Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Охрана труда

Диссертационная работа:

Гнеушева Елена Михайловна. Снижение вибрационной нагрузки на оператора мобильных машин сельскохозяйственного назначения за счет разработки подвески сиденья с дополнительным упругодемпфирующим звеном прерывистого действия : Дис. ... канд. техн. наук : 05.26.01 : Орел, 2004 144 c. РГБ ОД, 61:04-5/2967

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

Глава. 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА II

1.1 Обзор работ по исследованию системы
«оператор - сиденье - машина - среда»

с позиции виброзащиты человека-оператора II

1.1.1 Основные направления исследований
в области динамики я управления

виброзащитных систем 11

1.1.2 Результаты экспериментальных исследований,
характеризующих условия труда
операторов мобильных машин по показателям
вибрационной нагрузки на сиденье 16

1.2 Управление в системах виброзащиты

параметрами упругодемпфируюшего звена 26

1.3 Методы исследований

нелинейных виброзащитных систем ..:. 35

1.5 Выводы. Цель и задачи исследований.... 38

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 40

2.1 Модели виброзащитных систем с дополнительным

упругодемпфируюшим звеном прерывистого действия... 40

  1. Систематизация по конструктивным признакам 40

  2. Систематизация по функциональным

признакам 50

2.2 Вывод расчетных формул для определения
параметров и коэффициентов динамичности
исследуемых моделей 45

  1. Особенности колебательных процессов в случае прерывистого компенсационного воздействия 54

  2. «Фурье — линеаризация» нелинейных слагаемых. „ 57

  3. Реализация основной процедуры метода гармонического баланса и вывод искомых формул 59

2.3 Анализ динамических свойств исследуемых моделей

и выбор базовой модели 64

2.4 Выводы по второй главе 70

Глава 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЛЕВАНИЙ

БАЗОВОЙ МОДЕЛИ..,..„ 71

3.1 Особенности моделировання колебательных процессов

в среде Matbcad и программное обеспечение 71

  1. Исследование колебаний при гармоническом возмущении 78

  2. Переходные процессы при единичном возмущении 86

  3. Статистические испытания

при случайных возмущениях . 92

3.5 Выводы по третьей главе 100

Глава4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 101

4.1 Конструктивные схемы упругодемпфирующих звеньев,

работающих в режиме «включить-выключить» 101

  1. Описание и результаты испытаний модернизированной подвести сиденья автогрейдера (базовой модели) 108

  2. Выводы по четвертой главе 113

Глава 5 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ 114

5.1 Общие положения методики расчета
экономической эффективности от применения

новых средств виброзащиты... .. 114

5.2 Расчет экономической эффективности от модернизации
подвески сиденья мобильной машины на основе
амортизатора прерывистого действия 116

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 119

ЛИТЕРАТУРА 121

ПРИЛОЖЕНИЯ ;.... 133

Приложение! Программа для решения системы

уравнений (2.36), (2.37), (2.38) и расчета

коэффициентов динамичности 133

Приложение 2 Программа для моделирования

входного кинематического возмущения:

случайных колебаний пола кабины автогрейдера

при движении по грунтовой дороге 134

Приложение 3 Акт передачи результатов

диссертационной работы „ 135

Приложение 4 Акт о внедрении

диссертационных исследований 136

Приложение 5 Акт о внедрении в учебный процесс
результатов диссертационных исследований 137

Приложение 6 Акт о проведении сравнительных
испытаний по опенке вибрационной нагрузки на
оператора автогрейдера ДЗ-122-А-4 139

Приложение 7 Дипломы ВВЦ. 143

Введение к работе:

Актуальность темы. По данным ФГНУ ВНИИОТ только за 2002 год в организациях агропромышленного комплекса в результате несчастных случаев пострадало 3456 человек (в том числе погибло 1052 человека). Из общего числа травмированных более 20% составили операторы мобильных машин. Вероятность несчастных случаев повышается при воздействии вибрационных нагрузок, а их систематическое воздействие на человека-оператора приводит к развитию профессионального заболевания, именуемого вибрационной болезнью.

При выполнении основных технологических операций уровни случайных низкочастотных вертикальных колебаний на сиденье операторов мобильных машин, как правило, превышают допустимые значения, установленные действующими санитарными нормами. Это обусловлено тем, что упругодемпфи-рующие звенья, которые в настоящее время используются в подвесках сидений (демпферы, амортизаторы), неизбежно усиливают амплитуды колебаний сиденья на резонансных частотах. Другая и главная причина — это отсутствие в подвесках сидений специальных устройств управления колебаниями, работающих по принципу активных систем.

Известные работы в области управляемых систем показывают, что устранить резонансные явления и выполнить условия эффективности виброзащиты можно, используя дополнительные упругодемпфирующие звенья прерывистого действия. Данные звенья должны адекватно реагировать на внешние воздействия и поддерживать оптимальный процесс формирования компенсационных воздействий.

Виброзащитные системы с дополнительным упругодемпфирующим звеном прерывистого действия изучены недостаточно полно. Известные формальные приемы систематизации не позволяют сопоставлять их по эффективности исходя из функциональных признаков. Кроме того, отсутствуют методики расчета параметров прерывистого компенсационного воздействия, при которых обеспечиваются предельные антирезонансные и противоударные свойства виброзащитных систем данного типа.

Снижение вибрационной нагрузки на сиденье оператором мобильных машин является сложной комплексной задачей, которая предполагает разработку соответствующих разделов теории виброзащитных систем прерывистого действия и использования новых конструктивных решений. С позиции охраны труда научный и практический интерес представляют не только общетеоретические задачи динамики виброзащитных систем, но и отработанные инженерные методики расчета перспективных моделей и средств виброзащиты прерывистого действия, что и предопределяет актуальность выбранного направления исследования.

Исследования проводились в соответствии с программой Министерства образования Российской Федерации «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» - подпрограмма «Производственные технологии», проект «Совершенствование методов расчета и конструирования колебательных систем с непрямым импульсным управлением: про-

' «ч»ч_ плаЛІ/НЛЛЬНАЯ І

ектирование управляемого упругодемпфируюшего звена сиденья автогрейдера» (2000 - 2002 г).

Цель работы, в плане защиты человека-оператора мобильных машин от вибрационной нагрузки, заключается в установлении закономерности влияния дополнительного упругодемпфирующего звена прерывистого действия на динамические свойства виброзащитной системы и разработке рекомендации по его использованию в подвесках сидений мобильных машин.

Задачи исследования:

  1. Провести систематизацию виброзащитных систем с дополнительным упругодемпфирующим звеном прерывистого действия и обосновать выбор базовой модели;

  2. Разработать методику и программы расчета рациональных параметров прерывистого компенсационного воздействия;

  3. Установить антирезонансные и противоударные свойства базовой модели на основе аналитических методов расчета, численного моделирования и экспериментальных исследований;

4. Разработать рекомендации по совершенствованию конструкции
амортизатора прерывистого действия для подвески сиденья мобильных машин.

Объектом исследования является подвеска сиденья мобильных машин с дополнительным упругодемпфирующим звеном прерывистого действия, которая рассматривается в системе «человек - сиденье — машина - среда».

Предмет исследования - это процессы формирования прерывистого компенсационного воздействия, которые определяют динамические свойства подвески сиденья мобильной машины и позволяют уменьшить интенсивность вибрационной нагрузки передаваемой оператору.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены на основе классических методов расчета динамических систем с линейными и нелинейными упругодемпфирующими звеньями. Использовались методы гармонического баланса, математического моделирования и численного решения уравнений. При проведении экспериментальных исследований применялись стандартные методики измерений вибраций на сиденье оператора мобильных машин.

Научная новизна:

  1. Обоснован выбор и проведена систематизация математических моделей виброзащитных систем с дополнительным упругодемпфирующим звеном прерывистого действия;

  2. Разработаны методика и программы расчета рациональных параметров прерывистого компенсационного воздействия, при которых обеспечивается существенное снижение вибрационной нагрузки на сиденье оператора мобильных машин;

  3. Предложены технические решения амортизаторов прерывистого действия для подвесок сидений оператора мобильных машин;

4. Приведены результаты и анализ экспериментальных исследований
опытного образца амортизатора прерывистого действия в составе подвески си
денья автогрейдера.

На защиту выносятся:

  1. Теоретически обоснованные положения о необходимости установки в подвеске сиденья мобильных машин дополнительного упругодемпфирующего звена прерывистого действия;

  2. Методика расчета параметров прерывистого компенсационного воздействия, формируемого дополнительным упругодемпфирующим звеном прерывистого действия;

  3. Результаты исследований динамических свойств базовой модели виброзащитной системы с дополнительным позиционируемым упругим звеном прерывистого действия, полученные при моделировании системы «человек — сиденье - машина - среда».

  4. Предложенные технические решения по конструкции амортизатора прерывистого действия и результаты его испытаний.

Достоверность результатов обеспечивается соответствующим выбором расчетных моделей, использованием адекватного математического аппарата, современной вычислительной техники и программного обеспечения, а так же подтверждается соответствием аналитических результатов данным эксперимента.

Практическую значимость работы составляют: результаты систематизации виброзащитных систем с дополнительным упругодемпфирующим звеном прерывистого действия; методика и программы расчета рациональных параметров прерывистого компенсационного воздействия; результаты исследований базовой модели виброзащитной системы с дополнительным позиционируемым упругим звеном; конструктивные схемы амортизатора прерывистого действия для подвески сиденья оператора мобильных машин.

Результаты исследований могут быть использованы при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, которые связаны с разработкой перспективных и модернизацией существующих виброзащитных систем.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и симпозиумах: Международный научный симпозиум «Машины и механизмы ударного, периодического и вибрационного действия», — ОрелГТУ, 2003 г.; Научно-техническая конференция «Вибрационные машины и технологии». - КГТУ, 2003 г.; Международный научный симпозиум «Шум и вибрация на транспорте». - Санкт-Петербург, 2004 г.; Научно-техническая конференция «Неделя науки — 2004». - Орел: ОрелГТУ, 2004 г.; Международная научно-техническая конференция «Информационные технологии в науке, образовании и производстве». - ОрелГТУ, 2004 г.

Экспонат «Амортизатор прерывистого действия» выставлялся в 2003 году на VII Международной специализированной выставке «Безопасность и охрана труда - 2003» и на Российской агропромышленной выставке «Золотая осень». ОрелГТУ, кафедра «Прикладная механика» и коллектив авторов награждены двумя дипломами ВВЦ за разработку «амортизатора прерывистого действия, снижающего вибрационную нагрузку на механизатора».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ и поданы две заявки на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит введение, пять глав; общие выводы, список литературы из 125 наименований и семь приложений. Основной текст изложен на 120 страницах и включает 30 рис. и 8 табл.

Подобные работы
Старунова Ирина Николаевна
Улучшение условий и охраны труда операторов мобильных колесных машин сельскохозяйственного назначения за счет инженерно-технических мероприятий
Попова Светлана Юрьевна
Повышение уровня безопасности операторов мобильных колесных машин сельскохозяйственного назначения организационными и техническими мероприятиями
Глемба Константин Вячеславович
Улучшение условий труда и снижение травматизма операторов мобильных колесных машин сельскохозяйственного назначения
Аверьянов Юрий Иванович
Повышение безопасности процесса уборки зерновых культур на основе совершенствования системы "оператор - машина - среда"
Потемкина Дарья Васильевна
Повышение безопасности системы "оператор-машина-среда" в транспортно-технологическом процессе сельскохозяйственного производства
Гусев Сергей Артурович
Повышение эффективности работы бульдозеров на радиоактивно зараженной местности защитой операторов узлами машины
Демидова Наталья Александровна
Повышение вибрационной безопасности операторов раскройных машин в организациях агропромышленного комплекса
Попова Анна Георгиевна
Улучшение условий и охраны труда операторов мобильных колесных машин путем автоматизации устранения транспортно-технологических отказов
Голдобина Любовь Александровна
Совершенствование условий и охраны труда в сельскохозяйственном строительстве за счет разработки и внедрения инженерно-технических методов и средств, обеспечивающих устойчивость системы "оператор-строительная машина-среда"
Балюк Анатолий Алексеевич
Разработка мер по улучшению условий труда операторов железнодорожных путевых машин и нефтезаводских печей (На примере ДВЖД и Хабаровского НПЗ)

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net