RU2075376C1

RU2075376C1 - Portable motor tools

Info

Publication number: RU2075376C1
Application number: RU94045592A
Authority: RU
Inventors: Л.Н. Беловзоров; В.Д. Игнатов; Ю.П. Сафонов; В.А. Сергеев; Д.К. Шмаков
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1994-12-30
Publication date: 1997-03-20
Also published as: RU94045592A

Abstract

FIELD: forestry and wood-working industry, portable motor tools designs development in particular. SUBSTANCE: portable motor tool has passive block with fuel tank 3 and control frame, active block with engine and sawing working organ, system of vibration protection with vibration insulators made in the form of elastic volumetric bodies 8, 9 located on rear side of active block and in the form of elastic rod 10 with its longitudinal axis orientation in direction of working organ. Zone of elastic rod 10 joining one of blocks is located on front side of active block. One end of rod 10 is connected with one of blocks by hinge and with capability of axial movement in respect to the connection. EFFECT: improved design. 2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности, в частности к переносным моторным инструментам. The invention relates to the forestry and woodworking industries, in particular to portable motor tools.

Известны бензиномоторные пилы фирмы Хускварна (Швеция), например модели 262 (см. проспекты, приложение 1), включающие двигатель в сборе (корпус, кривошипно-шатунную группу, карбюратор и пр.), пильный аппарат, виброзащитный узел, который содержит топливный бак, виброизоляторы и раму управления с рукоятками. Gasoline-powered saws of the company Huskvarna (Sweden) are known, for example, models 262 (see prospectuses, Appendix 1), including an engine assembly (case, crank group, carburetor, etc.), a saw unit, a vibration-proof assembly that contains a fuel tank, vibration isolators and a control frame with handles.

Виброизоляторы выполнены в виде упругих объемных тел, зоны присоединения которых к корпусу двигателя расположены с передней и задней стороны его опоры (модель 262 проспект фирмы Хускварна, 1990 прототип). Vibration isolators are made in the form of elastic volumetric bodies, the zones of attachment to the engine housing are located on the front and rear sides of its support (model 262, Huskvarna avenue, 1990 prototype).

Такая компоновка близка к оптимальной, т.к. в компоновку пассивного блока включен топливный бак, функционально уменьшающий уровень вибрации. This arrangement is close to optimal, because the passive unit layout includes a fuel tank, which functionally reduces the level of vibration.

Однако основным недостатком этих мотопил является повышенная вибрация на задней (правой) рукоятке пилы, превышающая допустимую в 3,1 раза. Последнее объясняется тем, что для современных, преимущественно, облегченных бензопил с форсированным одноцилиндровым двигателем внутреннего сгорания одним из определяющих являются угловые колебания двигателя от неравномерности крутящего момента на его валу. А этот вид колебаний плохо демпфируется одними объемными виброизоляторами, т.к. при значительной деформации в одной из зон их крепления под действием усилий подачи при пилении эффективность снижения вибрации таких виброизоляторов значительно снижается. Это приводит к росту вибрации, что ухудшает эргономические и эксплуатационные характеристики пилы (сокращается допустимое по санитарным нормам время работы пилой, снижается ее производительность). However, the main disadvantage of these chainsaws is the increased vibration on the rear (right) handle of the saw, exceeding the permissible 3.1 times. The latter is explained by the fact that for modern, mainly lightweight chainsaws with a forced single-cylinder internal combustion engine, one of the determining factors is the angular oscillations of the engine from uneven torque on its shaft. And this type of oscillation is poorly damped by volumetric vibration isolators alone, because with significant deformation in one of the zones of their fastening under the action of feed forces during sawing, the effectiveness of reducing the vibration of such vibration isolators is significantly reduced. This leads to an increase in vibration, which degrades the ergonomic and operational characteristics of the saw (the sanitary work time allowed by the sanitary standards is reduced, its productivity is reduced).

Цель изобретения повышение эргономических и эксплуатационных показателей путем снижения вибрации на разных режимах работы пилы. The purpose of the invention is the improvement of ergonomic and operational indicators by reducing vibration at different operating modes of the saw.

Поставленная цель достигается тем, что в переносном моторном инструменте, включающем двигатель, пильный рабочий орган и виброзащитный узел, имеющий топливный бак, раму управления и виброизоляторы, зоны присоединения которых к корпусу двигателя расположены с передней и задней его стороны, причем виброизолятор с присоединением к задней стороне корпуса выполнен по меньшей мере парой упругих объемных элементов, расположенных по обе стороны продольно-вертикальной плоскости симметрии топливного бака виброзащитного узла, предложено виброизолятор с присоединением к передней стороне корпуса выполнить по меньшей мере в виде одного упругого стержня, продольная ось которого ориентирована в направлении пильного рабочего органа, при этом один из концов стержня соединен с корпусом двигателя или виброзащитного узла шарнирно и подвижно в осевом направлении. This goal is achieved by the fact that in a portable motor tool that includes an engine, a saw body and a vibration protection unit having a fuel tank, a control frame and vibration isolators, the zones of connection to the engine housing are located on its front and rear sides, and the vibration isolator is attached to the rear side of the housing is made of at least a pair of elastic volumetric elements located on both sides of the longitudinally vertical plane of symmetry of the fuel tank of the vibration-protective assembly, vibration olyator with connection to the front side of the case to execute at least a single elastic rod, the longitudinal axis of which is oriented in the direction of the working body of the saw, while one end of the rod is connected to the motor housing, or vibration-proof assembly is pivotally and slidably in the axial direction.

Предложено также, инструмент снабдить ограничителями деформаций виброизоляторов, каждый из ограничителей имеет выполненный в корпусе двигателя или виброзащитного узла выступ с продольной осью параллельной соответствующей оси виброизолятора и выемку под выступ на соответственном корпусе инструмента. It is also proposed that the tool be equipped with limiters for deformations of vibration isolators, each of the limiters has a protrusion made in the engine or vibration protection assembly with a longitudinal axis parallel to the corresponding axis of the vibration isolator and a recess for the protrusion on the respective tool body.

При анализе отличительных признаков предлагаемого технического решения было выявлено известное техническое решение по а.с. N 1457326, кл. B 27 B 17/00, 1988, согласно которому бензиномоторная пила имеет систему виброизоляторов в виде упругих стержней, расположенных под углом друг к другу. In the analysis of the distinguishing features of the proposed technical solution, a known technical solution for A. with. N 1457326, cl. B 27 B 17/00, 1988, according to which the gasoline-powered saw has a system of vibration isolators in the form of elastic rods located at an angle to each other.

Использование в системе виброзащиты упругих стержней улучшает условия виброизоляции при эксплуатации пилы, в частности, по той причине, что при наличии значительных деформаций от рабочих усилий, линейные характеристики упругих стержней по сравнению с объемными упругими телами более стабильны. The use of elastic rods in the vibration protection system improves the vibration isolation conditions during the operation of the saw, in particular for the reason that in the presence of significant deformations from the working forces, the linear characteristics of the elastic rods are more stable compared to bulk elastic bodies.

Однако размещение в конструкции мотопил трех упругих стержней затруднено по условиям компоновки и габаритам целого ряда пил, в том числе мотопил типа Хускварна. However, the placement of three elastic rods in the design of chainsaws is difficult according to the layout conditions and dimensions of a number of saws, including chain saws of the Huskvar type.

Объясняется это тем, что при уменьшении длины стержня увеличивается его жесткость (пропорционально 1/3 при неизменном сечении), а следовательно, и вибрация на рукоятках. Уменьшение сечения стержня приводит к снижению его прочности. This is explained by the fact that with a decrease in the length of the rod, its rigidity increases (proportionally to 1/3 with a constant cross section), and, consequently, the vibration on the handles. Reducing the cross section of the rod leads to a decrease in its strength.

Таким образом, система виброзащиты с тремя виброизоляторами в виде упругих стержней ограничена в использовании. Наиболее благоприятны условия использования такой системы виброзащиты в моделях пил с высокорасположенными рукоятками типа "Урал". Thus, the vibration protection system with three vibration isolators in the form of elastic rods is limited in use. The most favorable conditions for the use of such a vibration protection system in saw models with high-mounted handles of the Ural type.

Таким образом, предлагаемая совокупность признаков в их взаимосвязи и взаимодействии является обязательной и необходимой для достижения поставленной цели, не следует явным образом из известного уровня техники и соответствует критериям изобретения "новизна" и "промышленная применяемость". Thus, the proposed combination of features in their relationship and interaction is mandatory and necessary to achieve the goal, does not follow explicitly from the prior art and meets the criteria of the invention of "novelty" and "industrial applicability".

Предлагаемое техническое решение может быть осуществлено в варианте выполнения моторного инструмента с низкорасположенными и высокорасположенными рукоятками управления. The proposed technical solution can be implemented in the embodiment of the motor tool with low and high control levers.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен предлагаемый моторный инструмент в варианте с низкорасположенными рукоятками, вид сбоку, на фиг. 2 показан активный блок инструмента; на фиг. 3 показан пассивный блок, общий вид; на фиг. 4 вид сверху фиг. 3; на фиг. 5 показано расположение упругих объемных тел относительно блоков; на фиг. 6 показан виброизолятор в виде упругого стержня; на фиг.7, 8, общий вид бензиномоторной пилы в варианте высокорасположенными рукоятками управления. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the proposed motor tool in the embodiment with low-lying handles, side view, in FIG. 2 shows the active tool block; in FIG. 3 shows a passive unit, a general view; in FIG. 4 is a top view of FIG. 3; in FIG. 5 shows the location of elastic bulk bodies relative to blocks; in FIG. 6 shows a vibration isolator in the form of an elastic rod; 7, 8, a General view of a gasoline-powered saw in the embodiment of the high-mounted control levers.

Переносной моторный инструмент содержит двигатель 1 в сборе (корпус, кривошипно-шатунную группу, карбюратор и пр.), пильный рабочий орган 2, виброзащитный узел, который содержит топливный бак 3, виброизоляторы и раму управления с рукоятками. В варианте моторного инструмента с низкорасположенными рукоятками имеется левая передняя рукоятка 4 и правая задняя рукоятка 5, оснащенная блоком управления системами двигателя пилы. Виброизоляторы расположены с задней стороны 6 и передней стороны 7 корпуса двигателя. Виброизоляторы 8, 9, расположенные с задней стороны корпуса двигателя выполнены в виде по меньшей мере пары объемных упругих тел, продольные оси которых расположены по обе стороны продольно-вертикальной плоскости А-А симметрии топливного бака 3. Упругие объемные тела 8, 9 имеют форму, например, витых пружин. Виброизолятор, присоединение которого расположено с передней стороны корпуса двигателя, выполнен по меньшей мере в виде одного упругого стержня 10 с ориентацией его продольной оси в направлении пильного рабочего органа 2. Один из концов стержня 10 соединен с корпусом двигателя или виброзащитного блока посредством этого шарнира 11 и возможностью осевого перемещения относительно этого шарнира. В частном случае шарнирное соединение выполнено в виде сферического подшипника, а возможность осевого перемещения обеспечивается за счет скользящей посадки стержня 10 во внутреннем кольце 12 сферического подшипника и подборе трущейся пары. Виброизолятор, присоединенный к передней стенке корпуса двигателя может быть выполнен и в виде нескольких упругих стержней. Виброзащитный узел имеет ограничители деформации 13 как для упругих тел, так и упругого стержня. Ограничители деформации выполнены в виде выемки 14 в корпусе двигателя или виброзащитного узла и соответствующий выступ 15 в соответственном корпусе, при этом выступ ориентирован в направлении продольной оси виброизолятора. Выступ 15 взаимодействует с внутренними поверхностями выемки 14 в экстремальных ситуациях (рывок при зажиме пильного аппарата деревом и т.п.), что предотвращает выход из строя виброизоляторов. Конец стержня 10, противолежащий шарнирному присоединению его, соединен с другим корпусом (в описанной ситуации двигателя). A portable motor tool contains an engine 1 assembly (a housing, a crank group, a carburetor, etc.), a saw working member 2, a vibration-proof assembly that contains a fuel tank 3, vibration isolators and a control frame with handles. In the version of the motor tool with low-lying handles, there is a left front handle 4 and a right rear handle 5, equipped with a control unit for saw motor systems. Vibration isolators are located on the rear side 6 and the front side 7 of the engine housing. Vibration isolators 8, 9 located on the rear side of the engine housing are made in the form of at least a pair of volumetric elastic bodies, the longitudinal axes of which are located on both sides of the longitudinally vertical plane AA of symmetry of the fuel tank 3. The elastic volumetric bodies 8, 9 have a shape, for example, coil springs. The vibration isolator, the connection of which is located on the front side of the engine housing, is made of at least one elastic rod 10 with the orientation of its longitudinal axis in the direction of the saw working body 2. One of the ends of the rod 10 is connected to the engine housing or vibration protection unit by means of this hinge 11 and the possibility of axial movement relative to this hinge. In the particular case, the swivel is made in the form of a spherical bearing, and the possibility of axial movement is provided due to the sliding fit of the rod 10 in the inner ring 12 of the spherical bearing and the selection of the friction pair. The vibration isolator attached to the front wall of the engine housing can also be made in the form of several elastic rods. The vibration-protective assembly has deformation limiters 13 for both elastic bodies and an elastic rod. The deformation limiters are made in the form of a recess 14 in the motor housing or vibration protection unit and the corresponding protrusion 15 in the respective housing, while the protrusion is oriented in the direction of the longitudinal axis of the vibration isolator. The protrusion 15 interacts with the internal surfaces of the recess 14 in extreme situations (jerk when clamping the saw apparatus with a tree, etc.), which prevents the failure of vibration isolators. The end of the rod 10, opposite its articulation, is connected to another housing (in the described situation of the engine).

Присоединение всех виброизоляторов в системе виброзащиты расположено в вершинах треугольника, центр тяжести которого, преимущественно, расположен в центре "0" зоны приложения вибровозмущающих сил. The connection of all vibration isolators in the vibration protection system is located at the vertices of the triangle, the center of gravity of which is mainly located in the center "0" of the zone of application of vibration-absorbing forces.

При пилении предлагаемым моторным инструментом в процессе эксплуатации реакция древесины (от усилия подачи), воздействующая на пильный рабочий орган 2, создает значительное усилие на конец стержня в сферической опоре шарнира 11. Благодаря ориентации оси стержня 10 в направлении пильного рабочего органа 2 и симметричного размещения пары упругих тел 8 и 9 относительно продольно-вертикальной плоскости А-А топливного бака, каждое указанное тело загружается приблизительно одинаковой нагрузкой, значительно меньшей, чем в опоре шарнира 11. В результате упругие тела 8 и 9 имеют сравнительно небольшую деформацию, т.е. сохраняют линейность характеристик и расчетные виброизолирующие свойства. Упругий стержень 10 благодаря значительной длине, шарнирности соединения с одним из блоков и возможности осевого перемещения конца относительно этого соединения также сохраняет расчетные виброизолирующие свойства несмотря на значительное взаимное перемещение корпуса двигателя 1 около опоры шарнира 11. При этом значительная деформация, т.е. малая жесткость стержня 10 компенсирует угловые колебания корпуса двигателя, существенно снижая вибрацию на задней (правой) рукоятке, которая для пил с низкими рукоятками является максимальной. When sawing the proposed motor tool during operation, the wood reaction (from the feed force) acting on the saw working body 2 creates a significant force on the end of the shaft in the spherical support of the hinge 11. Due to the orientation of the axis of the shaft 10 in the direction of the saw working body 2 and the symmetrical placement of the pair elastic bodies 8 and 9 relative to the longitudinally vertical plane AA of the fuel tank, each specified body is loaded with approximately the same load, much less than in the support of the hinge 11. In the result Elastic bodies 8 and 9 have a relatively small deformation, i.e. keep linearity of characteristics and calculated vibration-isolating properties. Due to the considerable length, articulation of the connection with one of the blocks and the possibility of axial movement of the end relative to this connection, the elastic rod 10 also retains the calculated vibration-isolating properties despite the significant mutual displacement of the motor housing 1 near the hinge support 11. In this case, significant deformation, i.e. low stiffness of the rod 10 compensates for the angular vibrations of the motor housing, significantly reducing vibration on the rear (right) handle, which is maximum for saws with low handles.

При работе двигателя предлагаемой пилы на холостом ходу на снижение вибрации оказывает влияние симметричное расположение виброизоляторов 8 и 9 относительно вертикальных плоскостей симметрии топливного бака и двигателя, а также близость центра жесткости треугольника виброизоляторов и центра приложения виброизолирующих сил 0 (фиг. 3 и 4) двигателя. Дополнительное снижение вибрации за счет поглощения части энергии вибрации силами трения в опоре 11. When the engine of the proposed saw is idling, vibration reduction is influenced by the symmetrical arrangement of vibration isolators 8 and 9 relative to the vertical planes of symmetry of the fuel tank and engine, as well as the proximity of the center of stiffness of the triangle of vibration isolators and the center of application of vibration isolation forces 0 (Figs. 3 and 4) of the engine. An additional reduction in vibration due to the absorption of part of the vibration energy by friction in the support 11.

Работа предлагаемой пилы в компоновке с высокими рукоятками в приложении "раскряжевка" (фиг. 7) и валка (фиг. 8) в принципе не отличается от описанной. The work of the proposed saw in the layout with high handles in the application "bucking" (Fig. 7) and the roll (Fig. 8), in principle, does not differ from that described.

В результате применения предлагаемого решения на бензиномоторной пиле получено снижение виброскорости на рукоятках в 3,1 раза при удовлетворительной управляемости рабочим органом, что существенно улучшает эргономические и эксплуатационные характеристики изделия. As a result of the application of the proposed solution on a gasoline-powered saw, a 3.1-fold decrease in vibration velocity on the handles was obtained with satisfactory controllability by the working body, which significantly improves the ergonomic and operational characteristics of the product.

Claims

1. A portable motor tool, including a motor having a housing, a saw body and a vibration protection assembly having a fuel tank, a control frame and vibration isolators, the zones of attachment of which to the engine housing are located on its front and rear sides, the vibration isolator being connected to the rear side of the engine housing has at least a pair of elastic volumetric elements located on both sides of the longitudinally vertical plane of symmetry of the fuel tank of the vibration protection unit, characterized in that the vibration isolator with risoedineniem to the front side of the motor housing has at least one resilient rod, the longitudinal axis of which is oriented in the direction of the working body of the saw, while one end of the rod is connected to the motor housing, or vibration-proof assembly is pivotally and slidably in the axial direction.

2. The tool according to claim 1, characterized in that it is equipped with limiters for the deformation of the vibration isolators, each limiter having a protrusion made on the engine or vibration-proof housing with a longitudinal axis parallel to the corresponding axis of the vibration isolator, and a recess for the protrusion on the corresponding tool body.