RU48855U1

RU48855U1 - PETROL SAW

Info

Publication number: RU48855U1
Application number: RU2005105246/22U
Authority: RU
Inventors: В.И. Петенко; А.Б. Ладыгин; В.Н. Аликин; В.Ф. Ахмадеев; А.К. Дибижев
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Машиностроительный завод им. Ф.Э. Дзержинского"
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2005-11-10

Abstract

Бензиномоторная пила содержит двигатель 1, жестко соединенный с пильньм аппаратом 2 и стойкой 3, бензобак 4, рукоятки управления 5, жестко связанные с рамой 6, плоскую пружину 7 и шарнир 8, редуктор 9. Пильный аппарат включает в себя шину 10 и цепь 11. Длина стойки рамы пилы составляет 0,65 длины шины пильного аппарата. При заданном соотношении длин стойки рамы пилы и шины пильного аппарата исключается передача вибрации от шины пильного аппарата на рукоятки управления пилы в диапазоне частот 250-500Гц.A gasoline-powered saw contains an engine 1, rigidly connected to a saw apparatus 2 and a stand 3, a gas tank 4, control levers 5, rigidly connected to a frame 6, a flat spring 7 and a hinge 8, a gear 9. The saw apparatus includes a tire 10 and a chain 11. The length of the rack frame saw is 0.65 of the tire length of the saw machine. With a given ratio of the lengths of the racks of the saw frame and the tire of the saw apparatus, vibration transmission from the tire of the saw apparatus to the saw control arms in the frequency range of 250-500 Hz is excluded.

Description

Полезная модель относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано на предприятиях по проектированию и использованию бензиномоторных пил.The utility model relates to the forestry and woodworking industries and can be used in enterprises for the design and use of gasoline-powered saws.

Бензиномоторная пила является мощным источником динамических нагрузок, которые в зависимости от режима работы полностью или частично воспринимаются руками оператора. В связи с этим одной из важнейших задач при создании ручных бензиномоторных пил является достижение максимального снижения уровня вибрации на наружной поверхности рукояток управления, охватываемой рукой оператора при работе с пилой.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. 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 surface of the control handles, covered by the operator’s hand when working with the saw.

Сложность решения данной проблемы заключается в том, что на руки оператора воздействуют вибрационные нагрузки в широком диапазоне частот 30-1000Гц. Данный диапазон частот вибрационных нагрузок обусловлен не только разньми режимами работы с пилой (холостой ход, валка, раскряжевка), но и присутствием в пиле различных источников вибрации: кривошипно-шатунный механизм и поршень двигателя; шина и цепь пильного аппарата; зубчатые колеса редуктора.The difficulty in solving this problem lies in the fact that the operator’s hands are affected by vibration loads in a wide frequency range of 30-1000 Hz. This frequency range of vibration loads is caused not only by the different modes of operation with the saw (idle, felling, bucking), but also by the presence of various vibration sources in the saw: crank mechanism and engine piston; saw bar and chain; gears of a reducer.

В настоящее время основным направлением борьбы с вибрацией на бензиномоторных пилах является размещение на них различных демпфирующих устройств.Currently, the main direction of the fight against vibration on gasoline-powered saws is the placement of various damping devices on them.

В соответствии с патентно-информационными исследованиями в течение последних лет разработано достаточно большое количество бензиномоторных пил с демпфирующими устройствами, которые обеспечивают частичное гашение вибрации на рукоятках управления (см. например, заявку СССР авт. свид.№475782, кл. В 27 В 17/00 за 1989 г., заявку СССР авт. свид.№694366, кл. В 27 В 17/00 за 1979 г., заявку СССР авт. свид. №844280, кл. В 27 В 17/00 за 1981 г., заявку СССР авт. свид.№935273, кл. В 27 В 17/00 за 1982г.).In accordance with patent information studies, a fairly large number of gasoline-powered saws with damping devices have been developed over the past years that provide partial damping of vibration on the control handles (see, for example, USSR application author certificate No. 475782, class B 27 V 17 / 00 for 1989, application of the USSR author certificate No. 694366, class B 27 V 17/00 for 1979, application of the USSR author certificate No. 844280, class B 27 B 17/00 for 1981, USSR application author certificate No. 935273, class B 27 B 17/00 for 1982).

Основным недостатком этих изобретений является ограниченный диапазон частот, на которых демпфирующие устройства эффективно гасят вибрацию. Это обусловлено заданной жесткостью каждого конкретного демпфирующего устройства, которая определяется его конструкцией.The main disadvantage of these inventions is the limited frequency range at which damping devices effectively dampen vibration. This is due to the given rigidity of each specific damping device, which is determined by its design.

Кроме того, наличие демпфирующих устройств усложняет конструкцию пилы и увеличивает ее массу в целом, что нежелательно для ручных инструментов.In addition, the presence of damping devices complicates the design of the saw and increases its mass as a whole, which is undesirable for hand tools.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является бензиномоторная пила, включающая двигатель, соединенный с пильным The closest in technical essence and the achieved result is a gasoline-powered saw, including an engine connected to a saw

аппаратом и стойкой, бензобак и рукоятки управления, жестко соединенные с опорной рамой (SU, авт. свид.№286188, кл. В 27 В 17/00, 1971 г.), принятая авторами за прототип.apparatus and stand, gas tank and control handles, rigidly connected to the support frame (SU, auth. certificate. No. 286188, class B 27 V 17/00, 1971), adopted by the authors for the prototype.

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 и обеспечивает эффективное гашение вибрации в диапазоне частот 500-ЮООГц. Ограничение диапазона частот по эффективной виброизоляции обусловлено заданной жесткостью плоской пружины и цилиндрическими пружинами шарнира. У данной пилы длина стойки практически равна длине шины пильного аппарата.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 and provides effective damping of vibration in the frequency range of 500 SOOHz. The limitation of the frequency range for effective vibration isolation is due to the given stiffness of the flat spring and the hinge coil springs. In this saw, the rack length is almost equal to the tire length of the saw apparatus.

Технической задачей полезной модели является устранение указанных недостатков и создание конструкции бензиномоторной пилы, в которой осуществляется эффективное гашение вибрации в рукоятках управления в диапазоне частот 250-500Гц. Эти частоты более опасны для здоровья человека. При этом пила, как и прототип, имеет простую конструкцию и ее масса меньше массы пилы- прототипа и аналогов.The technical task of the utility model is to eliminate these drawbacks and create a gasoline-powered saw design, which effectively dampens the vibration in the control handles in the frequency range 250-500Hz. These frequencies are more dangerous for 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 its analogues.

Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в том, что длина стойки рамы пилы составляет 0,65 длины шины пильного аппарата. При таком соотношении размеров длин стойки рамы пилы и шины пильного аппарата на рукоятки управления, а следовательно и руки оператора не передается вибрация от шины пильного аппарата, как одного из основных источников вибрации в пиле, в диапазоне частот 250-500Гц.The technical result of the proposed utility model is that the length of the rack frame saw is 0.65 of the tire length of the saw machine. With this ratio of the lengths of the racks of the saw frame and the tire of the saw apparatus to the control handles, and therefore to the operator’s hands, vibration from the tire of the saw apparatus, as one of the main sources of vibration in the saw, is not transmitted in the frequency range 250-500 Hz.

На фиг.1 изображена бензиномоторная пила, общий вид.In Fig.1 shows a gasoline-powered saw, General view.

Пила содержит двигатель 1, жестко соединенный с пильный аппаратом 2 и стойкой 3, бензобак 4, рукоятки управления 5, опорную раму 6, виброизолирующее устройство выполненное как у прототипа в виде плоской пружины 7 и шарнира 8, редуктор 9. Пильный аппарат 2 состоит из шины 10 и цепи 11. Рукоятки 5 жестко скрепляются 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 made as a prototype in the form of a flat spring 7 and a hinge 8, gear 9. The saw apparatus 2 consists of a tire 10 and chains 11. The handles 5 are rigidly fastened to the support frame 6.

Работа бензиномоторной пилы осуществляется следующим образом. Двигатель 1, пильный аппарат 2 и редуктор 9 генерируют 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 The operation of a gasoline-powered saw is as follows. The engine 1, the saw apparatus 2 and the gearbox 9 generate spatial vibration transmitted through the rack 3 and the support frame 6 to the control arms 5. The placement between the support frame 6 and the rack 3 of a flat spring 7 and a hinge 8 with coil springs eliminates the direct transmission of vibration

энергии от пильного аппарата 2 к опорной раме 6, что обеспечивает виброизоляцию рукояток в диапазоне частот 500-1000Гц.energy from the saw apparatus 2 to the supporting frame 6, which provides vibration isolation of the handles in the frequency range 500-1000 Hz.

Дополнительное эффективное гашение вибрации в предложенной авторами конструкции осуществляется в диапазоне частот 250-500Гц за счет заданного соотношения длины стойки 3 к длине шины 10 пильного аппарата 2. На основе многочисленных экспериментальных данных с прямьм замером уровней вибрации по длине стойке 3 и шине 10 пильного аппарата 2 при пилении авторами было установлено, что большое значение на уровни вибрации в предложенной конструкции пилы в диапазоне частот 250-500Гц оказывает соотношение длины стойки 3 к длине шины 10 пильного аппарата.Additional effective damping of vibration in the design proposed by the authors is carried out in the frequency range 250-500 Hz due to a predetermined ratio of the length of the rack 3 to the length of the tire 10 of the saw apparatus 2. Based on numerous experimental data with direct measurement of vibration levels along the length of the rack 3 and tire 10 of the saw apparatus 2 when sawing, the authors found that the ratio of the length of the rack 3 to the length of the tire 10 of the saw apparatus is of great importance to the vibration levels in the proposed saw design in the frequency range 250-500 Hz.

Вибрация, генерируемая шиной 10 пильного аппарата 2 в виде знакопеременных (возвратно-поступательных) перемещений передается по стойке 3 к раме пилы 6 и на рукоятки 5, в результате чего руки оператора воспринимают вибрацию с большим ускорением от этого источника вибрации (шины 10). Изменяя длину Lc стойки 3 от величены равной длине Lш шины 10 до величены равной половине длины шины 10, было определено оптимальное соотношение между этими размерами, которое составило: Lc=0,65Lш.The vibration generated by the tire 10 of the saw apparatus 2 in the form of alternating (reciprocating) movements is transmitted along the rack 3 to the saw frame 6 and to the handles 5, as a result of which the operator's hands perceive vibration with great acceleration from this vibration source (bus 10). Changing the length Lc of the strut 3 from a value equal to the length Lш of the tire 10 to a value equal to half the length of the tire 10, the optimal ratio between these sizes was determined, which was: Lc = 0.65Lш.

На фиг.2 представлены графики изменения величены амплитуды виброперемещений 12 по длине 14 шины 10 пильного аппарата 2 и амплитуды перемещений 13 по длине 15 стойки 3. Максимальное значение амплитуды виброперемещений 16 находится в месте крепления 17 шины 10 пильного аппарата 2 и стойки 3 к двигателю 1 пилы, а узловые значения виброперемещений с нулевой амплитудой 18 находятся в месте 19 крепления стойки 3 с опорной рамой 6 при выполнении указанных в настоящем техническом решении соотношении длин стойки 3 и шины пильного аппарата 2: Lc=0,65Lш.Figure 2 presents graphs of changes in the magnitude of the amplitude of the vibratory displacements 12 along the length 14 of the tire 10 of the saw apparatus 2 and the amplitude of the displacements 13 along the length of the 15 racks 3. The maximum value of the amplitude of the vibration displacements 16 is located at the attachment point 17 of the tire 10 of the saw apparatus 2 and the stand 3 to the engine 1 saws, and the nodal values of vibration displacements with zero amplitude 18 are in the place 19 of the fastening of the rack 3 with the supporting frame 6 when the ratio of the lengths of the rack 3 and the tire of the saw apparatus 2 is specified in this technical solution: Lc = 0.65Lш.

В диапазоне частот 250-500Гц максимальные виброперемещения 16 (пучность) находятся на противоположных концах шины 10 пильного аппарата 2.In the frequency range 250-500Hz, the maximum vibration displacement 16 (antinode) is located on opposite ends of the tire 10 of the saw apparatus 2.

Амплитуды виброперемещений, распространяющиеся по длине 15 стойки 3 имеют максимальные значения 16 (пучность) в месте крепления 17 шины 10 пильного аппарата 2 и стойки 3 к двигателю 1 пилы. И далее по длине 15 стойки 3 амплитуды виброперемещений уменьшаются и имеют форму стоячей волны с узловьми значениями 18, равными нулю в месте крепления 19 стойки 3 с опорной рамой 6, на которой жестко закреплены рукоятки 5. Таким образом, при длине стойки равной 0,65 от длины шины пильного аппарата, вибрация от шины в диапазоне частот 250-500Гц не воздействует на руки оператора.The vibration displacement amplitudes propagating along the length 15 of the strut 3 have a maximum value of 16 (antinode) at the attachment point 17 of the tire 10 of the saw apparatus 2 and the strut 3 to the engine 1 of the saw. And further along the length 15 of the rack 3, the amplitudes of vibration displacements decrease and have the form of a standing wave with knot values of 18 equal to zero at the mounting point 19 of the rack 3 with a supporting frame 6 on which the arms 5 are rigidly fixed. Thus, with the length of the rack equal to 0.65 from the tire length of the saw unit, vibration from the tire in the frequency range 250-500Hz does not affect the hands of the operator.

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 frame strut length is 0.65 lengths tires of the saw device.