Бензопила (или цепная пила ) — это пила , которая режет с помощью набора зубьев, прикрепленных к вращающейся цепи , ведущей по направляющей шине. Современные бензопилы используются в таких видах деятельности, как валка деревьев , обрезка ветвей , раскряжевка , обрезка , прорезка противопожарных полос при тушении лесных пожаров , заготовка дров , для использования в бензопилах и на бензопилах , для резки бетона и резки льда. Предшественники современных бензопил впервые были использованы в хирургии, а патенты на бензопилы по дереву появились в конце 19 века.
Бензопила состоит из двигателя, приводного механизма, направляющей шины, режущей цепи, натяжного механизма и средств безопасности. При работе с бензопилами используются различные меры безопасности и методы работы.
Бензопила (или цепная пила [1] ) — это портативная моторизованная пила , которая режет с помощью набора зубьев, прикрепленных к вращающейся цепи , приводящейся в движение по направляющей шине. Современные бензопилы, как правило, работают на бензине, электричестве или аккумуляторе и используются в таких видах деятельности, как валка деревьев , обрезка ветвей , раскряжевка , обрезка , прорезка противопожарных полос при тушении лесных пожаров и заготовка дров .
Происхождение цепных пил в хирургии спорно. «Гибкая пила», состоящая из тонкой цепи с зубчатыми звеньями, удерживаемой между двумя деревянными ручками, была впервые изобретена в конце 18 века ( ок. 1783–1785 ) двумя шотландскими врачами, Джоном Эйткеном и Джеймсом Джеффреем , для симфизиотомии и иссечения больных. кости соответственно. [2] Это было проиллюстрировано во втором издании «Принципов акушерства, или послеродовой медицины» Эйткена (1785 г.) в контексте пельвиотомии . [3] В 1806 году Джеффрей опубликовал «Случаи удаления кариозных суставов» , в котором собрана статья, ранее опубликованная Х. Парком в 1782 году, и перевод статьи 1803 года французского врача П. Ф. Моро с дополнительными наблюдениями Парка и Джеффрея. [4] В нем Джеффрей сообщил, что придумал идею пилы «со шарнирами, как у часовой цепочки » независимо, очень скоро после оригинальной публикации Парка в 1782 году, но что он не смог произвести ее до 1790 года, после чего использовался в анатомической лаборатории и иногда давался в аренду хирургам. Парк и Моро описали успешное иссечение больных суставов, особенно коленного и локтевого, а Джеффрей объяснил, что цепная пила позволит уменьшить рану и защитить прилегающие мышцы, нервы и вены. [5] Хотя симфизиотомия имела слишком много осложнений для большинства акушеров, идеи Джеффрея об иссечении концов костей стали более общепринятыми, особенно после широкого распространения анестетиков. На протяжении большей части XIX века цепная пила была полезным хирургическим инструментом, но в 1894 году ее заменила пила Джильи с витой проволокой , которая была значительно дешевле в производстве и давала более быстрый и узкий разрез без риска поломки и повреждения. застрял в кости. [6]
Предшественником бензопилы, знакомой сегодня в лесной промышленности, был еще один медицинский инструмент, разработанный около 1830 года немецким ортопедом Бернхардом Гейне . Этот инструмент, остеотом , имел звенья цепи, несущие небольшие режущие зубцы с расположенными под углом краями; перемещение цепи вокруг направляющего полотна осуществлялось поворотом рукоятки звездочки. Как следует из названия, его использовали для резки костей. [7]
Один из первых патентов на «бесконечную цепную пилу», состоящую из звеньев, несущих зубья пилы, был выдан Фредерику Л. Мэгоу из Флэтлендса, штат Нью-Йорк, в 1883 году, очевидно, с целью производства досок путем натягивания цепи между рифлеными барабанами. [8] [9] Более поздний патент, включающий направляющую раму, был выдан Сэмюэлю Дж. Бенсу из Сан-Франциско 17 января 1905 года, его намерением было валить гигантские секвойи. [10] Первая портативная бензопила была разработана и запатентована в 1918 году канадским слесарем Джеймсом Шандом. [11] [12] После того, как в 1930 году его права истекли, его изобретение получило дальнейшее развитие в немецкой компании Festo в 1933 году. Компания, ныне действующая как Festool , производит портативные электроинструменты. Другими важными авторами современной бензопилы являются Джозеф Буфорд Кокс и Андреас Штиль ; последний запатентовал и разработал электрическую бензопилу для использования на раскряжевочных площадках в 1926 году [13] и бензопилу в 1929 году, а также основал компанию по их массовому производству. В 1927 году Эмиль Лерп , основатель компании Dolmar , разработал первые в мире бензопилы с бензиновым двигателем и начал их серийное производство.
Вторая мировая война прервала поставки немецких цепных пил в Северную Америку, поэтому появились новые производители, в том числе Industrial Engineering Ltd (IEL) в 1939 году, предшественник Pioneer Saws Ltd и часть Outboard Marine Corporation , старейшего производителя бензопил в Северной Америке. Америка. [14]
В 1944 году Клод Пулан надзирал за немецкими заключенными, рубившими баланс в Восточном Техасе. Поулан использовал крыло старого грузовика и превратил его в изогнутую деталь, предназначенную для направления цепи. «Направляющая для носа» теперь позволяла использовать бензопилу одному оператору.
Компания McCulloch в Северной Америке начала производить бензопилы в 1948 году. Ранние модели представляли собой тяжелые устройства для двух человек с длинными стержнями. Часто бензопилы были настолько тяжелыми, что имели колеса, как у драгпил . Другие предприятия использовали трансмиссии от колесной силовой установки для привода режущего аппарата.
После Второй мировой войны усовершенствования в алюминии и конструкции двигателей облегчили бензопилы до такой степени, что их мог переносить один человек. На некоторых участках бригады бензопил и трелевщиков заменены валочно -пакетирующими и харвестерными машинами .
Бензопилы почти полностью заменили простые ручные пилы в лесном хозяйстве. Они изготавливаются разных размеров: от маленьких электропил, предназначенных для домашнего и садового использования, до больших пил «лесорубов». Членов военно-инженерных подразделений обучают пользоваться бензопилами, а также пожарных тушить лесные пожары и тушить пожары в сооружениях.
Используются три основных типа точилок для бензопил: ручные напильники, электрические бензопилы и навесные.
Первая электрическая бензопила была изобретена компанией Stihl в 1926 году. [15] Сетевые бензопилы стали доступны для продажи широкой публике с 1960-х годов, [16] но они никогда не имели такого коммерческого успеха, как более старые модели с бензиновым двигателем, из-за ограниченного радиуса действия. зависимость от наличия электрической розетки , а также риск для здоровья и безопасности , связанный с близостью лезвия к кабелю. [17]
На протяжении большей части начала XXI века бензопилы с бензиновым приводом оставались наиболее распространенным типом, но с конца 2010-х годов они столкнулись с конкуренцией со стороны аккумуляторных бензопил с литиевыми батареями . [18] Хотя большинство аккумуляторных бензопил имеют небольшие размеры и подходят только для обрезки живых изгородей и операций на деревьях , [19] Husqvarna и Stihl начали производство полноразмерных бензопил для распиловки бревен в начале 2020-х годов. [20] Бензопилы с аккумуляторным питанием в конечном итоге должны увеличить долю рынка в Калифорнии из-за ограничений штата, которые планируется вступить в силу в 2024 году на садовое оборудование, работающее на бензине. [21] [22]
Бензопила состоит из нескольких частей:
Двигатели бензопил традиционно представляют собой либо двухтактный бензиновый (бензиновый) двигатель внутреннего сгорания (обычно с объемом цилиндра от 30 до 120 см 3 ), либо электродвигатель , приводимый в действие аккумулятором или электрическим шнуром питания. В бензиновой бензопиле топливо обычно подается в двигатель через карбюратор на впуске.
Чтобы обеспечить возможность использования в любом положении, в современных бензопилах используется диафрагменный карбюратор, который всасывает топливо из бака за счет переменного перепада давления внутри картера. В ранних двигателях использовались карбюраторы с поплавковыми камерами с самотеком , что приводило к остановке двигателя при наклоне. Возможно, потребуется отрегулировать карбюратор для поддержания соответствующих оборотов холостого хода и соотношения воздух-топливо , например, при движении на большую/меньшую высоту или при засорении воздушного фильтра. Карбюраторы настраиваются либо оператором, либо, в некоторых пилах, автоматически электронным блоком управления .
Чтобы предотвратить травмы, вызванные вибрацией , и снизить утомляемость пользователя, пилы обычно имеют антивибрационную систему, физически отделяющую рукоятки от двигателя и шины. [23] Это достигается за счет того, что пила состоит из двух частей, соединенных пружинами или резиной, точно так же, как автомобильная подвеска изолирует шасси от колес и дороги. [24] В холодную погоду может произойти обледенение карбюратора, поэтому многие пилы имеют вентиляционное отверстие между цилиндрами и карбюратором, которое можно открыть, чтобы пропустить горячий воздух. Холодная температура также может способствовать травмам, вызванным вибрацией, [25] и некоторые пилы имеют небольшой генератор переменного тока , соединенный с резистивными нагревательными элементами в рукоятках и/или карбюраторе.
Обычно используются центробежное сцепление и звездочка . Центробежная муфта расширяется с увеличением скорости, зацепляя барабан. На этом барабане установлена либо фиксированная звездочка, либо сменная. Сцепление выполняет три функции: Когда двигатель работает на холостом ходу (обычно 2500–2700 об/мин), цепь не движется. Когда сцепление включено и цепь останавливается в древесине по другой причине, это защищает двигатель. Самое главное, он защищает оператора в случае отдачи. Здесь тормоз цепи останавливает барабан, и сцепление сразу же отпускается.
Используется направляющая, обычно удлиненная, с закругленным концом из износостойкой легированной стали , длина которой обычно составляет от 40 до 90 см (от 16 до 36 дюймов). Краевая прорезь направляет режущую цепь. Специализированные петлевые планки, называемые луковыми, одно время также использовались для раскряжевки бревен и расчистки кустарника, хотя сейчас они встречаются редко из-за повышенной опасности эксплуатации.
Все направляющие имеют некоторые элементы управления:
Нижняя часть цепи проходит в калибре. Здесь смазочное масло подтягивается цепью к носу. По сути, это толщина ведущих звеньев.
На конце силовой головки пилы имеются два масляных отверстия, по одному с каждой стороны. Эти отверстия должны совпадать с выходным отверстием масляного насоса. Насос подает масло через отверстие в нижней части манометра.
Производители пильных полотен предлагают широкий выбор пильных полотен, подходящих для разных пил.
Через это отверстие закачивается смазка, обычно заполняющая каждый бак, чтобы обеспечить хорошую смазку передней звездочки.
Здесь пробегают один-два болта от пилы. Крышка сцепления надевается сверху на штангу и крепится этими болтами. Количество болтов определяется размером пилы.
Доступны различные типы баров:
Обычно каждый сегмент цепи (которая состоит из клепаных металлических секций, похожих на велосипедную цепь , но без роликов ) имеет маленькие острые режущие зубья. Каждый зуб имеет форму сложенного выступа из хромированной стали с острым угловатым или изогнутым углом и двумя скошенными режущими кромками, одной на верхней пластине и одной на боковой пластине. В цепи чередуются левосторонние и правосторонние зубья. Цепи изготавливаются с разным шагом и толщиной; Шаг цепи определяется как половина длины, охватываемой любыми тремя последовательными заклепками (например, 8 мм, 0,325 дюйма), а калибр — это толщина ведущего звена в месте, где оно входит в направляющую шину (например, 1,5 мм). , 0,05 дюйма). Обычная «полноценная» цепь имеет один зуб на каждые два ведущих звена. Цепь «Полный пропуск» имеет один зуб на каждые три ведущих звена. В каждый зуб встроен ограничитель глубины или «грабли», который движется впереди зуба и ограничивает глубину резания, обычно примерно до 0,5 мм (0,025 дюйма). Ограничители глубины имеют решающее значение для безопасной работы цепи. Если оставить их слишком высокими, они вызывают очень медленную резку; если напилить слишком низко, цепь становится более склонной к отдаче. Низкие ограничители глубины также вызывают чрезмерную вибрацию пилы. Вибрация неудобна для оператора и вредна для пилы.
Натяжение режущей цепи регулируется таким образом, чтобы она не цеплялась за направляющую шину и не отрывалась от нее. Для этого натяжитель приводится в действие поворотом винта или ручного колеса. Натяжитель либо расположен сбоку под выхлопной трубой, либо встроен в крышку сцепления.
Преимущество боковых натяжителей заключается в том, что крышку сцепления легче установить, но недостатком является то, что к ним труднее добраться рядом со штангой. Натяжителями через крышку сцепления работать проще, а вот крышку сцепления прикрепить сложнее.
При повороте винта крючок в отверстии шины перемещает шину либо наружу (натяжение), либо внутрь, ослабляя цепь. Натяжение правильное, когда его можно легко перемещать рукой и он не болтается на перекладине. При натяжении держите нос шины вверх и туго затягивайте гайки шины. В противном случае цепь может сойти с рельсов.
На нижней стороне каждого звена имеется небольшой металлический палец, называемый «ведущим звеном», который фиксирует цепь на шине, помогает переносить смазочное масло вокруг шины и входит в зацепление с ведущей звездочкой двигателя внутри корпуса пилы. Двигатель приводит цепь в движение по гусенице с помощью центробежной муфты, зацепляя цепь по мере увеличения оборотов двигателя под нагрузкой, но позволяя ей остановиться, когда скорость двигателя снижается до скорости холостого хода.
На протяжении многих лет общая конструкция бензопилы постоянно улучшалась, включая добавление функций безопасности . К ним относятся системы тормозов цепи, улучшенная конструкция цепи, более легкие и эргономичные пилы, включая антивибрационные системы, снижающие утомляемость.
Поскольку резьба бензопилой становится все более популярной, производители изготавливают специальные короткие стержни с узкими наконечниками (называемые стержнями с «четвертью», «никелевыми» или «десятковыми» стержнями, в зависимости от размера их наконечников). Некоторые бензопилы созданы специально для резьбы по дереву. [26] Echo спонсирует серию работ по резьбе. [27]
.jpg/1280px-Moving_the_2016_Tree_to_the_West_Lawn_(31363813072).jpg)
Современные бензопилы имеют множество функций безопасности для защиты оператора. К ним относятся:
Двухтактным бензопилам для смазки двигателя требуется около 2–5% масла в топливе, тогда как двигатель электрических цепных пил обычно смазывается на весь срок службы. Большинству современных бензиновых пил сегодня требуется топливная смесь в соотношении 2% (1:50). Бензин, содержащий этанол, может вызвать проблемы с оборудованием, поскольку этанол растворяет пластик, резину и другие материалы. [28] Это приводит к проблемам, особенно на старом оборудовании. Обходной путь решения этой проблемы — заливать только свежее топливо и сушить пилу по окончании работы.
Отдельное масло для цепи или масло для шины применяется для смазки шины и цепи на всех типах бензопил. Масло для цепи быстро расходуется, поскольку оно имеет тенденцию выбрасываться под действием центробежной силы цепи и впитывается опилками. На двухтактных бензопилах резервуар для масла для цепи обычно заполняется одновременно с заправкой. Резервуар обычно достаточно велик, чтобы обеспечить достаточное количество масла для цепи между дозаправками. Отсутствие масла для цепи или использование масла неправильной вязкости является частым источником повреждений бензопил и имеет тенденцию приводить к быстрому износу шины, заклиниванию или отрыву цепи от шины. Помимо того, что масло для цепи довольно густое, оно еще и особенно липкое (из-за присадок , повышающих клейкость), что позволяет уменьшить его количество, выбрасываемое с цепи. Хотя моторное масло является распространенной заменой в случае чрезвычайной ситуации, оно теряется еще быстрее, поэтому цепь остается недостаточно смазанной.
Масло перекачивается из небольшого насоса в отверстие в штанге. Оттуда нижние концы каждого звена цепной передачи отводят часть масла в манометр по направлению к носку шины. Выходное отверстие насоса и отверстие стержня должны быть совмещены. Поскольку шина перемещается наружу и внутрь в зависимости от длины цепи, отверстие для выпуска масла со стороны пилы имеет длинную форму бананового типа.
Цепи должны быть острыми, чтобы работать хорошо. Они быстро тупятся, если касаются земли, металла или камней. Когда они тупые, они имеют тенденцию образовывать порошкообразные опилки, а не длинную чистую стружку, характерную для острой цепи; острой пиле также требуется очень небольшое усилие со стороны оператора, чтобы протолкнуть ее в разрез. Специально закаленные цепи (сделанные из карбида вольфрама ) используются там, где существует вероятность загрязнения пореза почвой, например, при прорезании корней .
Явным признаком затупления цепи являются вибрации пилы. Острая цепь втягивается в древесину, не нажимая на пилу.
Поскольку фильтр воздухозаборника имеет тенденцию засоряться опилками, его необходимо время от времени очищать, но при нормальной работе это не является проблемой.
Защитная одежда предназначена для защиты операторов в случае, если движущаяся цепь заденет их одежду, зацепив цепь и звездочку, за счет использования специальных синтетических волокон, вплетенных в одежду. Несмотря на средства безопасности и защитную одежду, травмы все равно могут возникнуть в результате использования бензопилы, больших сил, задействованных в работе, быстро движущейся острой цепи или вибрации и шума оборудования. [29]
Распространенная авария возникает из-за «отдачи», когда зуб цепи на конце направляющей шины зацепляется за древесину, не прорезая ее. [30] При этом штанга (с движущейся цепью) отбрасывается по восходящей дуге в сторону оператора, что может привести к серьезной травме или даже смерти.
Другая опасная ситуация возникает, когда тяжелая древесина начинает падать или смещаться до того, как распил будет завершен. Оператор бензопилы может быть зажат или раздавлен. [31] Аналогичным образом, падение древесины в незапланированном направлении может нанести вред оператору или другим работникам, а оператор, работающий на высоте, может упасть или получить травму в результате падения древесины.
Как и другие ручные машины, работа бензопилы может вызвать вибрацию пальцев , [32] шум в ушах или промышленную глухоту . Эти симптомы были очень распространены до того, как было введено гашение вибрации с помощью резиновой или стальной пружины. Дополнительным подспорьем являются ручки с подогревом. В более новых, легких и простых в использовании аккумуляторных электрических цепных пилах используются бесщеточные двигатели, которые еще больше снижают шум и вибрацию по сравнению с традиционными моделями, работающими на бензине.
Риски, связанные с использованием бензопилы, означают, что во время работы с бензопилой обычно надевают защитную одежду, такую как ботинки , наушники и средства защиты органов слуха, и во многих юрисдикциях операторы должны быть сертифицированы или лицензированы для работы с бензопилами. [ где? ] Травмы также могут возникнуть в случае разрыва цепи во время работы из-за плохого обслуживания или попытки резки неподходящих материалов.
Бензопилы подвергают операторов воздействию вредного угарного газа, особенно в закрытых помещениях или на частично закрытых открытых площадках. [33]
Запуск с падения или включение бензопилы путем падения ее одной рукой и одновременного натягивания пускового шнура другой является нарушением техники безопасности в большинстве штатов США [34]. Для безопасного использования бензопилы важно держать обе руки на пиле для обеспечения устойчивости. .
Безопасное и эффективное использование бензопил и поперечной распиловки на государственных землях, находящихся в федеральном управлении, в Соединенных Штатах было закреплено с 2016 года в Заключительной директиве Национальной программы по пилам [35] , изданной Лесной службой США , которая определяет процесс обучения, тестирования и сертификации. для сотрудников и неоплачиваемых волонтеров, работающих с бензопилами на общественных землях.
.jpg/1280px-Woman_cutting_a_dead_tree_with_a_Ryobi_battery-powered_chainsaw_in_Bois_de_Roly,_Belgium_(DSC04844).jpg)
Обучение работе с бензопилой предназначено для предоставления рабочих технических знаний и навыков безопасной эксплуатации оборудования. [36]
Бензопилы со специально разработанными комбинациями шины и цепи были разработаны в качестве инструментов для использования в бензопилах и на бензопильных заводах . Специализированные бензопилы используются для резки бетона при строительных разработках. Иногда для резки льда используют бензопилы; например, ледяная скульптура и зимнее купание в Финляндии.
При закреплении на специальной направляющей раме бензопилу можно использовать в качестве переносной пилорамы для распиловки массивной древесины на доски или доски. Такое использование называется бензопилой или лесопилкой Аляски.
Специальные бензопилы позволяют резать бетон, кирпич и натуральный камень . В них используются цепи, аналогичные обычным цепным пилам, но с режущими кромками, покрытыми алмазным зерном . Они могут использовать бензин или гидравлическую энергию, а цепь смазывается водой из - за высокого трения и для удаления каменной пыли. Машина используется в строительстве, например, для вырезания глубоких квадратных отверстий в стенах или полах, в каменной скульптуре для удаления больших кусков камня во время предварительной резьбы, пожарными для получения доступа к зданиям, а также при реставрации зданий и сооружений. памятники для снятия деталей с минимальным повреждением окружающей конструкции. Совсем недавно были разработаны и бензопилы по бетону с электродвигателями на 230 Вольт. [39]
Поскольку разрезаемый материал не является волокнистым, отдача возникает гораздо меньше. Итак, наиболее часто используемый метод резки — это врезная резка, когда кончик лезвия втыкается в материал. С помощью этого метода можно получить квадратные пропилы размером с ширину лезвия. Откат может произойти, если блок сместится, когда он почти разрезается, и зажмет лезвие, но в целом машина менее опасна, чем бензопила для резки дерева.
