ВИБРОЗАЩИТНАЯ ПОДВЕСКА СИДЕНЬЯ Российский патент 1995 года по МПК B60N2/50 

Изобретение относится к виброзащитной технике, в частности к средствам защиты человека, работающего сидя на транспортных средствах или в виброопасной зоне.

Известна подвеска сиденья транспортного средства, содержащая амортизирующее устройство, включающее в себя основной упругий элемент в виде двух параллельных друг другу пар упругих штанг, набранных из стальных прутьев и дополнительного упругого элемента (корректора жесткости) в виде отрезка троса, имеющего стальной сердечник [1] Недостатком данной подвески является неэффективность к продольным горизонтальным воздействиям. Кроме того, при движении транспортного средства по пересеченной местности с сильно изрезанным рельефом, данная подвеска имеет тенденцию к раскачиванию вокруг продольной оси, что может вызвать укачивание человека-оператора.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является подвеска сиденья транспортного средства, содержащая амортизирующее устройство, смонтированное между каркасом сиденья и его основанием и включающее в себя основной упругий элемент и дополнительный упругий элемент (корректор жесткости). Основной упругий элемент выполнен из двух параллельных друг другу модулей, которые установлены между подвесной опорой, смонтированной на каркасе сиденья и несущей опорой, установленной на вибрирующем основании. Каждый модуль образован двумя отрезками стального троса, которые крепятся к подвесной опоре под углом друг к другу, а к несущей параллельно [2] Недостатками установки являются: недостаточная эффективность к горизонтальным продольным вибрационным воздействиям. Это объясняется тем, что отрезки тросов основного упругого элемента при действии продольных горизонтальных вибраций в основном работают на растяжение-сжатие, а жесткость троса на растяжение-сжатие значительно выше, чем на изгиб, когда трос работает при вертикальных или поперечных воздействиях. Кроме того, подвеска имеет малую угловую жесткость относительно поперечной оси OY, что приводит при движении по некоторым дорожным покрытиям к так называемым клевкам вперед. Стабилизация подвески к угловым колебаниям относительно продольной оси ОХ О-образными упорами обеспечивается только при интенсивной вибрационной нагрузке, например, жестких ударах.

Согласно ГОСТ 12.1.012-90 требования к вибрационной защите человека-оператора в вертикальных и горизонтальных направлениях одинаковы. Следовательно, возникает техническая задача создания упругой подвески сиденья для человека-оператора с максимально одинаковыми виброзащитными свойствами относительно осей Х, Y, Z [3]
Данная задача решается выполнением основного упругого элемента из двух частей. Каждая часть состоит из параллельных между собой упругих модулей. Модули первой части расположены в плоскостях, которые симметричные и параллельные продольной плоскости подвески. Модули другой части основного упругого элемента расположены в плоскостях, которые перпендикулярны к плоскостям модулей первой части. Каждый модуль образован двумя параллельными отрезками тросов, концы которых закреплены на подвесной опоре горизонтально, а на несущей опоре под углом. Дополнительный упругий элемент расположен в продольной плоскости симметрии подвески.

Выполненный таким образом основной упругий элемент позволяет повысить эффективность виброзащиты подвески в продольном направлении (ось ОХ). Отрезки тросов упругих модулей второй части основного упругого элемента дают возможность уменьшить его жесткость в продольном направлении за счет работы отрезков тросов на изгиб, когда жесткость их значительно ниже, чем при работе на растяжение-сжатие.

Увеличение количества упругих модулей основного упругого элемента позволяет уменьшить диаметр отрезков тросов, образующих эти модули, что ведет к уменьшению жесткости основного упругого элемента с сохранением его несущей способности, кроме того, позволяет повысить демпфирование, т.к. рассеяние энергии происходит в основном в верхних слоях тросов при трении проволочек друг о друга.

Расположение части тросов основного упругого элемента в плоскостях, перпендикулярных продольной плоскости подвески, позволяет стабилизировать ее вокруг продольной оси. Расположение дополнительного упругого элемента в продольной плоcкости симметрии подвески позволяет стабилизировать подвеску вокруг оси OY, освободив ее от "кивков".

Таким образом, отличительными существенными признаками предполагаемого изобретения являются:
1. Основной упругий элемент выполнен из двух частей, каждая из которых состоит из двух параллельных между собой модулей.

2. Модули первой части основного упругого элемента расположены параллельно и симметрично продольной плоскости подвески. Плоскости модулей второй части основного упругого элемента расположены перпендикулярно плоскостям модулей первой части.

3. Каждый модуль основного упругого элемента выполнен в виде двух параллельных друг другу отрезков тросов, концы которых крепятся к подвесной опоре горизонтально, а к несущей опоре под углом.

4. Дополнительный упругий элемент расположен так, что его продольная ось лежит в продольной плоскости симметрии подвески.

Заявителем просмотрена техническая документация по классификации МКИ5 В60N1/00-02, В60N2/00-02, УДК 622.113.042.2(088.8). В результате анализа вышеуказанной литературы техническое решение аналогично предложенному не обнаружено.

Проверка изобретательского уровня показала, что предложенная совокупность отличительных существенных признаков представляет новое решение поставленной задачи и не подпадает под преобразования, которые не соответствуют изобретательскому уровню.

На фиг. 1 показана предлагаемая подвеска, вид сбоку; на фиг.2 вид спереди.

Виброзащитная подвеска сиденья (фиг.1) с посадочным местом 1, включает несущую опору 2, подвесную опору 3, которая крепится к каркасу сиденья 1, основной упругий элемент, состоящий из двух частей 4 и 5. Модули части 4 основного упругого элемента расположены параллельно продольной оси симметрии подвески симметрично по обе стороны от нее. Модули части 5 расположены в плоскостях, перпендикулярных плоскостям модулей 4. Модули образованы отрезками тросов 6, которые в каждой плоскости параллельны друг другу и концы их к подвесной опоре крепятся горизонтально, а к несущей под углом, что обеспечивает им криволинейную форму и эквидистантность друг другу и ставит их при работе в одинаковые условия.

Длина тросов определяется требуемым статическим прогибом и несущей способностью подвески. Увеличение количества тросов позволяет уменьшить их диаметр, и следовательно, упростить крепление концов к опорам. Криволинейная форма тросов позволяет уменьшить жесткость их к деформации в продольном направлении. Кроме того, позволяет уменьшить габариты подвески в продольном направлении.

На несущей опоре 2 установлен дополнительный упругий элемент 7 (корректор жесткости) по [2] который находится в состоянии неустойчивого положения равновесия и при действии вибрации, выходя из этого состояния, уменьшает (корректирует) жесткость основного упругого элемента.

Подвеска работает следующим образом. При действии со стороны основания 8, к которому жестко крепится подвеска, вибрации в горизонтальном направлении, например, по оси Х, упругие модули 4 основного упругого элемента работают на изгиб в плоскости модулей, а модули 5 второй части упругого элемента подвергаются поперечному изгибу. При действии вибрации по оси Y наоборот упругие модули 5 работают на изгиб в плоскости модулей, а модули 4 подвергаются поперечному изгибу. Так как упругие элементы модулей выполнены одинаковыми, то и виброзащита по этим направлениям будет максимально одинаковой. При действии вибрации в вертикальном направлении все упругие модули основного упругого элемента работают на изгиб в плоскости модулей.

Стабилизация подвески к угловым колебаниям осуществляется всей конструкцией подвески, а вокруг горизонтальной оси OY еще и расположением дополнительного упругого элемента 7 в продольной плоскости симметрии подвески.

Подвеска прошла лабораторные испытания в Институте машиноведения г. Москвы. Собственная частота 1,2-1,3 гц. Она устойчива к угловым колебаниям. Коллективом сотрудников НЭИС разработана техническая документация на опытный образец для использования подвески на тракторах ДТ75.

Использование: изобретение относится к виброзащитной технике, к средствам защиты человека, работающего сидя в виброопасной зоне и на транспортных средствах. Сущность: основной упругий элемент состоит из двух частей. Упругие модули первой части расположены в плоскостях, параллельных продольной плоскости симметрии подвески и расположены по обе стороны от нее. Другая часть упругих элементов расположена в плоскостях, перпендикулярных плоскостям первой части. Дополнительный упругий элемент расположен так, что его продольная ось лежит в продольной плоскости симметрии подвески. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ВИБРОЗАЩИТНАЯ ПОДВЕСКА СИДЕНЬЯ, содержащая несущую и подвесную опоры, амортизирующее устройство, состоящее из основного упругого элемента, выполненного из двух параллельных модулей, образованных из отрезков стального троса, концы которых закреплены на указанных опорах, и дополнительного упругого элемента, выполненного из дугообразных отрезков троса, отличающаяся тем, что основной упругий элемент выполнен из двух частей, каждая из которых состоит из двух параллельных модулей, при этом плоскости модулей первой части расположены параллельно и симметрично продольной плоскости подвески, а плоскости модулей второй части расположены перпендикулярно плоскостям модулей первой части, причем дополнительный упругий элемент установлен так, что его продольная ось лежит в продольной плоскости симметрии подвески. 2. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что каждый модуль образован двумя параллельными отрезками стального троса, концы которых закреплены на подвесной опоре горизонтально, а на несущей опоре под углом.