ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Схематически конструкция моторной пилы дана на рис. 1. На рис. 2 представлена схема траектории движения центров масс привода и корпуса.

Рис. 1. Моторная пила

Рис. 2. Схема траектории движения центров масс привода и корпуса

Переносная моторная пила содержит корпус 1 двигателя и коленчатый вал 2, коренные шейки 3 которого, снабженные эксцентриками 4, через подшипники связаны с корпусом 1 и звездочкой 5, передающей движение пильной цепи 6, установленной на направляющей шине 7. Моторная пила содержит также шатун, поршень и кривошип, кривошипно-шатунного механизма для привода пильной цепи 6, а также противовесы и рукоят­ку 8, шарнирно соединенную с эксцентриками 4. Вспомогательная рукоятка 9 соеди­нена неподвижно с наружной стороной корпуса 1. Массы поршня, шатуна, кривошипа, противовесов и эксцентриков при их движении в дальнейшем названы условно массами привода (m_n), а массы собственно корпуса, направляющей шины с цепью, звездочки, цилиндра двигателя, коренных шеек коленчатого вала и прочих деталей, центры масс которых во время работы пилы находятся в состоя­нии покоя относительно корпуса, названы массами корпуса (m_к).

Противовесы частично уравновешивают массы привода. Величина эксцентриситета равна меньшей полуоси эллипса, описываемого осью коренных шеек коленчатого вала. Рукоятка управления с коленчатым валом и вспомогательная рукоятка управления размещены относительно условного центра С ₁ масс корпуса соответственно на расстояниях l ₁ и l ₂. Расстояния l ₁ и l ₂ подобраны так, что вспомогательная рукоятка может совершать возвратно-поступательное движение только вдоль продольной оси Х моторной пилы.

Моторная пила работает следующим образом.

Энергия от сгорания горючей смеси в ци­линдре двигателя создает силу, которая по отношению ко всей мотопиле является внутренней и не изменяет положения центра С ₁ масс мотопилы в целом.

По отношению отдельно к приводу и от­дельно к корпусу данная сила является внешней и приводит в движение центры масс привода и корпуса относительно друг друга. Ввиду наличия в приводе частей, движущихся по разным законам, центр масс привода описывает траекторию эллипса с полуосями r и (r+dr). Всякое движение центра масс привода вызывает движение в диаметрально противоположном направлении центра масс корпуса по траектории эллипса с полуосями r и (r+dr). При перемещении центра масс приводаmв крайнее левое положение на расстояние rⁿот неподвижного центра масс С ₂ мотопилы в целом центр масс корпуса m_кперемещается в крайнее правое положение на расстояние r от того же неподвижного центра масс мотопилы в целом.

В крайнее правое положение вместе с корпусом перемещается ось коленвала. На это же расстояние r относительно оси коленвала смещается ось эксцентриков в противоположную движению оси коленвала сторону. Эксцентриситет эксцентриков равен r. Следовательно, и рукоятка, соединенная с эксцентриками с помощью подшипников, также будет неподвижной вдоль оси x.

При перемещении центра масс m_nпривода в крайнее верхнее положение по траек­тории большего эллипса на расстояние (r+dr) от центра масс моторной пилы С ₂ центр масс m_ккорпуса перемещается в крайнее нижнее положение по траектории малого эллипса на расстояние (r+dr) от центра С ₂. Ось коленвала вместе с корпусом смещается в это же крайнее нижнее положение m_к. Ось эксцентриков перемещается относительно оси коленвала вверх на величину эксцентриситета r. Частичная компенсация эксцентриками перемещения коленвала относительно неподвижного центра масс С ₂ мотопилы в целом по оси y сводит амплитуду колебания рукоятки к величине (r+dr)-r=dr.

Таким образом, рукоятка по оси Х имеет амплитуду колебательных движений а _p(x)=0, а по оси y а _p(y)=dr, т. е. равную разности большей и меньшей полуосей эллипса, описываемого центром масс корпуса работающей пилы.

Вспомогательная рукоятка при работе моторной пилы неподвижна в направлении, параллельном оси цилиндра привода. Под действием центробежных сил не полностью уравновешенных масс привода корпус получает возвратно-поступательное поперечное движение. Поскольку ось коленвала смещена относительно центра масс, то корпус получает также еще и маятниковое движение относительно этого центра масс. При соответствующем расположении вспомогательной рукоятки и оси коленвала относительно центра масс корпуса сложное движение корпуса примет вид маятникового движения, осью которого явля­ется вспомогательная рукоятка. Следовательно, будут отсутствовать поперечные вибрации вспомогательной рукоятки управления.

Уравновешивание взаимодействующих движущихся масс корпуса и привода осуществляется на больших перемещениях, что оказывает амортизирующее действие, смягчающее динамические нагрузки на коленвал. Это позволяет повысить частоту вращения привода, а, следовательно, повысить производительность моторной пилы и уменьшить вибрацию на рукоятках управления.