Load mode control of test rigs for rubber-metal vibration isolators

Abstract

BACKGROUND: Confirmation of the effective performance of vibration isolators of the suspension system for cabins of wheeled and tracked vehicles is obtained on the basis of bench tests. The development of loading devices and load mode control systems for bench testing of vibration isolators based on operating modes is a relevant technical task.

AIM: Development of load mode control systems for bench testing of vibration isolators based on the analysis of their operational loads.

METHODS: Based on the analysis of the operational loads of vibration isolators of suspension systems for cabins of wheeled and tracked vehicles, technical solutions for loading devices of rigs and load mode control systems have been developed that make it possible to reproduce load modes with parameters statistically equivalent to operational load modes on the tested vibration isolators.

RESULTS: The technical solution of the rig for durability testing of rubber-metal vibration isolators with reproduction of operational loads in the vertical, longitudinal and lateral directions on the tested vibration isolator is proposed. A technical solution for the rig ensuring reproduction of load modes at durability testing of vibration isolators, in which the dynamic component of the load contains forced and natural vibrations of the protected object, is also proposed. Load mode control of the proposed rigs ensures more reliable test results due to the approximation of the load conditions of vibration isolators on the rigs to the operational ones.

CONCLUSION: The practical value of the study lies in the opportunity of using the proposed technical solutions of test rigs and load control systems for testing vibration isolators of the suspension system for cabins of wheeled and tracked vehicles with an increase in the degree of reliability of their results due to the approximation of load conditions to the operational ones.

Keywords

test rig for rubber-metal vibration isolators / load mode control system

References

[1] Godzhaev ZA, Shekhovtsov VV. Modern design and technological methods for creating and testing mobile vehicles. Izvestiya VolgGTU. Seriya “Nazemnye transportnye sistemy”. Vyp. 4: mezhvuz. sb. nauch. st. 2011;12(85):5–8. (In Russ).

[2] Годжаев З.А., Шеховцов В.В. Современные конструкторско-технологические методы создания и испытаний мобильных транспортных средств // Известия ВолгГТУ. Серия «Наземные транспортные системы». Вып. 4: межвуз. сб. науч. ст. 2011. № 12(85). C. 5–8.

[3] Pobedin AV, Lyashenko MV, Shekhovtsov KV, Godzhayev ZA. Test-bench equipment for the testing of tractor cabin vibration isolators. Tractors and Agricultural Machinery. 2012;79(7):43–48. (In Russ). doi: 10.17816/0321-4443-69477

[4] Победин А.В., Ляшенко М.В., Шеховцов К.В., и др. Стендовое оборудование для испытания виброизоляторов кабины трактора // Тракторы и сельхозмашины. 2012. Т. 79, №7. C. 43–48. doi: 10.17816/0321-4443-69477

[5] Shekhovtsov VV, Lyashenko MV, Shevchuk VP, et al. Experimental determination of the characteristics of vibration isolators in the tractor cab. Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatelskiy zhurnal. 2013;7(14)2:118–122. (In Russ).

[6] Шеховцов В.В., Ляшенко М.В., Шевчук В.П., и др. Экспериментальное определение характеристик виброизоляторов кабины трактора // Международный научно-исследовательский журнал. 2013. № 7(14)2. С. 118–122.

[7] Shekhovtsov VV, Lyashenko MV, Shevchuk VP, et al. Bench equipment for testing tractor cabin vibration isolators. Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatelskiy zhurnal. 2013;7(14)2:135–138. (In Russ).

[8] Шеховцов В.В., Ляшенко М.В., Шевчук В.П., и др. Стендовое оборудование для испытаний виброизоляторов кабины трактора // Международный научно-исследовательский журнал. 2013. № 7(14)2. С. 135–138.

[9] Shekhovtsov KV, Pobedin AV, Lyashenko MV, et al. Stand for testing vibration isolators. In: Automobile and tractor manufacturing in Russia: development priorities and personnel training: materials. international scientific-technical conf. Automobile associations Eng. (AAI), dedicated. 145th anniversary of MSTU “MAMI”. Moscow: MGTU «MAMI»; 2010;1:336–341. (In Russ).

[10] Шеховцов К.В., Победин А.В., Ляшенко М.В., и др. Стенд для испытаний виброизоляторов // Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров: матер. междунар. науч.-техн. конф. Ассоциации автомоб. инж. (ААИ), посвящ. 145-летию МГТУ «МАМИ» М.: МГТУ «МАМИ», 2010. Кн. 1. C. 336–341.

[11] Pobedin AV, Kosov OD, Shekhovtsov VV, et al. Model of tractor cab suspension. In: Progress of vehicles and systems — 2009: material. international scientific and practical conference, Volgograd, October 13–15. 2009: at 2 p.m. Part 1. Volgograd: VolgGTU; 2009:222–223. (In Russ).

[12] Победин А.В., Косов О.Д., Шеховцов В.В., и др. Модель подвески кабины трактора // Прогресс транспортных средств и систем — 2009: матер. международной научно-практической конференции, Волгоград, 13–15 окт. 2009 г.: в 2 ч. Ч. 1. Волгоград: ВолгГТУ, 2009. C. 222–223.

[13] Shekhovtsov VV, Pobedin AV, Lyashenko MV, et al. Development of a model and computational studies of vehicle cabin suspension. In: Design of wheeled vehicles: material. All-Russian scientific-technical conf., dedicated 100th anniversary of the start of preparations. Eng. in the automotive specialty at MSTU im. N.E. Bauman (Dec. 25–26, 2009) Moscow: MGTU im. N.E. Baumana; 2010;184–188. (In Russ).

[14] Шеховцов В.В., Победин А.В., Ляшенко М.В., и др. Разработка модели и расчётные исследования подвески кабины транспортного средства // Проектирование колёсных машин: матер. всерос. науч.-техн. конф., посвящ. 100-летию начала подгот. инж. по автомобильной специальности в МГТУ им. Н.Э. Баумана (25–26 дек. 2009 г.) М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. C. 184–188.

[15] Godzhaev ZA, Kuzmin VA, Godzhaev TZ. Development of a hydraulic suspension system for vehicles based on various control laws. Problemy mashinostroeniya i nadezhnosti mashin. 2021;6:73–78. (In Russ). doi: 10.31857/S0235711921060080

[16] Годжаев З.А., Кузьмин В.А., Годжаев Т.З. Разработка гидравлической системы подрессоривания транспортных средств на основе различных законов управления // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2021. № 6. С. 73–78. doi: 10.31857/S0235711921060080

[17] Shekhovtsov VV, Pobedin AV, Lyashenko MV, et al. Development and Calculation Researches of the Vehicle`s Cabin Suspension Model. In: XXIX Seminarium Kół Naukowych “Mechaników”, Warszawa, 22–23 kwietnia 2010 r.: referaty. Warszawa: Wojskowa Akademia Techniczna; 2010:453–458.

[18] Shekhovtsov V.V., Pobedin A.V., Lyashenko M.V., et al. Development and Calculation Researches of the Vehicle`s Cabin Suspension Model // XXIX Seminarium Kół Naukowych “Mechaników”, Warszawa, 22-23 kwietnia 2010 r.: referaty. Warszawa: Wojskowa Akademia Techniczna, 2010. P. 453–458.

[19] Pobedin AV, Shekhovtsov VV, Shekhovtsov KV. Computational studies for improving the car cabin suspension. In: Kakoy avtomobil nuzhen Rossii?: mater. 69-y mezhdunar. nauch. tekhn. konf. Assotsiatsii avtomobilnykh inzhenerov (AAI). Omsk: SibADI; 2010:112–117.

[20] Победин А.В., Шеховцов В.В., Шеховцов К.В. Расчётные исследования для совершенствования подвески кабины автомобиля // Какой автомобиль нужен России?: матер. 69-й междунар. науч. техн. конф. Ассоциации автомобильных инженеров (ААИ). Омск: СибАДИ, 2010. C. 112–117.

[21] Shekhovtsov VV, Pobedin AV, Lyashenko MV, et al. Classification and Analysis of the Ways of Cabin Suspension Vibroinsulators` Characteristic Formation. In: XXIX Seminarium Kół Naukowych “Mechaników”, Warszawa, 22–23 kwietnia 2010 r.: referaty. Warszawa: Wojskowa Akademia Techniczna; 2010:449–452.

[22] Shekhovtsov V.V., Pobedin A.V., Lyashenko M.V., et al. Classification and Analysis of the Ways of Cabin Suspension Vibroinsulators` Characteristic Formation // XXIX Seminarium Kół Naukowych “Mechaników”, Warszawa, 22–23 kwietnia 2010 r.: referaty. Warszawa: Wojskowa Akademia Techniczna, 2010. P. 449–452.

[23] Shekhovtsov VV, Lyashenko MV, Shevchuk VP, et al. Technical solutions for elastic-damping devices for tractor cab suspension. In: Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatelskiy zhurnal. 2013;7(14)2:122–125. (In Russ).

[24] Шеховцов В.В., Ляшенко М.В., Шевчук В.П., и др. Технические решения упруго-демпфирующих устройств подвески кабины трактора // Международный научно-исследовательский журнал. 2013. № 7(14)2. С. 122–125.

[25] Pobedin AV, Kosov OD, Shekhovtsov VV, et al. Analysis of technical solutions for vibration isolators. In: Progress of vehicles and systems - 2009: material. international scientific and practical conference, Volgograd, October 13–15. 2009: at 2 hours Part 1. Volgograd: VolgGTU; 2009:210–211. (In Russ).

[26] Победин А.В., Косов О.Д., Шеховцов В.В., и др. Анализ технических решений виброизоляторов // Прогресс транспортных средств и систем – 2009: матер. международной научно-практической конференции, Волгоград, 13-15 окт. 2009 г.: в 2 ч. Ч. 1. Волгоград: ВолгГТУ, 2009. C. 210–211.

[27] Shekhovtsov VV, Pobedin AV, Kosov OD, et al. Analysis and classification of technical solutions for cabin suspension vibration isolators. In: Design of wheeled vehicles: material. All-Russian scientific-technical conf., dedicated 100th anniversary of the start of preparations. Eng. in automotive specialty at MSTU. N.E. Bauman (Dec. 25–26, 2009) Moscow: MGTU im. N.E. Baumana; 2010:181–184. (In Russ).

[28] Шеховцов В.В., Победин А.В., Косов О.Д., и др. Анализ и классификация технических решений виброизоляторов подвески кабины // Проектирование колёсных машин: матер. всерос. науч.-техн. конф., посвящ. 100-летию начала подгот. инж. по автомобильной специальности в МГТУ им. Н.Э. Баумана (25–26 дек. 2009 г.) М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. C. 181–184.

[29] Patent RUS 93477 / 27.04.2010. Byul. № 12. Shekhovtsov VV, Pobedin AV, Shevchuk VP, et al. Vibroizolyator. (In Russ). Accessed: 18.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/RU93477U1_20100427

[30] Патент РФ 93477 / 27.04.2010. Бюл. № 12. Шеховцов В.В., Победин А.В., Шевчук В.П., и др. Виброизолятор. [дата обращения: 18.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU93477U1_20100427

[31] Patent RUS 100159 / 10.12.2010. Byul. № 34. Shekhovtsov VV, Pobedin AV, Shevchuk VP, et al. Vibroizolyator. (In Russ). Accessed: 18.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/RU100159U1_20101210

[32] Патент РФ 100159 / 10.12.2010. Бюл. № 34. Шеховцов В.В., Победин А.В., Шевчук В.П., и др. Виброизолятор. [дата обращения: 18.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU100159U1_20101210

[33] Patent RUS 124340 / 20.01.2013 Byul. № 2. Shekhovtsov VV, Pobedin AV, Shevchuk VP, et al. Vibroizolyator. (In Russ). Accessed: 18.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/RU124340U1_20130120

[34] Патент РФ 124340 / 20.01.2013 Бюл. № 2. Шеховцов В.В., Победин А.В., Шевчук В.П., и др. Виброизолятор. [дата обращения: 18.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU124340U1_20130120

[35] Patent RUS 136110 / 27.12.2013 Byul. № 36. Shekhovtsov KV, Sokolov-Dobrev NS, Pobedin AV, et al. Vibroizolyator kabiny transportnogo sredstva. (In Russ). Accessed: 18.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/RU136110U1_20131227

[36] Патент РФ 136110 / 27.12.2013 Бюл. № 36. Шеховцов К.В., Соколов-Добрев Н.С., Победин А.В., и др. Виброизолятор кабины транспортного средства. [дата обращения: 18.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU136110U1_20131227

[37] Patent RUS 104714 / 20.05.2011 Byul. № 14. Shekhovtsov VV, Pobedin AV, Shevchuk VP, et al. Stend dlya ispytaniy vibroizolyatorov. (In Russ). Accessed: 18.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/RU104714U1_20110520

[38] Патент РФ 104714 / 20.05.2011 Бюл. № 14. Шеховцов В.В., Победин А.В., Шевчук В.П., и др. Стенд для испытаний виброизоляторов. [дата обращения: 18.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU104714U1_20110520

[39] Patent RUS 118056 / 10.07.2012 Byul. № 19. Shekhovtsov VV, Pobedin AV, Shevchuk VP, et al. Stend dlya ispytaniy vibroizolyatorov v rezhime vynuzhdennykh i sobstvennykh koleba-niy. (In Russ). Accessed: 18.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/RU118056U1_20120710

[40] Патент РФ 118056 / 10.07.2012 Бюл. № 19. Шеховцов В.В., Победин А.В., Шевчук В.П., и др. Стенд для испытаний виброизоляторов в режиме вынужденных и собственных колебаний. [дата обращения: 18.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU118056U1_20120710

[41] Patent RUS 112416 / 10.01.2012 Byul. № 1. Shekhovtsov VV, Pobedin AV, Shevchuk VP, et al. Stend dlya ispytaniy vibroizolyatorov v rezhime vynuzhdennykh kolebaniy. (In Russ). Accessed: 18.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/RU112416U1_20120110

[42] Патент РФ 112416 / 10.01.2012 Бюл. № 1. Шеховцов В.В., Победин А.В., Шевчук В.П., и др. Стенд для испытаний виброизоляторов в режиме вынужденных колебаний. [дата обращения: 18.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU112416U1_20120110

[43] Patent RUS 112417 / 10.01.2012. Byul. № 1. Shekhovtsov VV, Pobedin AV, Shevchuk VP, et al. Stend dlya ispytaniy vibroizolyatorov v rezhime vynuzhdennykh kolebaniy. (In Russ). Accessed: 18.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/RU112417U1_20120110

[44] Патент РФ 112417 / 10.01.2012. Бюл. № 1. Шеховцов В.В., Победин А.В., Шевчук В.П., и др. Стенд для испытаний виброизоляторов в режиме вынужденных колебаний. [дата обращения: 18.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU112417U1_20120110

[45] Patent RUS 112415 / 10.01.2012. Byul. № 1. Shekhovtsov VV, Pobedin AV, Shevchuk VP, et al. Stend dlya ispytaniy vibroizolyatorov pri deystvii nagruzok s osevoy i bokovoy sostavlyayushchimi. (In Russ). Accessed: 18.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/RU112415U1_20120110

[46] Патент РФ 112415 / 10.01.2012. Бюл. № 1. Шеховцов В.В., Победин А.В., Шевчук В.П., и др. Стенд для испытаний виброизоляторов при действии нагрузок с осевой и боковой составляющими. [дата обращения: 18.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU112415U1_20120110

[47] Patent RUS 203608 / 14.04.2021. Byul. № 11. Shekhovtsov VV, Lyashenko MV, Potapov PV, et al. Stend dlya ispytaniy vibroizolyatorov kabiny transportnogo sredstva. (In Russ). Accessed: 18.04.2023. Available from: https://yandex.ru/patents/doc/RU203608U1_20210414

[48] Патент РФ 203608 / 14.04.2021. Бюл. № 11. Шеховцов В.В., Ляшенко М.В., Потапов П.В., и др. Стенд для испытаний виброизоляторов кабины транспортного средства. [дата обращения: 18.04.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU203608U1_20210414

Funding

Российский научный фондRussian Scientific Foundation(№ 23-29-00289)

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector