RU2036809C1

RU2036809C1 - Seat vibration suspension

Info

Publication number: RU2036809C1
Application number: RU93010601A
Authority: RU
Inventors: И.С. Никифоров; А.И. Никифоров; Т.Ю. Усольцева; С.В. Воронин
Original assignee: Новосибирский электротехнический институт связи
Priority date: 1993-03-01
Filing date: 1993-03-01
Publication date: 1995-06-09

Abstract

FIELD: transport; vibration protection facilities. SUBSTANCE: main flexible member consists of two parts. Flexible modules of first part are arranged in planes parallel to suspension longitudinal symmetry plane at both sides of suspension. Other part of flexible members is located in planes square to plane of arrangement of first part. Additional flexible member is located so that its longitudinal axis lies in longitudinal symmetry plane of suspension. EFFECT: enhanced vibration protection. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к виброзащитной технике, в частности к средствам защиты человека, работающего сидя на транспортных средствах или в виброопасной зоне. The invention relates to vibration protection technology, in particular to means for protecting a person working while sitting on vehicles or in a vibration hazardous area.

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. Known suspension of the vehicle seat, comprising a shock-absorbing device, comprising a main elastic element in the form of two pairs of elastic rods parallel to each other, drawn from steel rods and an additional elastic element (stiffener) in the form of a piece of cable having a steel core [1] This suspension is ineffective towards longitudinal horizontal impacts. In addition, when the vehicle is moving over rough terrain with a very rugged terrain, this suspension tends to swing around its longitudinal axis, which can cause motion sickness for a human operator.

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. The closest in technical essence to the proposed one is a vehicle seat suspension, comprising a shock absorber mounted between the seat frame and its base and including a main elastic element and an additional elastic element (stiffness corrector). The main elastic element is made of two modules parallel to each other, which are installed between the suspension support mounted on the seat frame and the supporting support mounted on a vibrating base. Each module is formed by two pieces of steel cable, which are attached to the suspension support at an angle to each other, and to the carrier in parallel [2] Disadvantages of the installation are: insufficient efficiency for horizontal longitudinal vibrational influences. This is explained by the fact that the segments of the cables of the main elastic element under the action of longitudinal horizontal vibrations mainly work in tension-compression, and the stiffness of the cable in tension-compression is much higher than in bending, when the cable is operated under vertical or transverse influences. In addition, the suspension has low angular stiffness relative to the transverse axis OY, which leads to the so-called pecks forward when moving along some road surfaces. Stabilization of the suspension to angular oscillations relative to the longitudinal axis of the OX with O-shaped stops is provided only with intense vibration load, for example, hard shocks.

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.According to GOST 12.1.012-90, the requirements for vibration protection of a human operator in the vertical and horizontal directions are the same. Consequently, the technical problem arises of creating an elastic seat suspension for a human operator with the same vibration protection properties with respect to the X, Y, Z axes [3]
This problem is solved by performing the main elastic element of two parts. Each part consists of elastic modules parallel to each other. The modules of the first part are located in planes that are symmetrical and parallel to the longitudinal plane of the suspension. The modules of the other part of the main elastic element are located in planes that are perpendicular to the planes of the modules of the first part. Each module is formed by two parallel segments of cables, the ends of which are fixed on the suspension support horizontally, and on the supporting support at an angle. An additional elastic element is located in the longitudinal plane of symmetry of the suspension.

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. The main elastic element made in this way allows to increase the vibration protection efficiency of the suspension in the longitudinal direction (OX axis). The cable segments of the elastic modules of the second part of the main elastic element make it possible to reduce its stiffness in the longitudinal direction due to the work of the cable segments for bending, when their stiffness is much lower than when working under tension-compression.

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. The increase in the number of elastic modules of the main elastic element allows to reduce the diameter of the segments of the cables forming these modules, which leads to a decrease in the stiffness of the main elastic element while maintaining its bearing capacity, in addition, it allows to increase the damping, because energy dissipation occurs mainly in the upper layers of the cables during friction of the wires against each other.

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". The location of the part of the cables of the main elastic element in planes perpendicular to the longitudinal plane of the suspension allows it to stabilize around the longitudinal axis. The location of the additional elastic element in the longitudinal plane of symmetry of the suspension allows the suspension to stabilize around the OY axis, freeing it from “nods”.

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.Thus, the salient features of the alleged invention are:
1. The main elastic element is made of two parts, each of which consists of two modules parallel to each other.

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. 2. The modules of the first part of the main elastic element are parallel and symmetrical to the longitudinal plane of the suspension. The module planes of the second part of the main elastic element are perpendicular to the module planes of the first part.

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. 3. Each module of the main elastic element is made in the form of two segments of cables parallel to each other, the ends of which are attached to the suspension support horizontally, and to the supporting support at an angle.

4. Дополнительный упругий элемент расположен так, что его продольная ось лежит в продольной плоскости симметрии подвески. 4. An additional elastic element is located so that its longitudinal axis lies in the longitudinal plane of symmetry of the suspension.

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. The applicant has reviewed the technical documentation for the classification of MKI5 V60N1 / 00-02, V60N2 / 00-02, UDC 622.113.042.2 (088.8). As a result of the analysis of the above literature, a technical solution similar to the one proposed was not found.

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. Verification of the inventive step showed that the proposed combination of distinctive essential features represents a new solution to the problem and does not fall under the transformations that do not correspond to the inventive step.

На фиг. 1 показана предлагаемая подвеска, вид сбоку; на фиг.2 вид спереди. In FIG. 1 shows the proposed suspension, side view; figure 2 is a front view.

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. Vibration-proof suspension of the seat (Fig. 1) with a seat 1, includes a bearing support 2, a suspension support 3, which is attached to the seat frame 1, the main elastic element, consisting of two parts 4 and 5. The modules of part 4 of the main elastic element are parallel to the longitudinal the axis of symmetry of the suspension is symmetrical on both sides of it. The modules of part 5 are located in planes perpendicular to the planes of the modules 4. The modules are formed by segments of cables 6, which are parallel to each other in each plane and their ends are attached to the suspension support horizontally and to the carrier at an angle, which provides them with a curved shape and equidistance to each other and puts them in the same conditions when working.

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. The length of the cables is determined by the required static deflection and the bearing capacity of the suspension. The increase in the number of cables can reduce their diameter, and therefore, to simplify the fastening of the ends to the supports. The curvilinear shape of the cables reduces their rigidity to deformation in the longitudinal direction. In addition, it allows to reduce the dimensions of the suspension in the longitudinal direction.

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. An additional elastic element 7 (stiffness corrector) according to [2] is installed on the supporting support 2, which is in an unstable equilibrium position and, when vibrated, leaving this state reduces (corrects) the stiffness of the main elastic element.

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. Suspension works as follows. When acting from the side of the base 8, to which the suspension is rigidly fixed, vibrations in the horizontal direction, for example, along the X axis, the elastic modules 4 of the main elastic element work in bending in the plane of the modules, and the modules 5 of the second part of the elastic element undergo transverse bending. Under the action of vibration along the Y axis, on the contrary, the elastic modules 5 work on bending in the plane of the modules, and the modules 4 undergo transverse bending. Since the elastic elements of the modules are made the same, then the vibration protection in these directions will be the same. Under the action of vibration in the vertical direction, all the elastic modules of the main elastic element work on bending in the plane of the modules.

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. Suspension stabilization to angular vibrations is carried out by the entire suspension structure, and around the horizontal axis OY also by the location of the additional elastic element 7 in the longitudinal plane of symmetry of the suspension.

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. The suspension passed laboratory tests at the Institute of Mechanical Engineering in Moscow. Natural frequency 1.2-1.3 Hz. It is resistant to angular vibrations. A team of NEIS employees developed technical documentation for a prototype for using the suspension on DT75 tractors.

Claims

1. VIBRATION-PROTECTIVE SUSPENSION Suspension, comprising a bearing and suspension supports, a shock-absorbing device, consisting of a main elastic element made of two parallel modules formed of segments of a steel cable, the ends of which are fixed to these supports, and an additional elastic element made of arcuate segments of a cable characterized in that the main elastic element is made of two parts, each of which consists of two parallel modules, while the plane of the modules of the first part are parallel completely and symmetrically to the longitudinal plane of the suspension, and the plane of the modules of the second part are perpendicular to the planes of the modules of the first part, and the additional elastic element is installed so that its longitudinal axis lies in the longitudinal plane of symmetry of the suspension.

2. The suspension according to claim 1, characterized in that each module is formed by two parallel segments of a steel cable, the ends of which are mounted horizontally on the suspension support, and at an angle on the support support.