CC BY
5
УДК 629.1.02 DOI: 10.30977/АТ.2219-8342.2019.45.0.38
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬН1 ДОСЛ1ДЖЕННЯ ЕРГОНОМ1ЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ КОЛ1СНИХ ТРАКТОР1В З АГРЕГАТАМИ ЗМ1ННО1 МАСИ
Кожушко А. П.1
1Нац1ональний техн1чний ушверситет «Харкчвський пол1техн1чний шститут»
Анотаця. Представлено етапи проведения експериментального до^дження з визначення показниюв ергоном1чност1 кол1сних трактор1в при виконант транспортног роботи з переве-зення р1дкого вантажу цистернами. Наведено вим1рювальну апаратуру, яка складаеться з мо-бтьного реестрацтного комплексу «ВДВММ 4-001» та рад1олокацтного датчика, який приз-начено для фтсацп д1йсног швидкост1 руху транспортного засобу. На основi проведеного експериментального до^дження встановлено показники середньоквадратичних прискорень, згiдно зi стандартом ISO 2631.
Ключов1 слова: колiсний трактор, цистерна, експериментальт до^дження, ергономiчнi вла-стивостi, прискорення, спектральний аналiз.
Вступ
Колюний трактор е невщ'емною складо-вою в будь-якому шдприемста держави при виконанш транспортно-тягових робгг. Рiзно-манптя операцш, що виконуе трактор, доста-тньо велика, тому сьогодш простежуеться те-нденщя щодо створення ново! тракторно! технiки унiверсальною та енергонасиченою [1].
При створеннi ново! техшки конструктори намагаються дотримуватися вимог стандар-тiв щодо ергономiчних властивостей, а саме дотримання комфортного перебування опе-ратора-водiя при виконаннi рiзноманiтних робiт. Проте бiльшiсть випробувань, яю про-водяться при доводженнi дослщного зразка ново! технiки, не враховують додаткову на-вантагу, що створюеться причшним або на-пiвпричiпним агрегатом змшно! маси (трак-торних цистерн). Цей факт тдштовхуе до поглибленого дослщження питань ергономь ки трактора, адже перерозподш мас у цисте-рнi може спричинити зсув центру мас, що призводить до тдвищення динамiчного впливу на трактор.
За своею природою термш «ергономiка транспортного засобу» охоплюе декшька су-мiжних показникiв - це комфортабельнiсть, плавнють ходу, вiбрацiя тощо. Саме тому виявлення та надання рекомендацш щодо тдвищення показниюв ергономiчностi транспортного засобу - актуальне i сьогодш. Адже це надасть змогу зменшити динамiчну навантаженiсть силового агрегата (двигуна внутршнього згоряння, вузлiв трансмюи, тощо), тдвищити технiко-економiчнi показники трактора (за рахунок тдвищення умов
пращ оператора-водiя, стабшзацп повздовж-нього та вертикального руху), збшьшити ресурс вузлiв i агрегатiв транспортного засобу та ш.
Анал1з результат1в дослщжень
Основним показником, який характеризуе ергономiчнi властивостi колiсних тракторiв е вiбрацiя. Дотримання рiвнiв вiбрацшноl без-пеки (або комфортабельности операторiв-водпв транспортних засобiв присвячена велика кшьюсть наукових робiт [2 - 8]. Насам-перед всi цi роботи базуються на двох методиках визначення рiвнiв вiбрацiйноl безпеки оператора-водiя:
1. У горизонтальному та вертикальному напрямку на сидшш i (або) робочiй площиш оператора-водiя тракторiв та машин вщповь дно до вггчизняних стандартiв [9 - 11].
Ощнка рiвнiв вiбрацil базуеться на отри-маннi середньоквадратичних значень прискорень (СКП) в октавних дiапазонах частот. Так, у табл. 1 наведено параметри вiбрацil колюних тракторiв. Проведення такого роду дослiджень необхщно при сталому режим1 руху.
Таблиця 1 - Параметри в1брацц трактор1в
Середньо-геомет-ричш частоти, Гц Д1апазон октавних частот, Гц Рекомендацп ГОСТ 12.2.019-86 значень СКП на сидшш i (або) робочш площиш оператора-вод1я
X , м/с2 Y , м/с2
1 0,7 - 1,4 0,316 0,85
2 1,4 - 2,8 0,423 0,79
4 2,8 - 5,6 0,8 0,57
8 5,6 -11,2 1,62 0,6
Основним недолшом дослiджень за ГОСТами [9-11] - е те, що СКП, яю обчислюються в межах середньогеометрич-них частот, встановлюються для двох пло-щин (горизонтально! та вертикально!). Тому використання цих ГОС^в не може надати вичерпно! шформацп щодо ергономiчних властивостей транспортного засобу.
2. У горизонтальному, вертикальному та бiчному напрямку на сидшш оператора-водiя тракторiв вiдповiдно до закордонних ISO [12-14]. Дана методика охоплюе бшьшу кiлькiсть площин, в яких дослщжуються прискорення, тому е актуальною.
Вщзначимо, що оцiнка ергономiчних властивостей колюного трактора з цистерною дослщжено в роботi [15]. Проте дане досль дження проведено лише для одного виду агрегата змiнно! маси (двовюно! нашвпричш-но! цистерни). Окрiм того, при виконанш дослiдження цистерна була повнютю запов-нена, що дае шформащю тiльки про макси-мальний вплив на вiбрацiйну безпеку транспортного засобу.
Тому прюритетним завданням е прове-дення дослiдження з рiзним рiвнем наповне-ностi тракторно! цистерни з метою отриман-ня взаемозв'язку мiж рiвнями комфортностi та масою транспортованого агрегата.
Мета i постановка завдання
Метою дослщження е визначення показ-никiв ергономiчностi колiсних тракторiв при виконаннi транспортно! роботи з перевезення рiдкого вантажу причiпною та нашвпричш-ною цистернами.
Для досягнення мети були поставлеш таю завдання:
- навести етапи експериментального дос-лщження визначення ергономiчних властивостей колiсних тракторiв. Представити об'екти дослщжень, вимiрювальний комплекс та методику проведення випробувань;
- оцшити отримаш значення вертикаль-них, горизонтальних та бокових прискорень, яю дiють на сидiння оператора-водiя колюного трактора.
Методика експериментальних дослщжень
Теоретичш викладки (напрацювання) по-винш пiдтверджуватися експериментальними випробуваннями. Проте юнуе практика щодо використання експериментальних даних, як вихiдних даних для подальших дослiджень. Саме матерiали ще! роботи спрямованi на обгрунтування необхщносп подальших дос-
лiджень показникiв плавносп ходу колiсних тракторiв при транспортуванш агрегатiв змiнно! маси, якi безпосередньо пов'язаш з питанням ергономiчних властивостей.
Об'ектами випробувань виступають (рис. 1):
- трактор John Deere 8310 (США) з номь нальною потужнютю двигуна внутршнього згоряння 310 к.с. (228 кВт) у зчшщ з причш-ною цистерною (П-цистерною) МЖТ-16 (Бь лорусь) вантажопщйомнютю 16 т;
- трактор ХТЗ-150К (Укра!на) з номшаль-ною потужнютю двигуна внутршнього згоряння 129 к.с. (94,9 кВт) у зчшщ з натвпри-чшною цистерною (НП-цистерною) МЖТ-10 (Бiлорусь) вантажопiдйомнiстю 10 т.
б
Рис. 1. Об'екти експериментальних дослщжень: а - John Deere + МЖТ-16; б - ХТЗ-150К + МЖТ-10
Експериментальш дослщження проводи-лися у фермерських угщдях Харювсько! об-ластi. Випробування проводилися на дшянщ укочено! грунтово! дороги, яка мала довжину 200 м, а !! нахил складав не бшьше 2%.
Експериментальнi за!зди проводилися не менше трьох разiв згщно ГОСТ 7057-2003 [16], 24055-2016 [17], СОУ-II УкрНД1ПВТ iм. Л. Погоршого 71.2-37-046043090017:2015 [18]. Вимiрювально-реестрацiйний комплекс (рис. 2, 3) складаеться з комплексу «ВДВММ 4-001» Паспорт 4-001.000.00 ПС [19] (4-ох акселерометрiв Freescale Semiconductor моделi MMA7260QT) та з без-контактного (радюлокацшного) датчика [20], призначеного для фшсаци дiйсно! швидкосп транспортного засобу.
Методика визначення ергономiчних властивостей колюних тракторiв зводиться до обчислення рiвнiв комфортностi оператора-водiя, що зумовлюе виконання таких етатв:
1. Дослщження проводяться на сталому режимi руху, а враховуючи, що транспорт-ною швидюстю МТА з цистернами е 16 км/год (4,44 м/с), то це досягаеться для трактора John Deere експлуатащею на 13 пе-редачi з 1500 об/хв колшчастого вала двигуна, а для трактора ХТЗ-150К - 4 передачi ро-бочого ряду з 2100 об/хв колшчастого вала двигуна.
2. Сигнали, яю отримано з акселеромет-рiв, розкладаються на ряди Фур'е та буду-ються амплггудш спектри за трьома площи-нами дп прискорень ax, ay та az в одно-
третш октавнiй полосi (1 - 80 Гц).
3. Обчислюються величини СКП, яю по-тiм зiставляються з дiапазоном загальних значень комфортабельностi вщповщно з ISO 2631 (рис. 4).
а б в
Рис. 2. Радюлокацшний безконтактний датчик: а - загальний вигляд; б - встановлено на трактор John Deere; в - встановлено на трактор ХТЗ-150К; 1 - радар; 2 - антена; 3 - магштна платформа; 4 - штерфейс та блок живлення
а б в
Рис. 3. Мобшьний вимiрювальний комплекс «ВДВММ 4-001»: а - загальний вигляд; б встановлено на трактор John Deere; в - встановлено на трактор ХТЗ-150К: 1, 2 акселерометри; 3 - ноутбук
Екстримально дискомфортно
Дуже дискомфортно
Дискомфортно
ДОВОЛ1 дискомфортно
Не великий дискомфорт <0,63
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 а-, м/с1 Рис. 4. Рiвнi дискомфорту за значеннями середньоквадратичних прискорень вщповщно до ISO 2631
На рис. 5 наведено залежнють амплитудного спектра вiд частоти. Вщповщно до Директив Свропейського Союзу 2002/44/EC [21] необхщно проводити аналiз за трьома площинами окремо:
О 10 20 30 40 50
Рис. 5. Амплгтудний спектр сигналу в одно-третш октавнiй полос!
i [1,4ax; 1,4a^; az ] .
(1)
Обчислювати необхiдно i середньоквадра-тичне значення прискорень руху в простор!:
СКП=
(1,4a, )2 +(1,4a^ )2 + (az )2
(2)
На рис. 6 i 7 представлено результати ви-мiрювання у вигляд! дiаграми.
Результати дослщжень
Аналiзуючи результати на рис. 6, 7, вщзна-чимо, що вплив агрегата змшно! маси (як П-цистерни, так i НП-цистерни) на показники середньоквадратичних прискорень е сутте-вим.
а, м/с2 2
1,8 1,6 м 1,2 1
0,8 0,6 0,4 0,2 0
X Y Z СКП
1 - трактор без цистерни; 2 - цистерна, заповнена на H = 1,15 м; 3 - цистерна, заповнена на H=1,45 м; 4 - цистерна, заповнена до максимального р!вня (H = 1,7 м)
Рис. 6. Результати середньоквадратичних прискорень трактора John Deere з МЖТ-16
а, м/с2 2
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8 0,6 0,4 0,2 0
X Y Z СКП
1 - трактор без цистерни; 2 - цистерна, заповнена на H = 1 м; 3 - цистерна, заповнена на H 1,35 м; 4 - цистерна, заповнена до максимального р!вня (H = 1,6 м)
Рис. 7. Результати середньоквадратичних прискорень трактора ХТЗ-150К з МЖТ-10
Колюний трактор при транспортуванш П-цистерни (з рiзним рiвнем наповнюваносп) мае такi показники в порiвняннi з рухом одиночного трактора:
- достатнш вплив спостерiгаеться в пло-щинi Y (при H = 1,15 м рiзниця складае 12%; при H = 1,45 м - 17,6%; при H = 1,7 м -18,9 %) та Z (при H = 1,15 м рiзниця складае 7,1 %; при H = 1,45 м - 12,2%; при H = 1,7 м - 17,3%) в порiвняннi з рухом одиночного трактора. Таке явище пояснюеться збшьшен-ням кутових коливань величин прискорень, яю на грунтовш дорозi мають значний вплив на сам трактор та на П-цистерну. I хоча, конструктивна особливють П-цистерни не передбачае велико! передачi вертикальних коливань на трактор, однак за рахунок мш-ропрофшю земно! поверхш i швидкосп тран-спортно! роботи - це стае можливим;
- великий вплив простежуеться в горизо-нтальнш площинi Х (при H = 1,15 м рiзниця складае 33%; при H = 1,45 м - 63,3%; при H = 1,7 м - 56,3%) в порiвняннi з рухом одиночного трактора. Така картина пояснюеться наявнютю таких явищ як «забтання» та «тя-гнення» агрегата змшно! маси.
Колюний трактор при транспортуванш НП-цистерни (з рiзним рiвнем наповнювано-стi) мае таю показники в порiвняннi з рухом одиночного трактора:
- у горизонтальнш площинi Х (при H = 1 м рiзниця складае 31,2 %; при H = 1,35 м - 75,7 %; при H = 1,6 м - 67,4 %);
- у вертикальнш площинi Y (при H = 1 м рiзниця складае 32,9 %; при H = 1,35 м - 45,3 %; при H = 1,6 м - 52,5 %);
- у бiчнiй площинi Z (при H = 1 м рiзниця складае 24,7 %; при H = 1,35 м - 29,2 %; при H = 1,6 м - 32,6 %).
Висновки
Оцшено вплив на комфортабельнють во-дiя, зокрема показники середньоквадратич-них прискорень свiдчать про те, що за ISO 2631 рiвнi дискомфорту для одиночного трактора та трактора з агрегатами змшно! маси (John Deere з МЖТ-16 (H = 1,15 м) i ХТЗ-150К з МЖТ-10 (H = 1 м)) шдпорядковаш рiвню «дискомфортно», а зi зростанням рiвня рщини, як у П-цистернi, так i НП-цистернi -«дуже дискомфортно». Такий висновок до-зволяе стверджувати про доцшьнють погли-бленого дослiдження плавносп ходу колю-них тракторiв з агрегатами змшно! маси. О^м того, постае задача забезпечення зни-
ження дп зовнiшнiх збурювальних сил, яю
дiють на сидiння водiя.
Лггература
1. Кожушко А.П. Анал1з конструктивних особ-ливостей причшних та нашвпричшних цистерн у склад1 машинно-тракторного агрегату. BicHUK На^онального техтчного yuieepcume-ту «ХП1». 2019. № 5 (1330). С. 34 - 40.
2. Подрубалов М.В., Подрубалов В.К. Оценка вертикальной вибрации колесного трактора при движении по случайному профилю пути. Лесной вестник. 2014. № 4. С. 154 - 161.
3. Сабадаш В.В. Влияние эргономических условий рабочего места операторов мобильных машин на уровень травматизма и профессиональной заболеваемости. Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2005. Вып 30. C. 23 - 25.
4. Савельев А.Г., Дзюбан С.В., Косов М.А., Оди-нокова И.В. Вибрационные воздействия на водителя/оператора дорожно-строительных машин. Механизация строительства. 2016. Т. 77. № 4. C. 32 - 34.
5. Kabir M.S.N., Chung S.O., Kim Y.J., Sung N.S., Hong S.J. Measurement and evaluation of whole body vibration of agricultural tractor operator. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2017. № 10(1). Р. 248 - 255. doi: 10.3965 / j.ijabe.20171001.2113.
6. Singh G.K. Effect of whole-body vibration on vehicle operators: a review. International Journal of Science and Research. 2014. № 3(7). P. 320 -
323. v
7. Sekulic, D., Dedovic V., Rusov S., Salinic S., Obradovic A. Analysis of vibration effects on the comfort of intercity bus users by oscillatory model with ten degrees of freedom. Applied Mathematical Modelling. 2013. Т. 37. № 18-19. Р. 8629 - 8644.
8. Plewa K.M., Eger T.R., Oliver M.L., Dickey J.P. Comparison between ISO 2631-1 Comfort Prediction Equations and Self-Reported Comfort Values during Occupational Exposure to Whole-Body Vehicular Vibration. Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control. 2012. Т. 31. № 1. Р. 43 - 53.
9. ГОСТ 12.2.019-86. Тракторы и машины самоходные сельскохозяйственные. Общие требования безопасности. М.: Изд-во стандартов, 2003. 17 c.
10. ГОСТ 31191.1-2004. Межгосударственный стандарт. Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования. М., 2008. 24 с.
11. ГОСТ 31323-2006. Вибрация. Определение параметров вибрационной характеристики самоходных машин. Тракторы сельскохозяйственные колесные и машины для полевых работ. М., 2012. 19 с.
12. ISO 5008:2002. Agricultural Wheeled Tractors and Field Machinery - Measurement of Whole-Body Vibration of the Operator, 2002. 17 p.
13. ISO 2631:2014. Mechanical Vibration and Shock. Evaluation of Human Exposure to Whole Body Vibration, 2014. 11 р.
14. ISO 8608: 2016. Mechanical Vibration. Road Surface Profiles. - Reporting of Measured Data, 2016. 36 р.
15. Giordano D., Facchinetti D., Pessina D. Comfort efficiency of the front axle suspension in off-road operations of a medium-powered agricultural tractor. Contemporary Engineering Sciences. 2015. T. 8. № 28. P. 1311 - 1325. doi: 10.12988/ces2015.56186.
16. ДСТУ ГОСТ 7057-2003. Трактори сшьсько-господарсьш. Методи випробувань (ГОСТ 7057-2001, IDT). Ки!в, 2003. 15 с.
17. ГОСТ 24055-2016. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. Межгосударственный стандарт, 2018. 27 с.
18. СОУ-II УкрНД1ПВТ ш. Л. Погоршого 71.2-37046043090-017:2015. «Сшьськогосподарська техшка. Визначення тягових показнишв трак-тор!в. Метод парщальних прискорень». До-Ыдницьке: Укр НД1ПВТ, 2015. 10 с.
19. Клец Д.М. Разработка мобильного регистра-ционно-измерительного комплекса для проведения динамических испытаний колесных машин. Вкник Нацюнального транспортного утверситету. 2012. № 25. С. 234 - 241.
20. Шуляк М.Л., Лебедев А.Т., Артьомов М.П., Мальцев В.П. Експериментальне дослщження алгоритму керування режимами роботи транспортного агрегату. Системи управлтня, навi-гацИ та зв'язку. 2017. № 3. С. 38 - 42.
21. Health and Safety Commission. Proposals for new control of vibration at work regulations implementing the physical agents (vibration) directive (2002/44/EC). Whole-body vibration. Consultative Document CD 191. HSE Books, Sudbury, England. 2003.
Reference
1. Kozhushko A. (2019) Analiz konstruktyvnykh osoblyvostei prychipnykh ta napivprychipnykh tsystern u skladi mashynno-traktornoho ahrehatu [Analysis of design features trailed and semitrailer tanks as part of the machine-tractor unit]. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI», 5 (1330), 34 - 40, doi: 10.20998/24134295.2019.05.05. [in Ukrainian].
2. Podrubalov M.V., Podrubalov V.K. (2014) Otsenka vertikalnoy vibratsii kolesnogo traktora pri dvizhenii po sluchaynomu profilyu puti [Assessment of vertical vibration of a wheeled tractor when driving along a random track profile]. Lesnoy vestnik, 4, 154 - 161. [in Russian].
3. Sabadash V.V. (2005) Vliyanie ergonomicheskih usloviy rabochego mesta operatorov mobilnyih
mashin na uroven travmatizma i professionalnoy zabolevaemosti [The influence of ergonomic conditions of the workplace of mobile machine operators on the level of injuries and occupational morbidity]. Vestnik Harkovskogo natsionalnogo avtomobilnodorozhnogo universiteta, 30, 23 - 25. [in Russian].
4. Savelev A.G., Dzyuban S.V., Kosov M.A., Odi-nokova I.V. (2016) Vibratsionnyie vozdeystviya na voditelya/operatora dorozhno-stroitelnyih mashin [Vibration effects on the driver / operator of road construction machinery]. Mehanizatsiya stroitelstva, 4(77), 32 - 34. [in Russian].
5. Kabir M.S.N., Chung S.O., Kim Y.J., Sung N.S., Hong S.J. (2017) Measurement and evaluation of whole body vibration of agricultural tractor operator. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 10(1), 248 - 255, doi: 10.3965 / j.ijabe.20171001.2113. [in English].
6. Singh G.K. (2014) Effect of whole-body vibration on vehicle operators: a review. International Journal of Science and Research, 3(7), 320 - 323. [in English].
7. Sekulic D., Dedovic V., Rusov S., Salinic S., Ob-radovic A. (2013) Analysis of vibration effects on the comfort of intercity bus users by oscillatory model with ten degrees of freedom. Applied Mathematical Modelling, 18-19(37), 8629 -8644, doi: 10.1016 / j.apm.2013.03.060. [in English].
8. Plewa K.M., Eger T.R., Oliver M.L., Dickey J.P. (2012) Comparison between ISO 2631-1 Comfort Prediction Equations and Self-Reported Comfort Values during Occupational Exposure to Whole-Body Vehicular Vibration. Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control, 1(31), 43 - 53, doi: 10.1260 / 0263-0923.31.1.43 [in English].
9. GOST 12.2.019-86. Traktoryi i mashinyi samohodnyie selskohozyaystvennyie. Obschie trebovaniya bezopasnosti [State Standard 12.2.019-86. Tractors and self-propelled agricultural machinery. General safety requirements]. Moscow, Standartinform Publ., 2003, 17. [in Russian].
10. GOST 31191.1-2004. Mezhgosudarstvennyiy standart. Vibratsiya i udar. Izmerenie obschey vibratsii i otsenka ee vozdeystviya na cheloveka. Chast 1. Obschie trebovaniya [State Standard 31191.1-2004. Interstate standard. Vibration and shock. Measurement of general vibration and assessment of its impact on humans. Part 1. General requirements]. Moscow, Standartinform Publ., 2008, 24. [in Russian].
11. GOST 31323-2006. Vibratsiya. Opredelenie par-ametrov vibratsionnoy harakteristiki samohod-nyih mashin. Traktoryi selskohozyaystvennyie kolesnyie i mashinyi dlya polevyih rabot [State Standard 31323-2006. Vibration. Determination of the vibration characteristics of self-propelled machines. Agricultural wheeled tractors and field machinery]. Moscow, 2012, 19. [in Russian].
12. ISO 5008:2002. Agricultural Wheeled Tractors and Field Machinery. Measurement of Whole-Body Vibration of the Operator, 2002, 17. [in English].
13. ISO 2631:2014. Mechanical Vibration and Shock. Evaluation of Human Exposure to Whole Body Vibration, 2014, 11. [in English].
14. ISO 8608: 2016. Mechanical Vibration. Road Surface Profiles. Reporting of Measured Data, 2016, 36. [in English].
15. Giordano D., Facchinetti D., Pessina D. (2015) Comfort efficiency of the front axle suspension in off-road operations of a medium-powered agricultural tractor. Contemporary Engineering Sciences, 28(8), 1311 - 1325, doi: 10.12988/ces2015.56186. [in English].
16. GOST 7057-2003. Traktori sIlskogospodarskl. Metodi viprobuvan (GOST 7057-2001, IDT) [State Standard 7057-2003. Tractors are agricultural. Test methods (State Standard 7057-2001, IDT)]. Kiev, 2003, 15. [in Ukrainian].
17. GOST 24055-2016. Tehnika selskohozyaystven-naya. Metodyi ekspluatatsionno-tehnologicheskoy otsenki [State Standard 240552016. Agricultural machinery. Operational and technological assessment methods]. Interstate Standard, 2018, 27. [in Russian].
18. SOU-II UkrNIIPVT them. L.Pogoryloi 71.2-37046043090-017:2015. Silskohospodarska tekhni-ka. Vyznachennia tiahovykh pokaznykiv trak-toriv. Metod partsialnykh pryskoren [Standard organization of Ukraine UkrNIIPVT them. L.Pogoryloi 71.2-37-046043090-017:2015. Agricultural machinery. Determination of tractor traction performance. Partial acceleration method]. Doslidnytske: UkrNDIPVT, 2015, 10. [in Ukrainian].
19. Klets D.M. (2012) Razrabotka mobilnogo regis-tra-tsionno-izmeritelnogo kompleksa dlya prove-deniya dinamicheskih ispyitaniy kolesnyih mashin [Development of a mobile registration and measuring complex for dynamic testing of wheeled vehicles]. Visnyk Natsionalnoho transportnoho universytetu, 25, 234 - 241. [in Russian].
20. Shuliak M.L., Lebedev A.T., Artyomov M.P., Maltsev V.P. (2017) Eksperymentalne doslid-zhennia alhorytmu keruvannia rezhymamy roboty transportnoho ahrehatu [Experimental study of the algorithm of control of modes of operation of the transport unit]. Systemy upravlinnia, navi-hatsii ta zviazku, 3, 38 - 42. [in Ukrainian].
21. Health and Safety Commission. Proposals for new control of vibration at work regulations implementing the physical agents (vibration) directive (2002/44/EC). Whole-body vibration. Consultative Document CD 191. HSE Books, Sudbury, England, 2003. [in English].
Кожушко Андрш Павлович1, к.т.н., доц., кафедра автомобше- та тракторобудування,
тел.: (057) 707 - 64 - 64,
[email protected]. ^ацюнальний техшчний ушверситет «Харшвсь-кий полггехшчний тститут», Укра!на, м. Харшв, 61002, вул. Кирпичова, 2
Экспериментальные исследования эргономических свойств колесных тракторов с агрегатами переменной массы
Аннотация. Представлены этапы проведения экспериментального исследования по определению показателей эргономичности тракторов при выполнении транспортной работы по перевозке жидкого груза цистернами. Представлена измерительная аппаратура, которая состоит из мобильного регистрационного комплекса «ВДВММ 4-001» и радиолокационного датчика, предназначенного для фиксации действительной скорости транспортного средства. На основе проведенного эксперимента установлены показатели среднеквадратических ускорений, согласно стандарту ISO 2631.
Ключевые слова: колесный трактор, цистерна, экспериментальные исследования, эргономические свойства, ускорения, спектральный анализ.
Кожушко Андрей Павлович1, к.т.н., доц., кафедра автомобиле- и тракторостроения, тел.: (057) 707 - 64 - 64, [email protected]. 1 Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Украина, г. Харьков, 61002, ул. Кирпичёва, 2.
Experimental study of ergonomic properties of wheeled tractors with units of variable weight Abstract. Problem. Nowadays, one of the main tasks that tractor builders solve when creating new machinery is ensuring a comfortable driver's workplace. To ensure this, it is necessary to take into account the complex of ergonomic properties of the wheeled vehicle: comfort, smooth ride, vibration safety and more. Goal. That is why the purpose of this work is to determine the ergonomics of wheeled tractors when performing transportation of liquid cargo by trailer and semi-trailer tanks. According to many scientific papers, the redistribution of fluid in tractor tanks affects the dynamics of the wheeled tractor, especially when the weight of the unit is greater than the weight of the tractor. Therefore, it is advisable to study the effect of the amount of liquid in the tractor tank on the comfort level of the operator-driver. Confirmation of any theoretical studies must be accompanied by a whole series of experimental studies. Methodology. Therefore, in order to determine the ergonomic properties of wheeled tractors with units of variable weight, experimental tests were conducted on the base of a farmland. The measuring equipment consists of a mobile registration complex «VDVMM 4-001» and a radar sensor, which is designed to capture the true speed of the vehicle. Result. Based on the experiment, it was found that the standard acceleration rates, according to ISO 2631 (discomfort levels) for a single tractor
and tractor with variable mass units (John Deere with MLT-16 and HTZ-150K with MLT-10), are subject to the level of "uncomfortable". With the increase of the liquid level, both in the trailer tank and in the semi-trailer tank, it becomes "very uncomfortable ". Originality. The novelty of the work is the determination of ergonomic indicators of wheeled tractors with variable mass units and the dependence of the level of comfort on the height of the filling liquid tanks. Practical value. Therefore, based on the materials of this paper, it can be suggested that the in-depth study of the smooth running of wheeled tractors with variable mass units is feasible. In addition, the task is to reduce the
external disturbance forces acting on the driver's seat.
Key words: wheeled tractor, tank, experimental research, ergonomic properties, acceleration, spectrum analysis.
Kozhushko Andriy1, Candidate of Technical Sciences (Ph. D.), Associated Professor at the Department of Car and Tractor Industry, tel.: (057) 707 - 64 - 64, e-mail: [email protected]. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 2, Kyrpychova str., Kharkiv, 61002, Ukraine.
