DOI: https://doi.org/10.22281/2413-9920-2022-08-04-291-298

УДК 62-752.2

Корытов М.С., Щербаков В.С., Кашапова И.Е.
Динамические свойства сиденья автогрейдера с квазинулевой статической характеристикой
Транспортные и технологические машины и оборудование испытывают при работе значительные вибрационные воздействия со стороны рабочей среды, которые передаются человеку-оператору через сиденье кабины. Отрицательное влияние динамических воздействий и вибраций, передаваемых через сиденье на оператора, отмечается во множестве работ. Использование виброзащитных систем сидений операторов требует их моделирования и исследования на математических моделях, что является актуальной задачей при проектировании подобных систем. Перспективными являются виброзащитные системы с эффектом квазинулевой жесткости. Для исследования виброзащитных систем с квазинулевой жесткостью, была разработана комплексная имитационная математическая модель автогрейдера, перемещения которой имеют пространственный характер. Модель включает в себя подсистемы опорных элементов базового шасси, виброзащитных опор кабины оператора, и, наконец, виброзащитного механизма сиденья оператора. Последняя подсистема позволяет исследовать виброзащитные механизмы с заданным размером зоны квазинулевой жесткости в статической силовой характеристике. С использованием разработанной комплексной имитационной модели были исследованы реакции системы на ступенчатые воздействия, оказываемые на элементы ходового оборудования базового шасси автогрейдера. Исследовались воздействия на одно из колес переднего балансирного моста и одно из колес задней балансирной тележки автогрейдера. Рассматривались две статические силовые характеристики виброзащитной системы сиденья, одна из которых имела участок квазинулевой жесткости, а вторая нет. По результатам вычислительного эксперимента установлено, что виброзащитная система с участком квазинулевой жесткости обеспечивает максимальные ускорения сиденья, в десятки раз меньшие, чем виброзащитная система без участка квазинулевой жесткости. Что подтверждает перспективность использования виброзащитных систем с эффектом квазинулевой жесткости.
Ключевые слова: сиденье оператора, вибрация, виброзащита, квазинулевая жесткость.

Korytov M.S., Sherbakov V.S., Kashapova I.E.
Dynamic properties of a motor grader seat with quasi-zero static characteristics
During operation, transport and technological machines and equipment experience significant vibration effects from the working environment, which are transmitted to the human operator through the cab seat. The negative impact of dynamic influences and vibrations transmitted through the seat to the operator is noted in many works. The use of vibration protection systems for operator seats requires their simulation and study on mathematical models, which is an urgent task in the design of such systems. Vibration protection systems with the effect of quasi-zero stiffness are promising. To study vibration protection systems with quasi-zero stiffness, a complex simulation mathematical model of a motor grader was developed, the movements of which are of a spatial nature. The model includes subsystems of supporting elements of the base chassis, vibration-proof supports of the operator’s cabin, and, finally, the vibration-proof mechanism of the operator’s seat. The last subsystem makes it possible to study vibration protection mechanisms with a given size of the zone of quasi-zero stiffness in the static force characteristic. Using the developed complex simulation model, the system’s responses to step actions exerted on the elements of the running equipment of the base chassis of the motor grader were studied. The effects on one of the wheels of the front balance axle and one of the wheels of the rear balance bogie of the motor grader were investigated. Two static power characteristics of the vibration-protective seat system were considered, one of which had a section of quasi-zero stiffness, and the second did not. According to the results of the computational experiment, it was established that the vibration protection system with a quasi-zero stiffness section provides maximum seat accelerations that are ten times less than a vibration protection system without a quasi-zero stiffness section. This confirms the promise of using vibration protection systems with the effect of quasi-zero stiffness.
Key words: operator’s seat, vibration, vibration protection, quasi-zero stiffness.

Скачать статью (файл pdf) — Download (pdf)

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.