобретением требуемые напряжения в раскалываемом волокне создаются правильной конструкцией формы и расположения элементов, которые оказывают силы на раскалываемое волокно. Эти элементы включают отбойный молоток, устройство для создания дефектов и зажимные колодки.

Отбойный молоток имеет форму, обеспечивающую концентрированную нагрузку, а не широко распределенную нагрузку. Это по существу гарантирует, что напряжения сдвига существуют практически по всему волокну. Кроме того, молоток размещается в заданном месте по длине волокна, чтобы создавать более высокие напряжения сдвига в месте дефекта и контролировать угол скола.

Кроме того, зажимные колодки расположены на некотором расстоянии друг от друга, что снижает напряжения растяжения и изгиба, но увеличивает напряжение сдвига, помогая установить правильное соотношение напряжений сдвига и растяжения.

Кроме того, дефект размещается в заранее определенном месте относительно расщепляющего молотка и относительно зажимных колодок, чтобы гарантировать, что он находится в надлежащей области напряжений сдвига, растяжения и изгиба для контроля угла скола.

В результате настоящего изобретения напряжение сдвига увеличивается, а напряжение растяжения уменьшается в месте дефекта волокна, а объединенные напряжения сдвига и растяжения на дефекте вызывают начало распространения трещины. По мере распространения трещины напряжения в волокне изменяются, поскольку площадь поперечного сечения волокна уменьшается в месте трещины.Поскольку напряжения создаются при изгибе волокна, соотношение напряжения сдвига и растяжения изменяется по мере распространения трещины, что приводит к тому, что трещина распространяется под все большим и большим углом до тех пор, пока волокно не разорвется, создавая изогнутую торцевую поверхность для расщепленное волокно.

В частности, настоящее изобретение предусматривает способ скола оптического волокна, включающий создание оптического волокна, создание дефекта в оптическом волокне и приложение заданного напряжения и деформации к оптическому волокну вблизи дефекта, чтобы вызвать искривление оптического волокна. угловой скол оптического волокна на дефекте.Дефект может быть внесен в оптическое волокно, по существу, фиксируя первую и вторую части оптического волокна, например, зажимая, а затем создавая дефект в оптическом волокне между первой и второй частями. Затем, чтобы расколоть волокно, к волокну, смещенному от дефекта, прикладывают по существу концентрированную силу на стороне волокна, противоположной стороне с дефектом, что вызывает скол оптического волокна со сколом под криволинейным углом. Сосредоточенная сила может быть приложена к волокну либо до, либо после введения дефекта.

Настоящее изобретение также предполагает устройство для раскалывания оптических волокон, включающее первую и вторую пары зажимов оптического волокна, разделенных первым заданным расстоянием, устройство для устранения дефектов, приспособленное для создания дефекта в волокне, зажатом между зажимами, и приложение силы. устройство, приспособленное для приложения по существу сосредоточенной силы раскалывания к волокну на втором заданном расстоянии от первой пары зажимов, при этом дефектоскопическое устройство расположено между устройством приложения силы и второй парой зажимов оптического волокна на третьем заданном расстоянии от устройства для приложения силы.Первое заданное расстояние больше второго заданного расстояния, которое, в свою очередь, больше третьего заданного расстояния. Каждое из первого, второго и третьего заданных расстояний необходимо выбирать для создания скола под криволинейным углом в оптическом волокне. Первое заданное расстояние может находиться в диапазоне от 6 миллиметров до 12 миллиметров, второе заданное расстояние может находиться в диапазоне от 3 миллиметров до 10 миллиметров, а третье заданное расстояние может находиться в диапазоне 0.От 5 миллиметров до 2 миллиметров.

В одном варианте осуществления устройство для приложения силы представляет собой формованный молоток, который может быть двойной частью молотка, имеющей первую структуру молотка, сформированную для приложения по существу сосредоточенной силы к оптическому волокну, когда желательно раскалывание под изогнутым углом, и сформированную вторую структуру молотка. для приложения распределенной силы к оптическому волокну, центрированной вокруг дефекта, для создания квадратного скола оптического волокна. Сдвоенный молоток может поворачиваться между первым и вторым положениями, чтобы поместить либо первую структуру молотка, либо вторую структуру молотка в положение для приложения силы к оптическому волокну.

В еще одном варианте осуществления изобретения первая и вторая пары зажимов оптического волокна могут перемещаться, чтобы регулировать первое заданное расстояние, чтобы вызвать либо угол изгиба, либо квадратный скол оптического волокна. В еще одном варианте осуществления изобретения дефектоскопическое устройство выполнено с возможностью перемещения для обеспечения возможности регулировки третьего заданного расстояния для осуществления либо углового изгиба, либо квадратного скола оптического волокна.

Дефект в волокне может быть образован подрезным кругом или лезвием, керамическим, карбидным или алмазным режущим клином, или клином с механическим или ультразвуковым приводом.

Изобретение также предполагает комплект для преобразования, который используется для преобразования квадратного скалывателя оптических волокон в скалыватель оптических волокон с изогнутым углом, квадратный скалыватель оптических волокон включает первую и вторую пары зажимов оптических волокон, разделенных первым заранее заданным расстоянием, дефект -производящее устройство, используемое для создания дефекта в оптическом волокне, удерживаемом зажимами, и раскалывающий молоток с распределенной силой для приложения распределенной силы раскола к оптическому волокну, комплект для преобразования включает в себя в комбинации удлиненную пару зажимов оптического волокна, которые приспособлены для замены первой пары зажимов оптического волокна, чтобы уменьшить первое заданное расстояние, и раскалывающий молоток с сосредоточенной силой, приспособленный для замены раскалывающего молотка с распределенной силой, используемый для приложения по существу концентрированной силы раскола к оптическому волокну для создания изогнутых угловой скол оптического волокна.

В одном варианте осуществления комплекта для преобразования настоящего изобретения расширенная пара зажимов для оптического волокна может содержать распорные прокладки зажимов в комбинации с существующей первой парой зажимов для оптического волокна, которые используются вместе для уменьшения первого заданного расстояния. В еще одном варианте осуществления набор для преобразования по настоящему изобретению может включать в себя прокладки пространства для дефектоскопического устройства, которые приспособлены для смещения дефектоскопического устройства в продольном направлении относительно оптического волокна, чтобы сместить местоположение дефекта.

Настоящим изобретением также предусматривается скол торца оптического волокна со сколом под криволинейным углом, который имеет угол начала скола в диапазоне 0 ° C. до 2 °, угол скола в сердцевине оптического волокна в диапазоне 3 °. до 10 °, а размер скола скола не превышает 60% диаметра оптического волокна.

Эти и другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в этой технологии со ссылкой на следующее подробное описание и прилагаемые чертежи.

РИС. 1А – оптическое волокно с квадратными сколами предшествующего уровня техники.

РИС. 1В представляет собой оптическое волокно, известное из уровня техники, с расслоением под углом.

РИС. 1С – вид с торца оптического волокна с сколами.

РИС. 2A-F представлены виды в изометрии и сверху, диаграмма свободного тела и диаграммы напряжений для углового ножа известного уровня техники.

РИС. 3A-F – изометрические виды сверху, диаграмма свободного тела и диаграммы напряжений для квадратного ножа известного уровня техники.

РИС.4 – расщепитель оптических волокон в соответствии с настоящим изобретением.

РИС. 5A-C иллюстрируют способ работы устройства, показанного на фиг. 4 для изготовления сколов под криволинейным углом в соответствии с настоящим изобретением.

РИС. 6A-D – диаграмма свободного тела и кривые напряжения, иллюстрирующие работу устройства, показанного на фиг. 4.

РИС. 7A-C иллюстрируют другой способ работы с устройством, показанным на фиг. 4 для изготовления сколов под криволинейным углом в соответствии с настоящим изобретением.

РИС. 8A и 8B – два вида оптического волокна со сколами под криволинейным углом в соответствии с настоящим изобретением.

РИС. 9A-D иллюстрируют преимущества сколов с криволинейным углом по настоящему изобретению по сравнению с угловыми сколами предшествующего уровня техники.

РИС. 10 и 11 представляют собой вариант комплекта для переоборудования в соответствии с настоящим изобретением.

РИС. 12A-D представляет собой альтернативный вариант отбойного молотка, используемого в настоящем изобретении.

РИС. 13A и B, 14A и B и 15A и B представляют собой микрофотографии оптических волокон, расщепленных в соответствии с настоящим изобретением.

Ссылаясь на фиг. 4 представлен расщепитель 33 оптических волокон с изогнутым углом в соответствии с настоящим изобретением. Скалыватель 33 включает в себя первую пару зажимных подушек 34 для оптического волокна и вторую пару зажимных площадок 36 для оптического волокна. Зажимные площадки 34 и 36 служат для зажима оптического волокна (более подробно показано на фиг. 5A-C) за счет действия шарнир 37. Скалыватель 33 также включает отбойный молоток 38, установленный на поворотном рычаге 40, который может поворачиваться вокруг пальца 39, и устройство 41 для создания дефектов, которое может перемещаться в направлении стрелки 42 с двумя концами в положение надреза волокна и из него.Устройство 41 для создания дефектов может представлять собой, например, надрезное устройство, такое как колесо или лезвие, устройство для вдавливания оптического волокна, такое как керамический, карбидный или алмазный вдавливающий клин, или устройство для долбления, такое как клин с механическим или ультразвуковым приводом, или другие устройства, способные создавать контролируемые дефекты в оптических волокнах. Для удобства и ясности устройство 41 для создания дефектов показано, например, как подрезное колесо, но это не следует рассматривать как ограничение изобретения.

РИС.5A-C иллюстрируют работу скалывателя 33 в соответствии с настоящим изобретением. Сначала оптическое волокно 11 зажимается между первой и второй парами зажимов 34, 36, как показано на фиг. 5А. Пары зажимов 34 и 36 расположены на расстоянии d 3 друг от друга.

Затем, как показано на фиг. 5B, устройство 41 для создания дефектов, которое расположено на расстоянии d 5 от раскалывающего молотка 38, приводится в контакт с волокном 11 для образования дефекта 43 на первой стороне оптического волокна 11. Затем, как показано на фиг.5C, устройство 41 дефектообразования отодвигается от волокна 11, и раскалывающий молоток 38, расположенный на расстоянии d 4 от зажимных колодок 36, прижимается к противоположной стороне волокна 11, создавая напряжения растяжения, изгиба и сдвига в волокне 11. Когда отбойный молоток 38 опускается, напряжения возрастают до тех пор, пока волокно 11 не разорвется, что приведет к сколу 44 под криволинейным углом.

РИС. 6B, 6C и 6D показаны растягивающее напряжение, изгибающий момент и напряжение сдвига, которые существуют на дефекте 43 непосредственно перед распространением трещины.Показанные значения были рассчитаны с использованием анализа конечных элементов и являются приблизительными из-за предполагаемых значений, используемых для размера и формы дефекта 43, прочности волокна 11 и податливости резиновых поверхностей зажимных колодок 34, 36. Значения, показанные на фиг. 6B, 6C и 6D были рассчитаны с использованием следующих расстояний: d 3 = 9,5 миллиметра, d 4 = 6,25 миллиметра и d 5 = 0,75 миллиметра. Были выполнены фактические измерения силы и прогиба, необходимых для раскалывания волокна 11, и они достаточно хорошо соответствуют расчетным значениям.Можно видеть, что на дефекте 43 присутствует небольшое напряжение сдвига. Расчетные напряжения сдвига и растяжения предсказывают угол начала скола 0,6 градуса, что согласуется с измеренным углом в начале скола под криволинейным углом. По мере роста трещины напряжения изменяются так, что возникает большее напряжение сдвига, что приводит к увеличению угла скола.

Теперь обратимся к фиг. 6A-6D показана схема свободного тела сил, действующих на волокно 11, вместе с диаграммами напряжений по длине волокна 11 во время работы скалывателя 33, показанного на фиг.4 в соответствии с работой настоящего изобретения. Из-за изогнутой формы волокна 11, когда на него действуют силы, форма диаграмм напряжений (фиг. 6C и 6D) является приблизительной и неточной. Диаграммы момента и сдвига на самом деле несколько искривлены. Сила F A – это сила, прилагаемая к волокну 11 раскалывающим молотком 38. Как указано выше, эта сила представляет собой по существу концентрированную силу, приложенную к короткому отрезку волокна 11. T R – сила реакции, создающая натяжение. в волокне 11 из-за приложения силы F.sub.A и прикладывается к волокну 11 зажимными подушечками 34 и 36. R – сила реакции, прикладываемая к волокну 11 зажимными подушечками 34 и 36 в результате приложения силы F A. Сила реакции R способствует сдвигу внутри волокна 11, в том числе в месте дефекта 43. Наконец, M R представляет собой момент реакции, создаваемый зажимными подушечками 34 и 36 в результате приложения силы F A. Результатом является комбинация напряжений растяжения, изгиба и сдвига, действующих на оптическое волокно 11 вблизи дефекта 43.

Другой способ работы скалывателя 33 по настоящему изобретению состоит в том, чтобы приложить устройство 41 для создания дефектов к волокну 11 после приложения изгибающей силы F A от молотка 38. В этом случае операции расщепления будут соответствовать операциям, показанным на фиг. 7A-7C. Диаграммы свободного тела, изгиба и сдвига на фиг. 6A-6D по-прежнему применимы, пока устройство 41 для создания дефектов (показанное как ультразвуковое долото на фиг. 7A-7B) способно создать дефект в волокне 11 без приложения значительной изгибающей силы или отклонения волокна 11, поскольку пока приложенная изгибающая сила F.sub.A примерно то же самое. Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением нет необходимости создавать дефект 43 до приложения ударной силы F A, если дефектоскопическое устройство 41 таково, что оно создает незначительные изгибающие силы на волокне 11. Как упоминалось выше, устройство 41 для создания дефектов может быть подрезным кругом, индентором или ультразвуковым долотом, но какое бы устройство ни использовалось, оно должно применяться таким образом, чтобы не прикладывать значительную силу изгиба к волокну 11. Появляется ультразвуковое долото. быть предпочтительным устройством 41 для создания дефектов, если дефект 43 образовался после удара F ударной силы F.sub.A наносится на волокно, однако очень острый надрезной круг также оказался эффективным.

Таким образом, в другом варианте осуществления настоящего изобретения рассматривается устройство для отщепления, в котором сначала используется пара зажимных колодок 34, 36, расположенных на расстоянии d 3 9,5 миллиметра, для зажима волокна 11. Затем молоток 38 используется для зажима волокна. прижимается к волокну 11 на расстоянии d 4, составляющем 6,25 миллиметра, для создания изгибающих, растягивающих и сдвиговых напряжений, показанных на диаграммах 6A-6D. Наконец, дефектоскоп 41 приводится в контакт с волокном 11 на расстоянии d.sub.5 0,75 миллиметра от молотка 38, без приложения значительной изгибающей силы или отклонения волокна 11, создавая дефект 43 и инициируя скол с криволинейным углом.

В соответствии с настоящим изобретением расстояние d 3 между зажимными подушечками 34 и 36 предпочтительно во много раз больше диаметра волокна 11, чтобы гарантировать, что изгибающее усилие F A, прикладываемое при раскалывании молоток 38 будет создавать натяжение волокна 11. Расстояние d 3 предпочтительно находится в диапазоне от 6 до 12 миллиметров.Также в соответствии с настоящим изобретением разница между положениями колющего молотка 38 и надрезного колеса 41 (d 5) намного больше диаметра волокна 11 и предпочтительно находится в диапазоне от 0,5 до 2,0 миллиметров. Кроме того, отбойный молоток 38 предпочтительно расположен ближе к зажимным колодкам 34, чем к зажимным колодкам 36, так что расстояние d 4 предпочтительно находится в диапазоне от 3 миллиметров до 10 миллиметров. Устройство 41 создания дефектов расположено так, чтобы образовывать дефект 43 в волокне 11 между колющим молотком 38 и зажимными подушечками 34.

Точные размеры для расстояний d 3, d 4 и d 5, а также точная форма раскалывающего молотка 38 будут зависеть от целевых характеристик изогнутого скола, который должен быть изготовлен. скалывателем 33. Это означает, что при определении желаемых расстояний следует учитывать определенные факторы.

Первым фактором является достижение желаемого угла на сердцевине волокна. Обычно угол в диапазоне 3 °. до 10 градусов. желательно, в зависимости от отражения и других требований.Угол у сердечника можно увеличить, поместив зажимные колодки 34, 36 ближе друг к другу. Это верно для зажатого волокна, к которому сосредоточенная ударная сила прилагается на определенном продольном расстоянии от дефекта в волокне. Как упоминалось ранее, в соответствии с настоящим изобретением к волокну 11 на расстоянии от созданного дефекта 43 прикладывается по существу сосредоточенная нагрузка, чтобы разместить дефект 43 в области напряжения сдвига в волокне 11. Изгибающий момент и чистое растягивающее напряжение в нагруженной балке с фиксированными опорами будет уменьшаться, если опоры расположены ближе друг к другу.Таким образом, для заданной ударной силы F A изгибающий момент и чистое растягивающее напряжение в волокне F A будут уменьшаться, когда подушки 34, 36 расположены ближе друг к другу. Однако для заданной ударной силы F A напряжение сдвига остается неизменным независимо от расстояния между подушками. Чтобы обеспечить достаточное напряжение для раскола волокна F A, необходимо увеличить силу удара, чтобы компенсировать пониженные растягивающие напряжения на дефекте 43, которые возникли в результате более близкого расстояния между подушками. Поскольку ударная сила Fsub.A увеличивается для компенсации, все напряжения на дефекте 43, включая напряжение сдвига, увеличиваются. Следовательно, расстояние d 3 между зажимными накладками 34, 36 не должно быть слишком большим. Размещение контактных площадок 34, 36 ближе друг к другу увеличивает напряжение сдвига на дефекте 43, создавая большие углы скола. Расстояние между зажимными пластинами 34, 36 для скалывателя квадратного сечения, такого как скалыватель Fujikura, обычно больше, чем расстояние в настоящем изобретении.

Еще один способ увеличить угол в волокне – расположить молоток 38 и дефект 43 рядом с зажимными подушечками 34.Для нагруженной балки с фиксированными опорами смещение нагрузки от центра приводит к увеличению касательных напряжений в области между приложенной нагрузкой и ближайшей опорой. Поскольку трещина 43 находится между молотком 38 и подушечками 34, перемещение и трещины, и молотка ближе к зажимным колодкам 34 увеличивает напряжение сдвига в месте расположения трещины 43. Следовательно, местоположение силы F A молотка должно не находиться слишком далеко от прижимных колодок 34.

Еще один способ увеличить угол – увеличить расстояние между дефектом 43 и ударником 38.Максимальный изгибающий момент и, следовательно, максимальное растягивающее напряжение на стороне волокна 11 находится прямо напротив молотка 38 на противоположной стороне волокна 11. В точках дальше от молотка 38 растягивающее напряжение от изгибающего момента уменьшается. , а напряжение сдвига остается постоянным. Следовательно, размещение дефекта 43 на большем расстоянии от молотка 38 помещает его в область пониженного растягивающего напряжения для данной силы удара F A. Чтобы расколоть волокно 11, необходимо использовать ударное усилие F.sub.A, который увеличивает все напряжения на дефекте 43, включая напряжение сдвига, которое вызывает скол под углом. Следовательно, расстояние d 5 между молотком 38 и дефектом 43 не должно быть слишком маленьким.

Другим фактором при определении подходящих значений расстояний d 3, d 4 и d 5 является форма кривизны скола волокна 11 под криволинейным углом. Предпочтительные значения d. sub 3, d 4 и d 5 будут давать скол на торцевой поверхности с радиусом, который постепенно изменяется по поверхности волокна 11, в то же время обеспечивая желаемый угол на сердцевине 14. .Другие конструктивные условия обеспечат желаемый угол на сердцевине 14, но также будут производить кривизну, которая радикально увеличивается по всей поверхности волокна 11. Если кривизна радикально увеличивается, возникает “спад”. Скатывание нежелательно, так как это может привести к плохому выравниванию волокна при механическом сращивании. Следовательно, значения расстояний d 3, d 4 и d 5 выбраны так, чтобы получить желаемый угол в сердечнике 14, но в то же время обеспечивая небольшую кривизну, которая постепенно изменяется, вместо этого большой кривизны, что приводит к скатыванию.Кривизна возникает из-за того, что отношение напряжения сдвига к напряжению растяжения изменяется по мере роста трещины. Значения d 3, d 4 и d 5 влияют на степень изменения соотношения. Если сила F A, приложенная отбойным молотком 38, расположена слишком близко к дефекту 43, или если дефект 43 расположен слишком близко к зажимным колодкам 34, или если зажимные колодки 34 и 36 расположены слишком близко друг к другу, тогда валок -off может быть экстремальным. Следовательно, этих условий следует избегать.

Другой способ уменьшить спад включает использование подпружиненной зажимной подушки для создания более высокого натяжения в волокне и приложение изгибающей силы для создания напряжения сдвига и изгиба, и, наконец, введение дефекта, вызывающего скалывание. .Этот метод углового скалывания создает напряжения в волокне, отличные от напряжений, показанных на фиг. 6B и 6D, и изгибающий момент, отличный от показанного на фиг. 6С.

Изобретатели разработали модель скалывателя, которая производит сколы под углом с по существу плоской, но слегка изогнутой под углом торцевой поверхностью. В этой модели волокно сначала зажимается между одной фиксированной зажимной подушечкой и одной подпружиненной зажимной подушечкой, создавая натяжение волокна примерно 160 граммов, создавая растягивающее напряжение примерно 18000 фунтов на квадратный дюйм.Зажимные колодки располагались на расстоянии d 3 примерно 10,5 миллиметра. Затем к волокну на расстоянии d 4 приблизительно 4,5 миллиметра был приложен молоток с сосредоточенной изгибающей силой F A, отклоняющей волокно приблизительно на 0,75 миллиметра. Наконец, с помощью ультразвукового долота на расстоянии d 5 приблизительно 1,0 миллиметр от приложенной силы изгиба был образован дефект, в результате чего волокно раскололось. Этот набор условий дает угловой скол, который является более плоским, с небольшой кривизной и спадом, а также с углом в сердцевине приблизительно 5 градусов.Угловые сколы с меньшим или большим углом у сердечника и с меньшей или большей степенью кривизны могут быть образованы, если величина и / или расположение приложенной растягивающей силы и / или приложенной изгибающей силы изменяются, и / или если изменено расположение прижимных колодок.

Теперь обратимся к фиг. 8A, который представляет собой вид сбоку сколотого волокна 11, и фиг. 8B, которая представляет собой вид сверху, описаны предпочтительный размер и форма изогнутой поверхности и ската. В этом обсуждении термин «спад» описывает любую величину кривизны на конце скола.Это контрастирует с типичным определением скола, которое описывает очень резкое падение, которое существует на конце квадратного и строгого скола, как показано, например, на фиг. 1С патента США. № 4027814.

Описанная кривизна обладает характеристиками, показанными на фиг. 8A и 8B. Для получения максимальной выгоды, которую дает изогнутый скол при сращивании волокон без шпонок, желательно, чтобы кривизна была очень маленькой в ​​начальной области трещины.Это можно понять, отметив уменьшенное продольное расстояние между поверхностями волокон, как показано, например, на фиг. 9D относительно фиг. 9B, более подробно обсуждается ниже. Эта область показана как область 71 на волокне 11, показанном на фиг. 8A, где дефект показан как элемент 70. В области 71 угол c 1 должен быть по существу квадратным или, в идеале, находиться в диапазоне 0 ° C. до 1 °. В других приемлемых вариантах осуществления углы c 1 в области 71 достигают 2 °, но угол c.sub.1, как правило, меньше. В конкретном варианте осуществления изобретения расчеты напряжения предсказывают угол c 1, равный 0,6 °. в начале области 71 скола, и фактические углы c 1, как было измерено, находятся в диапазоне 0,5 ° С. до 1.0.degree ..

По мере развития трещины угол становится все больше, так что в центральной области 72 около сердечника 14 угол c 2 является достаточно большим, чтобы обеспечить низкое обратное отражение в стыке. Угол, c.sub.2, в области 72, измеренная как касательная к кривой в сердечнике 14, в идеале должна составлять не менее 4 ° с углом 6 °. является типичным и имеет диапазон 3 ° С. до 10 градусов. быть приемлемым. По мере того как трещина продолжает расти, она входит в конечную область 73, где угол продолжает постепенно увеличиваться. Угол не должен становиться слишком большим, иначе может произойти большой скат. Большой скат может привести к большим потерям при использовании определенных механических соединений, например сварных соединений марки 3M Fibrlok.Другие механические соединения могут быть более или менее чувствительными к размеру ската. Один из методов измерения скатывания заключается в измерении продольного расстояния d 6 от дефекта 70 волокна 11 до самой дальней точки 74, в которой криволинейная поверхность пересекает цилиндрическую поверхность волокна 11. Определение размера размер ската как расстояние d 6 от точки 74 до дефекта 70, предпочтительный угол изгиба не будет иметь размер ската больше, чем приблизительно 75% диаметра волокна 11.Размер размеров ската, измеренный на волокнах, сколотых в соответствии с настоящим изобретением, обычно составляет от 20% до 60% диаметра волокна 11, хотя размеры скатывания находятся в диапазоне от 10% до 75% диаметра волокна. диаметр волокна 11 также считается приемлемым. ИНЖИР. На фиг.8В показан вид сверху сколотого волокна 11 с точкой 74, являющейся концом ската, а d 6 – измеренным размером размера скручивания. Испытания, проведенные на механическом соединении 3M, не показали существенного ухудшения характеристик соединения при небольшом размере ската.

Другим фактором при установлении расстояния d 3, d 4 и d 5 является предотвращение проскальзывания волокна 11 между зажимными подушечками 34 и 36. Чрезмерно большое натяжение, создаваемое в волокне 11 в результате приложение силы F A посредством раскалывающего молотка 38 может вызвать проскальзывание волокна 11 внутри подушек 34 и / или 36, ухудшая результаты раскалывания. Чтобы предотвратить это, силу F A, прилагаемую отбойным молотком 38, не следует размещать слишком далеко от местоположения дефекта 43. Поскольку сила F A, приложенная отбойным молотком 38, расположена дальше от дефекта 43, напряжение изгиба (которое создает напряжение на дефекте) уменьшается.Чтобы компенсировать пониженное напряжение изгиба на дефекте 43, необходимо приложить большую ударную силу F A, которая увеличивает натяжение в волокне 11. Если сила F A, прилагаемая раскалывающим молотком 38, слишком велика, натяжение увеличивается до такой степени, что зажимные площадки 34 и 36 больше не могут обеспечивать необходимое усилие захвата, и волокно 11 будет проскальзывать через подушечки 34 и 36. Кроме того, если сила F A, приложенная молотком 38, будет слишком При высоком напряжении в волокне 11 в месте расположения молотка 38 может превышать прочность волокна, в результате чего волокно 11 ломается в месте расположения молотка 38.Таким образом, сила F A, прикладываемая отбойным молотком 38, не должна располагаться слишком далеко от дефекта 43. Другими словами, размер d 5 не должен быть слишком большим.

Было определено, что расстояние d 3 может находиться в диапазоне 6-12 миллиметров, расстояние d 4 может находиться в диапазоне 3-10 миллиметров, а расстояние d 5 может находиться в пределах диапазон 0,5-2,0 миллиметра. Во всех случаях d 5

Скалыватель с криволинейным углом по настоящему изобретению имеет ряд преимуществ по сравнению с угловым ножом предшествующего уровня техники, показанным на фиг.2A-F. Первое преимущество состоит в том, что торцевые поверхности волокна, сколотого в соответствии с настоящим изобретением, не являются плоскими, а вместо этого изогнуты. Это приводит к меньшему продольному разделению s между торцами волокна в стыке, как показано на фиг. 9A-D.

РИС. 9A и 9B показаны два ответных волокна 45 и 46 с угловыми торцевыми поверхностями, одно на 5 ° C. (торец 47) и один при 9 ° С. (торец 48). Это несоответствие между углами точно отражает разброс допуска в некоторых угловых ножах.Концы волокон 45 и 46 соприкасаются, как при механическом сращивании. Волокна 45 и 46 на фиг. 9A показаны в виде «шпоночной» конструкции, тогда как волокна на фиг. 9B показаны в конфигурации «без ключа». Волокна с ключом ориентированы для минимального продольного разделения s, тогда как волокна без ключа имеют любую другую ориентацию.

РИС. 9С и 9D показывают сколотые под изогнутым углом волокна 49 и 51, полученные в соответствии с настоящим изобретением, которые имеют изогнутые под углом торцевые поверхности; один на 5.степень. (закругленная под углом торцевая поверхность 52) и одна при 9 ° С. (криволинейный торец 53). Волокна 49 и 51, показанные на фиг. 9C показаны с ключом, тогда как показанные на фиг. 9D показаны без ключа. Как видно из фиг. 9A-9D, разделение s в сердцевине оптических волокон (также см. Фиг. 1C) меньше с закругленными под углом торцами (фиг. 9C и D), чем с плоскими скошенными под углом торцами ( Фиг.9A и 9B), что снижает вносимые потери и обеспечивает значительное преимущество при механическом сращивании.

Еще одно преимущество настоящего изобретения состоит в том, что метод изогнутого угла лучше подходит для раскалывания ленты из оптического волокна, включая ленты из двенадцати волокон, представленные сегодня на рынке. Хотя патент США В US 5,123,581 (рассмотренном выше со ссылкой на фиг. 2A) упоминается способность расслаивать ленту, что в действительности было бы затруднительно по двум причинам. Во-первых, допуски должны быть очень жесткими, чтобы обеспечить надлежащий контакт упора 19 и подрезного колеса 21 со всеми двенадцатью волокнами; и, во-вторых, растягивающая нагрузка на неразрезанные волокна будет увеличиваться по мере того, как каждое предыдущее волокно в ленте раскалывается.Другими словами, было бы трудно приложить равные силы ко всем двенадцати волокнам в ленте. Настоящее изобретение позволяет производить скалывание ленты оптического волокна под углом с очень стабильными результатами.

Еще одно преимущество метода закругления под углом по настоящему изобретению состоит в том, что он может быть применен путем модернизации к широко используемому скалывателю, уже имеющемуся на рынке. Этот существующий скалыватель (скалыватель серии Fujikura CT-0X) показан на фиг. 3A-F и является предметом патента США No. Нет.5024363, описание которых прямо включено в настоящий документ посредством ссылки.

Настоящее изобретение предусматривает набор для преобразования, который позволяет владельцам скалывателя Fujikura быстро, легко и недорого модифицировать скалыватель для получения скалывания под криволинейным углом вместо скалывания по квадрату, что приводит к первому известному скалывателю под углом, способному скалывать ленту оптического волокна.

РИС. 10, 11 и 12A-D иллюстрируют набор для переоборудования в соответствии с настоящим изобретением.Как показано на фиг. 9 и 10, скалыватели Fujikura серии CT-0X могут быть преобразованы из квадратных скалывателей в изогнутые скалыватели путем замены молотка и одной пары зажимных колодок. Новые компоненты своей конструкцией и размещением создают напряжения, необходимые для скалывания под криволинейным углом, как указано выше со ссылкой на фиг. 5A-C и 7A-C. Обращаясь к фиг. 10 и 11, имеющийся отбойный молоток 28 Fujikura снимается и заменяется отколовывающим молотком 38. Расщепляющий молоток 38 удерживается на месте монтажным винтом и шайбой 54 и фиксируется стопорными установочными винтами 56.Как упоминалось выше, раскалывающий молоток 38 в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает по существу концентрированную изгибающую силу F A вместо распределенной силы, прилагаемой существующим раскалывающим молотком 28 Fujikura. сила изгиба F A в точном месте, как описано выше со ссылкой на фиг. 5A-C, 6A-C и 7A-C

Далее, обращаясь к фиг. 11, существующие зажимные площадки 24 для оптического волокна Fujikura удалены и заменены зажимными площадками 34 для оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением.Зажимные площадки 34 выдвинуты так, чтобы обеспечить правильное расстояние d 3 между зажимными пластинами 34 и 36 (также см. Фиг. 5A и 7A). Расстояние d 3 между зажимными подушечками 34 и 36 меньше расстояния d 2 между зажимными подушечками 24 и 26 (также см. Фиг. 3B). Как обсуждалось ранее, для заданной силы F A отбойного молотка размещение зажимных колодок ближе друг к другу снизит напряжения растяжения и изгиба, но не изменит напряжение сдвига. Сдвиг зажимных колодок 34 также помещает их ближе к устройству 41 для создания дефектов и отколому молотку 38 (см. Также ФИГ.5A и 7A), и, как объяснялось ранее, перемещение отбойного молотка 38 и устройства 41 для создания дефектов ближе к зажимным колодкам 34 создает более высокое напряжение сдвига на дефекте 43.

В одном варианте осуществления комплекта для переоборудования в соответствии с настоящим изобретением отбойный молоток оказывает сосредоточенное усилие F A на расстоянии 0,75 миллиметра от дефектоскопического устройства 41. Другими словами, d 4 = 4,75 миллиметра. и d 5 = 0,75 мм (см. также фиг. 5B, 5C, 7B и 7C). Кроме того, зажимные колодки 34 сдвинуты на 1.5 миллиметров относительно существующих зажимных колодок 24. В существующем скалывере Fujikura, показанном на фиг. 3В расстояние d 2 между зажимными колодками 24 и 26 равно 11 миллиметрам. Следовательно, когда смещенные зажимные колодки 34 устанавливаются на скалыватель, расстояние d 3 (см. Фиг. 5A и 7A) равно 9,5 миллиметрам. С помощью этих модификаций было определено, что 98% расщепленных волокон имели изогнутый угол скола c 2 более 3,0 ° С. (см. фиг. 8A). Если используется смазка с соответствующим индексом, угол 3.0 град. будет производить стыки с обратным отражением лучше, чем -50 дБ, в диапазоне температур от -40 ° С. С до + 85 ° С. С.

Другие варианты комплекта для переоборудования по настоящему изобретению также будут обеспечивать хорошие углы скола. Все эти другие варианты осуществления включают размещение расщепляющего молотка, зажимных колодок и устройства для создания дефектов в определенных местах. В одном альтернативном варианте средний угол скола может быть увеличен, и можно исключить необходимость замены существующих зажимных колодок 24 на колодки 34.В наборе для переоборудования это достигается путем смещения подрезного колеса 29 на расстояние 0,85 миллиметра по направлению к существующим зажимным колодкам 24. Это достигается размещением регулировочной шайбы толщиной 0,85 миллиметра слева от подрезного колеса 29, между колесом и установочной кареткой. стена. Внутри узла каретки есть установочный винт, который можно ослабить, чтобы установить прокладку, а затем снова затянуть. Кроме того, существующие колодки 24 смещены в сторону колодок 26 на расстояние 0,40 миллиметра.Это также достигается путем размещения прокладок толщиной 0,40 мм между колодками и их соответствующими установочными стенками. Сначала снимается нижняя площадка, удаляя ее крепежные винты, а затем заменяется теми же винтами, но с прокладкой, помещенной между площадкой и установочной стенкой. Верхняя подушка сделана аналогичным образом, за исключением того, что требуются новые винты, чтобы подушка сместилась на 0,40 миллиметра. Кроме того, молоток 28 с распределенным усилием откола также заменен молотком 38 с существенно сконцентрированным усилием откола для приложения сосредоточенного усилия F.sub.A, расстояние 1,0 миллиметр от нового положения подрезного колеса, так что колесо 29 находится между молотком 38 и смещенными подушечками 24. С этими изменениями d 3 = 10,6 миллиметра, d 4 = 5,35 миллиметра, а d 5 = 1,0 миллиметра. С помощью этих модификаций было определено, что 98% расщепленных волокон имели изогнутый угол скола С 2 более 3,5 градусов.

Комплект для переоборудования был описан для обеспечения скалывания под криволинейным углом в соответствии с настоящим изобретением и для того, чтобы пользователи ранее существовавших скалывателей Fujikura могли модернизировать свои скалыватели без специальных инструментов или обучения.Описанные варианты осуществления не предназначены для ограничения других подобных вариантов осуществления. Кроме того, способ скалывания под криволинейным углом в соответствии с настоящим изобретением также может применяться для создания комплектов преобразования для аналогичных скалывателей оптических волокон, таких как производимые Sumitomo Electric Fiber Optics Corporation и The Furakawa Electric Co., Ltd.

Настоящее изобретение также может быть воплощено в новом скалывателе без необходимости модернизации существующего скалывателя. Выгоды от этого заключаются в дальнейшем улучшении характеристик и характеристик скалывателя по настоящему изобретению по сравнению с тем, что практично для переоборудованного комплекта для полевых работ.Однако многие признаки изобретения, описанные ниже, также могут быть применены к набору переходников скалывателя, который является более сложным, чем наборы, описанные выше.

Желательной особенностью скалывателя по настоящему изобретению является легкость переключения между скалыванием под квадратным или криволинейным углом. Это достигается за счет обеспечения положения расщепляющего молотка, зажимной пластины и устройства для создания дефектов, которые можно быстро изменить на скалывание под прямым или криволинейным углом. Для раскалывания под криволинейным углом раскалывающий молоток обеспечивает сосредоточенную нагрузку в месте, смещенном от дефекта волокна, образованного устройством для создания дефектов, как показано на фиг.4, 5A-C, 6A-D и 7A-C. Для квадратного скалывания молоток регулируется для приложения распределенной нагрузки с центром на дефекте, как показано на фиг. 3A-F.

Одним из способов обеспечения регулируемости отбойного молотка является использование вращающегося молотка, как показано на фиг. 12A-D. Вращающийся молот 57 прикреплен к поворотному рычагу 40 с помощью резьбового штифта 58, который смещается пружиной 59. Во время работы, как показано на фиг. 12B, нажимной штифт 58 сжимает пружину 59 и позволяет вращающемуся молотку 57 вращаться между положениями молотка для раскалывания под криволинейным углом (показано на фиг.12C), и положение молотка для раскола квадрата (показано на фиг. 12D).

В дополнение к вращающемуся молотку, зажимные колодки и / или устройство для создания дефектов также могут быть регулируемыми. В одном варианте осуществления изобретения регулируемыми являются только отбойный молоток и устройство для создания дефектов, и в этом случае устройство для создания дефектов центрируется между зажимными пластинами для квадратного скалывания, а молот смещается от центра для скалывания под углом, например, путем вращения вращающийся молоток, как показано на фиг.12A-D. Расстояние между зажимными колодками составляет примерно 10 миллиметров. Устройство для создания дефектов смещено от центра приблизительно на 2,5 миллиметра для скалывания под криволинейным углом, при этом ударная сила прилагается на 1,0 миллиметр от дефекта, создаваемого устройством для создания дефектов. Недостаток изготовления устройство может быть выполнено регулируемым в любом количестве способов, в том числе, например, использование расстояния регулировочной прокладки, которая занимается или отсоединяется, или путем предоставления смещаемой каретки для дефектоскопии производства устройства.При установке на раскалывание под криволинейным углом в этом варианте осуществления существуют следующие размеры: d 3 = 10,0 миллиметра, d 4 = 6,5 миллиметра и d 5 = 1,0 миллиметр. Испытания, проведенные с этим вариантом осуществления изобретения, показывают, что 95% углов скола, C 2, больше 4,5 ° С. в криволинейном режиме скола. Если используется смазка с соответствующим индексом, угол 4 ° будет производить стыки с обратным отражением лучше, чем -60 дБ, в диапазоне температур от -40 ° С. С. до +85.степень. С.

В другом варианте осуществления изобретения можно регулировать только расщепляющий молоток и зажимные колодки. Это похоже на концепцию комплекта для переоборудования по настоящему изобретению, за исключением того, что зажимные колодки смещены дальше для увеличения углов скола, а зажимные колодки и отколотый молоток сконфигурированы для легкого преобразования в квадратные и криволинейные скалывания и обратно.

В этом варианте осуществления зажимные колодки разнесены на 11 миллиметров (расстояние d 3) друг от друга для квадратного скола, при этом одна пара колодок может перемещаться 3.0 миллиметров (что дает расстояние d 3 равное 8 миллиметрам) для скалывания под криволинейным углом. Для квадратного скола устройство для создания дефектов центрируют между площадками, как показано на фиг. 3A-F, но для скалывания под углом смещение контактных площадок на 3,0 миллиметра приведет к смещению устройства для создания дефектов на 1,5 миллиметра от центра, как показано на фиг. 5A-C и 7A-C. При квадратном раскалывании отбойный молоток обеспечивает распределенную нагрузку, сосредоточенную на дефектообразующем устройстве, как с раскалывающим устройством Fujikura на фиг. 3A-F. Для раскалывания под углом раскалывающий молоток можно регулировать (как показано, например, на фиг.12A-D), так что по существу сосредоточенная сила раскалывающего молотка находится на расстоянии 0,75 миллиметра от дефекта, создаваемого устройством для создания дефектов. Зажимные колодки могут быть выполнены регулируемыми любым количеством способов, включая, например, скольжение их по гусенице или использование распорных шайб, которые входят в зацепление или расцепляются. При установке на раскалывание под криволинейным углом в этом варианте осуществления существуют следующие размеры: d 3 = 8,0 миллиметра, d 4 = 4,75 миллиметра и d 5 = 0,75 миллиметра.

В варианте, описанном выше, расстояние между зажимными пластинами составляет 8 миллиметров для скалывания под углом и 11 миллиметров для скалывания под прямым углом.В отличие от этого, в предпочтительном варианте выполнения скалывателя Fujikura, модифицированного для скалывания под углом, расстояние между зажимными площадками составляет 9,5 и 11 миллиметров. Расстояние в 9,5 миллиметра дает меньшие углы, но это необходимо из-за метода, который скалыватель Fujikura использует для определения правильной глубины трещины.

Для определения глубины трещины в скалывателе Fujikura (фиг. 3A и 3B) используется подрезное колесо 29, которое установлено на точной высоте над волокном 11. Когда колесо 29 проходит под волокном 11, оно отклоняет волокно, создавая изгибающая сила, которая вдавливает колесо 29 в волокно 11, создавая дефект 31.Чем ближе расстояние между колодками, тем жестче волокно 11 и тем глубже дефект 31 для данной высоты колеса. Следовательно, глубина дефекта 31 изменяется при изменении расстояния между площадками. Для переделанного углового скалывателя Fujikura размер дефекта больше, когда расстояние между площадками составляет 9,5 миллиметра, чем при расстоянии 11 миллиметров, но все же находится в пределах допустимого допуска. Однако для предпочтительного варианта осуществления изобретения, описанного выше, изменение расстояния между контактными площадками, разделенными на 8 и 11 миллиметров, может привести к значительному изменению размера дефекта.Следовательно, в другом варианте осуществления изобретения размер дефекта не устанавливается путем регулирования высоты устройства для создания дефекта. Вместо этого сила устройства для создания дефектов, воздействующего на волокно, может создаваться весом или подпружиненным устройством, действующим на устройство для создания дефектов. Таким образом, размер дефекта будет одинаковым независимо от расстояния между площадками. Усилие можно регулировать, чтобы можно было расколоть специальное волокно, такое как волокно с титановой оболочкой, которое требует большего усилия надреза.

Еще одним преимуществом нового скалывателя является то, что он лучше подходит для сварки с ключом. При сращивании с шпонкой одно волокно или лента из массива волокон помещается вверх дном, так что углы совпадают в ориентации, обеспечивающей наименьшее продольное смещение. Для простоты использования скалыватель по настоящему изобретению может принимать держатель волокна 3M для сращивания нескольких волокон правой стороной вверх или вниз. Точно так же тесак может также принимать держатели для лент Fujikura, Sumitomo и Furakawa как в перевернутом, так и в перевернутом положении.Существующие скалыватели этого не допускают, что затрудняет сращивание шпонок.

РИС. 13A и B, 14A и B и 15A и B представлены увеличенные фотографии реальных оптических волокон, расщепленных в соответствии с настоящим изобретением. На каждой паре фотографий представлены виды сбоку и виды сверху срезанных под криволинейным углом оптических волокон, аналогично ориентации, показанной на фиг. 8A и 8B.

РИС. 13A и 13B, каждое, представляют собой 100-кратное увеличение оптического волокна, сколотого под криволинейным углом, 125 микрон, сколотого с помощью скалывателя размером d.sub 3 = 9,75 миллиметра, d 4 = 4,75 миллиметра и d 5 = 0,75 миллиметра (см. также фиг. 5A-C и 7A-C). Углы инициирования скола были измерены в пределах 0,5 ° С. до 1 °, а угол скола в сердцевине оптических волокон был измерен между 4 ° С. и 5 °. Кроме того, волокна имеют размер ската примерно 20 микрон (16% диаметра оптического волокна).

Теперь обратимся к фиг. На фиг.14А и В показаны виды сбоку и виды сверху другого оптического волокна, сколотого в соответствии с настоящим изобретением.Увеличение для фиг. 13A составляет 100-кратное увеличение, а увеличение для фиг. 14В составляет 50 раз. Размеры скалывателя, используемого для изготовления сколотых волокон, показанных на фиг. 14A и 14B были d 3 = 9,75 мм, d 4 = 7,5 мм и d 5 = 0,75 мм. Углы начала скола были измерены и составили примерно 2 °, а угол скола в сердцевине оптических волокон был примерно 8 °.