Переносная бензомоторная цепная пила - SU992185A1

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

1.Авторское свидетельство СССР № 519321. кл. В 27 В 17/00, 1974.

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