Модель динамической системы промышленного трактора для исследования вибрационной нагруженности рабочего места водителя-оператора

При проектировании самоходной дорожно-строительной техники важное значение имеет обеспечение выполнения санитарных норм на рабочем месте водителя-оператора. При этом для обоснованного выбора характеристик виброизоляции рабочего места широко применяется математическое моделирование динамики машины. Проблема снижения вибрационной нагруженности особенно актуальна для бульдозеров на базе гусеничных тракторов с полужесткой подвеской. В статье представлена математическая модель, описывающая динамику системы «гусеничная тележка - корпус - кабина - виброзащитное сиденье с водителем» гусеничного трактора с полужесткой подвеской. Модель описывает низкочастотные вибрации, вызванные движением опорных катков по звенчатой гусенице. Предложенная модель отличается подробным описанием гусеничного движителя, что позволяет исследовать влияние на вибрации машины свойств грунта, расстановки опорных катков, формы опорной поверхности траков и др. При моделировании динамики виброзащитного сиденья с оператором использована многомассовая модель, что позволяет исследовать вибрационную нагруженность различных частей тела водителя-оператора. Приведены дифференциальные уравнения движения системы. Для получения функций спектральной плотности вертикальных виброускорений на месте водителя использован спектральный метод. Рассмотрена методика получения функций спектральной плотности вертикальных и угловых перемещений гусеничной тележки. Также представлены методики получения частотных передаточных функций, связывающих обобщенные координаты математической модели с входным воздействием, и расчета средних квадратических значений виброускорений в стандартных частотных полосах. Приведенные в статье результаты подтверждают необходимость использования многомассовой модели виброзащитного сиденья с водителем-оператором для получения адекватной оценки вибронагруженности рабочего места. Разработанная модель и методика расчета в дальнейшем будут использованы для решения ряда практических задач.