Введение
1. Анализ состояния проблемы виброзащиты человека-оператора. цель и постановка задач 7
1.1. Влияние вибрации на организм человека-оператора (машиниста локомотива) 7
1.2. Анализ основных направлений виброзащиты динамических объектов 13
1.2.1. Пассивные системы виброзащиты 18
1.2.2. Активные виброзащитные системы 24
1.2.3. Особенности виброзащитных систем с компенсирующим устройством 30
1.3. Результаты практического внедрения виброзащитных систем, основанных на принципе компенсации внешних возмущений, на электровозах, автомобилях и тракторах 34
1.4. Краткий обзор работ по применению механических систем с компенсирующим устройством, для виброзащиты «человека-оператора» 37
1.5. Цель и задачи исследования 44
2. Идентификация возмущающих воздействий на электропоезде эр2 в месте установки кресла машиниста 46
2.1. Возмущающие факторы, действующие на подвижной состав в вертикальной плоскости 46
2.2. Математическая модель вертикальных колебаний электропоезда ЭР2 49
2.3. Представление возмущающих факторов на рабочем месте локомотивной бригады 58
2.3.1. В вертикальной плоскости симметрии 58
2.3.2. В горизонтально-поперечной плоскости симметрии 62
3. Проектирование системы виброзащиты машиниста 66
3.1. Выбор компенсирующего устройства и расчет его конструктивных параметров 66
3.2. Идентификация упруго диссипативных характеристик упругого подвеса в вертикальной плоскости колебаний 77
3.2.1. Методика проведения экспериментальных исследований 77
3.2.2. Представление упруго диссипативных характеристик виброзащитного кресла 78
3.3. Выбор горизонтальных опор 87
3.4. Идентификация упруго диссипативных характеристик резиновых шайб в горизонтально-поперечной плоскости колебаний 92
3.4.1. Методика проведения испытаний 92
3.4.2. Определение упругодиссипативных параметров кресла машиниста в горизонтально-поперечной плоскости симметрии 94
4. Математическое моделирование пространственных колебаний кресла машиниста 97
4.1. Общая характеристика методов исследования нелинейных механических систем 97
4.2. Математическая модель нелинейной механической системы 100
4.2.1. Вынужденные колебания в вертикальной плоскости симметрии кузова электропоезда 100
4.2.2. Вынужденные колебания в горизонтально-поперечной плоскости симметрии кузова электропоезда 103
4.3. Линеаризация нелинейных характеристик виброзащитной системы 105
4.3.1. Представление силовой характеристики компенсирующего устройства 106
4.3.2. Представление силовой характеристики резиновых опор 108
4.4. Действие узкополосного случайного внешнего возмущения на виброзащитное кресло в вертикальной плоскости 109
4.4.1. Представление узкополосного сигнала с помощью фильтра 109
4.4.2. Идентификация параметров на фильтре 110
4.4.3. Определение среднеквадратических отклонений на фильтре 112
4.4.4. Прохождение узкополосного случайного сигнала через линейную механическую систему 115
4.4.5. Прохождение узкополосного случайного сигнала через нелинейную механическую систему с компенсирующим устройством 119
4.4.6. Прохождение поперечного узкополосного случайного сигнала через нелинейную систему виброзащиты с горизонтальными порами 123
4.5. Определение среднеквадратических значений виброускорений на рабочем месте машиниста 127
4.5.1. Вертикальные виброускорения 127
4.5.2. Поперечные виброускорения 132
5. Натурно-экспериментальные исследования виброзащитного кресла машиниста с компенсирующим устройством на электропоезде ЭР2 136
5.1. Общие сведения об аппаратно-программном комплексе CONAN 136
5.2. Программа и результаты испытаний виброзащитного кресла машиниста на натурном объекте (электропоезде ЭР 2) 138
5.3. Проверка модели на адекватность 145
5.3.1. Вертикальные колебания 146
5.3.2. Поперечные колебания 149
6. Оценка социально-экономической эффективности улучшения условий труда машиниста локомотива по вибрационному фактору 153
6.1. Основные положения 153
6.2. Определение инвестиций на создание виброзащитного кресла 154
6.2.1. Расчет затрат на проектирование виброзащитного кресла с компенсирующим устройством 154
6.2.2. Расчет затрат на изготовление опытного образца виброзащитного кресла 157
6.2.3. Расчет затрат на испытания виброзащитного кресла 159
6.3. Определение социально-экономической эффективности 160
6.3.1. Оценка социальной эффективности 160
6.3.2. Оценка экономической эффективности 162
6.3.3. Определение социально-экономической эффективности от внедрения виброзащитного кресла 163
Выводы по работе 166
Список использованных источников 166
Приложение 180
