RU2254985C1 - Gasoline-powered saw - Google Patents

Gasoline-powered saw Download PDF

Info

Publication number
RU2254985C1
RU2254985C1 RU2004102323/03A RU2004102323A RU2254985C1 RU 2254985 C1 RU2254985 C1 RU 2254985C1 RU 2004102323/03 A RU2004102323/03 A RU 2004102323/03A RU 2004102323 A RU2004102323 A RU 2004102323A RU 2254985 C1 RU2254985 C1 RU 2254985C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
springs
saw
vibration
gasoline
engine
Prior art date
Application number
RU2004102323/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
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 (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Машиностроительный завод им. Ф.Э. Дзержинского" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Машиностроительный завод им. Ф.Э. Дзержинского"
Priority to RU2004102323/03A priority Critical patent/RU2254985C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2254985C1 publication Critical patent/RU2254985C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Sawing (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Portable Power Tools In General (AREA)

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; a sawing device; a supporting frame with a tubular section, fixed to engine body through springs; a front and a rear handles and a stop. The mean diameter of springs makes 5-7 diameters of the springs wire. At that the space between the supporting frame and the engine body in places of the springs fixation ensures their preliminary strain equal to 0.4-0.6 of a working stroke of a spring. The technical result is effective damping of vibration in octava bands of operating frequencies 31.5; 63; 125; 250; 500 and 1000 Hz.
EFFECT: the invention ensures the effective damping of vibrations in octava bands of operating frequencies.
3 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.

В предлагаемом изобретении разработана бензиномоторная пила, в которой обеспечивается эффективная виброзащита рук оператора в широком диапазоне частот (30-1000 Гц).In the present invention, a gasoline-powered saw is developed in which an effective vibration protection of the operator’s hands is provided in a wide frequency range (30-1000 Hz).

Бензиномоторная пила является мощным источником динамических нагрузок, которые в зависимости от режима работы полностью или частично воспринимаются руками оператора.A gasoline-powered saw is a powerful source of dynamic loads, which, depending on the operating mode, are fully or partially perceived by the operator.

В связи с этим одной из важнейших задач при создании ручных бензиномоторных пил является достижение максимального снижения уровня вибрации на наружных поверхностях рукояток управления, охватываемых руками оператора при работе с пилой. Сложность решения данной проблемы заключается в том, что в зависимости от режима работы (холостой ход на раскряжевке, раскряжевка, валка леса) на руки оператора воздействуют вибрационные нагрузки в широком диапазоне частот (30-1000 Гц). В соответствии с патентно-информационными исследованиями в течение последних лет разработано достаточно большое количество механических демпфирующих устройств, обеспечивающих частичное гашение вибрации на рукоятках управления бензиномоторных пил.In this regard, one of the most important tasks when creating hand-held gasoline-powered saws is to achieve the maximum reduction in the level of vibration on the outer surfaces of the control handles covered by the operator's hands when working with the saw. The complexity of solving this problem lies in the fact that, depending on the operating mode (idling on the bucking, bucking, felling), the operator’s hands are affected by vibration loads in a wide frequency range (30-1000 Hz). In accordance with patent information studies, a fairly large number of mechanical damping devices have been developed over the past years, providing partial damping of vibration on the control handles of gasoline-powered saws.

Известна переносная моторная пила (см. например, заявку СССР №2031894 по классу В 27 В 17/00 за 1974 г.), в которой рукоятки управления жестко соединены с обоймами, имеющими с внутренней стороны упругие элементы в виде внешнего и внутреннего кольца, соединенные с перемычками. Вибрация, передаваемая от двигателя и пильного аппарата, гасится при передаче на рукоятки за счет поглощающих свойств эластичного материала упругих элементов, которые закреплены на двигателе. Как отмечают авторы наличие упругих элементов снижает вибрацию, обеспечивает хорошую виброустойчивость и управление пилой в любом положении. Основной недостаток данной конструкции заключается в том, что эффективная виброизоляция рукояток управления обеспечивается в ограниченном диапазоне частот вибрации. Ограничение диапазона частот по вибрации обусловлено конкретно заданными жесткими свойствами упругих элементов. Кроме того, сама пила имеет достаточно сложную конструкцию и повышенную массу за счет наличия обойм.A portable motor saw is known (see, for example, USSR application No. 2031894 for class B 27 B 17/00 for 1974), in which the control handles are rigidly connected to cages having elastic elements in the form of an outer and inner ring connected to the inside with jumpers. The vibration transmitted from the engine and the saw apparatus is damped during transmission to the handles due to the absorbing properties of the elastic material of the elastic elements that are mounted on the engine. As the authors note, the presence of elastic elements reduces vibration, provides good vibration resistance and control of the saw in any position. The main disadvantage of this design is that effective vibration isolation of the control levers is provided in a limited range of vibration frequencies. The limitation of the frequency range for vibration is due to the specifically specified rigid properties of the elastic elements. In addition, the saw itself has a rather complex structure and increased weight due to the presence of clips.

Известны переносные моторные пилы (см. заявку СССР №2331564 по классу В 27 В 17/00 за 1976 г., патент ФРГ 2043708 по классу В 27 В 17/02 за 1977 г., патент ФРГ 2525116 по классу В 27 В 17/02, патент США 3698455 по классу В 27 В 17/02 за 1972 г., патент США 3945119 по классу В 27 В 17/02 за 1976 г., патент США 4141143 по классу В 27 В 17/02 за 1979 г.), в которых опорная рама с рукоятками управления непосредственно крепится к корпусу двигателя через эластичные элементы, которые обеспечивают эффективное гашения вибрации в области высоких частот. Для снижения уровня вибрации в области низкочастотного спектра применяются различные конструкции жестких гасителей.Known portable saws (see application of the USSR No. 2331564 for class B 27 V 17/00 for 1976, patent Germany 2043708 for class B 27 B 17/02 for 1977, patent Germany 2525116 for class B 27 V 17 / 02, US patent 3,698,455 for class B 27 B 17/02 for 1972, US patent 3,945,119 for class B 27 B 17/02 for 1976, US patent 4,141,143 for class B 27 B 17/02 for 1979) in which the support frame with control handles is directly attached to the motor housing through elastic elements that provide effective damping of vibration in the high-frequency region. To reduce the level of vibration in the low-frequency spectrum, various designs of rigid dampers are used.

Крепление опорной рамы с рукоятками управления к двигателю пилы через податливые эластичные элементы существенно ухудшает управляемость пилой, что небезопасно для оператора при его работе.The fastening of the support frame with control handles to the saw engine through flexible elastic elements significantly affects the controllability of the saw, which is unsafe for the operator during his work.

Известна также переносная моторная пила (см. заявку СССР №3249074 по классу В 27 В 17/00 за 1981 г.), принятая авторами за прототип. Она включает двигатель с пильным аппаратом, опорную раму с передней и задней рукоятками управления, прикрепленную к корпусу двигателя через три жесткие пружины, частично выполняющие роль амортизаторов на высоких частотах (500-1000 Гц).A portable motor saw is also known (see application of the USSR No. 3249074 for class B 27 B 17/00 for 1981), adopted by the authors as a prototype. It includes an engine with a saw apparatus, a support frame with front and rear control levers, attached to the engine housing through three rigid springs, partially acting as shock absorbers at high frequencies (500-1000 Hz).

Жесткие пружины обеспечивают хорошую управляемость пилой, при этом для снижения вибрации на рукоятках управления упор связан с корпусом двигателя посредством амортизаторов. При пилении упор прижат к древесине и амортизаторы выполняют роль гасителей колебаний.Rigid springs provide good controllability of the saw, while in order to reduce vibration on the control handles, the emphasis is connected to the engine housing by means of shock absorbers. When sawing, the emphasis is pressed against the wood and the shock absorbers act as vibration dampers.

Основным недостатком пилы - прототипа является не эффективная виброизоляция рукояток управления на низких рабочих частотах, наиболее опасных для организма человека. Замеряемые на стенде виброскорости рукояток управления в октавных полосках рабочих частот: 31,5 Гц; 63 Гц; 125 Гц; 250 Гц превышают на 3-5 Дб допустимых уровней вибраций согласно ГОСТ 17770-72 “Машины ручные, Допустимые уровни вибрации”. Ограничение диапазона частот по эффективному гашению вибрации обусловлено заданной жестокостью амортизаторов.The main disadvantage of the prototype saw is the ineffective vibration isolation of the control levers at low operating frequencies, the most dangerous for the human body. Measured at the stand of vibration velocity of the control levers in octave strips of operating frequencies: 31.5 Hz; 63 Hz; 125 Hz; 250 Hz exceed by 3-5 dB the permissible vibration levels according to GOST 17770-72 “Manual machines, Permissible vibration levels”. The limitation of the frequency range for effective vibration damping is due to the given severity of the shock absorbers.

В пиле-прототипе крепление опорной рамы с рукоятками управления к корпусу двигателя осуществляется через три жесткие пружины. Жесткость пружины определяется числовым значением индекса “С”.In the prototype saw, the support frame with the control levers is attached to the engine housing through three rigid springs. The stiffness of the spring is determined by the numerical value of the index “C”.

С=До/d, гдеC = To / d, where

До=Д-d - средний диаметр пружины;To = D-d - the average diameter of the spring;

Д - наружный диаметр пружины;D is the outer diameter of the spring;

d - диаметр проволоки пружины.d is the diameter of the spring wire.

В соответствии со справочными данными (см. В.И.Анурьев “Справочник конструктора-машиностроителя, том 3, М.: Машиностроение, 1979, стр. 96) для винтовых цилиндрических пружин сжатия и растяжения из стали кругового сечения индекс “С” имеет значения от 4 до 12. Чем меньше числовое значение индекса “С”, тем больше жесткость пружины.In accordance with the reference data (see V.I. Anuryev, “The Handbook of a Mechanical Engineering Designer, Volume 3, M .: Mashinostroenie, 1979, p. 96), for cylindrical helical compression and tension springs made of circular steel, the index“ C ”has values from 4 to 12. The smaller the numerical value of the “C” index, the greater the spring stiffness.

У пилы-прототипа болтовое крепление опорной рамы с корпусом двигателя осуществляется через жесткие пружины (С=4,0) практически без их предварительного нагружения. При таком жестком креплении опорной рамы с рукоятками управления к корпусу двигателя (источнику вибрации) при работе в режиме “холостой ход на раскряжевке” на руки оператора в диапазоне низких частот (31-250 Гц) воздействуют вибрационные нагрузки, превышающие на 3-5 Дб допустимые уровни вибрации. И только в пилении под нагрузкой на частотах 500-1000 Гц пружины выполняют роль виброгасителей.In the prototype saw, the bolt fastening of the support frame with the motor housing is carried out through hard springs (C = 4.0) with virtually no prior loading. With such a rigid fastening of the support frame with control handles to the engine casing (vibration source) when operating in the “idle running on the bucking” mode, the operator’s hands in the low frequency range (31-250 Hz) are exposed to vibration loads exceeding 3-5 dB permissible vibration levels. And only in sawing under load at frequencies of 500-1000 Hz do springs act as vibration dampers.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и создание конструкции бензиномоторной пилы, в которой обеспечивается гашение вибрации во всем диапазоне частот 31-1000 Гц.The technical task of the present invention is to remedy these disadvantages and create a gasoline-powered saw design, which provides vibration damping in the entire frequency range 31-1000 Hz.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в том, что крепление опорной рамы к корпусу двигателя осуществляется через податливые нежесткие пружины, средний диаметр которых составляет 5-7 диаметров проволоки пружины, при этом расстояние между опорной рамой и корпусом двигателя пилы в местах крепления пружин обеспечивает их предварительный натяг на величину 0,4-0,6 рабочего хода пружины.The technical result of the invention lies in the fact that the mounting of the support frame to the motor housing is carried out through pliable non-rigid springs, the average diameter of which is 5-7 diameters of the spring wire, while the distance between the supporting frame and the saw motor housing at the points of attachment of the springs provides their preload the value of 0.4-0.6 working stroke of the spring.

На фиг.1 изображена бензиномоторная пила, общий вид. Она содержит двигатель 1, пильный аппарат 2, опорную раму 3 с трубчатой частью 4, закрепленную к корпусу двигателя 1 через пружины 5, переднюю рукоятку 6, расположенную на трубчатой части 4 опорной рамы 3, заднюю рукоятку 7 и упор 8. Два места крепления опорной рамы 3 к корпусу двигателя 1 через пружины 5 показано на фиг.1. Третье место крепления трубчатой части 4 опорной рамы 3 к корпусу двигателя 1 через пружину 5 показано на фиг.2 - вид по А на фиг.1.In Fig.1 shows a gasoline-powered saw, General view. It contains an engine 1, a saw apparatus 2, a support frame 3 with a tubular part 4, fixed to the engine housing 1 through springs 5, a front handle 6 located on the tubular part 4 of the support frame 3, a rear handle 7 and an abutment 8. Two mounting points of the support frame 3 to the housing of the engine 1 through the springs 5 is shown in figure 1. The third place of attachment of the tubular part 4 of the support frame 3 to the engine housing 1 through the spring 5 is shown in figure 2 - view along A in figure 1.

Работа бензиномоторной пилы осуществляется следующим образом. Двигатель 1 с пильным аппаратом 2 генерирует пространственную вибрацию, передающуюся через опорную раму 3 на рукоятки управления 6, 7. Размещение между корпусом двигателя 1 и опорной рамой 3 пружин 5 с предварительным их натягом на величину 0,4-0,6 рабочего хода пружины позволяет исключить прямую передачу вибрации в диапазоне низких частот 31-250 Гц от двигателя 1 с пильным аппаратом 2 на опорную раму 3 с рукоятками управления 6, 7. При этом обеспечивается хорошая управляемость пилой.The operation of a gasoline-powered saw is as follows. The engine 1 with the saw apparatus 2 generates a spatial vibration transmitted through the support frame 3 to the control handles 6, 7. Placing the springs 5 between the engine casing 1 and the support frame 3 with a preload of 0.4-0.6 of the spring travel allows to exclude direct vibration transmission in the low frequency range 31-250 Hz from the engine 1 with the saw apparatus 2 to the support frame 3 with the control handles 6, 7. This ensures good controllability of the saw.

Гашение вибрации в предложенной авторами конструкции пилы осуществляется за счет упругой деформации пружин:The vibration damping in the saw design proposed by the authors is carried out due to the elastic deformation of the springs:

- на холостом ходу за счет предварительного натяга пружин;- at idle due to the preload of the springs;

- в пилении за счет работы пружин на сжатие и кручение.- in sawing due to the compression and torsion springs.

На основе многочисленных экспериментальных данных (пиление на стенде в режиме холостого хода, раскряжевка и валка с замером уровней вибрации на наружной поверхности рукояток) авторами было установлено, что большое значение на уровни вибрации в предложенной конструкции оказывает отношение среднего диаметра пружины к диаметру проволоки, из которой изготовлена пружина, и величина предварительного натяга пружины. При среднем диаметре пружины, равном более семи диаметров ее проволоки, в сочетании с предварительным натягом менее 0,4 рабочего хода, пружины обладают большими изгибными перемещениями. В результате этого возрастают вибрационные нагрузки на руки оператора в режиме холостого хода. При данном режиме работы пила находится в подвешенном состоянии в руках оператора и представляет собой некую массу с виброисточником (двигатель пилы, работающий на холостом ходу). Руки оператора, сжимающие рукоятки управления и удерживающие пилу, представляют собой некую присоединенную массу к пиле через пружины. Образуется динамическая система, в которой присоединенная масса (руки оператора) и пружины с большими изгибными перемещениями становятся динамическим демпфером для бензопилы, в результате чего идет мощный отбор энергии от виброисточника (двигателя пилы) и передача ее на руки оператора. Кроме того, из-за большой податливости пружин ухудшается управляемость пильным аппаратом 2. При среднем диаметре пружины, равном менее пяти диаметров ее проволоки, в сочетании с предварительным натягом более 0,6 рабочего хода пружины обладают большой жесткостью, В результате этого резко снижается эффективность гашения вибрации на низких частотах 31-250 Гц в режиме холостого хода на раскряжевке, а при валке и раскряжевке возможно смыкание витков пружин и вибрация без демпфирования напрямую передается на руки оператора.Based on numerous experimental data (sawing at a stand in idle mode, bucking and roll with measuring vibration levels on the outer surface of the handles), the authors found that the ratio of the average spring diameter to the diameter of the wire, of which the spring is made, and the amount of spring preload. With an average spring diameter equal to more than seven diameters of its wire, in combination with a preload of less than 0.4 working stroke, the springs have large bending movements. As a result of this, vibration loads on the operator’s hands in idle mode increase. In this mode of operation, the saw is in limbo in the hands of the operator and represents a certain mass with a vibration source (saw engine idling). The operator’s hands, compressing the control handles and holding the saw, represent a certain attached mass to the saw through the springs. A dynamic system is formed in which the attached mass (operator’s hands) and springs with large bending movements become a dynamic damper for a chainsaw, as a result of which there is a powerful selection of energy from a vibration source (saw engine) and its transfer to the operator’s hands. In addition, due to the great flexibility of the springs, the controllability of the saw apparatus 2 is deteriorated. With an average spring diameter of less than five diameters of its wire, in combination with a preload of more than 0.6 working springs, the springs are very stiff. As a result, the damping efficiency is sharply reduced vibration at low frequencies of 31-250 Hz in idle mode on the bucking, and when felling and bucking, it is possible to close the coil of springs and vibration without damping is directly transmitted to the hands of the operator.

Таким образом, только при среднем диаметре пружины, равном 5-7 диаметрам проволоки пружины, и предварительном натяге ее на величину 0,4-0,6 рабочего хода обеспечивается эффективное гашение вибрации в рабочем диапазоне частот.Thus, only with an average spring diameter equal to 5-7 diameters of the spring wire, and preloading it by a value of 0.4-0.6 working stroke, an effective damping of vibration in the working frequency range is provided.

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 частот 31,5; 63; 125; 250; 500 и 1000 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 levers in octave bands of operating frequencies of 31.5; 63; 125; 250; 500 and 1000 Hz.

Claims (1)

Бензиномоторная пила, включающая двигатель с пильным аппаратом, опорную раму с трубчатой частью, прикрепленную к корпусу двигателя через пружины, упор, переднюю и заднюю рукоятки управления, отличающаяся тем, что крепление опорной рамы к корпусу двигателя производится через пружины, средний диаметр которых составляет 5-7 диаметров проволоки пружины, при этом расстояние между опорной рамой и корпусом двигателя пилы в местах крепления пружин обеспечивает их предварительный натяг на величину 0,4-0,6 рабочего хода пружины.A gasoline-powered saw, including an engine with a saw apparatus, a support frame with a tubular part, attached to the engine housing through springs, an emphasis, front and rear control handles, characterized in that the support frame is attached to the engine housing through springs, the average diameter of which is 5- 7 diameters of the spring wire, while the distance between the supporting frame and the saw motor housing at the points of attachment of the springs ensures their preload by a value of 0.4-0.6 spring travel.
RU2004102323/03A 2004-01-26 2004-01-26 Gasoline-powered saw RU2254985C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004102323/03A RU2254985C1 (en) 2004-01-26 2004-01-26 Gasoline-powered saw

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004102323/03A RU2254985C1 (en) 2004-01-26 2004-01-26 Gasoline-powered saw

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2254985C1 true RU2254985C1 (en) 2005-06-27

Family

ID=35836558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004102323/03A RU2254985C1 (en) 2004-01-26 2004-01-26 Gasoline-powered saw

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2254985C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2695171B2 (en) Device and method for vibration damping of an object
Hao et al. Tuned vibration absorber for suppression of hand-arm vibration in electric grass trimmer
CN106426107A (en) Tension overall vibration isolation mechanism
CN108799384B (en) Tunable mass damper and mounting assembly for damping vibrations
RU2254985C1 (en) Gasoline-powered saw
Stosiak The impact of hydraulic systems on the human being and the environment
ATE339633T1 (en) VIBRATION DAMPERS FOR VEHICLES
RU46706U1 (en) PETROL SAW
RU2264910C1 (en) Petrol power saw
RU2184032C1 (en) Portable petrol saw
RU2277044C2 (en) Petrol power saw
Kudźma et al. Reduction of infrasounds in machines with hydrostatic drive
RU2281854C1 (en) Gasoline-engine saw
RU2261797C1 (en) Petrol power saw
RU2403466C1 (en) Vibration isolating device
RU2109624C1 (en) Petrol power saw
RU48855U1 (en) PETROL SAW
Yap et al. Effectiveness of substitute vibration dampers in reducing hand-arm vibrations of a gasoline-fueled hand tractor
EP1197678A3 (en) Adjustable damper to reduce torsional vibrations
RU48856U1 (en) PETROL SAW
RU2280556C1 (en) Petrol power saw
RU2254984C1 (en) Gasoline-powered saw
RU44632U1 (en) VIBRATING HANDLE
Lindell Attenuation of hand-held machine vibrations
RU2281853C1 (en) Gasoline-engine saw

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070127