Особенности проектирования подвесок виброизолирующих сидений Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

пь ^ - число шахтеров участвовавших в очистных работах, где произошел взрыв (отчетные и расчетные данные соответственно);

Qд, Qдр - объем добытого угля в период между выбросами (взрывами).

Расчетные данные показывают, что внедрение новых технологий и соответственно новой техники выполнения выемочно-погрузочных работ в лаве способствуют снижению количества горнорабочих очистного забоя в зоне возможного выброса газа в 6 - 8 раз, а также снижению вероятности взрыва газа при присутствии в забое рабочих в 4 - 6 раз.

Укрупненные же расчеты показывают, что за счет внедрения постоянно действующего автоматического мониторинга резко снижаются удельные затраты на добычу угля, в несколько раз уменьшается травматизм. Конечно, названные мероприятия, внедренные в жизнь, возможны только после ряда математических исследований, разработки и внедрения новых конструктивных решений.

Список использованной литературы: 1. Малышев Ю.Н., Трубецкой К.Н., Айруни А.Т. Фундаментально прикладные методы решения проблемы метана угольных пластов. - Москва: Изд. Академии горных наук, 2000. - 518 с.

© Германова С.Е., 2015

УДК: 534.833:621

Гетия Игорь Георгиевич, к.т.н., профессор, Зав.кафедрой, Московский государственный университет информационных технологий,

радиотехники и электроники, е-mail: [email protected]

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОДВЕСОК ВИБРОИЗОЛИРУЮЩИХ СИДЕНИЙ

Аннотация

Рассмотрена динамика системы виброизоляции подвески сиденья с учетом поведения тела человека-оператора, описываемой системой обыкновенных дифференциальных уравнений.

Ключевые слова

Система виброизоляции, собственные частоты, динамический гаситель.

Вибрация является одним из основных вредных производственных факторов [1,с.92; 2,с.97; 3,с.33; 4,с.75; 5,с.25], поэтому одной из актуальных задач исследователей на современном этапе является создание эффективных технических средств виброзащиты производственного персонала от их воздействия.

Рисунок 1 - Общий вид подвески виброзащитного сиденья с направляющим механизмом параллелограммного типа.

Рисунок 2 -Математическая модель виброизолирующего сиденья человека-оператора с учетом его биомеханических характеристик.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №11/2015 ISSN 2410-700Х_

На рис.1 изображен общий вид виброзащитного сиденья с равночастотными свойствами [6, с.60; 7, с.12]. Виброзащитная подвеска сиденья содержит механизм стабилизации крена, состоящий из цилиндрического корпуса 1, к которому крепится подушка сиденья, кареток 2 и 3 с упругими элементами 4 и 5. Корпус 1 через ось 6 соединен с параллелограммным механизмом, состоящим из подвижной 7 и неподвижной 10 П-образных скоб. Рычаги 9 параллелограммного механизма расположены в опорах качения 8, а упругий элемент 11 имеет возможность настройки заданной на вес оператора жесткости системы посредством регулирующего механизма 12. Вертикальные вибрации, передаваемые на сиденье оператора, гасятся упругим элементом 11, а горизонтальные - упругими элементами 4 и 5 в механизме стабилизации крена.

Динамика рассматриваемой системы виброизоляции описывается следующей системой обыкновенных дифференциальных уравнений:

\mts2Zt + -Z2) + СZ -Z2) = 0, ^

[m2s2z2 + V(Z2 -Z)+С(z2 -Z)+V(Z2 -U)+С(Z2 -U)=o'

гдн: т1 — масса оператора; с — жесткость оператора; Ы — его относительное демпфирование:

Ь = —^ (здесь Ы и h2 - абсолютное демпфирование); т2 — масса подвижных частей подвески сиденья; 2 у] ст

с2 — ее жесткость и Ь2 - демпфирование. Динамический гаситель колебаний, включающий все параметры колебательной системы т1, с1, Ь1, с наибольшей достоверностью имитирует поведение тела человека-оператора в реальных условиях. Для теоретического исследования динамических характеристик этой схемы была составлена программа расчета на ПЭВМ (язык программирования «СИ++») [2,с.99]. Анализируя результаты, полученные при проведении машинного эксперимента на ПЭВМ по исследованию динамических характеристик системы «оператор на виброизолирующем сиденье», можно сделать следующие выводы: с уменьшением Ю1 уменьшается величина первого резонансного пика динамической характеристики со смещением влево по частотной оси, а величина второго резонансного пика динамической характеристики увеличивается, также смещаясь влево.

3.589

2.891

2.393

1.795

1.196

0.598

TW

/ W1 =21 .00

/ / W1 =25.00 /\ W1 =30.00

/ / =35.00 1 / /"^/1=40.00

¿j.-

0 17 33 50 67 8 100

Рисунок 3 - Динамические характеристики системы «оператор на виброизолирующем сиденье» при следующих параметрах: Р1 = 80 кГс; Ю1 ^аг 20...40 с1 ); Ы = 0,2; Р2 = 50 кГс; Ю2 = 37,68 с1 ; Ь2 =0,05.

J.TW

/ \ \

/ \

\ / Ь2=1.[ )

// Ь2=0. /р /// Ь2=0.50

0 5[ 100 150 200 250 300

Рисунок 4 - Динамические характеристики системы «оператор на виброизолирующем сиденье» при следующих параметрах: Р1 = 80 кГс; Ю1 = 25,4 c-1 ; b = 0,6; Р2 = 50 кГс; о>2 = 62,8 c-1 ; b2 (var 0...1).

При этом величина амплитудного провала, обусловленного поведением тела человека-оператора как динамического гасителя, уменьшается со смещением его максимума влево по частотной оси (рис. 3,4). Изменение демпфирования в схеме, моделирующей тело оператора, т.е. Ы в диапазоне от 0 до 1,0 слабо сказывается на изменении в динамической характеристике системы (за исключением случая, когда b1 =0, при этом появляется второй резонансный пик).

Список использованной литературы:

1. Кочетов О С., Щербаков В.И., Филимонов А.Б., Терешкина В.И. Двухмассовая механическая модель виброизолирующего помоста основовязальных машин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности.- 1995, № 5.С. 92...95.

2. Сажин Б.С., Кочетов О.С., Пирогова Н.В., Петухова И.В. Расчет динамических характеристик подвески сиденья для текстильных машин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности.- 2000, № 1.С. 95... 100.

3.Кочетов ОС. Расчет виброзащитного сиденья оператора. Журнал «Безопасность труда в промышленности», № 11, 2009, стр.32-35.

4. Oleg S. Kochetov. Study of the Human-operator Vibroprotection Systems.// European Journal of Technology and Design. Vol. 4, No. 2, pp. 73-80, 2014.

5. Кочетов ОС., Гетия И.Г., Гетия П.С. Исследование эффективности системы виброзащиты технологического оборудования// Наука третьего тысячелетия: сборник статей Международной научно-практической конференции (28 июля 2014 г.,г.Уфа). - Уфа:Аэтерна, 2014.-144с., С. 22-30.

6. Кочетов О С., Гетия П.С. Характеристики виброзащитных подвесок сидений транспортных средств// Материали за 10-а международна научна практична конференция, «Найновите постижения на европейската наука», - 2014. Том 21. Технологии. София. «Бял ГРАД-БГ» ООД - 80 стр. С.57-62.

7.Кочетов ОС., Гетия С.И., Гетия И.Г. Исследование эффективности систем виброзащиты технологического оборудования // Глобализация науки: проблемы и перспективы: сборник статей Международной научно-практической конференции (13 февраля 2015 г., г.Уфа).- Уфа: РИО МЦИИ ОМЕГА САЙНС, 2015.-168 с. С. 10-13.

© Гетия И.Г., 2015