Система виброзащиты человека-оператора при широкополосном спектре возмущений на остове транспортного средства

• Автор: Шакулин, Олег Петрович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 132 с. : ил.

1 Системы виброзащиты транспортных средств: состояние вопроса,
цель и задачи исследований
1.1 Обзор средств виброзащиты операторов мобильных машин
1.2 Направляющие механизмы пассивных виброзащитных систем
1.3 Мобильные машины как источник вибрационного возмущения оператора
1.4 Особенности входных спектров на остове самоходного
картофелеуборочного комбайна
Выводы
2 Динамические модели виброзащитных устройств с направляющим механизмом маятникового типа
2.1 Выбор принципиальной схемы виброзащитной системы
2.2 Подвеска маятникового типа с параллельно включенными пружиной
и демпфером
2.3 Передаточная функция подвески маятникового типа с двухкамерным пневматическим упругим элементом
2.4 Подвеска маятникового типа с двумя степенями свободы
2.5 Подвеска маятникового типа с двумя степенями свободы
и двухкамерным пневматическим упругим элементом
Выводы
3 Влияние параметров подвески с направляющим механизмом маятникового типа и двухкамерным пневматическим упругим элементом с внутренним дросселированием на его виброзащитные свойства
3.1 Численное решение системы нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка, описывающих движение подвески маятникового типа с двухкамерным пневматическим упругим элементом
3.2 Распределение коэффициента передачи по площадке виброзащитного устройства
3.3 Влияние параметров виброзащитного устройства на АЧХ
3.4 Зависимость коэффициента передачи на резонансной частоте
от добротности
3.5 Зависимость частоты максимальной виброизоляции и коэффициента передачи
на ней от добротности и относительного объема дополнительной камеры
Выводы
4 Оптимизация параметров виброзащитной системы с направляющим механизмом маятникового типа и двухкамерным пневматическим упругим элементом с внутренним дросселированием на примере картофелеуборочного комбайна
4.1 Выбор и обоснование критерия оптимизации целевой функции
4.2 Влияние на критерий оптимизации времени работы оператора
4.3 Зависимость критерия оптимизации от относительного объема демпферной камеры, резонансной частоты и момента инерции подвески
4.4 Влияние жесткости резинокордной оболочки и потерь в ней
на критерий оптимизации
4.5 Выбор алгоритма оптимизации параметров виброзащитной системы
4.6 Оптимальные параметры виброзащитной системы
Выводы
5 Результаты промышленных испытаний разработанных виброзащитных устройств
5.1 Полевые испытания пневматической подвески сиденья водителя самоходного картофелеуборочного комбайна
5.1.1 Технологический режим уборки картофеля
5.1.2 Движение по асфальтовой дороге
5.1.3 Движение по грунтовой дороге
5.2 Стендовые и полевые испытания пневматической подвески
промышленного трактора
Выводы
Основные выводы и результаты работы
Список использованных источников
Приложение А Выписка из акта результатов испытаний сиденья
с пневматической подвеской конструкции ОрелГТУ, представленного
ГСКБ ПО «Рязсельмаш» на комбайне КСК
Приложение Б Акт о проведении испытаний экспериментально виброзащитной
системы кабины промышленного трактора
Приложение В Акт о внедрении (использовании) НИР
Приложение Г Расчёт ожидаемого социально-экономического эффекта от внедрения пневматической виброзащитной системы кабины
промышленного трактора на этапе изготовления опытного образца
Приложение Д Договор о творческом содружестве между ОрелГТУ
и ГСКБ ПО «Рязсельмаш»
Приложение Е Программа «КАН»

Повышение мощности и скоростей движения мобильных машин приводит к увеличению уровня колебаний (вибрации) остова машины. Систематическое воздействие повышенной вибрации оказывает отрицательное влияние на здоровье человека - оператора: снижается работоспособность, развивается вибрационная болезнь, увеличивается вероятность несчастных случаев [1]. Возбуждение интенсивной вибрации транспортных средств обусловлено, как движением по неровным (случайным) поверхностям, так и особенностями выполнения технологического режима сельскохозяйственными и строительно-дорожными машинами, тракторами.
Вибрационное воздействие на человека - оператора мобильных машин регламентируется ГОСТ12.1.012-90. Этот документ учитывает особенности воздействия вибрации на организм человека. В международной практике получил распространение стандарт ИСО 2631-74 [16], который устанавливает более жесткие, по сравнению с отечественными, требования на вертикальную вибрацию в широком диапазоне частот от 0,63 Гц до 125 Гц.
Ряд исследователей отмечает, что уровни вертикальных низкочастотных колебаний на рабочем месте человека - оператора не удовлетворяют требованиям действующих санитарных норм [3, 11, 12, 121, 125]. Результаты испытаний мобильных машин [70] показывают, что в ряде случаев (например, самоходный картофелеуборочный комбайн КСК-4) вибрация на остове машины близка к допустимой по стандарту, а в других - превышает нормы (например, промышленный трактор типа Т-500) [108]. Использование на мобильных машинах унифицированных виброзащитных сидений в отдельных случаях приводит не только к снижению, но и увеличению вибрации в отдельных частотных диапазонах, поэтому требования нормативных документов остаются невыполненными в полной мере.
Уменьшению интенсивности вибрационного воздействия на человека -оператора способствуют снижение виброактивности источника вибрации или применение систем виброизоляции.

3 ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОДВЕСКИ С НАПРАВЛЯЮЩИМ МЕХАНИЗМОМ МАЯТНИКОВОГО ТИПА И ДВУХКАМЕРНЫМ ПНЕВМАТИЧЕСКИМ УПРУГИМ ЭЛЕМЕНТОМ С ВНУТРЕННИМ ДРОССЕЛИРОВАНИЕМ НА ВИБРОЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА
ЭЛ Численное решение системы нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка, описывающих движение подвески с направляющим механизмом маятникового типа и двухкамерным пневматическим упругим элементом
Многие задачи механики преимущественно сводятся к решению дифференциальных уравнений, немногие из которых можно решить без помощи ЭВМ. Поэтому численные методы играют важную роль в практике инженерных расчётов. Дифференциальные уравнения в зависимости от типа входящих в них производных делятся на две различные категории: обыкновенные, содержащие производные по одной независимой переменной, и уравнения в частных производных, содержащие производные по нескольким независимым переменным.
Чтобы решить обыкновенное дифференциальное уравнение, необходимо знать значения зависимой переменной и её производных при некотором значении независимой переменной. В случае, когда дополнительные условия задаются при одном значении независимой переменной, задача называется с начальными условиями или задачей Коши. Если условия задаются при двух либо более значениях независимой переменной, то задача называется краевой. В задаче Коши дополнительные условия называются начальными, а в задаче краевой - граничными [117].
В нашем случае мы имеем дело с задачей Коши, а в качестве независимой переменной выступает время Г. Дополнительные (начальные) условия задаются в виде значений: перемещения х; скорости ск/Ж; давлений в деформируемой (Р)) и дополнительной (Р2) камерах в момент времени t = 0:
t = 0; х=х0; <Лх/Ж = х0; рг=р10- Р2=Р2о (3.1)
Рассмотрим полученные дифференциальные уравнения (2.20). Требуется найти функции х(/), Р^), Р2(0> удовлетворяющие как уравнениям (2.20), так и начальным условиям (3.1).