Innovations in Chainsaws Utilised as Mechanical Rescue Devices

• Autorzy: Warguła Łukasz , Krawiec Piotr , Kukla Mateusz , Wieczorek Bartosz , Kaczmarzyk Piotr

Identyfikatory

DOI

10.12845/sft.55.1.2020.9

Warianty tytułu

PL

Innowacje w pilarkach łańcuchowych stosowanych jako mechaniczne urządzenia ratownicze

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Aim: The aim of the article is to identify innovative design solutions in chainsaws which are used in rescue and firefighting operations. The review concerns commercial solutions, scientific publications and patents. It enables to determine development trends of chainsaws utilised as mechanical rescue devices. Project and methods: Although chainsaw evolution analysis is available in the literature, in the greatest part it concerns only timber harvesting conditions. It lacks a review of technical solutions adapted to rescue and firefighting operations which may involve: wood impurities, the need to work on unstable ground and in limited space, the need to maintain focus in stressful and unpredictable situations. Fire protection units operations are aimed at saving people’s health and life, therefore they should be carried out with the use of machines and devices with the best properties. Conclusions: The solutions presented in the article may affect the development of rescue teams equipment, thereby increasing their efficiency and work safety. Currently, there is a trend toward the use of mobile chainsaws involving: increased durability for cutting wood with impurities, low-emission drives with limited impact on the operator, systems protecting the operator's body against the chain blade during uncontrolled and unpredictable situations, biodegradable oils for chain lubrication. It is necessary to conduct research on innovative solutions towards the usefulness of chainsaws in rescue operations.

PL

Cel: Celem artykułu jest wskazanie innowacyjnych rozwiązań konstrukcyjnych w pilarkach łańcuchowych stosowanych w warunkach akcji ratowniczych i gaśniczych. Przegląd obejmuje rozwiązania komercyjne, publikacje naukowe oraz patenty. Umożliwia nakreślenie trendów rozwoju pilarek łańcuchowych stanowiących mechaniczne urządzenia ratownicze. Projekt i metody: W literaturze dostępne są analizy ewolucji pilarek łańcuchowych, dotyczą one jednak głównie warunków pozyskiwania drewna. Brakuje przeglądu rozwiązań technicznych przystosowanych do akcji ratowniczych i gaśniczych, którym towarzyszą specyficzne warunki: zanieczyszczenia ciętego drewna, praca na niestabilnym podłożu i w ograniczonej przestrzeni, potrzeba dużego skupienia operatorów w stresujących i nieprzewidywalnych sytuacjach. Ze względu na to, że prace prowadzone przez jednostki ochrony przeciwpożarowej służą ratowaniu zdrowia i życia ludzi, powinno się do nich wykorzystywać maszyny i urządzenia o jak najlepszych właściwościach. Wnioski: Rozwiązania zaprezentowane w artykule mogą przyczynić się do rozszerzenia asortymentu zespołów ratowniczych, a tym samym poprawy ich efektywności i bezpieczeństwa pracy. Trendem w rozwoju wyposażenia jednostek ochrony przeciwpożarowej są przenośne pilarki charakteryzujące się: piłami łańcuchowymi o podwyższonej trwałości podczas cięcia drewna zanieczyszczonego, niskoemisyjne i mało oddziaływujące napędy, układy zabezpieczające ciało operatora przed ostrzem piły łańcuchowej podczas niekontrolowanych i nieprzewidywalnych sytuacji, biodegradowalne oleje do smarowania piły łańcuchowej. Dostrzegana jest również konieczność prowadzenia badań nad innowacyjnymi rozwiązaniami w kierunku ich przydatności w akcjach ratowniczych.

Słowa kluczowe

EN

chainsaw; mechanical rescue devices; mobile wood saws; petrol saws; electric saws

PL

piła łańcuchowa; mechaniczne urządzenia ratownicze; przenośne pilarki do drewna; pilarka spalinowa; pilarka elektryczna

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Safety & Fire Technology
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 55, iss. 1
• Strony: 142--153
• Opis fizyczny: Bibliogr. 56 poz., rys.

Twórcy

autor

Warguła Łukasz

• Poznan University of Technology / Politechnika Poznańska

autor

Krawiec Piotr

• Poznan University of Technology / Politechnika Poznańska

autor

Kukla Mateusz

• Poznan University of Technology / Politechnika Poznańska

autor

Wieczorek Bartosz

• Poznan University of Technology / Politechnika Poznańska

autor

Kaczmarzyk Piotr

• Scientific and Research Centre for Fire Protection – National Research Institute / Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• [1] Aniszewska M., Brzózko J., Skarzyński J., Harwestery do pozyskiwania drewna stosowane w polskich lasach. Część 2. Głowice harwesterowe, „Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna” 2011, 2.
• [2] Sowa J., Gieralowiec K., Gaj-Gieralowiec D., Characteristics and development of the construction of logging harvester heads, “Forestry Letters” 2013, 105, 3.
• [3] Acosta F.C., Oliveira D.C.D., Arruda C., Garcia M L., Melo R. R.D., Operational Performance of the Selective Cutting of Trees With Chainsaw, “Floresta e Ambiente” 2018, 25, 3.
• [4] Colantoni A., Mazzocchi F., Cossio F., Cecchini M., Bedini R., Monarca D., Comparisons between battery chainsaws and internal combustion engine chainsaws: performance and safety, “Contemp Eng Sci” 2016, 9, 1315–1337.
• [5] Halilović V., Musić J., Bajrić M., Sokolović D., Knežević J., Kupusović A., Fuel and lubricants consumption during timber felling and processing in the area of pj Forest office „Zavidovići “, “Journal of the Forestry Society of Croatia” 2019, 143, 7–8, 337–345.
• [6] Maciak A., Wpływ zużycia eksploatacyjnego piły łańcuchowej na uzyskiwane efekty skrawania, „Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych” 2002, 486, 1.
• [7] Maciak A., Kubuśka M., Moskalik T., Instantaneous Cutting Force Variability in Chainsaws, “Forests” 2018, 9, 10, 660, https://doi.org/10.3390/f9100660.
• [8] Kuvik T., Krilek J., Kovác J., Štefánek M., Dvorak J., Impact of the selected factors on the cutting force when using a chainsaw, “Wood Res” 2017, 62, 807–814.
• [9] Gendek A., Parametry wpływające na zmienność oporów skrawania drewna piłą łańcuchową, „Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych” 2009, 543.
• [10] Maciak A., Kubuska M., Wpływ napięcia wstępnego na szybkość stępiania się ogniw piły łańcuchowej oraz wydajność skrawania, „Leśne Prace Badawcze” 2018, 79, 3.
• [11] Komorowski J., Wpływ geometrii ostrza żłobikowego piły łańcuchowej na skrawanie drewna sosnowego, „Prace Instytutu Badawczego Leśnictwa” 1990, 717–721.
• [12] Kaliniewicz Z., Maleszewski Ł., Krzysiak Z., Influence of saw chain type and wood species on the kickback angle of a chainsaw, “Technical Sciences” 2018, 21, 4, 323–334.
• [13] Waluś K.J., Warguła Ł., Krawiec P., Adamiec J.M., Legal regulations of restrictions of air pollution made by non-road mobile machinery – the case study for Europe: a review, “Environmental Science and Pollution Research” 2018, 25, 4, 3243–3259.
• [14] Warguła Ł., Krawiec P., Waluś K. J., Polasik J., Electronic control in injection-ignition systems in propulsion of non-road mobile machinery, “Journal of Mechanical and Transport Engineering” 2018, 70, 1, 61–78.
• [15] Warguła Ł., Waluś K.J., Krawiec P., Small engines spark ignited (SI) for non−road mobile machinery – review. Transport Means 2018: Proceedings of the 22nd International Scientific Conference, October 03–05, 2018, Trakai, Lithuania. Part 2: 585–591.
• [16] Waluś K. J., Warguła Ł., Krawiec P., Adamiec J. M., The impact of the modernization of the injection-ignition system on the parameters of motion of the motorcycle, “Procedia Engineering” 2017, 177, 393–398.
• [17] Warguła Ł., Innovative Injection-Ignition System in a Non-Road Small Engine – Construction System, Transport Means 2019: Proceedings of the 23rd International Scientific Conference, October 02-04, 2019, Palanga, Lithuania, Part 2, 931–935.
• [18] Warguła Ł., Waluś K. J., Wieloaspektowa ocena wpływu modyfikacji układu wtryskowo-zapłonowego część 1., Inżynieria Wytwarzania, Wydawnictwo uczelniane Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej im. Prezydenta Stanisława Wojciechowskiego w Kaliszu, Kalisz 2016, 227–236.
• [19] Warguła Ł., Waluś K. J., Wieloaspektowa ocena wpływu modyfikacji układu wtryskowo-zapłonowego część 2., Inżynieria Wytwarzania, Wydawnictwo uczelniane Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej im. Prezydenta Stanisława Wojciechowskiego w Kaliszu, Kalisz 2016, 237–248.
• [20] Warguła Ł., Waluś K. J., Wieloaspektowa ocena wpływu modyfikacji układu wtryskowo-zapłonowego część 3., Inżynieria Wytwarzania, Wydawnictwo uczelniane Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej im. Prezydenta Stanisława Wojciechowskiego w Kaliszu, Kalisz 2016, 249–258.
• [21] Neri F., Laschi A., Foderi C., Fabiano F., Bertuzzi L., Marchi E., Determining noise and vibration exposure in conifer cross-cutting operations by using li-ion batteries and electric chainsaws, “Forests” 2018 9(8), 501, https://doi.org/10.3390/f9080501.
• [22] Hanisch C., Loellhoeffel T., Diekmann J., Markley K. J., Haselrieder W., Kwade A., Recycling of lithium-ion batteries: a novel method to separate coating and foil of electrodes, “Journal of Cleaner Production” 2015, 108, 301–311,http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.08.026.
• [23] Boubaker K., Colantoni A., Allegrini E., Longo L., Di Giacinto S., Monarca D., Cecchini M., A model for musculoskeletal disorder-related fatigue in upper limb manipulation during industrial vegetables sorting, “International Journal of Industrial Ergonomics” 2014, 44, 601–605, http://dx.doi.org/10.1016/j.ergon.2014.03.005.
• [24] Kristinsdóttir A.R., Corredor D.F.P., Life cycle assessment of chainsaws. A case study of two Husqvarna products with different power systems. Göteborg, Sweden2011ESA Report No. 2011:9.
• [25] Rukat W., Barczewski R., Jakubek B., Wróbel M., The comparison of vibro-acoustic impact of chainsaws with electric and combustion drives. In MATEC Web of Conferences, Proceeding of the 17th International Conference Diagnostics of Machines and Vehicles, 2018, 182, 02020, EDP Sciences, https://doi.org/10.1051/matecconf/201818202020.
• [26] Poje A., Potočnik I., Mihelič M., Comparison of electric and petrol chainsaws in terms of efficiency and safety when used in young spruce stands in small-scale private forests, “Small-scale Forestry” 2018, 17(3), 411–422.
• [27] Aaldering L.J., Song C.H., Tracing the technological development trajectory in post-lithium-ion battery technologies: A patent-based approach, “Journal of Cleaner Production” 2019, 241, 118343, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.118343.
• [28] Iftime M. D., Dumitrascu A.E., Ciobanu V.D., Chainsaw operators’ exposure to occupational risk factors and incidence of professional diseases specific to forestry field, “International Journal of Occupational Safety and Ergonomics” 2019, 1–38.
• [29] Malinowska-Borowska J., Socholik V., Harazin B., Stan zdrowia pracowników leśnych narażonych na hałas i wibracje miejscowe wytwarzane przez piły łańcuchowe, „Medycyna Pracy” 2012, 63, 1, 19–29.
• [30] Wojtkowiak R., Kromulski J., Dubowski A., Measurements of noise resulting from cutting chain movements on a chain-saw bar, lubricated with different oils, “Acta Scientiarum Polonorum. Silvarum Colendarum Ratio et Industria Lignaria” 2007, 6, 1, 85–93.
• [31] Górski J., Wstępne badania emisji akustycznej towarzyszącej skrawaniu drewna pilą łańcuchową, „Przegląd Techniki Rolniczej i Leśnej” 2000, 3, 17–19.
• [32] Kováč J., Krilek J., Dado M., Beňo P., Investigating the influence of design factors on noise and vibrations in the case of chainsaws for forestry work. “FME Transactions” 2018, 46, 4, 513–519.
• [33] Wojcik K., Skarzynski J., Salek M., Wpływ średnicy drewna sosnowego na drgania elektrycznej pilarki z piłą łańcuchową Stihl E180 przy przerzynce, „Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych” 2009, 543.
• [34] Stempski W., Jabłoński K., Wegner J., Relations between top-plate filling angle values of cutting chains and chainsaw vibration levels, “Acta Scientiarum Polonorum” 2010, 9, 31–39.
• [35] Landekić M., Bačić M., Pandur Z., Šušnjar M., Vibration Levels of Used Chainsaws, “Forests” 2020, 11, 2, 249.
• [36] Feyzi M., Jafari A., Ahmadi H., Investigation and analysis the vibration of handles of chainsaw without cutting, “Journal of Agricultural Machinery” 2016, 6, 1, 90–101.
• [37] Dimou V., Kantartzis A., Malesios C., Kasampalis E., Research of exhaust emissions by chainsaws with the use of a portable emission measurement system, “International Journal of Forest Engineering” 2019, 30, 3, 228–239.
• [38] Lijewski P., Fuć P., Dobrzynski M., Markiewicz F., Exhaust emissions from small engines in handheld devices, In MATEC Web of Conferences, VII International Congress on Combustion Engines, Poznań, Poland, 27–29 June 2017 , EDP Sciences: Lez Ili, France, 2017; Volume 118.
• [39] Dimou V., Kantartzis A., Malesios C., Kasampalis E., Research of exhaust emissions by chainsaws with the use of a portable emission measurement system, “International Journal of Forest Engineering” 2019, 30, 3, 228–239.
• [40] Hooper B., Parker R., Todoroki C., Exploring chainsaw operator occupational exposure to carbon monoxide in forestry, “Journal of occupational and environmental hygiene” 2017, 14(1), D1–D12.
• [41] Dąbrowski A., Przyczyny wypadków powodowanych przez przenośne pilarki łańcuchowe, „Bezpieczeństwo Pracy: nauka i praktyka” 2001, 10–13.
• [42] Cividino S.R.S., Gubiani R., Pergher G., Dell’Antonia D., Maroncelli E., Accident investigation related to the use of chainsaw, “Journal of Agricultural Engineering” 2013, 44.
• [43] Tobita K., Nitami T., Yoshioka T., Factors associated with injuries related to chainsaw tree felling in Japan, “International Journal of Forest Engineering” 2019, 30, 3, 190–194.
• [44] Dąbrowski A., Analysis and Laboratory Testing of Technical Injury Prevention Measures for Portable Combustion Chainsaws, “ Forests” 2020, 11, 3, 276.
• [45] Dąbrowski A., Przenośne pilarki łańcuchowe-ochrona operatora przed kontaktem z ruchomym narzędziem, „Bezpieczeństwo Pracy: nauka i praktyka” 2019, 16–19.
• [46] Dąbrowski A., Aktualne wytyczne norm zharmonizowanych dotyczące technicznych środków ochrony przed urazami powodowanymi przez pilarki łańcuchowe, „Bezpieczeństwo Pracy: nauka i praktyka” 2016, 22–25.
• [47] Dąbrowski A., Rozwiązania konstrukcyjne przenośnych pilarek łańcuchowych zwiększających bezpieczeństwo ich obsługi, „Bezpieczeństwo Pracy: nauka i praktyka” 2004, 11–14.
• [48] Cividino S.R., Blanchini F., Lombardo R., Dell’Antonia D., Vujinovic T.D., Malev O., Gubiani R., An Improved Safety Device for Electric Chainsaws, “Contemporary Engineering Sciences” 2015, 27, 8, 1229.
• [49] Wojtkowiak R., Tomczak R.J., Analiza porównawcza wybranych właściwości olejów smarujących układ tnący pilarki łańcuchowej, „Rośliny Oleiste-Oilseed Crops” 2013, 24, 1, 317–325.
• [50] Zembrowski K., Dubowski A.P., Wojtkowiak R., Biodegradowalne środki smarne dla urządzeń technicznych do pozyskiwania drewna, „Technika rolnicza ogrodnicza leśna” 2010, 1, 23–28.
• [51] Wojtkowiak R., Dubowski A., Badania porównawcze właściwości olejów smarowych układu tnącego pilarki łańcuchowej, „Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych” 2002, 486, 1.
• [52] Wojtkowiak R., Kromulski J., Dubowski A., Measurements of noise resulting from cutting chain movements on a chain-saw bar, lubricated with different oils, “Acta Scientiarum Polonorum. Silvarum Colendarum Ratio et Industria Lignaria” 2007, 6, 1.
• [53] Pilarek Z., Mielnicki P., Causes of defects of power chain-saws, “Acta Sci. Pol., Silv. Colendar. Rat. Ind. Lignar.” 2008, 7(4), 45–54.
• [54] Ishigure Y., Kachi H., Mori Y., Kawasaki H., Pruning machine with a mechanism for preventing branch bite. In Proc. of Forest Engineering: Meeting the Needs of the Society and the Environment (FORMEC 2010), 1–9.
• [55] Jelonek T., Ewolucja piły łańcuchowej oraz pilarki jako środków do pozyskiwania drewna, „Studia i Materiały Ośrodka Kultury Leśnej” 2015, 14.
• [56] Kranjec J., Poršinsky T., History of chainsaw development, “Nova Mehanizacija Šumarstva” 2011, 32, 23–37.