CC BY
36
правление научных исследований - теоретические методы, имитационное и натурное моделирование процессов обработки металлов давлением. Имеет 90 опубликованных работ.
Евстифеев Владислав Викторович - докт. техн. наук, профессор Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - теоретические методы анализа процессов обработки металлов давлением и порошковой металлургии, имитацион-
ное и натурное моделирование технологий. Имеет более 230 опубликованных работ.
Евстифеев Александр Владиславович - инженер Омского научно-исследовательского института приборостроения. Основное направление научных исследований - компьютерное и натурное моделирование процессов обработки металлов давлением. Имеет 5 опубликованных работ.
УДК 621.879
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ КАТКА
ДУ-107 НА ОПЕРАТОРА
Е. А. Корчагина
Аннотация. В статье приведены результаты испытаний вибрационных воздействий катка ДУ- 107.
Ключевые слова: виброускорение, каналы распространения вибрации, вибровозбудитель.
Введение
Вибрация относится к категории вредных производственных факторов и способна привести к нарушениям в работе и выходу из строя самих машин, а также служить причиной повреждения других технических и строительных объектов. Особое внимание необходимо уделить вопросам влияния вибраций на здоровье человека в рамках осуществления производственной деятельности [1].
Катки - один из видов строительной дорожной техники, в которых вибрация использована в качестве положительного явления для повышения производительности (повышение качества покрытия, увеличение скорости и сокращения сроков работ) при уплотнении дорожных оснований и покрытий.
В соответствии с тенденциями развития уплотнительной техники и потребностями рынка, вибрационные катки находят все большее применение. В связи с этим проблема защиты оператора от вибрации приобретает особую остроту.
К сожалению, существующие системы виброзащиты операторов виброкатков не обеспечивают надежной защиты, особенно в диапазонах частот, совпадающих с частотой вибровозбудителя.
Основная часть
Для оценки уровня виброускорения на рабочем месте оператора были проведены экспериментальные исследования.
В рамках исследований были поставлены следующее задачи:
1. Определение параметров вибрации на рабочем месте оператора;
2. Определение уровня вибрации в источнике и рабочем месте оператора при выполнении различных операций (режим холостого хода, рабочий режим);
3. Выявление путей распространения вибрации от источника к рабочему месту оператора.
Экспериментальные исследования проводились в грунтовом канале ФГБОУ ВПО «Си-6АДИ». В качестве объекта исследований был выбран каток вибрационный трехосный трехвальцовый ДУ-107. В качестве уплотняемого основания был использован суглинок 11-ой категории. Измерение числа оборотов привода вибровозбудителя осуществлялось с помощью цифрового фототахометра DT 2234А. Для измерения параметров вибрации был применен многофункциональный измерительный прибор «Экофизика». Прибор предназначен для измерения среднеквадратичных, эк-
Бивалентных и пиковых значений виброускорения, корректированных уровней виброускорения, октавных, третьоктавных и узкополосных спектров. Датчики прибора были установлены на раме ДВС, полу кабины и сидении оператора СДМ
Первая серия экспериментов включала измерение вибрации на различных режимах работы катка:
• стоянка с выключенным, включенным двигателем, с выключенным и включенным вибровозбудителем,
• рабочий режим - уплотнение грунта с включенным вибровозбудителем.
Варьируемый параметр - обороты ДВС, изменялись в диапазоне 1700 ... 3200 об/мин. В качестве примера на рисунке 1 показаны зависимости уровня виброускорения на раме ДВС, полу кабины и сидении оператора из которых видно, что в диапазоне частот от 1 Гц до 8 Гц значение уровня виброускорения на сидении превышает уровень виброускорения, создаваемого ДВС.
Рис. 1. Зависимость уровня виброускорения на раме ДВС (1), полу кабины (2), сидении оператора (3)
Анализ полученных данных показал, что значение уровня виброускорения на полу кабины и на кресле оператора в 90 % случаев превышает значения виброускорения на раме ДВС в диапазоне частот от 1 до 16 Гц. В диапазоне частот 16.63 Гц отмечено увеличение уровня виброускорения на сидении оператора по сравнению с уровнем виброускорения на полу кабины.
Таким образом, можно сделать вывод о низкой эффективности существующей системы виброзащиты оператора.
Вторая серия экспериментов проводилась с целью определения путей распространения
вибрации от источников (ДВС и вибровозбудителя) к рабочему месту оператора.
Каналами распространения вибрации могут быть как металлоконструкция катка, так и уплотняемое основание.
Для оценки влияния каждого из каналов на общий уровень вибрации осуществлялось поочередное исключение каждого канала.
Для оценки канала распространения вибрации через металлоконструкцию катка задний валец вывешивался на кран-балке с отрывом от опорной поверхности. Внешний вид катка в процессе эксперимента представлен на рисунке 2.
Рис. 2. Задний валец катка приподнят
В ходе эксперимента вибровозбудитель был включен, грунт уплотнен.
Варьируемый параметр - обороты ДВС, изменялись в диапазоне 1700 3100 об/мин. Датчики прибора были установлены на раме ДВС, полу кабины.
В результате были получены значения виброускорения на раме ДВС полу кабины и сидении. На основании полученных данных были построены зависимости коэффициентов
передачи вибрации (1, 2), представленные на рисунках 3 и 4:
К1 &пол кабины / О’ две!
К2 _ Фсиденье / О’ пол кабины,
(1)
(2)
ГДЄ Опоп кабины! & две, Осиденье СредНвКвддрЭ-
тическое значение виброускорения на полу кабины и ДВС и сидении оператора соответственно, м/с2.
Рис. 3. Коэффициент передачи вибрации по каналу «рама ДВС - пол кабины»
Рис. 4. Коэффициент передачи вибрации по каналу «пол кабины - сиденье оператора»
Анализ полученных зависимостей позволяет сделать вывод о том, что системы имеют максимальные коэффициенты передачи на частоте внешней возмущающей силы, создаваемой ДВС и вибровозбудителем. Следовательно, изменение вида зависимости коэффициента передачи системы «ДВС - пол кабины - сиденье оператора» позволит снизить вибрации, передаваемой по этому каналу.
Для исключения влияния металлоконструкции как канала передачи вибрации, была отсоединена шарнирная тяга. Все вальцы находились на основании, регистрируемые и варьируемые параметры соответствовали предыдущему эксперименту. В ходе эксперимента было установлено, что значение виброускорения на полу кабины и сидении оператора были как минимум на два порядка ниже значения виброускорения на раме ДВС. Таким образом, была подтверждена гипотеза о том, что металлоконструкция катка является основным каналом передачи вибрации от источника к оператору.
Заключение
С точки зрения автора дальнейшие исследования необходимо направить на разработку виброзащитной системы на основе изменения динамических параметров связи шарнирной подвески и совершенствования подвески кресла оператора.
Библиографический список
1. ГОСТ 12.1.012-2004. Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования.
RESULTS OF THE STUDY OF VIBRATION
EFFECTS DU-107 TO THE OPERATOR
E. A. Korchagina
Results of the study of vibration effects DU-107 to the operator.
Корчагина Елена Анатольевна, соискатель, помощник ректора ФГБОУ ВПО «СибАДИ». Основное направление научных исследований: исследование системы виброзащиты катка ДУ-107. [email protected], [email protected].
