ПОДРЕССОРИВАНИЕ СИДЕНЬЯ

При движении трактора тракторист на сиденьи испытывает колебания широкого частотного спектра, подразделяемые условно на собственно колебания и вибрации. Колебания отличаются более низкой частотой (до 15—18 Гц) и тем, что организм улавливает отдельные циклы (периоды). Вибрации — колебания более высокой частоты, воспринимаются слитно. Границы вибрационной чувствительности человеческого организма составляют 15—1500 Гц.

Колебания оказывают сложное биологическое воздействие на человека и могут вызвать ряд изменений в организме, затрагивающих его функциональное состояние, работоспособность, здоровье.

Действие колебаний зависит от частоты, амплитуды, продолжительности воздействия и направления. Одиночные воздействия большой интенсивности могут вызвать ушибы, контузии и т. д., колебания с частотой до 5 Гц — сосудистые расстройства и укачивание. При колебаниях от 5 до 11 Гц наблюдаются резонансные колебания человеческого тела в целом и некоторых его частей (голова, желудок, печень и кишечник).

Если колебания действуют на человека длительное время, то при определенной их интенсивности в организме могут появиться болезненные и необратимые явления. Если при этом поза работающего неудобна и мышечная система нагружена, то воздействие колебаний усугубляется.

Неоднократные исследования показывают, что человека можно рассматривать как сложную многомассовую, упругодемпфированную систему, имеющую ряд резонансных режимов. Наиболее опасными являются частоты 4—5 Гц. Ощущения, вызванные колебаниями, зависят также и от направления их действия. При частотах ниже 3—4 Гц хуже переносятся продольные и поперечные колебания, а при более высоких — вертикальные. Продольные и поперечные колебания воспринимаются примерно одинаково, а вертикальные колебания, действующие на ноги, переносятся значительно лучше, чем действующие через сиденье.

Можно считать, что полоса частот собственных колебаний человеческого тела и его внутренних органов находится в пределах 3,5—5 Гц и может снижаться до 2 Гц.

Доминирующим видом воздействия на человека при его естественном движении является вертикальное ускорение.

Продольные и поперечные колебания действуют в меньшей степени. Оценка плавности хода только по вертикальным колебаниям правомочна, если соотношения между вертикальными и горизонтальными колебаниями водителя в реальных условиях на машине и при ходьбе одного порядка.

Эти данные могут служить лишь приближенной оценкой плавности хода, поскольку не содержат рекомендации по частотному составу и по учету длительности воздействия колебаний на человека.

Проведенные исследования показали, что в зависимости от продолжительности воздействия колебаний существенно ухудшаются безошибочность действия оператора, его надежности.

Для оценки допустимости уровня колебания водителя по действующим на человека ускорениям с учетом частотного состава и продолжительности воздействия Р. В. Ротенбергом предложена методика расчета на базе экспериментальных материалов ИСО.

УСИЛИТЕЛИ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Для получения минимального радиуса поворота при движении на повышенной скорости требуется увеличение скорости вращения рулевого колеса.

Время поворота рулевого колеса до упора при работе на скорости 2—3 м/с не должно превышать 2,5 с, иначе значительно увеличится ширина поворотной полосы.

Для сокращения времени поворота, облегчения работы водителя, уменьшения среднего усилия на рулевом колесе до 3 кгс все вновь проектируемые колесные тракторы, начиная от класса 0,9 тс, снабжают усилителями рулевого управления.

В зависимости от источника энергии различают усилители гидравлические пневматические и электрические. На тракторах получили распространение гидравлические усилители руля, так как они имеют небольшие габаритные размеры, поглощают удары при наезде на препятствия и относительно (например, сравнительно с электрическими) недорогие. Гидравлические усилители питаются от отдельного насоса или от насоса гидронавесной системы через разделительный клапан потока.

Гидравлические усилители подразделяют:

а) по месту установки гидродвигателя и распределителя: в рулевом механизме и в рулевых тягах;

б) по типу гидродвигателя на поршневые и роторные;

в) по наличию обратной связи (реактивного действия момента поворота) на имеющие обратную связь и без обратной связи.

Роторные гидродвигатели не получили распространения, так как в них трудно обеспечить надежное уплотнение при малых частотах вращения, характерных для рулевых усилителей.

Наиболее просто усилитель руля выполняется в виде гидроцилиндра, объединенного с золотниковым распределителем, устанавливаемого параллельно рулевой тяге. При повороте рулевого колеса сошка отклоняется на величину зазора между ее отверстием и пальцем, перемещая золотник. Последний направляет поток масла в цилиндр, который, передвигаясь, перемещает рулевую тягу и корпус гидрораспределителя до перехода золотника в нейтральное положение. Чтобы обеспечить более точное центрирование и удержать цилиндр от перемещения при толчках, передаваемых направляющими колесами через рулевую тягу, установлены центрирующие пружины. Когда нет подачи масла (двигатель не работает), сошка, выбрав зазор, жестко упирается в палец, передвигая рулевую тягу и цилиндр за счет выдавливания масла с одной стороны поршня на другую. Для обеспечения свободного перетекания масла в распределителе иногда устанавливают переливной клапан.

Практика показала, что на тракторах, работающих в основном на пересеченной местности, передача реактивного усилия на рулевое колесо увеличивает утомляемость тракториста. Поэтому на новых тракторах устройства для создания реактивного усилия не применяются.

У тракторов с шарнирной рамой рулевое усилие действует на поперечный рычаг, прикрепленный к задней полураме.

За рубежом широкое распространение получают гидрообъемные рулевые системы управления. Их основные преимущества: компактность и небольшая масса, возможность расположения рулевого колеса в любом месте и простота регулирования его положения по высоте и углу наклона (не нужны механические соединения), простота переключения на любой способ управления многоколесными машинами. Основой гидрообъемного рулевого привода служит вращаемый рулевым колесом насос-дозатор, вытесняющий объем рабочей жидкости от 80 до 300 см³/об для малых типоразмеров и от 400 до 800 см³/об для больших типоразмеров. Нормальное давление 20—40, максимальное до 140 кгс/см². В качестве насоса-дозатора применяют планетарный, с внутренними зубьями (фирма Данфос, Дания), пластинчатый (фирма Плессей, Англия), плунжерный насосы.

Рулевой привод с насос-дозатором и гидроусилением может быть выполнен одноконтурным и двухконтурным.

Конструирование и расчет сельскохозяйственных тракторов
В.Я.Анилович, Ю.Т.Водолажченко, И.Ш.Чернявский