Файл: Малиновский, Е. Ю. Динамика самоходных машин с шарнирной рамой (колебания и устойчивость движения).pdf

Представляют интерес рекомендации ISO (табл. 5) на нор­ мируемые уровни механических колебаний тела человека, где предлагается рассматривать колебания в полосе частот 1—90 Гц и при этом оценивать по трем основным уровням, обеспечиваю­ щим: 1) производительную работу; 2) безопасность для здоровья; 3) комфорт. В табл. 5 приведены ускорения в вертикальном направлении для полос частот 1—90 Гц при действии в тече­ ние 8-часового рабочего дня, а также коэффициенты веса для приведения уровней вибрации к наиболее чувствительной полосе частот (4—8 Гц). Указанные уровни ускорений соответствуют

ления ускорений, обеспечивающих безопасность для здоровья,

для полосы частот 4—8 Гц предельные значения уровня сред­ неквадратичного ускорения составляют: для обеспечения произ­ водительности выполняемой работы 0,315 м/с2; для безопасности здоровья человека 0,63 м/с2; для обеспечения комфорта 0,1 м/с2. Указанные значения представляются очень жесткими и прак­ тически невыполнимыми. Однако необходимо помнить что дан­ ные уровни соответствуют только одной расчетной полосе ча­ стот, если же рассматривать всю полосу частот от 1 до 90 Гц с учетом весовых коэффициентов, то суммарные уровни средне­ квадратичных ускорений будут составлять соответственно 2,5; 5,0 и 0,7 м/с2.

Значительный интерес представляют материалы нормали VDI-2057 «Исследования восприятий механических колебаний организмом человека» (табл. 6), разработанные Обществом немецких инженеров. В разработке этой нормали принимали участие известные специалисты-медики и механики. Авторы нормали попытались соединить воедино как объективные зна-

74

чения параметров колебаний, так и субъективную оценку по восприятию человеком. Для оценки восприятия предложен тер­ мин «интенсивность восприятия» /Синт:

ставление результатов с табл. 6 VDI показывают, что все полу­ ченные значения /Синт приемлемы и соответствуют режиму дли­ тельной поездки на транспорте.

Киевский институт гигиены труда и профзаболеваний реко­ мендует предельно допустимые значения колебаний в интере-

75

сующей нас области частот определять по значениям средне­ квадратичной величины виброскоростей [оу]. Рекомендуемые

значения [аг] приведены в табл. 7, где данные указаны из рас­

неквадратичным ускорениям, действующим в вертикальной плоскости, уменьшить в 1,41 раза.

Наличие определенной связи между вертикальными, попе­ речными и угловыми колебаниями позволяет оценить колеба­ ния, действующие на человека, величиной суммарного эффек­

35]. Так, рекомендуется считать, что автомобиль удовлетворяет условиям комфорта, если средние значения максимумов уско­ рений в кузове составляют ±0,25 g (это означаетсгу «0,15 g),

и полагают, что пределом для удобной езды следует считать среднее значение максимумов амплитуд ±0,75 g (что состав­ ляет а у «0,47 g).

Итак, возможные значения [а у] имеют достаточно боль­ шие различия. Тем не менее, во всех случаях, когда в качестве

76

критерия для назначения [сг -] принимаются требования гигие­

ны труда, гарантирующие невозможность появления необрати­ мых изменений в организме при длительном (ежедневном и многолетнем) воздействии колебаний, достижение необходимой величины [а * ] ставит конструктора перед серьезными труд­ ностями.

Попутно отметим, что на тяжелой землеройно-транспортной машине колебания являются далеко не единственной помехой в работе водителя. Шум, температура (чаще всего повышенная), запыленность и загазованность воздуха мешают работе и нано­ сят ущерб здоровью человека. Научно-обоснованных данных, оценивающих совокупное воздействие указанных факторов, по­ ка не существует.

5. КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕРЫ ПО СНИЖ ЕНИЮ

УРОВНЯ КОЛЕБАНИЙ

Результаты экспериментов показывают, что если не прини­

включает в себя специальных демпфирующих элементов. Сни­ зить уровень колебаний машины можно двумя путями:

1) для шарнирной машины с бесподвесочной расчетной схе­ мой использовать шины с увеличенными демпфирующими свой­ ствами;

2) изыскать новые расчетные схемы. В этом случае пы­ таться:

а) реализовать автомобильную систему подвески с введе­ нием системы амортизации;

б) амортизировать только рабочее место водителя; в) изыскивать возможность перехода на многомассовые

расчетные схемы с использованием специфических особенностей машины с шарнирно-сочлененной схемой.

Рассмотрим некоторые решения.

Применение специальных шин. Для конструктора машино­ строителя использование особой шины представляется идеаль­ ным решением. Однако для шинников задача создания подоб­ ной шины больших размеров с повышенными демпфирующими возможностями оказывается чрезвычайно трудной и практиче­ ски до сих пор нерешенной. Известные попытки встраивания в шину гидравлических демпферов не имели успеха из-за труд­ ностей, связанных с отводом тепла. Поэтому в некоторых слу­ чаях оказывается эффективным компромиссное решение, когда мощный гидравлический демпфер устанавливают параллельно с шиной. Решение такого рода, применяемое фирмой Ле-Турно, известно, под названием «Тележка Долли», представляющей со­ бой съемное устройство, включающее в себя небольшое колесо.

77

почти не несущее вертикальной нагрузки, мягкую пружину и мощный гидравлический демпфер. Разумеется, такое устрой­ ство не может быть применено при работе в карьере в усло­ виях маневрирования и бездорожья и используется только как временное при перегонах машины по дорогам удовлетворитель­

ного качества.

Использование подвесок автомобильного типа. Анализ кон­ струкций зарубежных шарнирных машин показывает, что, как правило, на них не применяются элементы подвески автомо­

бильного типа.

При введении «автомобильной подвески» для переднего мо­ ста шарнирной машины:

а) значительно усложняется и утяжеляется конструкция, в результате чего не удается получить удовлетворительного соот­ ношения неподрессоренных и подрессоренных масс; это обстоя­ тельство оказывается решающим при использовании индивиду­ ального привода колес;

б) ухудшается устойчивость короткобазовых машин с шар­ ниром складывания, расположенным в середине базы (погруз­ чиков) ;

в) затрудняется при копании управление ковшом землерой­ но-транспортной машины.

Однако опыт Белорусского и Могилевского автомобильных заводов показал, что некоторые из этих опасений не подтвер­ ждаются. Испытаниями скреперов Д-392 на базе БелАЗ-531 и Д-357П на базе МоАЗ-546 установлена полная работоспособ­ ность машин с подрессоренным передним мостом, причем уро­ вень колебаний на корпусе машины уменьшился почти в 2 раза по сравнению с обычной схемой.

Ведущий мост тягача БелАЗ-531 подвешен к раме при по­

Конструкция подвески, разработанная Могилевским автомо­ бильным заводом, проста в исполнении и представляет собой зависимую подвеску на листовых полуэллиптических рессорах с гидравлическими амортизаторами. Она сочетает все необхо­ димые преимущества подвесок: упругость, направленность ко­ лебаний и соответствующее гашение.

Локальная защита рабочего места водителя. Кресло води­ теля чаще всего располагают вблизи передней оси машины и смещают относительно продольной плоскости. Но такое рас­ положение не является наилучшим. Обратимся к расчетной схе­

дольной оси машины до точки крепления кресла водителя; хв —

78