Research into the effectiveness of operation of the seat suspension system used to protect industrial and construction machinery operators from vibrations

• Autorzy: Maciejewski I.

Warianty tytułu

PL

Badanie skuteczności działania układu zawieszenia siedziska stosowanego do ochrony operatorów maszyn roboczych przed drganiami

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper deals with research into the effectiveness of operation of a seat suspension system as a means to protect industrial and construction machinery operators from vibrations. The basic categories of the sources of mechanical vibrations that disturb the functioning of heavy machinery have been discussed. The root mean square acceleration values of the vibrations to which the operators of the most popular heavy machinery are exposed during their work have also been given. The input signals have been determined that induce seat vibrations and whose spectral characteristics are representative for the excitations encountered in cabins of industrial and construction machinery of different kinds. A biomechanical model of the human body has been developed as a discrete mechanical system with many degrees of freedom and with viscoelastic links. The vibro-isolating properties of a semi-active and active seat suspension system with a scissor linkage mechanism used to guide the isolated object were investigated within the work carried out. The general forms of mutually opposing vibro-isolation criteria have been given, which were used to evaluate the effectiveness of operation of the seat suspension systems. Moreover, the vibro-isolating properties of a semi-active and an active seat suspension system were determined from simulation tests where the biomechanical model of the human body was applied and from experimental tests carried out with participation of seated humans and these data have been presented in the final part of this paper.

PL

W pracy przedstawiono badanie skuteczności działania układu zawieszenia siedziska na potrzeby ochrony operatorów maszyn roboczych przed drganiami. Zaprezentowano podstawowe kategorie powstawania drgań mechanicznych, które zakłócają funkcjonowanie maszyn roboczych. Podano również wartości skuteczne przyspieszenia drgań oddziałującego na operatorów podczas pracy w powszechnie wykorzystywanych maszynach roboczych. Określono sygnały wymuszające ruch drgający siedziska, których charakterystyki widmowe są reprezentatywne dla wymuszeń spotykanych w kabinach maszyn roboczych różnego rodzaju. Opracowano model biomechaniczny człowieka jako dyskretny układ mechaniczny o wielu stopniach swobody, którego elementy składowe połączono lepko-sprężyście. W pracy badano właściwości wibroizolacyjne semi-aktywnego oraz aktywnego układu zawieszenia siedziska z nożycowym mechanizmem prowadzenia izolowanego obiektu. Podano ogólne postacie przeciwstawnych kryteriów wibroizolacji, za pomocą których oceniano skuteczność ich działania. W końcowej części pracy określono właściwości wibroizolacyjne semi-aktywnego oraz aktywnego układu zawieszenia siedziska, które wyznaczono na podstawie badań symulacyjnych z wykorzystaniem biomechanicznego modelu człowieka oraz na podstawie badań eksperymentalnych z udziałem ludzi.

Słowa kluczowe

EN

vibration; seat; seat suspension system

PL

drgania; siedzisko; zawieszenie

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 4
• Strony: 17--31, 111--125
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il.

Twórcy

autor

Maciejewski I.

• Koszalin University of Technology, Department of Mechatronics and Applied Mechanics, Institute of Technology and Education, ul. Śniadeckich 2, 75-453 Koszalin

Bibliografia

• [1] Directive 2002/44/EC of the European Parliament and of the Council on the minimum health and safety requirements regarding the exposure of workers to the risks arising from physical agents (vibration). Official Journal of the European Communities (2002), pp. 13–18.
• [2] ENGEL Z.: Ochrona środowiska przed drganiami i hałasem (Environmental protection from vibration and noise). Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1993.
• [3] ENGEL Z., KOWAL J.: Sterowanie procesami wibroakustycznymi (The control of vibroacoustic processes). Wydawnictwa AGH, Kraków 1995.
• [4] International Organization for Standardization: Earth-moving machinery – Laboratory evaluation of operator seat vibration. ISO 7096, Geneva 2000.
• [5] International Organization for Standardization: Mechanical vibration and shock – Range of idealized values to characterize seated-body biodynamic response under vertical vibration. ISO 5982, Geneva 2001.
• [6] KOŁEK K., ROSÓŁ M.: Zastosowanie tłumika magnetoreologicznego w tłumieniu drgań (The application of a magnetorheological damper for vibration damping). Pomiary Automatyka Robotyka 5/2007, pp. 5–8.
• [7] MACIEJEWSKI I., KICZKOWIAK T., KRZYŻYŃSKI T.: Research and development of seat suspensions for working machines. Archives of Control Sciences, Vol. 19, No. 4 (2009), pp. 463–478.
• [8] MACIEJEWSKI I., MEYER L., KRZYZYNSKI T.: Modelling and multi-criteria optimisation of passive seat suspension vibro-isolating properties. Journal of Sound and Vibration 324 (2009), pp. 520–538.
• [9] MACIEJEWSKI I.: Kształtowanie właściwości wibroizolacyjnych układów redukcji drgań stosowanych do ochrony operatorów maszyn roboczych (Shaping of vibro-isolating properties of vibration reduction systems used for the protection of heavy machinery operators). Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2012.
• [10] PREUMONT A.: Vibration Control of Active Structures: An Introduction. Kluwer Academic Publishers, London 2002.