Гаситель горизонтальных колебаний сиденья транспортного средства Советский патент 1992 года по МПК B60N2/52 

Изобретение относится к сиденьям транспортных средств, в частности к их подвескам.

Известно устройство для виброизоля- ции сиденья оператора, содержащее основание, связанное с каркасом подушки сиденья и вибрирующим объектом при помощи направляющего механизма и упругого элемента, Основание связано с сиденьем с помощью пары рамок, охватывающих основание, жестко прикрепленных к каркасу и связанных с ним посредством нескольких вертикальных опор с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, одни концы которых закреплены снизу основания, а другие связаны с рамками.

Недостатком устройства является невозможность гашения горизонтальных вибраций особенно при больших амплитудах колебания вибрирующего обьекта.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гаситель горизонтальных колебаний сиденья транспортного средства, содержащий установленные между сиденьем и вибрирующим объектом пару основных и корректирующих упругих элементов, выполненных в виде профилированных упоров, закрепленных с обеих сторон сиденья, и взаимодействующих с подпружиненными относительно вибрирующего объекта роликами, при этом сиденье установлено с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости на вибрирующем объекте посредством нескольких вертикальных механических связей, одним концом закрепленных на сиденьи.

Однако при нагрузках на опоры возникает сила трения, прямо пропорциональная массе сиденья и оператора, которая оказыXJсл ю сл ю

00

вает влияние на чувствительность гасителя к горизонтальным вибрациям низкой частоты и малой амплитуды. Возникают зоны застоя, в которых не происходит гашения горизонтальных колебаний

Целью изобретения является повышение чувствительности к низкочастотным колебаниям сиденья.

Вертикальные механические связи выполнены в виде упругих тяг, которые выше центра масс сиденья верхними концами жестко связанны с вибрирующим объектом. Точки крепления нижних концов упругих гибких тяг к сиденью расположены в одной горизонтальной плоскости с основными и корректирующими упругими элементами, Упругие гибкие тяги выполнены в виде тросов.

На фиг. 1 приведена кинематическая схема гасителя горизонтальных колебаний сиденья транспортного средства, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху, разрез; на фиг. 3 - силовая характеристика устройства с учетом сил трения.

Гаситель горизонтальных колебаний содержит основной 1 и корректирующий 2 упругие элементы, установленные между сиденьем 3 и вибрирующим объектом 4. Упругие элементы 1 и 2 выполнены в виде профилированных упоров 5 и б с вогнутой и выпуклой рабочими боковыми поверхностями, закрепленных с обеих сторон сиденья 3 и взаимодействующих с контактными звеньями, имеющими подпружиненные с помощью пружин 7 относительно вибрирующего объекта 4 ролики 8. Сиденье установлено на вертикальные механические связи выполненные в виде нескольких упругих гибких тяг 9, одним концом закрепленных на сиденьи 3, а верхними концами связаны с вибрирующим объектом 4. Реально кинематическая связь реализована так, что центр масс сиденья 3 находится ниже крепления верхних концов упругих гибких тяг 9 к вибрирующему объекту 4, что дает дополнительную устойчивость гасителю при динамических нагрузках. Упругие гибкие тяги 9 кинематически ортогональным упругим элементам, т.е. они расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Плоскость установки упругих элементов размещена ниже точек крепления верхних концов гибких тяг 9 к вибрирующему объекту 4.

Гаситель работает следующим образом.

В статическом положении сиденья подпружиненные ролики 8 основного 1 и корректирующего 2 упругих элементов находятся на осях симметрии вогнутого 5 и выпуклого 6 профилированных упоров Силы упругости от основного и корректирующего упругих элементов, пружина 7 которых установлена с предварительным поджати- ем, направлена горизонтально вдоль оси X.

при этом составляющие их вдоль оси У равны нулю.

При перемещении сиденья 3 вдоль оси У из-за воздействия роликов 8 с профилированными упорами 5 и б происходит сжатие

0 или роспуск пружин 7 основного 1 и корректирующего 2 упругих элементов и появляются составляющие упругих сил, направленные вдоль оси У. Составляющие сил упругости основного 1 и корректирующего 2 упругих элементов всегда направле5 ны одна навстречу другой таким образом, что суммарная силовая характеристика гасителя имеет зону нулевой жесткости, в пределах которой динамическая добавка силы, действующей на сиденье, равна нулю. Это позволяет значительно уменьшить упругое

0 воздействие на оператора в горизонтальной плоскости.

Сущность улучшения виброзащитныхх качеств гасителя состоит в следующем. Замена вертикальных механических

5 связей гибкими тягами позволяет роликам автоматически устанавливаться на осях симметрии в статическом положении, а понижение центра масс сиденья относительно верхних точек крепления гибких тяг к вибри0 р/ющему объекту по принципу подвески люльки - повысить динамическую устойчивость сиденья к действию горизонтальных колебаний. Введение гибких тяг в опоры гасителя позволяет уменьшить силы трения,

5 возникающие в вертикальных опорах, а следовательно, и силы трения, возникающие в роликах, так как при разных массах оператора необходимо создать такую возвращающую силу основного упругого элемента,

0 чтобы она была больше силы трения покоя,возникающей в роликах и в вертикальных опорах. Возникающие силы трения покоя стопорят гаситель, возникают зоны застоя. Гаситель оказывается нечувстви5 тельным к колебаниям с малой частотой и амплитудой.

Перераспределение весовых нагрузок в устройстве достигнуто за счет ортогональности расположения гибких тяг и упругих

0 элементов гасителя. Это позволяет значительно уменьшить силы трения в узлах, что улучшает чувствительность гасителя к низкочастотным колебаниям.

Изгибная жесткость гибких тяг в гори5 зонтальной плоскости вдоль осей X и У очень мала и допускает перемещения в этих направлениях, т.е. возникает еще одна степень свободы Наличие упругих элементов,

расположенных вдоль оси X, позволяет уменьшить вибрации,, возникающие в продольном направлении,

Снижение упругих сил в пружинах основного и корректирующего упругих элементов позволяет уменьшить массогабаритный показатель гасителя колебаний сиденья, что является весьма важным при установке его на транспортной машине, где рабочее место оператора имеет ограниченные габариты, j,у

Кроме того, исключается влияние вертикальных колебаний объекта на силу трения, возникающую в опорах при горизонтальном перемещении сиденья, тем самым повышается чувствительность виброзащитной поД- вески к горизонтальным колебаниям.

Сила трения равна

Ftp fN fG fm(g+A sin со t), где f - коэффициент трения;

N - сила нормального давления;

G - сила тяжести сиденья и оператора;

m - масса сиденья и оператора;

g 9,81 м/с - ускорение свободного падения;

А-амплитуда вертикальных колебаний;

со - круговая частота вертикальных колебаний.

Указанное поясняется анализом силовых характеристик, снятых при испытаниях гасителя. На фиг. 3:1 -теоретическая силбр- вая характеристика гасителя; II и III -экспе1- риментальные силовые характеристики (заштрихованная область) с величинами Н, h, равными силам сухого трения в гасителе с подвижными вертикальными опорами и с опорами в виде упругих гибких тяг соответственно. Это - силы, которые необходимо преодолеть (зоны застоя), чтобы гаситель начал работать, реагировать на возмущающее воздействие. Из графика видно, что во втором случае (область двойной штриховки) сила трения много меньше, т.е. гаситель с такой силовой характеристикой более чувствителен к колебаниям с малой частотой и амплитудой.ч

Таким образом, значительно улучшаются виброзащитные качества гасителя, повышается комфортабельность сиденья, значительно уменьшаются динамические нагрузки, действующие на оператора.

Устройство способствует снижению утомляемости локомотивной бригады, что в условиях интенсивного и скоростного движения поездов повышает производительность труда в среднем на 2,5% и обеспечивает снижение затрат, связанных с возможностью возникновения аварийных ситуаций, принудительной остановкой локомотива при срабатывании автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН) в виду засыпания локомотивной бригады.

Гаситель горизонтальных колебаний наиболее эффективно защищает оператора от вибрации при движении локомотива с большими скоростями на кривых участках пути, стрелках и сопряжениях, что способствует увеличению про80з ной и пропускной способностей железных дорог. Гаситель уменьшает потери рабочего времени по болезням, продлевает срок высокой работоспособности работников пожилого возраста;

- - ;

Формула изобретения

1.Гаситель горизонтальных колебаний сиденья транспортного средства, содержащий установленные между основанием сиденья и вибрирующим объектом пару основных и корректирующих упругих элементов, выполненных в виде профилированных упоров с вогнутыми и выпуклыми рабочими боковыми поверхностями соответственно, закрепленных с обеих сторон основания сиденья и взаимодействующих с подпружиненными относительно вибрирующего объекта роликами, при этом сиденье установлено с возможностью перемещения

в горизонтальной плоскости на вибрирующем объекте посредством нескольких вертикальных механических связей, одним концом жестко закрепленных на сиденьи, отличающийся тем, что, с целью

повышения чувствительности к низкочастотным горизонтальным колебаниям сиденья, вертикальные механические связи выполнены в виде упругих гибких тяг, которые выше центра масс сиденья верхними

концами жестко связаны с вибрирующим объектом, а точки крепления нижних концов упругих гибких тяг к сиденью расположены в одной горизонтальной плоскости с основными и корректирующими упругими элементами.

2.Гаситель по п. 1,отличающийся тем, что упругие гибкие тяги выполнены в виде многожильных тросов.

8333

Ј

Изобретение относится к дополнительному оборудованию транспортных средств. Сущность изобретения: вертикальные механические связи выполнены в виде упругих гибких тяг, которые выше центра масс сиденья верхними концами жестко связаны с вибрирующим объектом. Точки крепления нижних концов упругих гибких тяг к сиденью расположены в одной горизонталь ной плоскости с основными и корректирующими упругими элементами. Упругие гибкие тяги выполнены в виде многожильныхтросов. При работе устройства обеспечивается эффективное гашение го- ризонтальных колебаний сиденья в широком амплитудно-частотном диапазоне возмущающих воздействий. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

H.UJWu

Фиг.В

Составитель А.Горохов Техред М.Моргентал

9W

Корректор Э.Лончакова