A hand-powered hay and leaf baler/ru

В этой статье подробно описывается конструкция и использование этого пресса, а также его конструкция. Также обсуждается применение этой системы и её тюков, а также дается краткое описание альтернативных моделей.

Прессование таких материалов, как сено, солома или листья, имеет множество преимуществ, поскольку эти тюки обычно используются для хранения излишков материала или корма для животных. Соломенные тюки также используются в качестве строительного материала. Эта практика зародилась в Северной Америке ещё в XIX веке и недавно пережила возрождение в рамках движения за экологичное и натуральное строительство. Соломенные тюки — дешёвый и доступный строительный материал, поскольку солома — повсеместно встречающийся побочный продукт сельского хозяйства. Эти тюки могут служить как утеплителем зданий, так и опорой для конструкций. Доступность этого потенциального строительного материала делает его подходящей технологией. Высокие затраты, связанные с механическими комбайнами, и небольшие фермерские участки земли требуют недорогой альтернативы. Существует множество вариантов, и в этой статье рассматривается ручной пресс-подборщик для сена и листьев, созданный Ларри Мак-Вильямсом, представленный на CD3WD . Цель проекта CD3WD — помочь странам третьего мира помочь самим себе. Содержание можно найти здесь . В этой статье представлено более подробное описание конструкции и использования этого пресса, а также некоторые его особенности. Также обсуждается применение этой системы и её тюков, а также дается краткое описание альтернативных моделей.

Соображения

Доступ к упаковочным материалам

Материалы, подлежащие тюкованию, существуют во всех частях света, где ведётся сельское хозяйство. Злаковые растения произрастают во всех частях света, за исключением очень сухих пустынь и покрытых льдом полюсов. ^{[ 1 ]} Но, если говорить точнее, солома — это побочный продукт злаковых растений; тюки из соломы используются в качестве строительного материала. Солома — это то, что остаётся после удаления зерна и мякины; её также называют стеблем растения. В Африке произрастает множество местных злаковых растений, а колонизация принесла сюда множество других видов. ^{[ 2 ]} Другими словами, эта технология может быть полезна практически в любой части света.

Доступ к строительным материалам и возможность строительства

Пресс-подборщик, представленный ниже, был изготовлен с использованием электроинструментов и обычной древесины. Это связано с тем, что эти материалы и инструменты доступны, и я приобрел навыки работы с ними. Они недоступны в других странах мира, но эту конструкцию можно изготовить из других материалов, используя более простые инструменты. В разделе, посвященном сборке, представлена ​​таблица рекомендуемых и потенциальных инструментов для сборки пресс-подборщика. Квалифицированный мастер сможет воссоздать эту конструкцию. В случае, если группа отправляется в район, где эти инструменты и материалы недоступны, простым решением будет предварительно нарезать их и перевезти, оставив окончательную сборку до прибытия на место. Перед этим необходимо провести полный анализ альтернативных пресс-подборщиков.

Применимость тюков

Соломенные тюки можно использовать в строительстве, и обычно они применяются для строительства недорогого жилья с низким воздействием на окружающую среду. Жилье — это, казалось бы, базовая вещь, которая обеспечивает семьям место для отдыха, сна, общения друг с другом, а также место, где можно укрыться от потенциальных опасностей окружающей среды, включая болезни. Наличие дома имеет множество преимуществ, а владение им служит ступенькой к будущему успеху. Здания из соломенных тюков — это дешевое и эффективное использование возобновляемых и местных ресурсов. Солома также является побочным продуктом, который обычно сжигают ^{[ 3 ]} , используя его в качестве строительного материала, который улавливает углерод, который потенциально может попасть в атмосферу. Тюки также используются в сельском хозяйстве, поскольку это потенциальный источник пищи или подстилки для животных. Хранение тюков может быть полезным в зимние месяцы или периоды засухи в сельском хозяйстве. Важно отметить, что независимо от использования тюки следует хранить в сухом и защищенном от насекомых месте, так как они будут гнить.

Инженерные принципы

Использование тюков в строительстве зависит от нескольких параметров. ^{[ 4 ]} Влажность, поскольку тюки должны быть сухими, чтобы предотвратить гниение, а плотность в сухом состоянии определяет их прочность. Уравнение плотности [кг/м³ ^] приведено здесь:

ρ =мВ

Плотность тюка основана на сжимаемости материала и напряжении, оказываемом поршнем. Исследования показали, что при укладке плашмя тюки с более высокой плотностью разрушаются при более высокой предельной нагрузке. ^{[ 5 ]} Дальнейшие исследования показали корреляцию между плотностью и модулем тюков, но ориентация оказывает большее влияние на механические свойства. ^{[ 6 ]} Соломенные тюки используются для формирования композитной стены со штукатуркой с обеих сторон тюков. Когда эти оштукатуренные стены подвергаются концентрической сжимающей нагрузке, они действуют как композитная колонна, в которой штукатурка принимает на себя большую часть нагрузки. Солома в основном обеспечивает боковое крепление для штукатурных покрытий, принимая на себя небольшую часть сжимающей нагрузки. Если боковое крепление недостаточно, локальный выпучивание тонкого слоя штукатурки приведет к разрушению. Соломенные тюки также обеспечивают изоляцию в этих композитных системах. ^{[ 4 ]} При изготовлении тюков важно отметить, что большое усилие поршня приведет к более плотным тюкам, что обеспечивает более структурно прочные тюки. Более плотные тюки должны обладать более низкими изоляционными свойствами из-за близкого расположения молекул, но в этой области необходимы дополнительные испытания.

Другие факторы, влияющие на полезность, — это история (тюки не должны были находиться вблизи влаги или плесени), длина волокон и состав материала. Соломенные тюки больше подходят для строительства, поскольку из них удалены углеводы. Сено, содержащее углеводы, естественным образом сгниёт, так как им питаются насекомые и животные.

Для этой конструкции все нагрузки пренебрежимо малы по сравнению с сопротивлением, создаваемым площадью поперечного сечения элементов. Проектирование было ориентировано на практическую пользу, а не на прочность или удобство эксплуатации.

Строительство

Прототип ручного пресс-подборщика для сена и листьев был изготовлен с использованием инструментов, перечисленных в таблице ниже. На рисунке 1а показана фотография собранного прототипа, а также исходный чертеж и рекомендуемая компоновка. В исходную конструкцию были внесены изменения для упрощения, и дополнительные изменения отражены в конструкции, представленной на рисунке 1b.

• 
  Рис. 1: Оригинал
• 
  Рис. 1а: Прототип
• 
  Рис. 1б: Рекомендуемый

В таблице ниже представлены инструменты, использованные для изготовления прототипа, а также базовые инструменты, которые можно использовать для изготовления такого же пресс-подборщика. Несмотря на то, что прототип был собран с помощью электроинструментов, для выполнения этой задачи опытному мастеру будет достаточно даже базовых инструментов.

Список деталей

Процедура

Чтобы ускорить процесс сборки, лучше всего предварительно вырезать многие детали. Хотя это и рекомендуется, поршень следует собирать после того, как камера и остальные детали будут собраны. Это обеспечит оптимальную совместимость поршня с конструкцией. Если в конструкцию или сборку деталей были внесены какие-либо изменения, они станут очевидны при окончательной сборке пресс-подборщика. Увеличивайте изображения, чтобы более подробно рассмотреть названия деталей и расстояние между ними.

Использование угольника на всех этапах гарантирует правильность изготовления отдельных деталей, что облегчает сборку. Можно использовать гвозди или шурупы, но шурупы были выбраны по личным предпочтениям и потому, что они более терпимы к ошибкам, допущенным в процессе итеративного прототипирования. Более мелкие детали, например, те, что находятся на головке поршня, также легче крепить шурупами. Срок службы этой конструкции определяется факторами окружающей среды. Если желонка будет использоваться неограниченное время, шурупы для наружного применения, краска или морилка защитят её от выветривания и других воздействий окружающей среды.

• 
  Рис. 2: Предварительно нарезанная древесина
• 
  Рис. 2а: Использование угольника и разметочной доски

Это может сделать мастер среднего уровня, более квалифицированный рабочий сделает это быстрее и точнее. Независимо от вашего опыта работы с инструментами, пожалуйста, соблюдайте соответствующие меры безопасности. Если у вас недостаточно навыков, работа с напарником или поиск более опытного специалиста обеспечит точность и безопасность изготовления пресс-подборщика.

Перед началом строительства прочтите все шаги.

Расходы

Прогнозируемая стоимость строительства рекомендуемого пресс-подборщика из полностью новой древесины составила около 55 долларов. Фактические затраты на прототип, который был построен, оказались намного ниже. Это связано с тем, что прототип был построен с использованием переработанных материалов. Если бы это было построено на ферме, вероятно, были бы излишки пиломатериалов, что снизило бы затраты. Для сравнения, фермерские домкраты , которые являются лишь одним из компонентов в альтернативных технологиях, начинаются примерно с этой цены в 55 долларов. Как и во всех строительных проектах, следует включать допуск на возможные ошибки резки или потерю материалов, и в перечисленных выше пиломатериалах это включено. Еще один способ радикально сократить затраты — просматривать отрезанные секции в магазинах (если они есть). Обрезки от других проектов являются дешевым источником мелких материалов, а также предотвращают отходы. Шурупы и гвозди не включены в эту смету, поскольку они, как правило, покупаются оптом.

Пакетирование

Процедура:

1. Проденьте шпагат через щели
   • В зависимости от материала можно использовать 2, 4 или 6 штук.
   • Продевайте шпагат только через дверь
   • Отрежьте достаточно шпагата, чтобы обернуть вокруг всего тюка, рекомендуется 6 футов, но убедитесь, что его достаточно, так как добавление дополнительного шпагата после этого будет затруднительным.
2. Закройте дверцу и начните прессование, нажимая на поршень.
   • Используйте небольшие количества, чтобы обеспечить хорошее уплотнение.
3. Удалите вставку, когда будет собрано достаточно материала.
4. Обмотайте тюк шпагатом и завяжите.
5. Открытая дверь
6. Удалите тюк, нажав на поршень

Процедуру прессования смотрите в следующем видео:

Обратите внимание: на этом видео показан мой самый первый опыт создания тюка на прототипе. Весь процесс занял меньше 20 минут. С помощником и большей практикой это время значительно сократится, и за день можно будет сделать достаточно тюков для небольшого дома. Материал, который прессуется, также старый и влажный, что не очень полезно. Я сделал это просто потому, что такой материал был доступен.

Рекомендации по конкретным машинам

Как показано на видео, пресс-подборщиком может управлять один человек, однако эффективнее работать вдвоем. Один человек может загружать прессуемый материал, а второй управлять поршнем. Попеременное выполнение операций снижает монотонность процесса и гарантирует, что ни один из рабочих не устанет.

Дальнейшие усовершенствования пресс-подборщика включают в себя повышение его мобильности путем добавления колес. Эти колеса должны будут откидываться во время процедуры прессования, чтобы гарантировать, что приспособление не двигается. Это позволит перемещать пресс-подборщик по полю для дополнительного материала, который необходимо прессовать. Размещение двух колес на конце двери позволит толкать или тянуть это приспособление человеком или, что предпочтительнее, животным. Поскольку во время процедуры прессования применяется большая сила, вся конструкция склонна к движению в этом направлении. Если это мешает или затрудняет процесс прессования, можно добавить к основанию конструкции собственный вес, который увеличит силу трения, препятствующую движению. В качестве альтернативы, клинья или шипы, прикрепленные к конструкции, будут сопротивляться этому движению, поскольку они действуют как якоря.

Тюки расширяются после выхода из прессовальной камеры, если требуется определенный размер тюка, можно провести эксперименты или дополнительную работу, чтобы размеры камеры соответствовали фактическим размерам тюка. Все тюки, изготовленные нетрадиционными методами или механическими прессами, должны проходить испытания на пригодность для строительства. Для определения пригодности в качестве строительного материала необходимы такие показатели, как влажность, плотность в сухом виде, история смачивания, длина волокон и состав материала. ^{[ 4 ]} Дополнительные проблемы возникают при использовании тюков, изготовленных такими машинами, в строительных целях. Природа машины приводит к тому, что тюки имеют некоторую изменчивость. Изменения плотности тюка могут быть связаны с различным усилием уплотнения поршня и количеством материала, прессуемого за раз. Ручная обвязка в закрытом помещении также вносит изменчивость. Дополнительную информацию о строительстве соломенных тюков можно найти здесь , на appropedia, в то время как Wikibook о строительстве соломенных тюков является немного более полным ресурсом.

Альтернативные технологии

Существуют альтернативные недорогие приспособления для тюкования. Прессование в ящики — простой метод, не требующий объяснений. Простой пресс-подборщик для сена в глуши можно найти на CD3WD. Исследование, проведенное Министерством международного развития Великобритании в рамках Программы животноводства, предоставило доказательства преимуществ прессования в ящики для кормов для производителей молока в Танзании. Существуют такие устройства, как мобильный пресс-подборщик для соломы Кларка Дормана , но он, хотя и значительно меньше и дешевле комбайнов, все равно работает от бензинового двигателя. Лучшая альтернатива используется и разрабатывается организацией « Пакистанская организация по производству соломенных тюков и соответствующему строительству » (PAKSBAB). PAKSBAB стремится применять соответствующие методы строительства в этом сейсмоопасном регионе для создания сейсмостойких домов. Для изготовления соломенных тюков используются пресс-форма и домкрат с ручным приводом. Это устройство, предположительно, дороже конструкции Ларри Мак-Уильямса, поскольку оно изготовлено из стали, но оно проще, быстрее, требует меньше человеческих усилий и снижает вариативность тюков.

Ссылки