РУЧНОЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РАСПИЛОВКИ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО МЯСНЫХ ТУШ Российский патент 1998 года по МПК A22B5/20 

Изобретение относится к ручным пилам для распиловки туш убойных животных и может быть использовано в мясной промышленности. Кроме того, оно может быть использовано в устройствах для распиловки древесины и других материалов.

Известны пилы для распиловки мясных туш, имеющие привод, содержащий кривошипно-ползунный механизм для сообщения рабочему органу возвратно-поступательного движения.

Известен ручной инструмент для распиловки мясных туш, включающий корпус, пильное полотно и привод, содержащий кривошипно-ползунный механизм для сообщения пильному полотну возвратно-поступательного движения, причем в корпусе выполнена направляющая для ползуна (SU, авторское свидетельство 1178383, кл. A 22 B 5/20, 1985). Для уравновешивания вибраций, возникающих при движении пильного полотна, устройство содержит также корректирующие массы, кулачки, имеющие профиль, повторяющий траекторию движения центра масс кривошипно-ползунного механизма, подпружиненные ролики, соединенные с корректирующими массами и предназначенные для обкатывания кулачков при помощи дополнительного кривошипно-ползунного механизма, состоящего из кривошипа, выполненного в виде диска с радиальным пазом, шатуна и ползуна. При этом ползун является общим звеном упомянутых кривошипно-ползунных механизмов. При работе устройства ползун сообщает движение корректирующим массам, которые вращаются в направлении, противоположном вращению кривошипно-ползунного механизма пильного полотна. Благодаря тому что корректирующие массы с помощью роликов обкатывают кулачки, имеющие профиль, повторяющий траекторию движения центра масс кривошипно-ползунного механизма пильного полотна, они уравновешивают в любой момент вращения как центробежную, так и касательную силы инерции. В результате снижается уровень вибрации при работе устройства.

Недостатком известного ручного инструмента являются его относительно большие габариты и недостаточная надежность, что обусловлено сложностью кинематической цепи. Кроме того, его надежность снижает пружинное устройство, установленное в кинематической цепи дополнительного кривошипно-ползунного механизма. Вместе с этим наличие двух кривошипно-ползунных механизмов с общим ползуном обусловливает высокие требования к точности изготовления устройства и приводит к дополнительному нагружению его звеньев.

Также известно устройство, включающее корпус и привод, содержащий кривошипно-ползунный механизм для сообщения рабочему органу возвратно-поступательного движения (Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике: Справочное пособие. В 7 т. Т.IV. Зубчатые механизмы. -2-е изд., перераб. -М.: Наука, 1980, с.130). Кривошипно-ползунный механизм этого устройства содержит T-образный ползун и два кривошипа, установленных симметрично друг другу, жестко соединенных каждый соответственно с одним из двух одинаковых, находящихся в зацеплении между собой зубчатых колес, вращающихся вокруг неподвижных осей. При вращении одного кривошипа второй вращается с равной угловой скоростью в обратную сторону. Кривошипы входят во вращательные пары с соответствующими шатунами, которые в свою очередь входят во вращательные пары с ползуном, скользящим в неподвижной направляющей, ось которой перпендикулярна к оси, проходящей через центры упомянутых колес. Симметричная схема соединения ползуна с кривошипами, а кривошипов - зубчатой парой при равных массах зубчатых колес и шатунов исключает боковую реакцию в кинематической паре ползун - направляющая.

Недостатком этого устройства является его динамическая неуравновешенность, обусловливающая вибрацию. Кроме того, наличие двух кривошипно-шатунных механизмов, замкнутых на общий ползун и связанных между собой, приводит к дополнительному нагружению звеньев механизма и его кинематических пар вследствие допусков на изготовление кривошипов, шатунов и связывающих кривошипы зубчатых колес.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков с изобретением является пила для распиловки мясных туш [1]. Известное устройство содержит корпус, исполнительный неуравновешенный кривошипно-ползунный механизм, снабженный противовесом и установленный с возможностью взаимодействия с пильным полотном, а также уравновешивающий механизм аналогичной конструкции и электродвигатель. В корпусе выполнена направляющая для ползуна. Входные звенья кривошипов упомянутых механизмов установлены на одной оси с возможностью вращения в противоположные стороны, а противовесы обоих механизмов установлены на кривошипах таким образом, что в крайних положениях механизмов они располагаются на одной оси, перпендикулярной плоскостям их движения. При этом противовесы имеют равные массы и установлены на кривошипах диаметрально противоположно шейкам последних. Неуравновешенный кривошипно-ползунный механизм представляет собой ползун, соединенный с пильным полотном и посредством шатуна - с шейкой кривошипа, выполненного в виде конической шестерни. Уравновешивающий кривошипно-ползунный механизм выполнен в виде шатуна, соединенного одним концом посредством шейки с соответствующим кривошипом, а другим концом - с упомянутым шатуном. Кривошипы обоих механизмов имеют общую ось вращения, а шейки кривошипов расположены симметрично оси движения ползуна. Кривошипы приводятся во вращение от электродвигателя через промежуточную коническую шестерню.

При работе пилы электродвигатель, расположенный вертикально, перпендикулярно оси движения ползуна, через промежуточную коническую шестерню приводит во вращение кривошипы, которые посредством соответствующих шатунов сообщают ползуну, взаимодействующему с пильным полотном, возвратно-поступательное движение.

Недостатком известной пилы является наличие двух кривошипно-шатунных механизмов, замкнутых на общий ползун и связанных между собой, что обусловливает высокие требования к точности изготовления устройства и приводит к дополнительному нагружению его звеньев и кинематических пар. Движение обоих механизмов в параллельных плоскостях обуславливает необходимость уравновешивания момента от сил инерции шатунов.

Кроме того, известное устройство не обеспечивает полного уравновешивания сил инерции. Вращающиеся противовесы могут уравновесить лишь первую гармонику продольных инерционных сил ползуна. В то же время эти противовесы должны создавать момент относительно продольной оси, обеспечивающей уравновешивание момента, создаваемого силами инерции шатунов в поперечном направлении. Принципиально это возможно только с точностью до первых гармоник. Точное же уравновешивание устройства невозможно.

К недостаткам известного устройства можно отнести также технологическую сложность подбора уравновешивающих масс и определения их местоположения, т. к. при уравновешивании одновременно решаются две задачи: уравновешивание продольных инерционных сил; уравновешивание момента сил инерции шатунов относительно продольной оси ползуна.

Изобретение решает задачу уменьшения вибрации инструмента для распиловки мясных туш и улучшения тем самым условий его обслуживания.

Эта задача решается благодаря тому, что в ручном инструменте для распиловки мясных туш, включающем корпус, пильное полотно и привод, содержащий кривошипно-ползунный механизм с двумя кривошипами для сообщения пильному полотну возвратно-поступательного перемещения и уравновешивающие массы, причем в корпусе выполнена направляющая для ползуна, согласно изобретению, привод инструмента снабжен балансиром, шарнирно закрепленным на ползуне, а кривошипы установлены симметрично друг другу таким образом, что плоскости их движения совпадают. При этом кривошипы соединены соответственно с одинаковыми зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении между собой, и кинематически связаны с ползуном посредством упомянутого балансира. Уравновешивающие массы установлены соответственно на валах упомянутых зубчатых колес таким образом, что центры уравновешивающих масс расположены в плоскости, проходящей через ось ползуна. При этом в проекции на ось ползуна в крайних положениях последнего уравновешивающие массы располагаются в противоположных крайних положениях относительно ползуна.

Кроме того, балансир выполнен с двумя симметрично расположенными пазами, а каждый кривошип снабжен концевым элементом, взаимодействующим с соответствующим пазом балансира. Такое исполнение обеспечивает движение ползуна по гармоническому закону и в отличие от кривошипно-шатунных механизмов теоретически обеспечивает возможность полного динамического уравновешивания устройства.

Вместе с этим кривошипы могут быть выполнены в виде коленчатых валов. Такое исполнение позволяет обеспечить симметричное нагружение вала привода и создает более благоприятные условия работы устройства.

Кроме того, кривошипы могут быть выполнены в виде эксцентриков. Такое исполнение позволяет упростить изготовление устройства.

В корпусе инструмента со стороны, противоположной пильному полотну, может быть выполнена дополнительная направляющая для ползуна. Таким образом, увеличивается база поступательной кинематической пары и снижаются потери на трение, т.к. уменьшается реакция в опорах ползуна.

Технический результат использования изобретения состоит в повышении степени динамического уравновешивания пилы.

На фиг. 1 схематически показан предлагаемый ручной инструмент для распиловки мясных туш, продольных разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Ручной инструмент для распиловки мясных туш содержит корпус 1, пильное полотно 2, привод, содержащий кривошипно-ползунный механизм с двумя кривошипами 3, 4 для сообщения пильному полотну 2 возвратно-поступательного движения и уравновешивающие массы 5,6. В варианте выполнения изобретения кривошипы 3,4 конструктивно совмещены с уравновешивающими массами 5,6. В корпусе выполнена направляющая 7 для ползуна 8. Кривошипы 3,4 установлены на валах 9,10, кинематически связанных посредством одинаковых цилиндрических зубчатых колес 11, 12, что обеспечивает вращение кривошипов в противоположные стороны с равной угловой скоростью. При этом кривошипы 3,4 установлены симметрично друг другу таким образом, что плоскости их движения совпадают, и кинематически связаны с ползуном 8 посредством балансира 13, шарнирно закрепленного на ползуне с помощью оси 14. Балансир 13 выполнен с двумя симметрично расположенными пазами "а". Каждый кривошип снабжен концевым элементом, взаимодействующим с соответствующим пазом балансира. Концевой элемент может быть выполнен, например, в виде пальца 15. Возможно другое выполнение концевого элемента, например, в виде пальца 15. Возможно другое выполнение концевого элемента, например, в виде ролика иди ползуна. Уравновешивающие массы 5,6 установлены на валах 9,10 таким образом, что центры 0 уравновешивающих масс расположены в плоскости, проходящей через ось 16 ползуна 8. Относительно осей валов 9, 10 центры 0 уравновешивающих масс располагаются противоположно пальцам 15. Зубчатые колеса 11,12 приводятся в движение, например, от гидромотора 17 через муфту 18, соединенную с валом 9.

В других вариантах выполнения изобретения (на чертеже не показаны) кривошипы могут быть выполнены в виде коленчатых валов или эксцентриков.

В варианте выполнения изобретения (на чертеже не показано) в корпусе 1 со стороны, противоположной пильному полотну 2, может быть выполнена дополнительная направляющая для ползуна 8.

Устройство работает следующим образом.

Гидромотор 17 через муфту 18 и вал 9 приводит во вращение зубчатые колеса 11, 12 и соединенные с ними кривошипы 3,4, которые, вращаясь в противоположные стороны с равной угловой скоростью, посредством балансира 13 сообщают ползуну 8, взаимодействующему с пильным полотном 2, возвратно-поступательное движение по гармоническому закону
X = Acosωt,
где
X - продольное перемещение ползуна,
A - амплитуда колебательного движения ползуна,
ω - угловая скорость кривошипа,
t -время.

Сила N динамического неуравновешивания ползуна (или его сила инерции) изменяется также по гармоническому закону

где
М - масса поступательно перемещающихся элементов (ползун 8 с пильным полотном 2 и полотном 13 с осью 14).

Центробежные силы N_x, N_y валов 9,10 с кривошипами 3, 4 и уравновешивающими массами 5, 6 в проекциях на продольную и вертикальную оси инструмента соответственно равны:

где
m₁, m₂ - масса валов 9,10,
ρ - эксцентриситет центра уравновешивающей массы относительно оси ее вращения.

При m₁ = m₂ = m имеем N_x= 2mρω²cosωt.
Полное динамическое уравновешивание обеспечивается при условии N + N_x = 0
Подставив в это уравнение выражения для N и N_x, получаем условие полного динамического уравновешивания
2mρ = MA
Таким образом, благодаря особенности исполнения устройства изобретение обеспечивает возможность повышения степени динамического уравновешивания устройства. Это в конечном итоге позволяет уменьшить вибрации ручного инструмента и тем самым улучшить условия его обслуживания.

Изобретение относится к ручным пилам для распиловки туш убойных животных и может быть использовано в мясной промышленности. Ручной инструмент для распиловки преимущественно мясных туш содержит корпус, пильное полотно, привод, содержащий кривошипно-ползунный механизм с двумя кривошипами для сообщения пильному полотну возвратно-поступательного перемещения и уравновешивающие массы. В корпусе выполнена направляющая для ползуна. Кривошипы установлены на валах, кинематически связанных посредством одинаковых зубчатых колес. Кривошипы установлены симметрично друг другу таким образом, что плоскости их движения совпадают, и кинематически связаны с ползуном посредством балансира, шарнирно закрепленного ползуном. В варианте исполнения изобретения балансир выполнен с двумя симметрично расположенными продольными пазами, а каждый кривошип снабжен концевым элементом, взаимодействующим с соответствующим пазом балансира. Уравновешивающие массы установлены соответственно на валах зубчатых колес таким образом, что их центры расположены в плоскости, проходящей через ось ползуна. В проекции на ось ползуна в крайних положениях последнего уравновешивающие массы располагаются в противоположных крайних положениях относительно ползуна. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Ручной инструмент для распиловки преимущественно мясных туш, включающий корпус, пильное полотно и привод, содержащий кривошипно-ползунный механизм с двумя кривошипами для сообщения пильному полотну возвратно-поступательного перемещения и уравновешивающие массы, причем в корпусе выполнена направляющая для ползуна, отличающийся тем, что привод инструмента снабжен балансиром, шарнирно закрепленным на ползуне, а кривошипы установлены симметрично друг другу таким образом, что плоскости их движения совпадают, при этом кривошипы соединены соответственно с одинаковыми зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении между собой, и кинематически связаны с ползуном посредством упомянутого балансира, а уравновешивающие массы установлены соответственно на валах упомянутых зубчатых колес таким образом, что центры уравновешивающих масс расположены в плоскости, проходящей через ось ползуна, при этом в проекции на ось ползуна в крайних положениях последнего уравновешивающие массы располагаются в противоположных крайних положениях относительно ползуна. 2. Ручной инструмент по п.1, отличающийся тем, что балансир выполнен с двумя симметрично расположенными продольными пазами, а каждый кривошип снабжен концевым элементом, взаимодействующим с соответствующим пазом балансира. 3. Ручной инструмент по п.2, отличающийся тем, что кривошипы выполнены в виде коленчатых валов. 4. Ручной инструмент по п.2, отличающийся тем, что кривошипы выполнены в виде эксцентриков. 5. Ручной инструмент по п.1, отличающийся тем, что в корпусе инструмента со стороны, противоположной пильному полотну, выполнена дополнительная направляющая для ползуна.