Переносная бензомоторная цепная пила Советский патент 1983 года по МПК B27B17/00 

(54) ПЕРЕНОСНАЯ БЕНЗОМОТОРНАЯ ЦЕПНАЯ ПИЛА

1

Изобретение относится к лесосечным моторным инструментам и предназначено для использования при работах в лесной и деревообрабатывающей промышленности.

Известна переносная бензомоторная цепная пила, включающая двигатель с пильным аппаратом, опорную раму с рукоятками управления и бензобаком, соединенную при помощи амортизаторовс двигателем, снабженным механизмом уравновещивания сил инерции первого порядка, противовесы которого расположены в плоскости шатуна, при этом механизм уравновещивания выполнен в виде двух противовесов, противоположно вращающихся с одинаковой угловой скоростью и установленных на параллельных валах, расположенных в плоскости, проходящей через оси цилиндра и коленчатого вала двигателя, кроме того, ось одного противовеса совпадает с осью коленчатого вала, а ось другого удалена от оси первого в сторону от цилиндра 1.

Указанная пила имеет сравнительно больщой уровень мощности виброколебаний на рукоятках управления, потому что урарновещивающий механизм ослабляет (компенсирует) виброколебания, возникающие от

сил инерции основной частоты (первой гармоники) виброколебаний двигателя пилы, и ни в какой степени не подавляет вторую гармонику, которая дает наиболее опасные для оператора виброколебания. Кроме

5 тото, указанная пила не обеспечивает достаточной безопасности работы оператора из-за движения пилы (пильного аппарата) на оператора при резком увеличении числа оборотов двигателя вследствие неуравно,0 вещенности реактивных сил.

Наиболее близкой к предлагаемой является переносная бензомоторная цепная пила, которая содержит одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с центральным кривощипно-щатунным механизмом, в ко15 тором встроен механизм уравновешивания инерционных сил плоскость движения инерционных масс которого совпадает с плоскостью движения щатуна или лежит в непосредственной близости от нее, пильный

2Q аппарат, дугообразную переднюю и пистолетного типа заднюю рукоятки, образующие несущую раму пилы, соединенную через упругие элементы с двигателем, и топливный бак, максимально приближенный своим центром тяжести к центру массы пилы, при

этом механизм уравновешивания инерционных сил имеет два вала, оси вращения которых расположены в одной плоскости с осью вращения колеН4атого вала, на котором установлен маховик, а плоскость, проходящая через оси вращения валов, перпендикулярна плоскости движения шатуна. Каждый из валов механизма уравновешивания имеет противовес и щестерню, сцепленную с шестерней коленчатого вала, а противовесы обоих валов лежат в непосредственной близости к плоскости движения шатуна двигателя 2.

Указанная бензомоторная цепная пила имеет недостатки. Во-первых, на рукоятках управления во время работы пилы возникает сравнительно высокий уровень мощности виброколебаний с частотой, равной удвоенно -lacTOTe вращения коленчатого вала, вследствие того, что виброколебания этой частоты не компенсируются (не ослабляются) встроенным в двигатель механизмом уравновешивания инерционных сил; во-вторых, такая конструкция пилы не обеспечивает необходимую безопасность оператора от травм, так как при резком переходе от малых к рабочим оборотам двигателя реактивный момент импульса корпуса пилы возрастает скачком и отбрасывает пилу на оператора «обратный удар, вследствие чего и возможно травмирование последнего работающим пильным аппаратом.

Цель изобретения - уменьшение мощности виброколебаний на рукоятках управления и повыщение безопасности работы оператора при резком увеличении числа оборотов двигателя.

Указанная цель достигается тем, что второй вал механизма уравновешивания имеет зубчатое квлесо, которое сопряжено с зубчатым колесом первого вала, и установлен от его оси на расстоянии полтора дезаксиала, причем оси первого и коленчатого валов расположены симметрично относительно оси цилиндра двигателя и в плоскости, перпендикулярной этой оси, а маховик расположен на первом валу механизма уравновешивания.

Кроме того, с целью уменьшения габаритов картера двигателя и виброколебаний второй гармоники инерционных сил, ось второго вала механизма уравно.вешивания расположена относительно плоскости, проходящей через оси коленчатого и первого валов, со стороны, противоположной расположению цилиндра, на расстоянии не более дезаксиала от оси цилиндра.

При таком конструктивном исполнении пилы обеспечивается, во-первых, уменьшение мощности виброколебаний на рукоятках управления по причине того, что механизм уравновешивания инерционных сил имеет противовес, установленный на втором валу, вращающемся с частотой в два раза большей, чем частота вращения коленчатого вала, и уравновешивает силу инерции второго порядка (вторую гармонику) кривошипношатунного дезаксиального механизма; во-вторых, повышение безопасности работы оператора вследствие того,

что маховик кривошипно-шатунного механизма установлен на первом валу, который врашается в противоположную сторону относительно вращения коленчатого вала и уменьшает тем самым реактивный момент импульса движущихся масс двигателя, вы зывающий поворот пилы на оператора при резком ускорении оборотов двигателя; в-третьих, уменьшение габаритов картера двигателя и, следовательно, его массы и массы уравновешивающего механизма по причине

выполнения кривошипно-шатунного механизма дезаксиальным, что и позволило иметь один вал, несущий шестерню и противовес для уравновешивания сил инерции первого порядка и второй вал с одной шестерней и одним противовесом для уравновешивания сил инерции второго порядка (второй гармоники) и, кроме того, наличие дезаксиального кривошипно-шатунного механизма повышает мощность двигателя и уменьшает износ цилиндра и поршня двигателя; в-четвертых, наиболее эффективное подавление инерционных сил второго порядка (второй гармоники) достигается потому, что второй вал уравновешивающего механизма установлен относительно плоскости, проходящей через оси коленчатого и первого валов,

0 со стороны, противоположной . расположе нию цилиндра, на расстоянии не больше дезаксиала от оси цилиндра, а это, в конечном счете, уменьшает момент сил инерции поршня и противовеса второго вала. На фиг. 1 показана переносная бензо5 моторная цепная пила, разрез; на фиг. 2 - дезаксиальный кривошипно-шатунный механизм двигателя с механизмом уравновешивания инерционных сил в аксонометрии. Переносная бензомоторная цепная пила имеет одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с дезаксиальным кривошипно-шатунным механизмом, в который встроен механизм уравновешивания инерционных сил, плоскость движения инерционных масс которого совпадает с плоскостью

5 движения шатуна 1 (фиг. 1) или лежит в непосредственной близости от нее, пильный аппарат 2, рукоятки 3 управления и топливный бак 4. Механизм уравновешивания имеет установленный в картере двигателя первый вал 5, на котором установлен махо0 вик 6 (фиг. 2), шестерня 7, сцепленная с шестерней 8 коленчатого вала- 9, и противовес 10 для уравновешивания инерционных сил первого порядка кривошипно-шатунного механизма, второй вал И с противовесом 12, разделенным на две части для улучшения компоновки, шестерней 13, сцепленной с шестерней 7 первого вала 5. Оси коленчатого и первого валов 9 и 5 расположены в картере двигателя параллельно между

собой на расстоянии удвоенного дезаксиала друг от друга (дезаксиал - расстояние/ равное .смещению оси коленчатого вала 9 относительно цилиндра 14 Двигателя) в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра 14 и симметрично относительно этой оси. Ось второго вала 11 параллельна оси первого вала 5 и находится на расстоянии от нее равном полтора дезаксиала, а относительно плоскости, проходящей через оси коленчатогб и первого валов (9 и 5), ось второго вала 11 находится со стороны, противоположной расположению цилиндра 14 на расстоянии не более дезаксиала от оси цилиндра 14. Механизм уравновешивания такой конструкции может быть применен в пилах как с низко расположенными, так и высокорасположенными рукоятками 3 управления, при этом рукоятки 3 управления могут образовывать виброзащитную раму пилы, включающую бензобак. При этом виброзащитная рама может быть соединена с KOpFiycoM пилы через упругие элементы (амортизаторы).

Работающий кривошипно-щатунный механизм двигателя создает неуравновешенные силы инерции первого и второго порядков (первую и вторую гармоники). Вращение коленчатого вала 9 передаетсячерез сцепленные между собой щестерни 8 и 7 на первый вал 5, который, вращаясь вместе с противовесом 10 с той же угловой скоростью, что и коленчатый вал 9, но в противоположном направлении,, создает силы инерции, равные по величине и противоположно направленные силам инерции первого порядка, создаваемым кривошипно-шатунным механизмом двигателя, и,следовательно, уравновешивает последние при всех режимах работы двигателя. Таким образом достигается равновесие сил инерции первого порядка, а это, в свою очередь, приводит к исключению виброколебаний на рукоятках 3 управления от этих сил. Одновременно вращение от первого вала 5 передается через сцепленные между собой шестерни 7 и 13 на второй вал 11 с его противовесом 12, который, вращаясь в ту же сторону, что и коленчатый вал 5, но с удвоенной угловой скоростью, уравновешивает силы инерции второго порядка (вторую гармонику), возникающие при вращении кривошипно-шатунного механизма двигателя, чем и обеспечивается исключение виброколебаний на рукоятках 3 управления от сил инерции второго порядка. Кроме того, маховик 6, установленный .на первом валу 5, вращаясь вместе с последним в сторону противоположную вращению коленчатого вала 9, компенсирует в некоторой степени реактивный момент импульса корпуса пилы, чем и достигается повыщёние безопасности работы оператора.

Использование предлагаемого технического решения уменьщает мощность виброколебаний на рукоятках управления при сохранении веса и габаритов пилы путем выполнения кривошипно-шатунного механизма дезаксиальным с встроенным механизмом уравновешивания инерционных сил, который уравновешивает инерционные силы,

создаваемые кривошипно-шатунным механизмом, как первого, так и второго порядка, и повышает безопасность работы оператора за счет размещения маховика на конце первого вала. В конечном счете это приводит к повышению производительности

труда оператора и снижению заболеваемости операторов виброболезнью. По сравнению с известными (базовыми) образцами пил («Тайга-214 - с низкорасположенными рукоятками yпpaBv eния и «Урал-2 - с

5 высокорасположенными рукоятками управления) предлагаемая пила будет иметь при прочих равных условиях (весе, габаритах, производительности пиления и т. п.) на рукоятках управления более низкий уровень виброколебаний на 5-8 дБ, что позволит

0 изготовлять в СССР пилы с минимальным уровнем виброколебаний по сравнению с пилами всех зарубежных стран. Форм1 ла изобретения 1. Переносная бензомоторная цепная пИла, содержащая одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с кривошипношатунным механизмом, механизм уравновешивания инерционных сил, имеющий маховик, противовесы, установленные на параллельных коленчатому валу валах, пер0 вый из которых связан посредством цилиндрической зубчатой передачи с коленчатым валом, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения мощности виброколебаний на рукоятках управления и повышения безопасности работы оператора при резком уве5 личении числа оборотов двигателя, второй вал механизма уравновешивания имеет зубчатое колесо, которое сопряжено с зубчатым колесом первого вала, и установлен от его оси на расстоянии полтора дезаксиала, причем оси первого и коленчатого валов расположены симметрично относительно оси цилиндра двигателя и в плоскости, перпендикулярной этой оси, а маховик располол ен на первом валу механизма уравновешивания.

5 2. Пила по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов картера двигателя и виброколебаний второй гармоники инерционных сил, ось второго вала механизма уравновешивания расположена относительно плоскости, проходящей через

оси коленчатого и первого валов, со стороны, противоположной расположению цилиндра, на расстоянии не более дезаксиала от оси цилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент Швеции № 371958, кл. В 17/08, 1972 (прототип).