DOI: https://doi.org/10.22281/2413-9920-2025-11-02-145-153

УДК 621.877.3

Корытов М.С., Щербаков В.С., Кашапова И.Е
Методика расчета статической силовой характеристики виброзащитного механизма сиденья с натяжным роликом
Проблема защиты от вибраций и ударных воздействий операторов наземных транспортно-технологических машин актуальна. Увеличение производительности увеличивает вибрации, которые вызывают заболевания и снижают работоспособность операторов. Низкочастотные и ударные воздействия при взаимодействии машин с опорной поверхностью особенно опасны. Методы защиты от вибраций включают применение виброзащитных опор кабин и виброзащитных систем сидений. Последние наиболее важны в качестве конечного рубежа защиты. Постановка задачи включала в себя разработку надежной и простой пассивной виброзащитной системы сиденья оператора. Система должна иметь средний участок квазинулевой жесткости в статической характеристике. Статическая характеристика должна обладать гладкостью. Приведена конструкция предложенного для решения задачи механизма, которая включает в себя параллелограммный механизм, пружину, трос и ролики.  Изложена методика построения статической силовой характеристики предложенного механизма. Исходными параметрами методики являлись размеры механизма, жесткость пружины, масса сиденья. Подъем и опускание правой части параллелограмма изменяют растяжение пружины и соотношение длин участков троса. В методике приведены формулы для расчета координат и моментов сил, создаваемых участками троса. Вычислялся суммарный момент сил, по которому вычислялась вертикальная сила подъема сиденья. Приведен пример полученной по методике статической силовой характеристики механизма. Выполнялось последовательное вычисление вертикальной силы для различных значений высоты подъема сиденья относительно собственного нулевого значения. Преимуществами предложенного механизма являются реализация эффекта квазинулевой жесткости, гладкость статической силовой характеристики. Используется один упругий элемент в виде пружины растяжения, что обеспечивает упрощение конструкции и снижение стоимости. Отпадает необходимость в ограничителях или отбойниках. Постоянный контакт троса со всеми роликами увеличивает надежность механизма. Перспективная область применения предложенного механизма – виброзащитные системы сидений оп-раторов наземных транспортно-технологических машин.
Ключевые слова: виброзащитный, сиденье, ролик, трос, параллелограмм, статическая.

Korytov M.S., Sherbakov V.S., Kashapova I.E.
Methodology for calculation of static force characteristic of vibration protection mechanism of a seat with a tension roller
The problem of vibration and shock protection of ground transport and technological machine operators is relevant. Increased productivity increases vibrations that cause diseases and reduce the performance of operators. Low-frequency and shock effects during the interaction of machines with the supporting surface are especially dangerous. Vibration protection methods include the use of vibration-protective cabin mounts and vibration-protective seat systems. The latter are most important as the final line of defense. The problem statement included the development of a reliable and simple passive vibration-protective system for the operator’s seat. The system must have an average section of quasi-zero rigidity in the static characteristic. The static characteristic must be smooth. The design of the mechanism proposed for solving the problem is presented, which includes a parallelogram mechanism, a spring, a cable and rollers. A technique for constructing a static force characteristic of the proposed mechanism is described. The initial parameters of the technique were the dimensions of the mechanism, the stiffness of the spring, and the mass of the seat. Raising and lowering the right part of the parallelogram changes the extension of the spring and the ratio of the lengths of the cable sections. The technique provides formulas for calculating the coordinates and moments of forces created by the cable sections. The total moment of forces was calculated, based on which the vertical force of seat lifting was calculated. An example of a static force characteristic of the mechanism obtained using the technique is given. A sequential calculation of the vertical force was performed for different values of the seat lifting height relative to its own zero value. The advantages of the pro-posed mechanism are the implementation of the quasi-zero rigidity effect, smoothness of the static force characteristic. One elastic element in the form of an extension spring is used, which ensures simplification of the design and reduction in cost. There is no need for limiters or bumpers. Continuous contact of the cable with all rollers increases the reliability of the mechanism. A promising area of application of the proposed mechanism is vibration protection systems for seats of ground transport and technological machine operators.
Key words: vibration protection, seat, roller, cable, parallelogram, static.

Скачать статью (файл pdf) — Download (pdf)

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