RU2254984C1

RU2254984C1 - Gasoline-powered saw

Info

Publication number: RU2254984C1
Application number: RU2003133637/03A
Authority: RU
Inventors: В.И. Петенко (RU); В.И. Петенко; А.Б. Ладыгин (RU); А.Б. Ладыгин; В.Н. Аликин (RU); В.Н. Аликин; В.Ф. Ахмадеев (RU); В.Ф. Ахмадеев; Г.Н. Амарантов (RU); Г.Н. Амарантов
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Машиностроительный завод им. Ф.Э. Дзержинского"
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2005-06-27

Abstract

FIELD: timber and woodworking industries; production of gasoline-powered saws.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to timber and woodworking industries and may be used in production of gasoline-powered saws. The saw contains a gasoline engine rigidly linked with a sawing device and a frame, a gasoline tank, control handles rigidly linked to the frame, vibration insulation means made in the form of a hinge and a flat spring coupled to the frame. The space between the longitudinal shafts of the control handles makes 1.4-1.6 of the length of the saw frame. The technical result is damping of vibration in octava bands of operating frequencies 31.5; 63; 125; 250 Hz due to placement of the longitudinal shafts of the control handles in units of vibrodisplacements with zero amplitudes.

EFFECT: the invention ensures damping of vibration in octava bands of operating frequencies due to placement of the longitudinal shafts of the control handles in units of vibrodisplacements with zero amplitudes.

2 dwg

Description

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано на предприятиях по проектированию и изготовлению бензиномоторных пил.The invention relates to the forestry and woodworking industries and can be used in enterprises for the design and manufacture of gasoline-powered saws.

Известна бензиномоторная пила, включающая двигатель, жестко соединенный с пильным аппаратом и стойкой бензобак, рукоятки управления, опорную раму, виброизолирующее устройство между стойкой и опорной рамой, выполненное в виде плоской пружины и шарнира, упругие шарниры между рукоятками управления и опорной рамой, состоящие из жесткой втулки и эластичных вставок на торцах. Между втулкой шарнира и опорной рамой размещен сыпучий вибропоглощающий материал (SU, авт. св. N1773719, кл. В 27 В 17/00, 1992).A gasoline-powered saw is known, including a motor rigidly connected to a saw apparatus and a stand, a gas tank, control handles, a support frame, a vibration isolation device between the stand and the support frame, made in the form of a flat spring and a hinge, elastic joints between the control handles and the support frame, consisting of a rigid bushings and elastic inserts at the ends. Between the hinge sleeve and the support frame, a loose vibration-absorbing material is placed (SU, ed. St. N1773719, class B 27 V 17/00, 1992).

Основное гашение вибрации на рукоятках управления в данной констукции пилы осуществляется за счет соединения рукояток управления с опорной рамой через упругий шарнир и размещения между втулкой шарнира и опорной рамой сыпучего вибропоглощающего материала. Благодаря малой инерции сыпучий материал приходит в движение от вибрации опорной рамы на всех режимах работы пилы, в результате обеспечивается эффективное снижение уровня вибрации в рукоятках управления в широком диапазоне частот.The main vibration damping on the control handles in this design of the saw is carried out by connecting the control handles to the support frame through an elastic hinge and placing a loose vibration-absorbing material between the hinge sleeve and the support frame. Due to the low inertia, the bulk material is set in motion by vibration of the support frame at all operating modes of the saw, which effectively reduces vibration levels in the control handles over a wide frequency range.

Данная конструкция пилы имеет дополнительно две жесткие втулки (для каждой рукоятки управления), четыре эластичные вставки (по две для каждой рукоятки управления) и сыпучий вибропоглощающий материал (для каждой рукоятки управления). Все это существенно усложняет конструкцию пилы в целом, делает ее нетехнологичной. Кроме того, вышеназванные дополнительные конструктивные элементы существенно увеличивают общую массу пилы.This design of the saw has two additional rigid bushings (for each control handle), four elastic inserts (two for each control handle) and bulk vibration-absorbing material (for each control handle). All this significantly complicates the design of the saw as a whole, making it low-tech. In addition, the above additional structural elements significantly increase the total mass of the saw.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является бензиномоторная пила, включающая двигатель, соединенный с двигательным аппаратом, стойкой, бензобак и рукоятки управления, жестко соединенные в опорную раму (SU, авт. св. N286188, кл. В 27 В 17/00, 1971).The closest in technical essence and the achieved result is a gasoline-powered saw, including an engine connected to a propulsion system, a strut, a gas tank and control handles, rigidly connected to the support frame (SU, auth. St. N286188, class B 27 V 17/00, 1971).

Для снижения уровня вибрации в рукоятках управления пила имеет виброизолирующее устройство между стойкой и опорной рамой, выполненное в виде плоской пружины и шарнира с цилиндрическими пружинами. Данная пила достаточно проста по конструкции, но не обеспечивает эффективной виброизоляции рукояток управления во всем диапазоне рабочих частот. Замеряемые на стенде виброскорости рукояток управления в октавных полосах рабочих частот (31,5; 63; 125; 250 Гц) превышают на 3-5 дБ допустимые согласно ГОСТ 17770-72 уровня вибраций. Ограничение диапазона частот по эффективной виброизоляции обусловлено задано жесткостью плоской пружины и цилиндрическими пружинами шарнира.To reduce the level of vibration in the control handles, the saw has a vibration isolation device between the stand and the support frame, made in the form of a flat spring and a hinge with coil springs. This saw is quite simple in design, but does not provide effective vibration isolation of the control levers in the entire range of operating frequencies. The vibration speeds of the control levers measured on the bench in the octave bands of the operating frequencies (31.5; 63; 125; 250 Hz) exceed the vibration levels admissible according to GOST 17770-72 by 3-5 dB. The limitation of the frequency range for effective vibration isolation is determined by the stiffness of the flat spring and the hinge coil springs.

У данной пилы длина стойки практически равна расстоянию между продольными осями рукояток управления.In this saw, the rack length is almost equal to the distance between the longitudinal axes of the control levers.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и создание конструкции бензиномоторной пилы в которой осуществляется эффективное снижение уровня вибрации в рукоятках управления в диапазоне частот 30-250 Гц. Эти низкие частоты наиболее опасны для здоровья человека. При этом пила, как и прототип, имеет простую конструкцию и ее масса меньше массы пилы-прототипа и пилы аналога.The aim of the present invention is to remedy these disadvantages and create a gasoline-powered saw design which effectively reduces the level of vibration in the control handles in the frequency range 30-250 Hz. These low frequencies are the most dangerous to human health. At the same time, the saw, like the prototype, has a simple structure and its mass is less than the mass of the prototype saw and the analog saw.

На фиг. 1 изображена бензиномоторная пила, общий вид.In FIG. 1 shows a gasoline engine saw, general view.

Пила содержит двигатель 1, жестко соединенный с пильным аппаратом 2 и стойкой 3, бензобак 4, рукоятки управления 5, опорную раму 6, виброизолирующее устройство между стойкой 3 и опорной рамой 6, выполненное как у прототипа и аналога в виде плоской пружины 7 и шарнира 8. Рукоятка жестко скрепляется с опорной рамой 6.The saw contains a motor 1, rigidly connected to the saw apparatus 2 and the stand 3, the gas tank 4, the control handle 5, the support frame 6, a vibration isolation device between the stand 3 and the support frame 6, made as in the prototype and analog in the form of a flat spring 7 and a hinge 8 . The handle is firmly attached to the support frame 6.

Работа бензиномоторной пилы осуществляется следующим образом.The operation of a gasoline-powered saw is as follows.

Двигатель 1 с пильным аппаратом 2 генерирует пространственную вибрацию, передающуюся через стойку 3 и опорную раму 6 на рукоятки управления 5. Размещение между опорной рамой 6 и стойкой 3 плоской пружины 7 и шарнира 8 с цилиндрическими пружинами позволяет исключить прямую передачу вибрационной энергии от пильного аппарата 2 к опорной раме 6, что обеспечивает частичную виброизоляцию рукояток управления 5.The engine 1 with the saw apparatus 2 generates spatial vibration transmitted through the rack 3 and the support frame 6 to the control handles 5. The placement between the support frame 6 and the rack 3 of the flat spring 7 and the hinge 8 with coil springs eliminates the direct transmission of vibrational energy from the saw apparatus 2 to the supporting frame 6, which provides partial vibration isolation of the control levers 5.

Основное гашение вибрации в предложенной авторами конструкции осуществляется за счет размещения рукояток 5 в узлы форм виброперемещений, где виброскорость равна нулю. Это достигается за счет соотношения расстояния между продольными осями рукояток управления 5(Н) и длины стойки пилы 3(L), равного 1.4-1.6.The main vibration damping in the design proposed by the authors is carried out by placing the handles 5 in the nodes of the forms of vibration displacements, where the vibration velocity is zero. This is achieved due to the ratio of the distance between the longitudinal axes of the control levers 5 (N) and the length of the saw strut 3 (L), equal to 1.4-1.6.

На основе многочисленных экспериментальных данных (пиление на стенде в режиме холостого хода, раскряжевки и валки с замером уровней вибрации на наружной поверхности рукояток) авторами было установлено, что большое значение на уровни вибрации в предложенной конструкции в диапазоне частот 30-250 Гц оказывает соотношение расстояния между рукоятками управления 5(Н), расположенных на раме от длины стойки пилы 3(L).Based on numerous experimental data (sawing at a stand in idle mode, bucking and rolls with measuring vibration levels on the outer surface of the handles), the authors found that the ratio of the distance between the vibration levels in the proposed design in the frequency range 30-250 Hz is of great importance control levers 5 (N) located on the frame from the length of the saw bar 3 (L).

Вибрация, генерируемая двигателем 1 с пильным аппаратом 2 в виде знакопеременных (возвратно-поступательных) перемещений передается по стойке 3 к раме пилы 6 с рукояткой 5, в результате чего руки оператора воспринимают вибрацию с большим ускорением. Изменяя длину стойки пилы 3(L) от величины равной расстоянию между рукоятками 5 до величины равной половине расстояния между рукоятками 5(Н) было определено оптимальное соотношение между этими размерами Н=(1.4-1.6)L.The vibration generated by the engine 1 with the saw apparatus 2 in the form of alternating (reciprocating) movements is transmitted along the rack 3 to the saw frame 6 with the handle 5, as a result of which the operator’s hands perceive vibration with great acceleration. Changing the length of the saw bar 3 (L) from a value equal to the distance between the handles 5 to a value equal to half the distance between the handles 5 (H), the optimal ratio between these sizes H = (1.4-1.6) L was determined.

На фиг. 2 представлены графики изменения величены аплитуды виброперемещений 9, 11 на стойке пилы и на опорной раме. Максимальное значение амплитуды виброперемещений 10 находится в месте крепления стойки пилы с опорной рамой, а узловые значения виброперемещений с нулевой аплитудой поз.12 находятся на продольных осях рукояток управления при выполнении указанных в настоящем техническом решении соотношении.In FIG. 2 shows graphs of changes in the magnitude of the vibration displacement amplitudes 9, 11 on the saw stand and on the support frame. The maximum value of the amplitude of the vibration displacements 10 is located at the attachment point of the saw stand with the support frame, and the nodal values of the vibration displacements with zero amplitude, pos. 12, are located on the longitudinal axes of the control handles when the ratio specified in this technical solution is fulfilled.

В диапазоне частот 30-259 Гц максимальные виброперемещения (пучность) находятся в зоне крепления стойки пилы 3 с пильным аппаратом 2 и опорной рамой 6. По трубе опорной рамы 6 эти максимальные виброперемещения передаются на рукоятки управления 5 за счет жесткого закрепления рукояток 5 к трубе рамы 6.In the frequency range 30-259 Hz, the maximum vibration displacements (antinode) are in the zone of attachment of the saw stand 3 with the saw apparatus 2 and the support frame 6. Through the pipe of the support frame 6, these maximum vibration displacements are transmitted to the control arms 5 due to the rigid fastening of the handles 5 to the frame pipe 6.

Амплитуды виброперемещений, распространяющиеся по трубе опорной рамы 6 , имеют максимальные значения (пучность) в зоне крепления стойки пилы 3 с опорной рамой 6. И далее по трубе опорной рамы 6 амплитуды виброперемещений уменьшаются и имеют форму стоячей волны с узловыми значениями, равными нулю (см. фиг. 2). При расстоянии между продольными осями рукояток управления 5, равном H=(1.4-1.6)L от длины стойки 3, узлы виброперемещений с нулевыми амплитудами находятся на продольных осях рукояток управления. В результате этого вибрация в диапазоне низких частот 30-250 Гц не воздействует на руки оператора.The vibration displacement amplitudes propagating along the pipe of the supporting frame 6 have maximum values (antinode) in the area of the saw stand 3 fastening with the supporting frame 6. And further along the pipe of the supporting frame 6, the vibration displacement amplitudes decrease and have the form of a standing wave with nodal values equal to zero (see Fig. 2). When the distance between the longitudinal axes of the control levers 5 is equal to H = (1.4-1.6) L from the length of the rack 3, the nodes of vibration displacements with zero amplitudes are located on the longitudinal axes of the control levers. As a result, vibration in the low frequency range of 30-250 Hz does not affect the hands of the operator.

В настоящее время проведены стендовые и натурные (в леспромхозах России) испытания предложенной конструкции пилы. Достигнуто практическое гашение вибрации на рукоятках управления в октавных полосах рабочих 31.5; 63; 125 и 250 Гц.At present, bench and full-scale (in the timber industry enterprises of Russia) tests of the proposed saw design have been carried out. Achieved practical damping of vibration on the control handles in the octave bands of workers 31.5; 63; 125 and 250 Hz.

Claims

A gasoline-powered saw containing an engine, a saw apparatus and a support frame connected thereto through a strut, vibration isolation means in the form of a hinge mounted on a strut and a flat spring connected to the frame, as well as a control handle, characterized in that the distance between the longitudinal axes of the control handles located on the frame, is 1.4-1.6 of the length of the saw stand.