Сельское хозяйство /2. Механизация сельского хозяйства

К.т.н. Паславський Р.І.

Львівський національний аграрний університет

Параметри вібрації та шуму на робочому місці

механізатора в процесі роботи малогабаритних тракторів

У зв’язку з розпаюванням земель і утворенням присадибних ділянок з площею до 2 га зростає потреба в малогабаритній техніці. Звичайно, продуктивність таких машин невелика, але їх широкі технологічні можливості, відносно низька собівартість та невеликі затрати на обслуговування сприяють ефективному їх використанню. Аналогічно, вартість сільськогосподарських машин, що агрегатуються з малогабаритними енергетичними засобами, значно менша.

Дослідження властивостей малогабаритної техніки різних фірм проводились машино-випробувальними станціями та іншими установами, що здійснюють сертифікацію техніки. Зокрема, керівник експертної науково-технічної групи “Нові технології” к.т.н. В. Данченко звертає увагу на високу якість продукції італійських, чеських і китайських фірм [1]. Загалом досвід європейських країн доводить доцільність використання такої техніки.

Користувачі малогабаритних тракторів часто зауважують про низький рівень комфортності. Сидіння механізатора надто близько розташоване до рульової колонки, а механізми гасіння коливань погано виконують свої функції. Також відсутність кабіни зумовлює високе шумове навантаження на механізатора. Довготривалий вплив надмірного шуму і вібрації на організм людини викликає головний біль, погіршення сну, розлад вестибулярного та перевантаження кістково-судинного апаратів.

Вимірювання параметрів вібрації проводилось окремо для загальних (сидіння механізатора) та локальних (рульове колесо) коливань в трьох взаємно перпендикулярних напрямках вздовж осей ортогональної системи координат. Після чого визначались прискорення, що діють в поперечно-вертикальній G_в та горизонтальній G_г площинах:

де G_x, G_y, G_z – прискорення, що вимірюються вздовж осей системи координат.

Рис. Залежність прискорення на сидінні механізатора G_сид та на рульовому колесі G_рк від довантаження задніх коліс Р_дов у 1 і 5 октавних смугах: Г₁; Г₅; Гр₁; Гр₅ – в горизонтальній площині, В₁; В₅; Вр₁; Вр₅ – у вертикально-попереч-ній

Заміри проводились в діапазонах частот, розбитих на октави згідно рекомендацій міжнародної організації із стандартизації (ISO), значення яких дещо відрізняються від стандартизованих вимог [2]. З метою найбільш повного забезпечення вимог ISO, вимірювання прискорень проводились низькочастотним вібровимірювальним апаратом НВА-1, який перетворює механічні коливання, що передаються на п'єзоелектричний датчик, в пропорційні їм електричні сигнали. В процесі підготовки до замірів на сидіння механізатора кладеться вантаж масою 60 кг. Під час роботи агрегату нас цікавлять максимальні значення прискорення коливань і звукового тиску в октавних смугах, які виникають на робочому місці механізатора, та тривалість їх дії. Використовуючи результати досліджень, на рис. зображено залежність прискорення від ступеня довантаження задніх коліс.

Рівень зниження прискорення на сидінні механізатора у два рази вищий, ніж на рульовому колесі. Це явище пояснюється різним характером передачі коливань. Зменшення прискорень у вертикально-поперечній площині відбувається на 18% більше, ніж у горизонтальній. Вирівнювання рівня зниження цього параметру в двох площинах забезпечується зміною ширини колії. Для порівняльної оцінки зведемо результати досліджень у таблицю 1, де G_ді – допустимі прискорення в октавах згідно з ISO; G_дг – допустимі прискорення за утвердженими нормами [2].

Таблиця 1.

Середньоквадратичні значення прискорень на робочому місці механізатора під час роботи трактора XINGTAI-180 агрегатованого з фрезою 1GN-125

№ октавної смуги	Межі частотних октав, Гц	На сидінні механізатора		На рульовому колесі		Gді, м^2/с	Gдг, м^2/с
		Gв, м^2/с	Gг, м^2/с	Gв, м^2/с	Gг, м^2/с
1	1…2	0,64	0,88	2,88	4,16	1	1,16
2	2…4	0,64	0,94	3,44	8,84	1	0,86
3	4…8	0,76	0,98	4,28	10,12	0,5	0,98
4	8…16	1,12	1,41	4,48	10,84	1	1,72
5	16…32	1,56	1,98	5,32	11,12	0,5	3,49

Дослідження свідчать, що вібрація на робочому місці механізатора під час роботи агрегату перевищує на 1 % комфортні умови, за якими прискорення не повинні бути більшими 0,25g, особливо це стосується рульового колеса, але повністю відповідає санітарним нормам, (допустимими під час роботи протягом семи годин на тракторах і комбайнах є 0,7g). Зі збільшенням довантаження задніх коліс прискорення коливань зменшуються на 6...10 %.

На даний час середньостатистична маса людини більша 60 кг. Тому в процесі досліджень запропоновано збільшити масу вантажу, яка розташована на сидінні механізатора до 80 кг. Це викликало значне збільшення прискорень, оскільки амортизаційні пристрої сидіння механізатора повністю втрачають пружність. Тому виробникам малогабаритних тракторів необхідно покращити конструкцію підвіски сидіння механізатора.

Шумові характеристики робочого місця досліджувались згідно стандартизованої методики і порівнювались з нормами, ухваленими на основі медичних досліджень [3]. Вимірювання проводились шумоміром датської фірми “Брюль і К’єр” типу 2203 з октавним фільтром 1613 і конденсаторним мікрофоном типу 4165/58. Результати досліджень рівня шуму в місці розташування сидіння механізатора під час виконання операції фрезерування зяблевої оранки наведені в таблиці 2, де звуковий тиск вимірювався на середньо геометричних частотах октав, а також по шкалі А, яка імітує загальну чутливість вуха у всьому діапазоні частот.

Таблиця 2.

Рівні шуму на робочому місці механізатора під час роботи

трактора XINGTAI-180, агрегатованого з фрезою 1GN-125

Середньоквадратичні значення звукового тиску (дБ) в октавних смугах з середньо геометричними частотами в Гц								Еквівалентний рівень звуку, дБ(А)
63	125	250	500	1000	2000	4000	8000	84
84	89	91	96	85	82	74	68	80

Рівень шуму збільшений у 2...4 октавах на 1,5–3%. Це відбувається тільки з включеним ВВП, коли активні робочі органи фрези в режимі роботи. В загальному по шкалі А рівень шуму не перевищує стандартизованих вимог. Тривалість дії максимальних значень прискорення та шуму на механізатора становить 38 % від години експлуатаційного часу.

Література

1. Білоконь Я.Ю. Нова мобільна сільськогосподарська техніка / Я.Ю. Білоконь, А.І. Окоча.: Трактори. –Ніжин: Аспект, 1999. –185 с.

2. ДСТУ 2189-93. Машини сільськогосподарські навісні та причіпні. Загальні вимоги безпеки. – К., 1993.

3. ДСТУ 2325-93. Шум. Терміни та визначення. – К., 1993.