Wibroizolacja zmechanizowanych narzędzi ręcznych

Istota wynalazku

Istotę wynalazku stanowi przestrzenny system wibroizolacji oddzielający człowieka-operatora od silnie drgającego silnika narzędzia udarowego. System ten zawiera elastyczne prowadnice silnika oraz innowacyjny wibroizolator o stałej sile oddziaływania za pośrednictwem którego człowiek naciska na korpus silnika w czasie jego pracy. Wibroizolator składa się z przestrzennej krzywki zamocowanej za pośrednictwem elastycznej warstwy do korpusu silnika i wciskanej w układ dwóch sprężyn za pośrednictwem rolek dociskowych i prowadzonych jarzmem w korpusie-obudowie narzędzia, na której znajdują się rękojeści dla obu rąk. Oprócz rolek dociskowych po każdej ich stronie na tej samej osi zamocowane są dwie rolki prowadzące toczące się po prowadnicy należącej do korpusu-obudowy. W czasie uginania się roboczego wibroizolatora cztery rolki prowadzące oddziałują na korpus-obudowę stałą siłą – stąd nazwa wibroizolatora. Siła ta pochodzi od siły normalnej do krzywizny krzywki wywołanej siłą napięcia sprężyny wibroizolatora i jest stała, gdyż krzywizna krzywki jest zmienna tak, aby wraz ze wzrostem siły napięcia sprężyn wibroizolatora składowa siły działającej na rolki prowadzące była stała. Krzywizna krzywki jest opisana matematycznie w omawianym patencie – Marian W. Dobry, Wibroizolacja zmechanizowanych narzędzi ręcznych, Patent nr P.403100, Urząd Patentowy RP. 25.05.2015 r. właściciel: Politechnika Poznańska. Uzyskano w ten sposób oddzielenie rąk człowieka-operatora od pracującego silnika narzędzia i na kierunku głównego ruchu roboczego silnika wzdłuż osi symetrii narzędzia nie ma zmiennej siły zależnej od ugięcia się wibroizolatora. Jedynymi siłami wymuszającymi drgania korpusu-obudowy z rękojeściami są siły tarcia, które są minimalizowane przez konstrukcję innowacyjnego wibroizolatora.

Efektywność innowacyjnej wibroizolacji zastosowanej do młotów wyburzeniowych wykazano w naukowych badaniach symulacyjnych prowadzonych w Zakładzie Wibroakustyki i Biodynamiki Systemów. Osiągnięto spełnienie wymagań norm drganiowych obowiązujących w Polsce (przyspieszenie ważone aw = 2,8 m/s2) i Unii Europejskiej (aw = 2,5 m/s2). W badaniach wykazano, że taka wibroizolacja skutecznie chroni człowieka przed przestrzennymi drganiami pracującego silnika młota wyburzeniowego. Przedstawiony wynalazek po zastosowaniu będzie chronić operatorów przed wywołaniem u nich zespołu choroby wibracyjnej, która jest zaliczana do chorób zawodowych i stanowi poważny problem społeczny w kraju, w Unii Europejskiej oraz na całym świece.

Potencjał komercjalizacji

Wynalazek jest możliwy do wdrożenia zwłaszcza w dużych zmechanizowanych narzędziach uderzeniowych, do których zalicza się młoty wyburzeniowe. Badania naukowe są po pierwszym etapie prowadzonym symulacyjnie na pełnym modelu biodynamicznym człowiek – młot wyburzeniowy z innowacyjną wibroizolacją i wymagany jest jeszcze kolejny etap prac, w którym opracowana zostanie dokumentacja konstrukcyjna i powstaną pierwsze wizualizatory. Umożliwią one weryfikację eksperymentalną wynalazku i wszystkich założeń projektowych ze szczególnym uwzględnieniem redukcji drgań i wszystkich wymagań ergonomicznych.

Opracowany wynalazek jest możliwy do wdrożenia w zmechanizowanych narzędziach o wszystkich rodzajach napędów – pneumatycznym, elektrycznym, hydraulicznym i spalinowym, ponieważ system wibroizolacji jest autonomiczny. Aktualnie w ofercie rynkowej brakuje drganiowo bezpiecznych i ergonomicznych dużych narzędzi uderzeniowych szeroko stosowanych w budownictwie mieszkaniowym i przemysłowym, w remontach dróg i mostów, w kamieniołomach, w przemyśle hutniczym i odlewniczym itp.