The procedure for determining the frequency-weighted RMS values of vibration accelerations in the case of petrol chainsaws proposes equal time shares of three operation modes of the chainsaw. In order to assess the actual operator’s vibration exposure, it is necessary to precisely determine the above-mentioned shares. In real-life conditions operation of chainsaws is characterized by frequent and significant rotational speed changes depending on the operation mode. Therefore, a prototype of dedicated device for measuring the rotational speed of a chain sprocket was developed. The article presents development requirements, encountered problems and their solutions, the prototype itself and functional test results.
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.
The logging industry belongs to one of the industrial processing branches with the greatest risk of accidents at work. Unfortunately, such situations often result in serious injuries and even the deaths of employees. In most cases, the casualties are people who are badly trained and inexperienced, with a short employment history. One solution to avoid these tragedies is to support workers employed in this industry with training applications. This paper presents a description of a research and training platform for operating portable chainsaws using virtual reality (VR) technology. The platform simulates phenomena occurring while working with a chainsaw, such as falling tree parts, the occurrence of chips and characteristic sound effects. The study used the HTC Vive Pro set and a dummy chainsaw with an electric module, thanks to which the application lets you control a virtual chainsaw using a real life device tracked by a system for mapping objects in space. For the purpose of this work, a series of 32 tests were conducted with 16 subjects and conclusions were drawn on the basis of test reports and surveys, in which the subjects expressed their opinions about the course of events in the platform application.
PL
Branża pozyskiwania drewna należy do jednej z sekcji przetwórstwa przemysłowego, w której występuje największe niebezpieczeństwo wypadku podczas pracy. Niestety takie sytuacje często skutkują ciężkimi obrażeniami, a nawet śmiercią pracownika. W większości przypadków szkodę odnoszą osoby źle przeszkolone oraz niedoświadczone, o krótkim stażu pracy. Jednym z rozwiązań uniknięcia tych tragedii jest wspomaganie pracowników tej branży za pomocą aplikacji szkoleniowych. W niniejszym artykule przedstawiono opis platformy badawczo-szkoleniowej do obsługi przenośnych pilarek łańcuchowych z zastosowaniem technologii wirtualnej rzeczywistości (VR). W platformie symulowane są zjawiska mające miejsce podczas pracy z pilarką, takie jak: opadające fragmenty drzewa, występowanie wiórów, charakterystyczne efekty dźwiękowe. W badaniu użyto zestaw HTC Vive Pro oraz atrapy piły mechanicznej z modułem elektrycznym, dzięki czemu w aplikacji można sterować wirtualną pilarką za pomocą rzeczywistego urządzenia śledzonego przez system mapujący obiekty w przestrzeni. Na potrzeby artykułu przeprowadzono serię 32 badań na 16 osobach oraz wyciągnięto wnioski na podstawie raportów z tych badań oraz ankiet z opinią osób badanych o przebiegu wydarzeń w aplikacji platformy.
Pilarki łańcuchowe, rębarki i rozdrabniacze do gałęzi czy nożyce mechaniczne to tylko niektóre z profesjonalnych maszyn używanych w przestrzeni miejskiej do utrzymania terenów zieleni – trawników, krzewów i drzew.
Wood processing operations, in particular debarking, can pose a significant hazard for the chainsaw operator when performed without due caution. The most common hazards with potentially fatal consequences include kickback which occurs when the chainsaw’s guide bar is violently thrown backwards towards the operator. The aim of this study was to determine the influence of wood species and different saw chain brands on the kickback angle of a chainsaw. The kickback angle of a combustion chainsaw was analyzed in a self-designed test stand with the use of a digital level gauge accurate to 0.1°. Four differently priced saw chain brands, including two standard chains and two chains with anti-kickback features, were evaluated. Kickback was analyzed on five wood species (pine, spruce, birch, alder and oak) at three engine speeds (50%, 75% and 100% of maximum rotational speed). Kickback was significantly determined by wood species and saw chain type, and it was less influenced by the rotational speed of the chainsaw engine. The average kickback angle was largest in alder and smallest in spruce. The analyzed parameter was not always reduced by saw chains with anti-kickback features. In some cases, low-priced saw chains with anti-kickback features offer less protection than more expensive standard chains. Chainsaw buyers should decide whether it is worthwhile to compromise on safety in exchange for a lower price.
Chainsaws are the most basic mechanical tools used to harvest and pre-treat wood. Unfortunately, these devices emit noise and vibrations exceeding the maximum permissible levels for an 8-hour working day. Many factors influence the level of noise and vibration emitted by chainsaws. Since the conscious choice of the saw chain can significantly contribute to: productivity increase, vibration reduction and the operator's permissible total exposure time extension the influence of the type of a cutting tooth and its wear on the vibration level recorded on the handles of the device has been investigated in this paper.
The focus of the study was to determine the influence of the lubricant used for greasing the cutting subsystem of a petrol chainsaw on selected operational characteristics. Three lubricating oils were studied, two of which were commercially available, while the other was a suitably modified rapeseed oil, prepared specifically for the study. It was shown that the application of selected lubricating components in the cutting subsystem of the chainsaw resulted in significant differences in the consumption of both the fuel and the lubricating agent.
Portable chainsaws are associated with substantial risk and can cause serious injury to operators, especially during kickback. This paper presents new results from research and analyses conducted regarding the impact between the different properties of wood on this occurrence. In an open area, such differences may include: wood species, humidity, temperature and the facing angle of the wood fibres in relation to the kerf and shape of the wood surface that comes in contact with the tip of the guide bar. This paper investigates chainsaw kickback including the research results on kickback and wood-cutting energy, saw chain speed and the efficiency of the chainsaw engine. It also presents conclusions drawn from the tests that can be useful for chainsaw users, showing the dependencies between the different properties of wood and the risk of injury.
The article presents analysis of results of lubricants comparative study on SBM-PIMR stand [6]. The tests were aimed to determine an amplitude measure values and their discriminants of the vibration speed signals and torque variations, according to a lubricant used in the test. Analyzes showed that the root amplitude and impulsiveness coefficient are the most important distinctive coefficients of the tested lubricants.
PL
Przedstawiono analizę wyników badań porównawczych środków smarnych na stanowisku do badań porównawczych SBMPIMR [6]. Badania dotyczyły określenia wartości miar amplitudowych i ich dyskryminant bezwymiarowych sygnałów prędkości drgań i zmian momentu obrotowego, w zależności od zastosowanego środka smarnego. Na podstawie przeprowadzonych analiz wyników określono, że cechami wyróżniającymi są amplituda pierwiastkowa oraz współczynnik impulsowości.
Artykuł przedstawia dyskusję na temat możliwości wystąpienia uszkodzeń silnika dwusuwowego stosowanego we współczesnych pilarkach łańcuchowych. W zarysie prezentuje opis budowy silników aplikowanych do pilarek, uwzględniając nowe trendy konstrukcyjne. Ponadto zawiera informacje dotyczące przyczyn uszkodzeń silników pilarek łańcuchowych, ze szczególnym uwzględnieniem możliwości zatarcia tłoka w cylindrze silnika. Przedstawia wyniki badań zatartego silnika i wyjaśnia przyczyny jego uszkodzenia. Teoretyczna i praktyczna analiza zjawiska zakończona została wnioskami.
EN
This article presents a discussion on the possibility of damage to a two stroke engine applied in modern chainsaws. In outline presents a description of the construction of engines used in chain saws, taking into account new trends in design. It also contains information about the causes of engine damage to chainsaws, with particular emphasis on causes of seizure the piston in the cylinder. Also presents the results of seized engine and explain the reasons for its failure. Theoretical and practical analysis of the phenomenon has been completed applications.
Portable chain saws are still very dangerous machines. Reduced prices of these machines mean they are widely available to people who like DIY (do it yourself) and professionals. Kickback of chain saws is extremely dangerous for the operator. This paper discusses the results of laboratory investigations of combustion chain saws. The tests were conducted on a standardized kickback test stand and covered the course of kickback, its energy, angle and duration. The results showed that during the contact of a saw chain with wood, the first to appear was the process of wood cutting, which absorbed 90–95% of the reduced energy of the cutting system. The greater the absorbed energy, the smaller the kickback angle. Wood cutting work is particularly influenced by proper chain tension, the use of chains with anti-kickback links, guide bars with sliding endings and a quickly activated chain brake.
Prolonged exposure to hand–arm vibration (HAV) generated by chainsaws can cause HAV syndrome, i.e., disorders in the upper extremities of forestry workers. Progress of HAV syndrome depends on the intensity of mechanical vibration transmitted throughout the body, which is directly proportional to coupling forces applied by the woodcutter to a vibrating tool. This study aimed to establish a method of measuring coupling forces exerted by chainsaw workers in real working conditions. Coupling forces exerted by workers with their right and left hands were measured with a hydro-electronic force meter. Wood hardness, the type of chainsaw and the kind of forest operation, i.e., felling, cross-cutting or limbing, were considered.
This article presents methods of identification of dynamics characteristics of chain saws. These methods can be successfully used in the process of identification of resonant frequencies and visualisation of ODS of chain saws. Vibration measurements were done using Laser Doppler Vibrometry. Some examples of identification of dynamics characteristics of chain saws and their operational deflection shapes are presented below.
PL
Przedstawiono wyniki badań charakterystyki dynamicznej pilarki łańcuchowej. Pomiarów wibracji dokonano z wykorzystaniem techniki laserowej. Przeprowadzono analizę modalną układu. Zaprezentowano przykłady ODS (Operational Deflection Shapers) prowadnicy pilarki łańcuchowej.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono budowę stanowiska pilarkowego do oceny olejów przeznaczonych do smarowania układów tnących pilarek. Wyniki tych badań powinny ułatwić wybór najlepszego oleju spośród oferowanych olejów na polskim rynku. Możliwość przeprowadzenia porównawczych badań temperatury i drgań prowadnicy oraz hałasu emitowanego podczas smarowania różnego typu olejami stwarza również szansę podjęcia kolejnych prac zmierzających do ograniczenia zarówno poziomu drgań jak i hałasu oddziaływującego na pilarza jak i emitowanego do środowiska naturalnego.
EN
The paper presents chain saw 's stand for comparable lubricating oils tests. Results of stand tests will help customer or forestry service agency to choose good quality biodegradable oils that are offered on Polish market. Possibility of doing comparable lubricating oil tests with simultaneously temperature and vibration of chain saw bar as well as noise level that is emitting during chain saw work - will open way for next R&D projects. These projects will scope on noise level and vibration reduction that are decreasing work safety of forestry workers and their reduction will improve environment protection.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W referacie przedstawiono metody identyfikacji własności dynamicznych pilarek łańcuchowych [2]. Przedstawione metody umożliwiają identyfikacją częstotliwości drgań własnych oraz badanie i wizualizacją odkształceń dynamicznych (ODS) prowadnic piły łańcuchowej pilarek [1]. Do pomiaru drgań mechanicznych pilarek stosowano metodę wibrometrii laserowej [5]. Przedstawiono przykłady identyfikacji właściwości dynamicznych pilarek oraz przykładowe wyniki badania odkształceń dynamicznych prowadnic pilarek łańcuchowych.
EN
This article presented methods of identification dynamics characteristics of chain saws [2]. These methods can be successfully used in the process of identification of resonant frequencies and visualization ODS of chain saws [1]. Vibration measurements were obtained using Laser Doppler Vibrometry [5]. Examples of identification of dynamics characteristics of chain saws and its operational deflection shapes are presented.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Smarowanie w spalinowych pilarkach łańcuchowych odbywa się w obiegach otwartych, inaczej zwanych przelotowymi. W wyniku takiego systemu smarowania, cały olej po spełnieniu swojego zadania, spada na powierzchnię strefy cięcia. Ponieważ wszystkie prace ścinki i okrzesywania prowadzone są z wykorzystaniem pilarki stwarza to poważne zagrożenie dla środowiska leśnego. Olej do smarowania układu tnącego pilarki łańcuchowej nie jest rozprowadzany równomiernie na całej powierzchni np. zrębu, ale spada na powierzchnie w ściśle określonych miejscach. Ilość oleju jaka spada na powierzchnię jest uzależniona od czasu pracy, ułożenia prowadnicy, typu pilarki i rodzaju oleju. Dokonane obserwacje miały na celu określenie w jakiej formie i jakim kierunku przemieszcza się olej opuszczający układ tnący pilarki łańcuchowej.
EN
Lubrication in combustion chainsaws takes place in open cycle systems or, as they are sometimes called 'disposable systems'. The application of this system of lubrication means that all oil after fulfilling its task falls on the surface where it has been used, most frequently in the forest. This poses a serious threat to forest environment. Contrary to widespread believes, oil used for the lubrication of the cutting systems of chain-saws is not distributed uniformly on the entire surface of, for example, clear-cutting but rather falls on surfaces in definite places. The quantity of oil that falls on forest surfaces depends on: duration of chainsaw operation, position of the guide, type of chainsaw and kind of oil. The purpose of the performed investigations was to determine the shape and direction of oil droplets leaving the cutting system of the chainsaw.