Спосіб гасіння низькочастотної вібрації пасивною підвіскою сидіння оператора мобільних сільськогосподарських машин і тракторів

Реферат: Спосіб гасіння низькочастотної вібрації пасивною підвіскою сидіння оператора мобільних сільськогосподарських машин і тракторів, що включає спрямування сил і моментів сил від підлоги кабіни до сидіння шарнірно-паралелограмною підвіскою, їх сприйняття пружним елементом і гасіння гідравлічним демпфером. Додатково оптимізуються сили сухого тертя в шарнірах паралелограмної підвіски за рахунок, наприклад, поєднання підшипників кочення і ковзання у вигляді графітопластових втулок, виключаючи можливість заклинювання шарнірнопаралелограмної підвіски. UA 87987 U (54) СПОСІБ ГАСІННЯ НИЗЬКОЧАСТОТНОЇ ВІБРАЦІЇ ПАСИВНОЮ ПІДВІСКОЮ СИДІННЯ ОПЕРАТОРА МОБІЛЬНИХ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ МАШИН І ТРАКТОРІВ UA 87987 U UA 87987 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів гасіння низькочастотної вібрації пасивною підвіскою сидіння і може використовуватися в сільськогосподарському машинобудуванні. Під час роботи оператор мобільних сільськогосподарських машин і тракторів знаходиться під дією низькочастотної вібрації (в діапазоні частот 1…11 Гц, тобто в зоні резонансних частот тіла людини), яка знижує його здатність управляти агрегатом. Одним з способів гасіння низькочастотної вібрації сидіння оператора є зменшення приведеної жорсткості шин і підвіски (ресор), що знижує рівень коливань, але при цьому збільшується хід підвіски сидіння, який для сільськогосподарських машин і тракторів обчислюється агротехнічними умовами і вимогами керованості [1-3]. Відомі також активні способи захисту кабіни від вібрації з регульованими параметрами. Проте вони не набули широкого практичного застосування, оскільки виконавчий механізм забирає багато енергії від двигуна для гасіння коливань кабіни [4]. Більш ефективними способом гасіння низькочастотної вібрації пасивною підвіскою сидіння оператора мобільних сільськогосподарських машин і тракторів є спрямування сил і моментів сил від підлоги кабіни до сидіння, їх сприйняття пружним елементом і гасіння гідравлічним демпфером [5]. Такий спосіб гасіння реалізований в багатьох конструкціях сидінь мобільних сільськогосподарських машин і тракторів. Основним недоліком його є неефективність роботи в зоні власних частот коливань тракторів або машин 1,4-2,8 Гц, адже власна частота сидінь з таким способом гасіння вібрації складає 1,7-1,8 Гц. В зоні співпадання частот коливань такий спосіб навпаки посилює коливання, які генеруються підлогою кабіни на 20-80 %, в залежності від умов експлуатації і частоти дії. Частково цей недолік можна усунути за рахунок збільшення сил сухого тертя в шарнірах підвіски, але при цьому підвіска часто заклинює і не знижує передаваних операторові коливань. За більшістю схожих ознак прототипом технічній пропозиції приймаємо рішення [5]. Задачею розробки є підвищення ефективності гасіння низькочастотної вібрації пасивною підвіскою сидіння оператора мобільних сільськогосподарських машин за рахунок оптимізації сил сухого тертя в шарнірах паралелограмної підвіски, виключаючи тим самим її заклинювання. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у способі гасіння низькочастотної вібрації пасивною підвіскою сидіння оператора мобільних сільськогосподарських машин і тракторів, який включає спрямування сил від підлоги кабіни до сидіння шарнірнопаралелограмною підвіскою, їх сприйняття пружним елементом і гасіння гідравлічним демпфером, відповідно до корисної моделі, додатково оптимізують сили сухого тертя в шарнірах парелелограмної підвіски за рахунок, наприклад, поєднання підшипників кочення і ковзання у вигляді графітопластових втулок, виключаючи можливість заклинювання шарнірнопаралелограмної підвіски. Запропонований спосіб гасіння низькочастотної вібрації виконується наступним чином. Для того, щоб підвіска сидіння знижувала рівень низькочастотної вібрації, її власна частота повинна знаходитися в межах 1,2-1,4 Гц, тобто бути меншою власної частоти коливань мобільних сільськогосподарських машин і тракторів, яка становить 1,4-1,8 Гц. Для забезпечення можливості регулювання підвіски сидіння по масі оператора в межах 60-120 кг жорсткість пружного елемента повинна бути рівною 3700 Н/м. При такій жорсткості сили сухого тертя в шарнірах паралелограмного механізму підвіски сидіння оператора необхідно знизити до 20-50 Н. Дослідження можливості використання сталевих, графітопластових і металокерамічних втулок в шарнірах механізму підвіски позитивного ефекту не дали. Сила сухого тертя для цих варіантів досягає 170-400 Н, що приводить до блокування механізму підвіски. Встановлено, що найбільш ефективно працюють підшипники ковзання виконані з графітопластових втулок. Тому оптимізацію необхідно здійснювати шляхом вибору поєднання підшипників кочення і ковзання у вигляді графітопластових втулок, яке забезпечить необхідну силу сухого тертя в шарнірах підвіски і, тим самим стабільні характеристики підвіски (без заклинювання при різній масі оператора в усьому діапазоні низькочастотної вібрації). Стендовими випробуваннями шарнірно-паралелограмних підвісок сидінь оператора тракторів Т-150К встановлено, що для зазначених умов роботи оптимальним поєднанням є підвіски з чотирма підшипниками кочення і шістьма графітопластовими втулками, або двома підшипниками кочення і вісьмома графітопластовими втулками з періодичним змащуванням консистентним мастилом. Використання запропонованого способу гасіння низькочастотної вібрації пасивною підвіскою сидіння на тракторах Т-150К з обома визначеними варіантами поєднання підшипників кочення і ковзання у вигляді графітопластових втулок оптимізують сили сухого тертя в шарнірах підвіски, що забезпечує зниження низькочастотної вібрації, яка передається оператору, до нормативних 1 UA 87987 U 5 10 15 20 показників. По ефективності гасіння низькочастотної вібрації такий механізм підвіски перевершує серійні вітчизняні сидіння. При стендових випробуваннях підвіска, в якій реалізований запропонований спосіб, витримала без руйнування і зміни параметрів кількість циклів еквівалентну гарантійному терміну служби трактора, що забезпечує прийнятність для використання на сільськогосподарських мобільних агрегатах і тракторах. Аналогічного рішення поставленої задачі в джерелах інформації авторами не виявлено, тому просимо надати правовий захист. Джерела інформації: 1. Антышев Н.М. исследование плавности хода универсального колесного трактора. Автореферат диссертации канд.техн.наук. - М. 1967.-18 с. 2. Заяц Я.И. Исследование колебаний водителя сельскохозяйственных тракторов при движении по колеям случайных профилей и проблемы эффективности виброизоляции / Влияние вибрации различных спектров на организм человека и проблемы вибрации. - М.: Наука, 1972.-280 с. 3. Маслов И.Т. Выбор характеристик подрессоривающей системы сиденья автомобиля при случайных нагрузках. - Автомобильная промышленность, 1976, № 9, с. 19-20. 4. Кальченко Б.И., Резников Е.Н., Донде С.В. Сравнительная оценка различных конструкций подвесок тракторных сидений / Механизация технологических процессов в полеводстве. Труды ВНИИПТИМЭСХ. -Зерноград, 1980, вып. 37, с. 40-44. 5. Вибрации в технике /Справочник. - М.: Машиностроение, 1978, Т.6-456 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Спосіб гасіння низькочастотної вібрації пасивною підвіскою сидіння оператора мобільних сільськогосподарських машин і тракторів, що включає спрямування сил і моментів сил від підлоги кабіни до сидіння шарнірно-паралелограмною підвіскою, їх сприйняття пружним елементом і гасіння гідравлічним демпфером, який відрізняється тим, що додатково оптимізуються сили сухого тертя в шарнірах паралелограмної підвіски за рахунок, наприклад, поєднання підшипників кочення і ковзання у вигляді графітопластових втулок, виключаючи можливість заклинювання шарнірно-паралелограмної підвіски. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2