Vibration levels on operator’s workplace and vibration protection characteristics of seat suspensions

Abstract

This article analyzes the nature and parameters of the main operational disturbances, which energy is directly or indirectly transferred to the operator's workplace of tractor with a caterpillar or wheeled propeller when performing various technological operations, based on experimental research data. The main operating frequency range of these operational disturbances is considered. The contribution of each frequency component to the overall level of vibration at the operator's workplace is assessed. The example of implementation the results of field measurements of real operational disturbances and vibration characteristics on a K-744R1 (st.) wheeled tractor, which operated in a unit with a PG-3-5 plane cutter in the mode of plowing stubble at a constant speed of movement was used. The comparative study of vibration-protective properties of various designs of seat suspension was carried out. The technique of field measurements, including specialized equipment of the ZETLAB and Assistant companies, the mode, the sensor installation scheme and other conditions are described. Using the numerical Runge-Kutta method and mathematical modeling tools in the Simulink MatLab software environment, the operation of the serial suspension of the K-744R1 (st.) tractor seat, air suspension of the Sibeco seat with a scissor guiding mechanism and the innovative air suspension of the seat (based on Sibeco) with controlled extraction of vibration energy and its subsequent recuperation was simulated. There were obtained the calculated oscillograms and spectra of vertical accelerations on a seat cushion, sprung with each of the considered suspensions under the input action of measured real operational disturbances. The results of the analysis of the research results are summed up.

Keywords

vibration loads / seat suspension / vibration protections characteristics / mathematical modeling / research results

References

[1] Шеховцов В. В. [ и др.] Подрессоривание кабин тягово-транспортных средств: учеб. пособие // Минобрнауки России, ВолгГТУ. Волгоград: Изд-во ВолгГТУ, 2016. 160 с.

[2] Искалиев А.И. Анализ пневматических подвесок автотракторных сидений // Технико-технологическое развитие отраслей и предприятий: сб. науч. тр. по матер. I междунар. науч.-практ. конф. (31 января 2017 г.) / гл. ред.: Н.А. Краснова; Научная общественная организация «Профессиональная наука». Нижний Новгород, 2017. C. 4-9.

[3] Поливаев О.И., Юшин А.Ю. Снижение воздействия транспортной вибрации на операторов мобильных энергетических средств: монография / Минсельхоз России, ФГОУ ВПО ВГАУ им. К.Д. Глинки. Воронеж: Изд-во ФГОУ ВПО ВГАУ им. К. Д. Глинки, 2008. 177 с.

[4] Победин А.В., Ляшенко М.В., Шеховцов К.В., Годжаев З.А. Стендовое оборудование для испытания виброизоляторов кабины трактора // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 7. С. 43-48.

[5] Кузнецов Н.Г. Стабилизация режимов работы скоростных машинно-тракторных агрегатов. Монография / Волгогр. гос. с.-х. акад. Волгоград, 2006. 426 с.

[6] Хрипунов Д.В. Методы оценки характеристик вибронагруженности промышленного трактора со стороны гусеничного движителя. Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. тех. наук. Омск, Южно-Уральский гос. ун-т, 2003. 16 с.

[7] Косов О.Д. Теоретическое и экспериментальное исследование колебательной системы кабины трактора. Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. тех. наук. Волгоград, 1981. 28 с.

[8] Артюшенко А.Д. Создание пневматической подвески сиденья для защиты тракториста от низкочастотных колебаний, обоснование и выбор её оптимальных параметров: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. тех. наук. Харьков, ХПИ, 1984. 16 с.

[9] Ляшенко М.В., Шеховцов В.В., Федянов Е.А., Искалиев А.И. Математическая модель колебаний сиденья транспортного средства с рекуперацией энергии посредством пневматического потребителя // Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт. 2019. № 3(28). С. 10-18.

[10] Lyashenko M., Potapov P., Iskaliev A. Analysis of vibroprotection characteristics of pneumatic relaxation seat suspension with capability of vibration energy recuperation // В сборнике: MATEC Web of Conferences. 2017. С. 06018. DOI: 10.1051/matecconf/201712906018

[11] Искалиев А.И. Анализ пневматических подвесок автотракторных сидений // Технико-технологическое развитие отраслей и предприятий: сб. науч. тр. по матер. I междунар. науч.-практ. конф. (31 января 2017 г.) гл. ред.: Н.А. Краснова; Научная общественная организация «Профессиональная наука». Нижний Новгород, 2017. C. 4-9.

[12] Победин А.В., Шеховцов В.В., Ляшенко М.В., Соколов-Добрев Н.С., Шеховцов К.В., Годжаев З.А. Перспективы использования динамических гасителей колебаний в подвесках тракторных кабин // Тракторы и сельхозмашины. 2014. № 11. С. 16-21.

[13] Sibeko. Системы безопасности, комфорта и обзора. Сиденья для сельхозтехники [Электронный ресурс]. 2016. Режим доступа: http://sibeko-russia.ru/catalog/8/27/1253.html.

[14] Ляшенко М.В., Шеховцов В.В., Потапов П.В., Искалиев А.И. П. м. 177004 Российская Федерация, МПК B 60 N 2/52. Подвеска сиденья транспортного средства // ВолгГТУ. 2018.

[15] Искалиев А.И., Ляшенко М.В. Перспективы развития систем подрессоривания автотракторных сидений // Инновации технических решений в машиностроении и транспорте: сб. ст. IV всерос. науч.-техн. конф. для молодых ученых и студентов с междунар. участием (г. Пенза, 14 - 15 марта 2018 г.) под общ. ред. В.В. Салмина; ФГБОУ ВО «Пензенский гос. ун-т», Политехнический ин-т, Факультет машиностроения и транспорта, Межотраслевой научно-информационный центр (МНИЦ) ПГАУ. Пенза, 2018. С. 46-49.

[16] Надеждин В.С., Красавин П.А., Фараджев Ф.А., Годжаев З.А. К вопросу моделирования нелинейного пневмоупругого элемента пассажирского автобуса // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014. № 12. С. 308-322.

[17] Ляшенко М.В., Искалиев А.И. Виброзащитные свойства подвески сиденья с возможностью рекуперации энергии колебаний // Прогресс транспортных средств и систем - 2018: материалы междунар. науч.-практ. конф. (г. Волгоград, 9-11 октября 2018 г.) редкол.: И. А. Каляев, Ф. Л. Черноусько, В. М. Приходько [и др.]; ВолгГТУ, РФФИ, «ФНПЦ «Титан-Баррикады». Волгоград, 2018. C. 71-73.

[18] Izmailov A., Godzhaev Z., Revenko V. The method of constructing the diagrams of shear stresses in the contact zone of an slipping wheel with soil // SAE Technical Papers. 2018. Т. 2018 April. DOI: 10.4271/2018-01-1335

RIGHTS & PERMISSIONS

Godzhayev Z.A., Lyashenko M.V., Shekhovtsov V.V., Potapov P.V., Iskaliyev A.I.