УСТРОЙСТВО АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ПУТЕМ СНИЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ ОПЕРАТОРА АВТОГРЕЙДЕРА

УДК 62-752.2
УСТРОЙСТВОАККУМУЛИРОВАНИЯЭНЕРГИИПУТЕМСНИЖЕНИЯ
ДИНАМИЧЕСКИХВОЗДЕЙСТВИЙНАРАБОЧЕММЕСТЕ ОПЕРАТОРА
АВТОГРЕЙДЕРА
ОтсД.А.
(Сибирская государственнаяавтомобильно-дорожнаяакадемия)
Аннотация. В статье приведен анализ источников воздействия вибрации, ее
характеристика и способы снижения влияния вибрации на рабочее место человекаоператора, атакже описываетсяустройствоаккумулированияэнергии.
Ключевые слова: оператор автогрейдера, вибрация, локальная вибрация, общая
вибрация, частотныйспектр вибрации, аккумулированиеэнергии.
Работа оператора автогрейдера сопровождается вибрацией, которая способствует
снижению производительности, приводит к профессиональным заболеваниям
человека-оператора, а также к тепловому загрязнениюокружающей среды. Причиной
возникновения вибрации может послужить как взаимодействие рабочих органов
машины со средой, так и внутренние процессы возбуждения вибраций,
сопровождающие работу агрегатов и механизмов машины. В подобных условиях на
операторов автогрейдера влияет два типа вибрации - общая вибрация, исходящая от
самой машины в целом и действующая на все тело человека-оператора, а также
локальная вибрация, передающаяся машинисту через средство управления
автогрейдером (рис. 1). У операторов, при продолжительной работе на землеройно­
транспортных машинах (ЗТМ), повышается вероятность возникновения вибрационной
болезни, которая может привестикпотеретрудоспособностииинвалидности [2, 4].
Рисунок 1. Воздействие вибрациина оператораавтогрейдера:
1- воздействие локальнойвибрации, 2- воздействие общейвибрации
Для решения проблемы улучшения условий труда, а также для сохранения
здоровья операторов ЗТМ, необходимо снижение уровня вибрации рабочих мест и
улучшение их эргономических характеристик. В последнее время ведутся работы по
снижениюусталости операторов от воздействия вредных факторов, таких каквибрация
ишум, атакже проводится работа поуменьшениютепловогозагрязнения окружающей
среды[3, 4].
182
Даже, несмотря на то, что проблеме снижения вибраций уделяется очень
большое внимание, эта проблема остается нерешенной. Это возникает из-за постоянно
возрастающей форсированности машин, увеличения их скоростей. С другой стороны
идет постоянное ужесточение санитарных норм вибронагруженности. Сложность
агрегатов и машин постоянно растет, а вследствие этого усложняется и характер
колебаний. Внастоящее время вчистомвиде гармонические колебания отсутствуют на
транспортных средствах, а имеют место случайные колебания. Также большой
проблемойявляется рассеивание механическойэнергииотработающихчастеймашины
вокружающуюсреду в виде теплового излучения. Борьба срезонанснымирежимамии
снижение уровня случайных колебаний, а также аккумулирование механической
энергии являются очень сложными задачами, одним из решений которых может
послужитьустройство гашенияколебанийрабочегоорганаавтогрейдера [1, 2, 3, 4].
Динамическое гашение колебаний рабочего органа автогрейдера втранспортном
режиме, пополнение рабочей жидкости в полостях одноштокового гидроцилиндра, а
также аккумулирование энергии механических колебаний рабочего органа и
дальнейшее ее использование в полезных целях достигаются тем, что в предлагаемом
устройстве, в транспортном режиме автогрейдера, происходит аккумулирование
энергии колеблющегося рабочего органа за счет преобразования энергии потоков
жидкости, поступающих из гидроцилиндра в гидромотор. Гидромотор преобразует
энергиюпотоков жидкостивмеханическуюэнергиювращательного движения, которая
электрогенератором преобразуется в электрическую энергию, аккумулируемую
электрическимаккумулятором ииспользуемуювполезныхцелях [1].
Полезная модель поясняется прилагаемым чертежом, на котором показана
конструкция предлагаемогоустройства(рис. 2) [1].
Устройство снижения колебаний рабочего органа автогрейдера в транспортном
режиме работает следующим образом. Под действием внешних воздействий рабочий
органавтогрейдера 1втранспортномрежиме совершаетвертикальные колебания.
При перемещении рабочего органа 1 поршень одноштокового гидроцилиндра 4
вытесняетнекоторое количестворабочейжидкости, которая протекает погидролинии5
и, проходя через выходные обратные клапаны 11, поступает, через входную
гидролинию 6, в гидромотор 12. Пополнение жидкостью полостей гидроцилиндра 4
осуществляется через входные обратные клапаны10из подпитывающей гидролинии 8.
Энергия потоков жидкости преобразуется во вращательное движение гидромотора 12.
Выходной вал гидромотора 12 соединен с валом электрического генератора
постоянного тока 13, который вращательное движение преобразует в электрическую
энергию. Электрический ток от генератора 13 поступает в электрический аккумулятор
14, далее ток направляется к потребителюэлектрической энергии 15, совершающему
полезнуюработу [1].
Таким образом, принципиальными отличиями предлагаемого устройства
являются: преобразование энергии гасимых механических колебаний рабочего органа
автогрейдера в транспортном режиме не в тепло, а в электрическую энергию, с
последующим ее аккумулированием и использованием в полезных целях;
динамическое гашение колебаний рабочего органа, рабочего места оператора и всего
автогрейдера; разомкнутая системыгидропривода; наличие одноштокового серийного
гидроцилиндрасерийного автогрейдера [1].
183
7
9
Рисунок2. Устройство гашенияколебанийрабочегоорганаавтогрейдера:
1- рабочийорганавтогрейдера, 2- уравновешивающая пружина, 3- хребтоваярама,
4- одноштоковыйгидроцилиндр; 5- напорные гидролинии; 6- входнаягидролиния
гидромотора; 7- сливнаягидролиния; 8- подпитывающая гидролиния; 9- гидробак;
10- входные обратные клапаны; 11- выходные обратные клапаны; 12- гидромотор;
13- электрическийгенератор постоянноготока; 14- электрическийаккумулятор;
15- потребительэлектрическойэнергии
Литература:
1. Патент №145798. РФ. Устройство гашения колебаний рабочего оборудования автогрейдера.
[Текст]/ В.С. Щербаков, П.А. Корчагин, Д.А. Отс - 2014118372/03: заяв. 06.05.14; опуб.
27.09.14.
2. Кашина С.Г. Защита от вибрации: Учебное пособие для самостоятельного изучения и к
практическим занятиям для студентов [Текст]/ С.Г. Кашина. - Казань: Изд-во Казанского гос.
Архитект. - строит. ун-та, 2012. - 133 с.
3. Козубский А.М. Снижение вибронагруженности на рабочем месте оператора-водителя
колесной машины [Текст] / А.М. Козубский. - Екатеринбург, 2007 - 159 с.
4. Корчагин П.А. Снижение динамических воздействий на оператора автогрейдера в
транспортном режиме [Текст]/ П.А. Корчагин, Е.А. Корчагина, И.А. Чакурин - Омск: СибАДИ,
2009. - 195с.
184