Исследование виброзащитной системы сиденья с квазинулевой жесткостью при стохастических воздействиях на элементы ходового оборудования автогрейдера

При помощи разработанной в среде Matlab комплексной имитационной математической модели автогрейдера, включающей подсистемы виброзащитных опор кабины, виброзащитного механизма сиденья оператора, задания стохастических воздействий на элементы ходового оборудования при движении по микрорельефу, проведен вычислительный эксперимент, при обработке результатов которого установлено влияние ряда параметров системы на среднеквадратичное отклонение ускорения сиденья в вертикальном направлении. В качестве варьируемых параметров выступали cреднеквадратичное отклонение вертикальных координат микропрофиля опорной поверхности; скорость перемещения автогрейдера; величина зоны квазинулевой жесткости виброзащитного механизма сиденья оператора; величина прибавки коэффициента жесткости пружины виброзащитного механизма, задающая наклон среднего участка статической силовой характеристики виброзащитного механизма. Увеличение величины зоны квазинулевой жесткости позволяет в несколько раз снизить среднее значение среднеквадратичного отклонения ускорения сиденья для совокупности перемещений при различных высотах профиля и скорости. Придание средней части статической характеристики небольшого наклона также позволяет незначительно уменьшить среднее значение среднеквадратичного отклонения сиденья.

1. Mian J., Shoushi L., Yong G., Jigang W. The improvement on vibration isolation performance of hydraulic excavators based on the optimization of powertrain mounting system // Advances in mechanical engineering. 2019. Vol. 11, no. 5. DOI: 10.1177/1687814019849988.

2. Chi F, Zhou J, Zhang Q, Wang Y, Huang P. Avoiding the health hazard of people from construction vehicles: a strategy for controlling the vibration of a wheel loader // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2017. Vol. 14, no. 3. P. 275. DOI: 10.3390/ijerph14030275.

3. Korchagin P. A., Teterina I. A., Rahuba L. F. Improvement of human operator vibroprotection system in the utility machine // Journal of Physics: Conference Series. 2018. Vol. 944. P. 012059. DOI: 10.1088/1742-6596/944/1/012059.

4. Dhanjee K. C., Sanjay K. P., Vivekanand K., Netai C. K. Whole-body vibration exposure of heavy earthmoving machinery operators in surface coal mines: a comparative assessment of transport and non-transport earthmoving equipment operators // International Journal of Occupational Safety and Ergonomics: JOSE. 2020. P. 1–10. DOI: 10.1080/10803548.2020.1785154.

5. Lynas D., Burgess-Limerick R. Whole-body vibration associated with dozer operation at an Australian surface coal mine // Annals of Work Exposures and Health. 2019. Vol. 63, no. 8. P. 881–889. DOI: 10.1093/annweh/wxz054.

6. Galdin N. S., Semenova I. A., Galdin V. N. Analysis of the striker stroke impact on the hydropneumatic impact devices energy performance // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1260, no. 11. P. 112010. DOI: 10.1088/1742-6596/1260/11/112010.

7. Wieckowski J., Rafajlowicz W., Moczko P., Rafajlowicz E. Data from vibration measurement in a bucket wheel excavator operator’s cabin with the aim of vibrations damping // Data in Brief. 2021. Vol. 35. P. 106836. DOI: 10.1016/j.dib.2021.106836.

8. Lyashenko M. V., Pobedin A. V., Potapov P. V. Analysis of possible dynamic vibration dampers uses in tractor cabins suspensions // Procedia Engineering. 2016. Vol. 150. P. 1245–1251. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.07.132.

9. Kim S.-H., D.-S. Yoon, G.-W. Kim [et al.]. Road traveling test for vibration control of a wheel loader cabin installed with magnetorheological mounts // Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 2020. P. 1045389X20953900. DOI: 10.1177/1045389X20953900.

10. Burian Yu. A., Silkov V. M., Sitnikov V. D. Quasi-zero stiffness vibration isolation support with stiffness corrector based on a rubber-cord air spring // AIP Conference Proceedings. 2020. Vol. 2285. P. 030007. DOI: 10.1063/5.0027543.

11. Burian Y. A., Sitnikov D. V., Silkov M. V., Belkov V. N. The active system of vibration isolation with digital twin and control by acceleration // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 1791, no. 1. P. 012007. DOI: 10.1088/1742-6596/1791/1/012007.

12. Корытов М. С., Кашапова И. Е., Щербаков В. С. Условие квазинулевой жесткости статической силовой характеристики параллелограммного механизма виброзащитной системы сиденья // Вестник СибАДИ. 2022. Т. 19, № 2 (84). С. 144–155. DOI: 10.26518/2071-7296-2021-19-2-144-155.

13. Лукутин Б. В., Муравьев Д. И. Имитационная модель фотодизельной системы электроснабжения с интеллектуальным управлением в Matlab/Simulink // Омский научный вестник. 2021. № 4 (178). С. 52–62. DOI: 10.25206/1813-8225-2021-178-52-62.

14. Korytov M. S., Shcherbakov V. S., Titenko V. V., Ots D. A. Simulation model for the determination of energy losses during vibrations of the working equipment of a earth-moving machine in the transport mode // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1260. P. 112015. DOI: 10.1088/1742-6596/1260/11/112015.

15. Корытов М. С., Щербаков В. С., Почекуева И. Е. Имитационная модель виброзащитного механизма кресла с участком квазинулевой жесткости оператора строительно-дорожной машины // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2020. № 4. С. 486–496. DOI: 10.22281/2413-9920-2020-06-04-486-496.