ПОДВЕСКА СИДЕНЬЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1995 года по МПК B60N2/54 

Изобретение относится к виброзащитной технике в машиностроении.

Известна подвеска сиденья транспортного средства, содержащая основной упругий подвес (элемент), который выполнен из двух модулей. Каждый модуль образован двумя отрезками стального каната, закрепленными на несущей опоре и подвесной, которая смонтирована на каркасе сиденья в передней его части.

Недостатками этой подвески является то, что резонансные частоты ее находятся в зоне рабочих частот, оговоренных ГОСТ 12.1.012-90, и высок коэффициент передачи на этих частотах.

Наиболее близким техническим решением является подвеска сиденья транспортного средства, содержащая основной упругий подвес, выполненный из четырех отрезков стального троса, закрепленных между несущей опорой и вертикальной частью подвесной опоры и расположенных по два троса по бокам сиденья выше его каркаса, а между основанием подвески и горизонтальной частью подвесной опоры расположен дополнительный упругий элемент - корректор жесткости.

Недостатками данной подвески является то, что резонансная частота ее в вертикальном направлении составляет 1,2-1,3 Гц и находится в рабочей зоне частот транспортных средств. Коэффициент передачи при резонансе составляет 2,4-2,5, во столько раз происходит усиление вибраций, передаваемых человеку.

Для уменьшения коэффициента передачи на резонансной частоте необходимо увеличить демпфирование в упругом подвесе.

Данная задача решается в предложенной подвеске путем увеличения числа отрезков тросов в упругом подвесе с одновременным уменьшением диаметра.

При знакопеременных изгибных деформациях троса происходит рассеяние энергии вибраций за счет проскальзывания проволочек троса относительно друг друга. При этом наибольшее относительное проскальзывание происходит в верхних слоях проволочек, которые и вносят основной вклад в демпфирование энергии в тросовом упругом подвесе. При увеличении числа тросов с одновременным уменьшением их диаметра возрастает количество внешних слоев проволочек, рассеивающих энергию вибраций. Если известно относительное демпфирование одного отрезка троса при его изгибных колебаниях, то можно определить суммарное демпфирование основного тросового подвеса, так как отрезки тросов в подвесе соединены параллельно и эквидистантно (при приложении силы деформации концов отрезков тросов одинаковы).

Это позволяет, задаваясь значением коэффициента передачи на резонансной частоте, определить количество тросов в основном упругом подвесе и обеспечить указанный коэффициент по формуле
n ≥ - где К - коэффициент передачи при резонансе;
m - общая масса системы кресло с подвесом + оператор;
ω_o- резонансная частота подвеса;
С_т - коэффициент демпфирования одного троса при изгибных колебаниях;
С_кр - коэффициент демпфирования корректора жесткости.

Криволинейный характер отрезков тросов упругого подвеса позволяет сохранить их длину и, следовательно, необходимый статический прогиб для низкочастотной виброзащиты и приблизить несущую опору к навесной, тем самым уменьшить габариты подвески в продольном направлении, что позволяет использовать подвеску в местах с ограниченными габаритами.

Уменьшение диаметра упрощает крепление отрезков тросов к опорам и дает возможность сделать их в виде кассет и подбирать кассеты в зависимости от веса оператора.

Кроме того, увеличение числа отрезков тросов упругого подвеса и расположение их от подлокотников и ниже позволяют стабилизировать кресло с оператором вокруг продольной оси.

На фиг. 1 показана предлагаемая подвеска, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид спереди; на фиг.3 - то же, вид сверху.

Виброзащитная подвеска сиденья транспортного средства (фиг.1) с посадочным местом 1 включает несущую опору 2, подвесную опору 3, к которой крепится каркас сиденья, а между подвеской и несущей опорами закреплен основной упругий подвес, отрезки тросов 4 которого имеют криволинейную форму и эквидистантны друг другу, что ставит их при работе в одинаковые условия. Криволинейная форма отрезков обеспечивается концевыми втулками 5, укрепленными в несущей опоре 2, и опорой 3 под углом и сближением опор друг к другу в продольном направлении. Длина тросов определяется требуемым статическим прогибом и несущей способностью подвески.

Между основанием подвески и подвесной опорой установлен дополнительный упругий элемент - корректор жесткости, который находится в состоянии неустойчивого положения равновесия, при действии вибрации выходя из этого состояния уменьшает (корректирует) жесткость основного упругого подвеса.

При действии пространственной вибрации на подвеску отрезки тросов основного упругого элемента 4 начинают упруго деформироваться, проволочки троса начинают проскальзывать относительно друг друга, возникает трение между ними и, следовательно, рассеяние энергии вибраций с увеличением количества тросов увеличивается. Задаваясь коэффициентом передачи на резонансной частоте, можно определить требуемое количество тросов.

Известно, что коэффициент передачи системы виброизоляции при силовом и кинематическом возбуждении совпадают. Через параметры системы виброизоляции коэффициент передачи выражается следующим образом:
K_п= (1)
где К_п - требуемый коэффициент передачи на резонансной частоте;
ω - основная частота возмущающих воздействий (вибрации основания);
ω_o - собственная (резонансная) частота колебаний подвески в вертикальном направлении;
С_к - коэффициент критического демпфирования;
С - общий коэффициент демпфирования упругого подвеса и корректора жесткости.

Так как упругие элементы и корректор жесткости соединены параллельно и рассеяние энергии происходит только в основном в этих элементах, то общий коэффициент демпфирования
С = nC_т + С_кр, (2) где n - общее число тросов упругого подвеса;
С_т - коэффициент демпфирования в одном тросе;
С_кр - коэффициент демпфирования в корректоре
С_к = 2mω₀ (3) [7]
На резонансной частоте при ω= ω_o, и, подставляя (2) и (3), получают
K_п= (4)
Из (4) следует - симметрично с каждой боковой стороны подушки сиденья необходимо установить число тросов, определяемых по формуле
n ≥ - (5) где С_т и С_кр - определяются экспериментально.

Вычисленное по формуле (3) значение округляется до целого числа в большую сторону.

Подвеска прошла испытания в лаборатории Института Машиноведения (г. Москва) и показала хороший результат.

Изобретение относится к виброзащитной технике в транспортном машиностроении и может быть использовано для защиты оператора от действия динамических нагрузок. Сущность: подвеска выполнена с повышенным демпфированием, которое обеспечивается в тросовом упругом подвесе за счет проскальзования проволочек троса относительно друг друга. При увеличении числа тросов в упругом подвесе возрастает демпфирирование. Количество отрезков троса в упругом подвесе определяется по математической формуле. 3 ил.

ПОДВЕСКА СИДЕНЬЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая основной упругий подвес, выполненный из отрезков стального троса, концы которого закреплены на несущей опоре и вертикальной части подвесной опоры, расположенной по бокам подушки сиденья и параллельной несущей опоре, а между основанием подвески сиденья и подвесной опорой расположен дополнительный упругий элемент - корректор жесткости, отличающаяся тем, что основной упругий подвес выполнен из криволинейных отрезков тросов, эквидистантных друг другу, причем общее количество n этих отрезков с каждой стороны определяется по формуле

где K_п - требуемый коэффициент передачи;
m - общая масса системы оператор - посадочное место - подвеска;
ω_o - резонансная частота колебаний подвески;
C_т - коэффициент демпфирования одного троса при изгибных колебаниях;
C_кр - коэффициент демпфирования корректора.