Подвеска сиденья транспортного средства

 

Изобретение относится к виброзащитной технике в транспортном машиностроении, в частности к упругим низкочастотным подвескам сидений транспортных средств. Сущность: подвеска сиденья транспортного средства содержит посадочное место 19, неподвижное основание 1 и выполненные особым образом упругий элемент, состоящий из плоских пластин 8 и 9, корректирующее устройство и устройство регулировки несущей способности подвески из двух полок 13 и 14 и винта 15, стабилизирующее устройство 27 и пневматическое демпфирующее устройство 28. При этом стабилизирующее устройство выполнено из двух частей, одна из которых представляет собой шарнир из двух трубок, расположенных одна в другой, причем концы трубки меньшего диаметра соединены с металлической связью, образуя П-образную конструкцию, а свободные концы связи шарнирно соединены с вертикальными стойками, а пневматическое демпфирующее устройство 28 выполнено из верхней и нижней пластин с отбортовкой, к которой герметично прикреплена натянутая на металлический каркас 29 прочная упругая гофрированная поверхность - демпфированная поверхность - демпфирующий элемент, верхняя пластина имеет отверстие 30 для прохождения воздуха, над которым расположен обратный лепестковый клапан с отверстием. Подвеска сиденья транспортного средства имеет более низкую энергию колебаний посадочного места относительно его основания. 4 ил.

Изобретение относится к виброзащитной технике в транспортном машиностроении, в частности к упругим низкочастотным подвескам сидений транспортных средств.

Известна подвеска сиденья (а.с. 1261209), содержащая посадочное место, жестко установленное на упругом элементе, представляющем собой четырехзвенник, выполненный из тросов, одни концы которых жестко соединены с неподвижным основанием, а другие жестко соединены между собой и с посадочным местом, и корректирующее устройство, также выполненное из тросов, центральная часть которого соединена с винтовым механизмом регулировки несущей способности подвески сиденья жестко закрепленного на неподвижном основании, а другие части соединены с упругим элементом.

Однако эта подвеска обладает следующими недостатками: 1) неудобство в эксплуатации - из-за изменения статической осадки при различном весе операторов машин, а также из-за неудобства настройки на вес оператора, связанной с необходимостью существенного изменения им рабочей позы; 2) довольно большая энергия колебаний посадочного места относительно неподвижного основания из-за наличия значительных продольных перемещений при вертикальной осадке, возможности углового крена относительно продольной оси подвески, потере упругих и демпфирующих свойств тросов во времени и недостаточного демпфирования, носящего лишь конструкционный характер.

Также известна подвеска сиденья транспортного средства (кресла машиниста локомотива) являющаяся прототипом, и содержащая посадочное место, неподвижное основание, упругий элемент, содержащий систему плоских пластин (пружин) жестко закрепленных одним концом с неподвижным основанием, дополнительный упругий элемент переменной жесткости, корректирующее устройство, состоящее из горизонтально расположенной предварительно сжатой волнообразной пружины, концы которой закреплены на вертикальных стойках рамки, соединенной с посадочным местом и консольно установленной на упругом элементе, а середина волнообразной пружины посредством штока переменной длины соединена с неподвижным основанием, а дополнительный упругий элемент одним концом свободно опирается на оси рамки, а другой конец соединен с поворотным валиком, расположенным на неподвижном основании и соединенным с регулировочным рычагом, другой конец которого расположен за зубчатой рейке с возможностью относительного перемещения, а рейка соединена с неподвижным основанием. При этом дополнительный упругий элемент с указанными рычагом и рейкой образуют устройство регулировки несущей способности подвески.

Недостатком этой подвески является довольно высокая энергия колебаний посадочного места относительно основания подвески из-за возникновения углового крена относительно продольной оси подвески в результате возможности скручивания системы плоских пружин упругого элемента, а также из-за недостаточно эффективного демпфирования, носящего лишь конструкционный характер.

Анализ приведенного уровня техники свидетельствует о необходимости создания подвески сиденья транспортного средства с меньшей энергией колебаний посадочного места относительно основания подвески.

Это достигается в предложенной подвеске сиденья транспортного средства, содержащей посадочное место, неподвижное основание, упругий элемент, состоящий из плоских пластин, корректирующее устройство и устройство регулировки несущей способности подвески, при этом подвеска снабжена стабилизирующим устройством и пневматическим демпфирующим устройством, а упругий элемент выполнен в виде разнесенных по горизонтали в поперечном направлении сдвоенных пакетов пластин - четного числа боковых, расположенных под одинаковым восходящим углом к горизонтали и четного числа центральных, жестко соединенных с внутренней стороны между собой и посадочным местом и расположенных под различными углами к горизонтали, а боковые пластины с наружной и внутренней стороны соединены жесткой связью, а в каждом из сдвоенных пакетов пластин число пластин нижнего набора больше числа пластин верхнего набора, в каждом сдвоенном пакете нижние и верхние пластины жестко соединены между собой и расположены с зазором друг относительно друга, корректирующее устройство образовано двумя пакетами стальных пластин с одинаковым их количеством, между которыми расположен резиновый блок, содержащий более длинный центральный и равные по длине боковые части, пакеты стальных пластин по краям стянуты вертикальными стяжками, одна из которых корректирующего устройства жестко связана с устройством поджатия, а упругий элемент выполнен с устройством регулировки несущей способности подвески, а внутренняя сторона боковых пакетов пластин упругого элемента подвески жестко соединена с основанием, а наружная сторона центральных его пакетов пластин шарнирно соединена с наружной жесткой связью боковых пакетов, причем боковые и центральные пакеты упругого элемента выполнены с одинаковыми размерами, сумма количества пластин в центральных пакетах равна сумме количества пластин в боковых пакетах, а указанная жесткая связь внутренней стороны боковых пакетов образована основанием подвески, при этом устройство регулировки несущей способности подвески выполнено в виде двух полок, верхняя из которых выполнена со сквозным круглым отверстием, а нижняя с отверстием эллипсной формы, продольная ось которого соосна с продольной осью подвески, причем оба отверстия выполнены соосными для прохождения регулировочного винта со штурвалом, выполненным с двумя ограничителями, расположенными по обе стороны верхней полки, под нижней полкой на винт навернута гайка, имеющая не менее двух плоскостей, а по нижней полке с двух сторон расположены Г-образные скобы, препятствующие вращению гайки и ее перемещению относительно винта, при этом шарниры жестко соединены верхней полкой, а нижняя полка жестко соединена с жесткой связью наружной стороны боковых пакетов пластин упругого элемента, при этом другая сторона корректирующего устройства жестко соединена с внутренней стороной центральных пакетов упругого элемента, основание подвески выполнено с двумя направляющими вдоль его боковых сторон, а в центре одной из его других сторон выполнена пята со сквозным отверстием, в направляющих основания установлена пластина с возможностью продольного перемещения, по центру одной из ее сторон установлена Т-образная стойка, в нижней вертикальной части которой выполнено резьбовое отверстие, расположенное соосно с первым для прохождения винта со штурвалом, причем винт снабжен двумя ограничителями, расположенными по обе стороны пяты, а горизонтальная полка Т-образной стойки жестко соединена с соответствующей стороной корректирующего устройства, а стабилизирующее устройство представляет собой жесткие вертикальные металлические стойки, нижней частью жестко закрепленные на неподвижном основании подвески, а другая часть представляет собой шарнир, выполненный из двух трубок, расположенных одна в другой, причем концы трубки меньшего диаметра жестко соединены с металлической связью образуя П-образную конструкцию, а свободные концы связи шарнирно соединены с жесткими вертикальными металлическими стойками стабилизирующего устройства, при этом наружная поверхность трубки большего диаметра шарнира жестко соединена с внутренней стороной центральных сдвоенных пакетов пластин упругого элемента подвески, а пневматическое демпфирующее устройство выполнено из двух пластин: верхней и нижней, с отбортовкой и демпфирующего элемента в виде герметичного, прочного и упругого материала, натянутого на проволочный каркас, образуя гофрированную поверхность, герметично прикрепленную к отбортовке пластин, причем верхняя пластина имеет отверстие для прохождения воздуха, над которым расположен закрепленный одной частью на пластине обратный лепестковый клапан из упругого материала с отверстием, диаметр которого меньше диаметра отверстия в верхней пластине, а на гофрированной поверхности выполнены два отверстия, в которых герметично расположены верхняя и нижняя полки устройства регулировки несущей способности подвески, при этом нижняя пластина жестко соединена с неподвижным основанием подвески, а верхняя пластина жестко соединена с посадочным местом.

На фиг. 1 изображена предложенная подвеска, вид слева; на фиг. 2 - то же, вид спереди, на фиг. 3 - стабилизирующее устройство; на фиг. 4 - пневматическое демпфирующее устройство.

Предлагаемая подвеска сиденья транспортного средства (фиг 1, 2) содержит неподвижное основание 1, выполненное, например, из прямоугольного листа железа. К основанию 1 присоединены направляющие 2, выполненные, например, из уголков, расположенных вдоль его боковых сторон, а в центре одной из его других сторон выполнена пята 3 со сквозным отверстием. В направляющих 2 неподвижного основания 1 установлена пластина 4, выполненная, например, из прямоугольного листа железа, с возможностью продольного перемещения. К центру одной из сторон пластины 4 жестко присоединена Т-образная стойка 5, выполненная, например, из квадратного стандартного железного профиля в нижней вертикальной части которой имеется резьбовое отверстие, расположенное соосно с отверстием пяты 3 для прохождения винта 6 со штурвалом 7, причем винт 6 снабжен двумя ограничителями, например, шайбами, расположенными по обе стороны пяты 3 и жестко соединенными с винтом 6.

Боковые сдвоенные пакеты пластин 8 и центральные сдвоенные пакеты пластин 9 образуют упругий элемент, который выполнен в виде разнесенных по горизонтали с поперечном направлении указанных пакетов стальных пластин - четного числа боковых 8 и четного числа центральных 9. Боковые 8 и центральные 9 сдвоенные пакеты пластин имеют одинаковые размеры (длина, ширина, толщина), в каждом из сдвоенных пакетов количество пластин верхнего набора меньше количества пластин нижнего набора, а сумма количеств пластин центральных сдвоенных пакетов 9 равна сумме количеств пластин боковых сдвоенных пакетов 8.

В каждом пакете нижние и верхние пластины жестко соединены между собой и расположены с зазором друг относительно друга. Боковые сдвоенные пакеты пластин 8 с внутренней и наружной стороны жестко соединены между собой. При этом указанная жесткая связь с внутренней стороны боковых пакетов 8 является неподвижным основанием 1, к которому к стороне, противоположной расположению пяты 3 жестко присоединены боковые пакеты 8 под восходящим углом α . Наружная сторона центральных пакетов пластин 9 упругого элемента шарнирно соединена с жесткой связью боковых пакетов 8. Указанная жесткая связь боковых пакетов 8 с наружной стороны является, например, отрезком стальной трубы 10; Причем на трубе 10 расположены, например патрубки 11 и 12, выполненные, например из отрезков стальных труб большего диаметра, а патрубки 11 жестко соединены с наружными сторонами боковых сдвоенных пакетов 8 и с трубой 10. Патрубки 12, жестко связанные с наружной стороной центральных сдвоенных пакетов 9 и не связанные жестко с трубок 10, образуют шарнирную связь центральных пакетов 9 с жесткой связью, например, трубой 10, боковых пакетов 8.

Устройство регулировки несущей способности подвески сиденья выполнено в виде двух полок: верхней 13 и нижней 14, причем, верхняя полка 13 жестко соединена с патрубками 12, образующими шарниры между собой, выполнена, например, из прямоугольной стальной пластины, в которой имеется сквозное круглое отверстие. Патрубки 12 разнесены по жесткой связи 10 на расстояние, обеспечивающее соединение со связью 10 нижней полки 14, имеющей сквозное отверстие эллипсной формы. Отверстия в верхней 13 и нижней 14 полках выполнены соосными для прохождения регулировочного винта 15 со штурвалом 16. Винт 15 имеет два ограничителя, выполненных, например, в виде стальных шайб, расположенных по обе стороны верхней полки 13 и жестко соединенных с винтом 15. Нижняя полка 14 имеет с двух сторон Г-образные скобы, выполненные, например, из Г-образных стальных пластин. Гайка 17, имеющая не менее двух плоскостей, навернута на винт 15 под нижней полкой 14, причем гайка 14 выполнена, например, в виде цилиндра с резьбовым отверстием. Плоскости, имеющиеся у гайки 17 выполнены для предотвращения ее вращательного и осевого перемещений относительно винта 15. Внутренние стороны центральных сдвоенных пакетов пластин 9 соединены между собой жесткой связью 18, выполненной, например из сплошного стального бруска, который одновременно, жестко соединен с посадочным местом 19. В качестве жесткой связи могут быть, например, Г-образные стальные опоры 20, причем в горизонтальных полках Г-образных опор 20 выполнены отверстия для прохождения винтов 21, обеспечивающих жесткую связь с посадочным местом 19.

К вертикальным полкам Г-образных опор 20 жестко присоединена горизонтальная опора 22, выполненная, например, из прямоугольной стальной пластины, которая имеет сквозные отверстия для закрепления дополнительного упругого элемента 23, одна сторона которого жестко присоединена к горизонтальной опоре 22 болтами 24 с гайками, а другая сторона жестко присоединена к горизонтальной полке Т-образной стойки 5 болтами 25 с гайками, пропущенными в сквозные отверстия в горизонтальной полке.

Корректирующее устройство 23 образовано двумя пакетами стальных пластин, имеющих одинаковые размеры, причем, количество пластин в верхнем пакете равно количеству пластин в нижнем пакете. Между пакетами пластин расположен резиновый блок 26, содержащий более длинный центральный и равные по длине боковые части, пакеты стальных пластин стянуты по краям вертикальными стяжками, например, болтами, которые при монтаже корректирующего устройства вставляются в отверстия опоры 22 и стойки 5 и затягиваются гайками, жестко фиксируя обе стороны пластин корректирующего устройства 23. Резиновый блок 26 расположен внутри пакета пластин корректирующего устройства таким образом, что в расщепленном блоком пакете количество листов верхнего пакета равно количеству листов нижнего пакета. Между жесткой связью 18 и неподвижным основанием 1 расположено стабилизирующее устройство 27. Подвеска также содержит пневматическое демпфирующее устройство 28 с каркасом 29 и отверстием для прохождения воздуха 30.

Стабилизирующее устройство 27 (фиг. 1, 3) выполнено из двух частей, одна из которых представляет собой две жесткие вертикальные металлические стойки 31, одной частью жестко закрепленные на неподвижном основании 1 подвески, а другая часть представляет собой шарнир, выполненный из двух трубок меньшего диаметра 32 и большего диаметра 33, причем, концы трубки 32 жестко соединены с металлической связью 34, образуя П-образную конструкцию. Металлическая связь 34 может быть выполнена, например, из двух металлических трубок 35 и 36 с возможностью скольжения трубки 35 в трубке 36. Свободные концы связи 34 шарнирно соединены с жесткими вертикальными металлическими стойками 31. При этом наружная поверхность трубки большего диаметра 33 шарнирно жестко соединена с жесткой связью 18 внутренней стороны центральных сдвоенных пакетов пластин 9.

Пневматическое демпфирующее устройство 28 (фиг. 1, 4) выполнено из двух прямоугольных пластин, верхней 37 и нижней 38, имеющих отбортовку 39, и демпфирующего элемента 40 из герметичного, прочного, упругого материала, натянутого на проволочный каркас 29 (фиг. 1), образующего гофрированную поверхность, герметично закрепленную по всему периметру металлической тонкой лентой к отбортовке 39 пластин 37 и 38. Верхняя пластина 37 имеет отверстие 30 для прохождения воздуха, над которым расположен закрепленный одной частью на верхней пластине 37 обратный лепестковый клапан 41 из упругого материала, например, из резины, с отверстием 42, диаметр которого меньше диаметра отвеpстия 30 в верхней пластине 37. Верхняя пластина 37 жестко соединена с наружной стороной горизонтальных полок Г-образных опор 20 под посадочным местом 19. На гофрированной поверхности выполнены два отверстия 43 и 44 для герметичного расположения верхней 13 и нижней 14 полок устройства регулировки несущей способности подвески. Нижняя пластина 38 жестко соединена с неподвижным основанием 1 подвески.Упругий элемент образован из четного количества, например, двух боковых 8 и четного количества, например двух центральных 9 сдвоенных пакетов пластин и является несущим. При нагружении нагрузкой Р имеет линейную силовую характеристику, то есть обладает ярко выраженной положительной жесткостью. При изменении угла наклона центральных сдвоенных пакетов пластин 9 предложенной схемы упругого элемента, происходит плавное изменение их несущей способности (жесткости) и соответственно, упругого элемента (увеличение или уменьшение). Изменение несущей способности осуществляется поворотом по часовой стрелке (увеличение) или против часовой стрелки (уменьшение несущей способности) штурвалом 16 винта 15. При этом соответственно сближаются или расходятся вокруг жесткой наружной связи 10 боковых пакетов пластин 8 упругого элемента верхняя 13 и нижняя 14 полки. Так как полка 14 жестко соединена со связью 10 и неподвижна относительно нее, то происходит поворот относительно связи 10 верхней полки 13, жестко связанных с ней патрубков 12, образующих шарнирную связь центральных сдвоенных пакетов 9 упругого элемента со связью 10, которые жестко связаны наружной стороной с патрубками 12.

Винт 15, удерживаемый ограничителями, например, стальными шайбами, по обе стороны верхней полки 13, жестко связанными с винтом 15, поворачивается вместе с ней на такой же угол, при этом перемещаясь в сквозном отверстии эллипсной формы, выполненном в нижней полке 14, соответственно назад или вперед. При этом гайка 17 (фиг. 2, б), навернутая на винт 15 под нижней полкой 14, скользит двумя плоскостями в соответствующую сторону вдоль Г-образных скоб, которые полка 14 имеет с двух сторон, причем Г-образные скобы препятствуют вращательному и поступательному (осевому) движению гайки 17. В результате поворота наружной стороны центральных пакетов 9 упругого элемента относительно жесткой связи 10 наружной стороны боковых пакетов 8, внутренняя сторона пакетов 9 поднимается или опускается, соответственно, то есть изменяется угол их наклона, причем, угол наклона боковых сдвоенных пакетов 8 упругого элемента к неподвижному основанию остается постоянным. Указанное условие реализует соответственно изменение несущей способности упругого элемента. При этом, чтобы при больших упругих деформациях не происходила нежелательная потеря устойчивости в сдвоенных пакетах пластин упругого элемента (схлопывание и горб) нижних наборов (пакетов) пластин, предложенная схема сборки сдвоенных пакетов пластин выполнена таким образом, чтобы в каждом из сдвоенных пакетов пластин количество пластин нижних наборов было больше количества пластин верхних наборов. А так как боковые 8 и центральные 9 сдвоенные пакеты пластин упругого элемента имеют одинаковые размеры и суммы количества пластин центральных 9 пакетов и боковых пакетов 8 равны, общая осадка упругого элемента по вертикали будет складываться из осадки ее центральных 9 боковых 8 пакетов пластин. Угол наклона α боковых сдвоенных пакетов пластин 8 упругого элемента к основанию 1 постоянный и определяет в целом несущую способность (жесткость) боковых пакетов 8 при нагружении их максимальной, например 120 кг нагрузкой. Причем данный угол определяет, соответственно, и статическую осадку боковых пакетов 8 под максимальной нагрузкой, равную половине полного их хода, во избежание вероятности пробоев (ударов о неподвижные основания 1).

При нагружении упругого элемента подвески сиденья максимальной нагрузкой Р, когда угол наклона центральных 9 сдвоенных пакетов равен углу наклона боковых пакетов 8 (после соответствующей настройки винтом 15 со штурвалом 16), происходит их статическая осадка, которая в силу симметрии схемы нагружения, складывается из равных статических осадок центральных 9 и боковых 8 пакетов. Величины осадки в центральных 9 и боковых 8 пакетах равны половине полных их ходов и в целом упругий элемент реализует статическую осадку по вертикали при максимальной нагрузке на половину полного хода, во избежание пробоин боковых 8 пакетов. При этом опора 22 (фиг. 1), предназначенная для закрепления одной из сторон корректирующего устройства 23 (фиг. 2) и жестко соединенная с вертикальными полками Г-образных опор 20, жестко соединенных с жесткой связью 18 внутренних сторон центральных сдвоенных пакетов 9 упругого элемента, опускается по вертикали вниз на некоторую величину. При этом расстояние от неподвижного основания 1 до опоры 22 будет, например, Н (на фиг. 1 опора 22 обозначена А, а горизонтальная полка Т-образной стойки 5 точкой Б).

Таким образом в положении статической осадки под действием максимальной нагрузки осадка центральных сдвоенных пакетов 9 такова, что опора 22 и горизонтальная полка Т-образной стойки 5 находится на одной нормали N-N (фиг. 1). (Точки А и Б находятся на одной нормали), параллельной неподвижному основанию 1, при этом расстояние он неподвижного основания 1 до нормали N-N равно, например, Н, что определяет и высоту Т-образной стойки 5.

При нагружении упругого элемента подвески минимальной нагрузкой Р, например, 60 кг, для реализации упругим элементом своей характеристики, соответствующей изменению нагрузки (уровня жесткости упругого элемента и связанной с ним осадки) производится уменьшение угла наклона центральных сдвоенных пакетов 9 вращением винта 15 со штурвалом 16 в соответствующую сторону. В результате этого угол наклона центральных пакетов 9 будет меньше угла наклона боковых пакетов 8 упругого элемента, то есть жесткость и соответственно, несущая способность у центральных пакетов 9 будет меньше, чем у боковых 8 и соответствовать приложенной нагрузке, а их суммарная осадка будет такова, что при минимальной нагрузке Р расстояние от неподвижного основания 1 до опоры 22 будет такое же как и при максимальной нагрузке Р, это Н, т.е. опора 22 опускается на уровень, лежащий на той же нормали N-N, проходящей через опору 22 и горизонтальную полку Т-образной опоры 5: (точки А и Б на одной нормали N-N).

Таким образом, важным основным свойством, позволяющим сохранять энергетический баланс упругого элемента вне зависимости от величины нагрузки является стабилизация его статической осадки при любом весе, что предопределяется симметричностью выполнения конструкции упругого элемента и возможностью изменения его несущей способности путем изменения угла наклона и связанной с ним жесткости центральных сдвоенных пакетов 9.

Параллельно упругому элементу, образованному центральным 9 и боковыми 8 сдвоенными пакетами пластин, присоединено корректирующее устройство 23 (фиг. 2, б). При этом корректирующее устройство 23 выполнено в форме плавной дуги. Корректирующий элемент 23 расположен вдоль продольной оси подвески сиденья, вписываясь при загружении ее во внутрь упругого элемента в силу того, что его центральные 9 пакеты и боковые 8 пакеты разнесены для прохождения корректирующего устройства в поперечном направлении.

Корректирующий элемент 23 (фиг. 2), как и в прототипе, несущей способностью не обладает, выполняя лишь корректировку жесткости и, соответственно, частоты собственных колебаний упругого элемента подвески за счет наличия соответствующего участка отрицательной жесткости в своей силовой характеристике. Корректирующий элемент 23 обладает отрицательной жесткостью на некотором интервале перемещения около положения неустойчивого равновесия причем величина интервала определяется протяженностью соответствующего участка силовой характеристики. При этом отличительная черта конструкции предлагаемой подвески сиденья в том, что неподвижная схема соединения упругого элемента и корректирующего устройства 23, выполненная параллельно, для реализации силовых характеристик с участками пониженной жесткости скомпонована таким образом, что центральный 9 шарнирно регулируемый пакет упругого элемента сам выводит на заданной несущей способности корректирующий элемент 23 в неустойчивое положение равновесия, где его жесткость отрицательна. Причем, в данном положении суммарная жесткость подвески сиденья очень мала и создаются условия для реализации подвеской низких частот собственных колебаний, например 1 Гц в режиме резонанса. Такое снижение частоты собственных колебаний подвески сиденья позволяет существенно улучшить виброизоляцию человека - оператора на соответствующем расширенном диапазоне частот за счет расширения зарезонансной зоны амплитудно-частотной характеристики подвески сиденья и удаления зоны резонансных частот подвески от рабочих частот вибрирующего объекта (Зуев А.К., Рагозин С.Б. Вибрирующие механизмы с телами качения. В сборнике научных трудов "Снижение вибраций судовых энергетических установок". Новосибирск, НИИВТ, 1989).

При этом в дорезонансной и зарезонансной областях амплитудно-частотной характеристики подвески отмечается существенное уменьшение общей энергии вертикальных колебаний посадочного места 19 (фиг. 1) относительно основания 1 подвески, в виду роста соответствующей эффективности виброизоляции.

Таким образом, при нагружении подвески сиденья нагрузкой Р положительная жесткость упругого элемента, образованного центральными 9 и боковыми 8 сдвоенными пакетами пластин, суммируясь с отрицательной жесткостью корректирующего устройства 23 приводят к суммарной силовой характеристике с участком пониженной жесткости, протяженностью которого определяется протяженность участка отрицательной жесткости корректирующего устройства 23 по его силовой характеристике, а уровень участка пониженной жесткости суммарной силовой характеристики, то есть его высота соответствует воспринимаемой упругим элементом нагрузки Р, равной весу оператора транспортного средства. Это свойство дает, как следствие, у подвески малую жесткость и малую частоту собственных колебаний.

При необходимости корректировки частоты колебаний подвески сиденья, например, на 1 Гц производится вращение штурвалом 7 винта 6 (фиг. 1), при этом Т-образная стойка 5, жестко связанная с пластиной 4 (фиг. 1), движется по продольной оси подвески вдоль направляющих 2 неподвижного основания 1, поднимая или наоборот опуская корректирующее устройство 23. Величина этого поджатия определяет величину (протяженность) участка отрицательной жесткости на силовой характеристике корректирующего устройства 23. Выполнение же корректирующего устройства 23 из двух пакетов пластин с одинаковым их количеством в верхнем и нижнем пакетах (наборах), обеспечивает ему, при условии поджатия при одновременном воздействии нагрузки Р на подвеску, симметрию относительно обеих осей (горизонтальной и вертикальной), а блок 26 (фиг. 1) автоматически придает корректирующему устройству 23 предварительный прогиб, препятствующий появлению нежелательной несмежной формы равновесия при осуществлении поджатия.

Таким образом предложенная конструкция корректирующего устройства 23 позволяет при выполнении операции поджатия получить необходимую потерю устойчивости, что позволяет точно регулировать у подвески сиденья характеристики с участками почти нулевой жесткости на заданных уровнях нагрузки, что благоприятно сказывается на снижении общего уровня энергии колебаний посадочного места 19 (фиг. 1) подвески по вертикали относительно ее основания 1 за счет эффективности виброизоляции. Однако на практике вполне достаточно один раз при сборке подвески сиденья настроить необходимую величину поджатия, обеспечивающую, например 1 Гц, в виду того, что в дальнейшем при эксплуатации подвески частота собственных колебаний будет изменяться незначительно.

При максимальной нагрузке Р на упругий элемент подвески, образованный центральными 9 и боковыми 8 сдвоенными пакетами пластин выполняется соответствующая корректировка угла наклона центрального пакета 9, что вызывает с параллельным корректирующим устройством 23 образование более высокого уровня участка пониженной жесткости на силовой суммарной характеристике подвески по отношению к уровню аналогичного участка при минимальной нагрузке Р. При этом, как и при минимальной так и при максимальной нагрузках Р, суммарные жесткости подвески сиденья будут иметь малые величины, общая осадка остается без изменений, что позволяет подвеске реализовать хорошие и стабильные виброизоляционные свойства.

Как было отмечено выше, корректирующее устройство 23 (фиг. 2) в силу своих конструктивных особенностей обладает отрицательной жесткостью около положения его неустойчивого равновесия. Поэтому учитывая особенность стабильной осадки упругого элемента подвески, основным требованием при настройке на вес оператора является следующее условие: в нагруженном виде (оператор сидит на посадочном месте 19) обе стороны корректирующего устройства 23, например, точки А и Б (фиг. 1) должны находиться на одной нормали N-N (фиг. 1), параллельной неподвижному основанию 1. Данное условие реализовывает правильную настройку подвески сиденья на вес оператора. Осуществляется настройка вращением штурвалом 16 винта 15, что изменяет угол наклона (жесткость) центральных пакетов 9 упругого элемента, стабилизируя его осадку. При этом точка А (фиг. 1) одной из сторон корректирующего устройства 23, значительно возвышающаяся до приложения нагрузки над точкой Б другой его стороны, опускается вниз до уровня нормали N-N, проходящей через точку Б. Настройка на вес закончена.

При движении транспортных средств по местности на рабочем месте человека-оператора (посадочное место) проявляются не только вертикальные колебания, но и значительный угловой крен, обусловливающие повышенную энергию колебаний посадочного места относительно основания сиденья. При этом амплитуда углового крена достигает 5-6о. Все это связано между собой, так как является результатом реакции остова машины на одни и те же неровности дорожных фонов (Глузман И.А. исследования по выбору траектории движения посадочного места подрессорных сидений, в тезисах докладов научно-технического семинара Методы и результаты исследований условий труда на тракторах и сельхозмашинах, Минск, 1973.) По существующим рекомендациям и практике конструирования и эксплуатации самоходных машин траектория относительного перемещения посадочного места должна быть максимально приближена к чисто вертикальному перемещению, то есть совпадать с траекторией органов управления машиной, что диктуется требованиями безопасности и удобства управления машинами. Для реализации этого подвеска снабжена стабилизирующим устройством 27 и пневматическим демпфирующим устройством 28 (фиг. 1).

При нагружении подвески сиденья весом оператора упругий элемент ее осаживается, при этом жесткая связь 18 (фиг. 1) внутренней стороны центральных сдвоенных пакетов пластин 9 осуществляет вертикально-продольное, относительно продольной оси подвески, перемещение, описывая траекторию, близкую к параболической. Эту же траекторию описывает и шарнир стабилизирующего устройства 27 (фиг. 1) из трубок 32 и 33 (фиг. 3) с металлической П-образной связью 34. При этом происходит небольшое относительное перемещение трубки 35 в трубке 36 (фиг. 3) жесткой связи 34, компенсирующее несовпадение траекторий осадки жесткой связи 18 (фиг. 1, а) и П-образной связи 34, движущейся по переменному радиусу относительно шарниров жестких вертикальных стоек 31 (фиг. 3).

В результате жесткости стабилизирующего устройства 27 относительно продольной оси подвески, препятствующей скручиванию сдвоенных пакетов пластин, подвеска в целом выполняет осадку только по вертикали, что уменьшает общую энергию колебаний ввиду отсутствия углового крена посадочного места 19 (фиг. 1) относительно продольной оси подвески.

Существенное же уменьшение вибрационных колебаний посадочного места относительно основания 1 подвески путем рассеяния энергии колебаний, например, при движении транспортного средства, причем уже по вертикальному направлению, как единственно возможному направлению колебаний подвески ввиду наличия стабилизирующего устройства, выполняется пневматическим демпфирующим устройством 28 (фиг. 1), являющимся средством эффективного снижения коэффициентов передачи, особенно в режиме резонансов, то есть величин, характеризующихся отношением ускорений посадочного места 19 к ускорению основания 1 подвески К = (Фролов К.В. Вибрация в технике. Справочник, т. 6 М.: Машиностроение, 1981, с. 418), что способствует общему уменьшению энергии колебаний посадочного места 19. Характерно, что предлагаемая подвеска без пневматического демпфирующего устройства 28, имея частоту собственных колебаний около 1 Гц, обладает повышенными коэффициентами на резонансе по вертикали.

При входе подвески в режим резонансных колебаний, характеризующихся резким возрастанием амплитуд колебаний посадочного места 19 (фиг. 1) и, соответственно, его ускорений, относительно основания 1 подвески, пневматическое демпфирующее устройство 28 работает по принципу гидравлического демпфера (гидроцилиндра) то есть в режиме вязкого трения, упруго, с относительно малой вязкостью (сопротивлением) осаживается вместе с подвеской сиденья на прямом ходу то есть вниз, и с повышенной вязкостью поднимается также с подвеской на обратном ходу, то есть вверх. Эффект относительно малой вязкости хода реализуется за счет перетечки определенного объема воздуха из внутреннего объема пневматического демпфирующего устройства 28 (фиг. 1) и в атмосферу через отверстие 30 (фиг. 1) в его верх прямоугольной пластины 37 (фиг. 4).

При этом лепестковый обратный клапан 41 (фиг. 4) приподнимается потоком воздуха из отверстия 30. Эффект повышенной вязкости при обратном ходе (по аналогии с типовыми гидроцилиндрами серии а.с. 20-075 серийно выпускаемых подвесок сидений) реализуется обратным лепестковым клапаном 41 (фиг. 4), плотно прижимаемым обратным потоком воздуха из атмосферы в отверстие 30 пневматического демпфирующего устройства 28 (фиг. 1) имеющим отверстие 42 (фиг. 4) уменьшенного диаметра. Проход воздуха через отверстие 42 малого диаметра позволяет резко поднять вязкость демпфирования на обратном ходу подвески.

Обеспечение пневматическим демпфирующим устройством 28 эффектов относительно малой вязкости на прямом ходу и относительно большой вязкости на обратном ходу подвески позволяет наиболее эффективно "срывать" возрастание амплитуд колебаний и ускорений посадочного места 19 (фиг. 1) по отношению к основанию 1 подвески сиденья.

Во избежание возможности существенного ухудшения виброизоляции в зарезонансной зоне амплитудно-частотной характеристики подвески сиденья с пневматическим демпфирующим устройством 20, отверстие 30 (фиг. 1 а) оптимизитровано до размера, позволяющего качественно выполнять виброизоляцию на регламентированных амплитудно-частотных диапазонах кинематического возбуждения колебаний, сохраняя при этом одинаково высокую эффективность снижения энергии колебаний посадочного места 19 относительно основания 1 подвески (фиг. 1 а), что особенно важно при эксплуатации транспортных средств.

Наличие проволочного каркаса 29 (фиг. 1) предотвращает образование эффекта вздутия боковых поверхностей пневматического демпфирующего устройство 28, снижающего эффективность демпфирования, одновременно придавая пневматическому демпфирующему устройству 28 за счет образования гофры привлекательный внешний вид и возможность полного компактного складывания поверхностей демпфирующего элемента 40 (фиг. 4) при полной осадке сиденья.

Таким образом предлагаемая подвеска сиденья имеет более низкую энергию колебаний посадочного места 19 (фиг. 1) сиденья относительно его основания 1.

Формула изобретения

ПОДВЕСКА СИДЕНЬЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая посадочное место, неподвижное основание, упругий элемент, состоящий из плоских пластин, корректирующее устройство и устройство регулировки несущей способности подвески, отличающаяся тем, что она снабжена стабилизирующим и пневматическим демпфирующим устройствами, при этом упругий элемент выполнен в виде разнесенных по горизонтали в поперечном направлении сдвоенных пакетов пластин - четного числа боковых, расположенных под одинаковым восходящим углом к горизонтали, и четного числа центральных, жестко соединенных с внутренней стороны между собой и посадочным местом и расположенных под различными углами к горизонтали, боковые пластины с наружной и внутренней сторон соединены жесткой связью, в каждом из сдвоенных пакетов пластин число пластин нижнего набора больше числа пластин верхнего набора, нижние и верхние пластины жестко соединены между собой и расположены с зазором одна относительно другой, корректирующее устройство образовано двумя пакетами стальных пластин с одинаковым их количеством, между которыми расположен резиновый блок, содержащий более длинную центральную и равные по длине боковые части, при этом пакеты стальных пластин по краям стянуты вертикальными стяжками, одна из сторон корректирующего устройства жестко связана с устройством поджатия, упругий элемент выполнен с устройством регулировки несущей способности подвески, а внутренняя сторона боковых пакетов пластин упругого элемента подвески жестко соединена с основанием, наружная сторона его центральных пакетов пластин шарнирно соединена с наружной жесткой связью боковых пакетов, причем боковые и центральные пакеты упругого элемента выполнены с одинаковыми размерами, сумма количества пластин в центральных пакетах равна сумме количества пластин в боковых пакетах, а жесткая связь внутренней стороны боковых пакетов образована основанием подвески, при этом устройство регулировки несущей способности подвески выполнено в виде двух полок, верхняя из которых выполнена со сквозным круглым отверстием, а нижняя с отверстием эллипсной формы, продольная ось которого соосна с продольной осью подвески, причем оба отверстия выполнены соосными для прохождения регулировочного винта со штурвалом, выполненного с двумя ограничителями, расположенными по обе стороны верхней полки, под нижней полкой на винт навернута гайка, имеющая не менее двух плоскостей, а на нижней полке с двух сторон расположены Г-образные скобы, препятствующие вращению гайки и ее перемещению относительно винта, при этом шарниры жестко соединены верхней полкой, нижняя полка жестко соединена с жесткой связью наружной стороны боковых пакетов пластин упругого элемента, при этом другая сторона корректирующего устройства жестко соединена с внутренней стороной центральных пакетов пластин упругого элемента, основание подвески выполнено с двумя направляющими вдоль его боковых сторон, а в центре одной из его других сторон выполнена пята со сквозным отверстием, в направляющих основания установлена пластина с возможностью продольного перемещения, по центру одной из ее сторон установлена Т-образная стойка, в нижней вертикальной части которой выполнено резьбовое отверстие, расположенное соосно с первым для прохождения винта со штурвалом, причем винт снабжен двумя ограничителями, расположенными по обе стороны пяты, а горизонтальная полка Т-образной стойки жестко соединена с соответствующей стороной корректирующего устройства, стабилизирующее устройство выполнено из двух частей, одна из которых представляет собой жесткие вертикальные металлические стойки, нижней частью жестко закрепленные на неподвижном основании подвески, а другая часть представляет собой шарнир, выполненный из двух расположенных одна в другой трубок, причем концы трубки меньшего диаметра жестко соединены с металлической связью, образуя П-образную конструкцию, свободные концы связи шарнирно соединены с жесткими вертикальными металлическими стойками стабилизирующего устройства, при этом наружная поверхность трубки большего диаметра шарнира жестко соединена с внутренней стороной центральных сдвоенных пакетов пластин упругого элемента подвески, а пневматическое демпфирующее устройство выполнено из двух пластин, верхней и нижней с отбортовкой, и демпфирующего элемента из герметичного прочного и упругого материала, натянутого на проволочный каркас с образованием гофрированной поверхности, герметично прикрепленной к отбортовке пластин, причем верхняя пластина имеет отверстие для прохождения воздуха, над которым расположен закрепленный одной частью на пластине обратный лепестковый клапан из упругого материала с отверстием, диаметр которого меньше диаметра отверстия в верхней пластине, а на гофрированной поверхности выполнены два отверстия, в которых герметично расположены верхняя и нижняя полки устройства регулировки несущей способности подвески, при этом нижняя пластина жестко соединена с неподвижным основанием подвески, а верхняя пластина жестко соединена с посадочным местом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4