RU2261797C1

RU2261797C1 - Petrol power saw

Info

Publication number: RU2261797C1
Application number: RU2004106863/03A
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: 2004-03-09
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2005-10-10
Also published as: RU2004106863A

Abstract

FIELD: wood working industry.

SUBSTANCE: petrol power saw comprises engine, sawing unit, bearing frame connected with the sawing unit through the pillar, vibration insulation means made of flat spring secured to the pivot pillar and connected with the frame, and control handle made of flexible polymeric material with inner insulated gas cells. The control handles are mounted on the bearing frame of the saw with tension due to the inner diameter of the handles is 0.92-0.96 of the diameter of the pipe of the bearing frame.

EFFECT: attenuated vibration.

1 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.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.

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).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).

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 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 №2331564Known portable saws (see application of the USSR No. 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 1976г., 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.class B 27 B 17/00 for 1976, patent Germany 2043708 class B 27 B 17/02 1977, patent Germany 2525116 class B 27 B 17/02, US patent 3698455 class B 27 B 17 / 02 for 1972, US patent 3945119 for class B 27 B 17/02 for 1976, US patent 4141143 for class B 27 B 17/02 for 1979), in which the support frame with control handles is directly attached to the housing engine 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 бензиномоторная пила (см. патент 2109624 РФ по классу В 27 В 17/00 за 1996 г.) принятая авторами за прототип. Она включает двигатель, жестко соединенный с пильным аппаратом и стойкой, бензобак, рукоятки управления из эластичного полимерного материала с внутренними изолированными одна от другой газовыми ячейками сферической формы, опорную раму, виброизолирующее устройство между стойкой и опорной рамой в виде плоской пружины и шарнира. Внутренняя поверхность, по которой рукоятка жестко скрепляется с опорной рамой, выполнена с открытыми газовыми ячейками.A portable gasoline-powered saw is also known (see RF patent 2109624 for class B 27 B 17/00 for 1996) adopted by the authors as a prototype. It includes an engine rigidly connected to the saw apparatus and the stand, a gas tank, control handles made of elastic polymer material with internal spherical gas cells, a support frame, a vibration isolation device between the stand and the support frame in the form of a flat spring and a hinge. The inner surface, on which the handle is rigidly fastened to the support frame, is made with open gas cells.

Данная пила обеспечивает двукратное гашение вибрации на рукоятках управления во всем диапазоне рабочих частот: 31,5; 63; 125; 250; 500 л 1000 Гц, Это достигается при строго заданном суммарном объеме газовых ячеек сферической формы в полимерном материале рукояток от общего объема рукоятки (0,4-0,6).This saw provides double vibration damping on the control handles in the entire range of operating frequencies: 31.5; 63; 125; 250; 500 l 1000 Hz, This is achieved with a strictly specified total volume of gas cells of a spherical shape in the polymer material of the handles of the total volume of the handle (0.4-0.6).

На практике это соблюдается при строгом соблюдении сложной технологии изготовления рукояток. В процессе изготовления идет большой процент брака, так как управлять сложным процессом образования газовых ячеек при полимеризации рукояток невозможно. Все определяется качеством исходного сырья полимерного материала рукояток (исходная влажность, вязкость, сыпучесть компонентов и т.д.) и вспенивателя. Необходимо проводить селекционный отбор компонентов полимерного материала и вспенивателя. Полимерный материал рукояток содержит как минимум 5-6 компонентов. Все это приводит к высокой цене рукояток и на практике оказалось недопустимым при массовом изготовлении рукояток.In practice, this is observed with strict adherence to sophisticated technology for manufacturing handles. In the manufacturing process there is a large percentage of defects, since it is impossible to control the complex process of forming gas cells during the polymerization of the handles. Everything is determined by the quality of the feedstock of the polymer material of the handles (source moisture, viscosity, flowability of the components, etc.) and the blowing agent. It is necessary to conduct selective selection of the components of the polymer material and the blowing agent. The polymeric material of the handles contains at least 5-6 components. All this leads to a high price of the handles and in practice turned out to be unacceptable in the mass production of handles.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и создание конструкции бензиномоторной пилы, в которой так же, как и в прототипе, обеспечивается двукратное гашение вибрации в диапазоне частот 30-1000 Гц, но при этом рукоятки изготавливаются по упрощенной схеме, приемлемой для массового изготовления рукояток.The technical task of the present invention is to eliminate these drawbacks and create a gasoline-powered saw design, in which, as in the prototype, double vibration damping is provided in the frequency range 30-1000 Hz, but the handles are made according to a simplified scheme acceptable for mass production of handles .

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в том, что рукоятки управления из эластичного полимерного материала с внутренними газовыми ячейками установлены на опорной раме пилы с натягом, внутренний диаметр их составляет 0,92-0,96 диаметра трубы опорной рамы пилы.The technical result of the invention consists in the fact that the control handles of elastic polymer material with internal gas cells are mounted on the supporting frame of the saw with interference, their inner diameter is 0.92-0.96 of the diameter of the pipe of the supporting frame of the saw.

На чертеже изображена бензиномоторная пила, общий вид. Она 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 в виде плоской пружины 7 и шарнира 8.The drawing shows a gasoline-powered saw, General view. It 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 a prototype in the form of a flat spring 7 and a hinge 8.

Основное гашение вибрации в предложенной авторами конструкции осуществляется в самой рукоятке за счет внутреннего трения в полимерной основе (матрице) вязкоупругого материала рукоятки за счет совершения работы деформирования оболочек внутренних газовых ячеек при воздействии вибрационной нагрузки.The main vibration damping in the design proposed by the authors is carried out in the handle itself due to internal friction in the polymer base (matrix) of the viscoelastic material of the handle due to the work of deformation of the shells of the internal gas cells under the influence of vibration load.

На основе многочисленных экспериментальных данных (пиления на стенде в режиме холостого хода, раскряжевки и валки с замером уровня вибрации на наружной поверхности рукояток) авторами было установлено, что значительно повышается эффективность виброгашения рукояток из эластичного полимера с внутренними газовыми ячейками, если рукоятки управления 5 установлены на опорной раме пилы 6 с натягом. При внутреннем диаметре рукояток меньше 0,96 от диаметра трубы опорной рамы пилы за счет натяга обеспечивается предварительное (начальное) сжатие эластичного полимерного материала рукоятки. В результате этого газовые ячейки с исходной сферической формой приобретают эллипсоидальную форму. Это приводит к значительному увеличению суммарной поверхности оболочек газовых ячеек в эластичном полимерном материале и руки оператора получают дополнительную виброизоляцию, что в конечном итоге позволяет полностью снять ограничение по соотношению суммарного объема газовых ячеек к общему объему рукоятки.Based on numerous experimental data (sawing at a stand in idle mode, bucking and rolls with measuring the vibration level on the outer surface of the handles), the authors found that the vibration damping of handles made of elastic polymer with internal gas cells is significantly increased if control handles 5 are installed on the supporting frame of the saw 6 with interference. When the internal diameter of the handles is less than 0.96 of the diameter of the pipe of the supporting frame of the saw due to the interference, preliminary (initial) compression of the elastic polymer material of the handle is provided. As a result of this, gas cells with an initial spherical shape acquire an ellipsoidal shape. This leads to a significant increase in the total surface of the shells of gas cells in an elastic polymer material and the operator’s hands receive additional vibration isolation, which ultimately allows you to completely remove the restriction on the ratio of the total volume of gas cells to the total volume of the handle.

При внутреннем диаметре рукояток меньше 0,92 от диаметра трубы опорной рамы пилы происходит практическое смыкание оболочек газовых ячеек в эластичном полимерном материале рукояток, в результате этого резко возрастают вибрационные нагрузки на руки оператора.When the internal diameter of the handles is less than 0.92 of the diameter of the tube of the saw’s support frame, the shells of gas cells are practically closed in the elastic polymer material of the handles, as a result of which the vibration loads on the operator’s hands sharply increase.

Таким образом, только при внутреннем диаметре рукояток управления 5, равном 0,92-0,96 от диаметра трубы опорной рамы пилы 6, обеспечивается высокая эффективность виброгашения на наружной поверхности рукоятки предлагаемой авторами изобретения конструкции бензиномоторной пилы.Thus, only with an internal diameter of the control arms 5 equal to 0.92-0.96 of the diameter of the pipe of the supporting frame of the saw 6, is there a high efficiency of vibration damping on the outer surface of the handle of the gasoline-powered saw design of the inventors.

В настоящее время проведены стендовые и натурные (в леспромхозах России) испытания предложенной конструкции пилы. Достигнуто двукратное гашение вибрации на рукоятках управления по сравнению с серийной пилой МП-5 «Урал-2 Эл» в актавных 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. Twice vibration damping was achieved on the control handles in comparison with the MP-5 “Ural-2 El” serial saw in the active operating frequency bands of 31.5; 63; 125; 250; 500 and 1000 Hz.

Claims

A gasoline-powered saw containing an engine, a saw apparatus and a support frame connected via a strut, vibration isolation means in the form of a hinge and a flat spring attached to the strut, connected to the frame, as well as control sticks made of elastic polymer material with internal gas cells isolated from one another, characterized in that the control handles are mounted on the supporting frame of the saw with interference, the inner diameter of which is 0.92-0.96 of the diameter of the pipe of the supporting frame of the saw.