---

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Машины землеройные

СИДЕНЬЕ ОПЕРАТОРА.
ПЕРЕДАВАЕМАЯ ВИБРАЦИЯ.

ГОСТ 27259-87
(ИСО 7096-82)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Срок действия с 01.01.88
до 01.01.93

1. НАЗНАЧЕНИЕ

Настоящий стандарт устанавливает методы измерения и оценки, а также приемлемый уровень общей вибрации, передаваемой сиденьем телу оператора в процессе лабораторного моделирования вертикальной вибрации машины.

2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Стандарт распространяется на сиденья, устанавливаемые на землеройные машины указанных в стандарте классов, каждый из которых представляет собой группу машин, сходных по вибрационным характеристикам (см. табл. 2).

3. ССЫЛКИ

3.1. Ссылочные документы приведены в обязательном приложении.

4. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Моделируемая в лабораторных условиях вертикальная вибрация машины, которая устанавливается настоящим стандартом в качестве входного сигнала, подаваемого при испытаниях на сиденье оператора, получена на основании данных измерений вибрации машин, работающих в типичных тяжелых условиях эксплуатации. Входной испытательный сигнал для какого-либо класса машин представляет собой огибающую результатов, полученных для машин данного класса, поэтому режим лабораторных испытаний является более тяжелым, чем типичный вибрационный режим конкретной машины.

Установленные настоящим стандартом требования к испытаниям, измерительной аппаратуре и методам оценки обеспечивают возможность проведения измерений и регистрации данных с приемлемой точностью.

Оценку вибрации проводят в соответствии с требованиями ИСО 2631. Оценка включает методы взвешивания уровня вибрации при различных частотах для учета частотной чувствительности оператора.

Примечание. Настоящий стандарт не устанавливает методов оценки вибрации, воспринимаемой ногами оператора, находящимися на платформе рабочего места или на педалях, или его руками, находящимися на рулевом колесе или рычагах управления.

5. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Термины настоящего стандарта, в основном, соответствуют ИСО 2041. Дополнительные термины, применяемые в настоящем стандарте, определены ниже.

5.1. Общая вибрация - вибрация, передаваемая всему телу сидящего оператора.

5.2. Сиденье оператора - часть машины, предназначенная служить опорой для сидящего оператора, включающая и систему подвески сиденья.

5.3. Частотный анализ - определение амплитуды вибрации как функции частоты.

5.4. Период измерения - период времени, в течение которого получены записи вибрации для анализа.

6. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

а - мгновенное ускорение;

a_t - среднее квадратическое значение ускорения в пределах третьоктавной полосы со среднегеометрической частотой f;

а_w - частотно-взвешенный сигнал ускорения;

а_wf - взвешенное среднее квадратическое ускорение, вычисленное по п.п. 7.4.1, 7.4.2 или 7.4.3 настоящего стандарта;

а_wfВ = а_wf у основания сиденья (п. 7.2.2);

а_wfs = а_wf на диске, помещенном на сиденье (п. 7.2.1);

В_е - полоса частот разрешения при частотном анализе, Гц;

f - частота;

Т - продолжительность анализа, с;

W_f - безразмерный весовой коэффициент, зависящий от частоты;

g - ускорение свободного падения по международному соглашению принятое равным 9,80665 м/с² на уровне моря;

rms - среднее квадратическое значение;

PSD - спектральная плотность, равная отношению среднего квадрата ускорения к ширине полосы пропускания фильтра, (м/с²)/Гц;

PDF - плотность распределения амплитуд ускорения;

SIP - контрольная точка сиденья (см. ИСО 5353).

7. АППАРАТУРА

Приводимые технические требования к измерительным приборам и аппаратуре для анализа относятся к лабораторным испытаниям сиденья на вибростенде. Требования, отмеченные звездочками (*...*), введены с целью расширения технических требований для использования при полевых испытаниях машин.

7.1. Датчики ускорений

Для восприятия вибрации, передаваемой оператору, необходимо применять датчик ускорения (акселерометр), установленный на приспособлении по п. 7.2.1. Акселерометр и соединенный с ним усилитель должны быть пригодными для измерения средних квадратических уровней ускорения в диапазоне 0,1 - 10 м/с² при значении амплитудного фактора не более 3.

Акселерометр и усилитель, надлежащим образом откалиброванные для испытаний, должны обеспечивать измерения с погрешностью не более ±2,5 % фактического среднего квадратического уровня вибрации в диапазоне частот 0,8 - 40 Гц (*и не более ±6,0 % фактического среднего квадратического уровня вибрации в диапазоне частот 40-80 Гц*) при вычислении по техническим характеристикам аппаратуры с учетом фактических условий испытаний. Резонансная частота акселерометра должна быть выше 300 Гц. Акселерометр должен без повреждения выдерживать мгновенные уровни ускорения до 100 м/с².

Для измерения вибрации у основания сиденья необходимо применять акселерометр того же типа, имеющий такое же отношение сигнал/шум и удовлетворяющий вышеприведенным требованиям.

7.2. Установка датчика

7.2.1. Вибрация, передаваемая оператору

Акселерометр, воспринимающий вибрацию, передаваемую оператору, должен быть закреплен в середине тонкого диска диаметром (250±50) мм, помещенного между сидящим оператором и подушкой сиденья. Допускается использовать как жесткий, так и полужесткий диски, однако полужесткий диск рекомендуется главным образом для мягкой или облегающей подушки сиденья. Резонансная частота диска должна быть выше верхнего предела диапазона измеряемых частот. Конструкции дисков показаны на черт. 1 и 2. Диск помещают на сиденье таким образом, чтобы акселерометр располагался между седалищными буграми, и ось его была параллельна измерительной оси а_z (черт. 3). Для сохранения позиции диска его фиксируют при помощи липкой ленты или другим аналогичным способом.

Конструкция жесткого диска с прикрепленным в середине акселерометром в сборе

Черт. 1

Конструкция полужесткого диска из формированной резины (твердостью 80-90 по шкале A твердомера), пластмассы и т.д.

1 - углубление для акселерометра; 2 - тонкий металлический диск для установки акселерометра и увеличения жесткости средней части

Черт. 2

7.2.2. Вибрация у основания сиденья

Для измерения вибрации у основания сиденья акселерометр закрепляют к жесткому элементу конструкции испытательного стенда или основания сиденья. Акселерометр располагают в пределах вертикальной проекции подушки сиденья в точке, удаленном не более чем на 100 мм от вертикальной продольной плоскости, проходящей через центр сиденья, причем ось акселерометра должна быть параллельна измерительной оси a_z (черт. 3).

Если испытательный вибростенд имеет рычажную конструкцию, подобно изображенной на черт. 5 (п. 8.1), то акселерометр для измерения вибрации у основания сиденья должен быть на таком же расстоянии от точки опоры рычага (с отклонением не более ±20 мм), что и акселерометр на диске, помещаемом на сиденье.

7.3. Электронный магнитограф

Электрические сигналы от датчиков можно регистрировать на магнитной ленте для последующего анализа. Откалиброванный для испытаний магнитограф должен обеспечивать воспроизведение с погрешностью не более ±3 % среднего квадратического значения общего сигнала в диапазоне частот 1-80 Гц при вычислении по техническим характеристикам аппаратуры с учетом фактических условий испытаний. Рекомендуется применять магнитографы, соответствующие требованиям действующих стандартов в части регулировочных характеристик и искажения сигнала.

Измерительная ось Z направлена от ягодиц к голове

Черт. 3

7.4. Частотное взвешивание

Частотное взвешивание допускается осуществлять любым из трех способов:

дискриминационным анализом ускорения при делении диапазона частот на фиксированные частоты, взвешивания уровней на отдельных частотах и рекомбинации;

анализом уровней ускорения по третьоктавным полосам, взвешивания уровней в отдельных полосах и рекомбинации или же непосредственным применением электрических фильтров при широкополосном измерении сигнала. Ниже описаны все три метода в порядке уменьшения точности (имеется в виду точность, получаемая при практическом применении анализирующей аппаратуры).

7.4.1. Метод фиксированных частот

Каждый вибрационный процесс в записи на магнитной ленте либо вибрационный сигнал, если магнитограф не применяется, делят на уровни ускорения, соответствующие фиксированным частотам в диапазоне 1-20 Гц (*до 80 Гц*) при помощи существующих методов дискриминации. Время выборки Т в секундах и разрешающая способность В_е в герцах должны удовлетворять следующим требованиям: 2В_еТ ≥ 140; В_е ≤ 0,3 Гц.

Характеристика фильтра в режиме вертикальной вибрации А_г

Черт. 4

Средний квадрат показаний времени по цифровому преобразователю (временная область) следует сравнивать со средним квадратом спектральной оценки (частотная область). Если эти значения отличаются друг от друга, то следует пересмотреть методику измерений и исправить возможные ошибки, например неподходящий масштаб, неправильно выбранный поправочный коэффициент для данного временного окна или же ошибки программы.

Средние квадратические значения уровней, соответствующие фиксированным частотам, умножают на весовые коэффициенты, рассчитанные для каждой среднегеометрической частоты вертикальной вибрации (черт. 4). Взвешенное значение ускорения а_wf вычисляют как корень квадратный из суммы квадратов взвешенных уровней ускорения на фиксированных частотах в диапазоне 1-20 Гц (*до 80 Гц*).

7.4.2. Метод анализа по третьоктавным полосам частот

Каждый вибрационный процесс в записи на магнитной ленте либо вибрационный сигнал, если магнитограф не применяется, разлагают на составляющие ускорения по третьоктавным полосам со среднегеометрическими частотами, указанными в табл. 1 (получены при помощи экстраполяции данных (МЭК 225)). Среднее квадратическое значение каждого составляющего ускорения а_f усредняют за промежуток времени, выделенный для измерений. Значения для третьоктавных полос умножают на весовые коэффициенты W_f по табл. 1, после чего для каждой записи процесса вычисляют взвешенное ускорение а_wf по формуле

Таблица 1

Весовые частотные коэффициенты
(в соответствии с ИСО 2631)

Для того, чтобы выполнялось условие 2В_еT ≥ 140, минимальное время выборки должно составлять 300 с.

7.4.3. Метод измерения взвешенного уровня широкополосной вибрации

Данный метод, если его применяют для непосредственного получения взвешенного уровня вибрации, предусматривает применение электронной взвешивающей схемы, встраиваемой между датчиком ускорения и блоком интегрирования по времени. Взвешивающая схема должна вносить уменьшение коэффициента передачи, соответствующее кривой черт. 4 для вертикальной вибрации a_z. Уменьшение коэффициента передачи не должно отличаться от этой кривой более чем на ±1 дБ для частотного диапазон. 1,1 - 10 Гц и более чем на ±2 дБ - для других частот. Блок интегрирования должен обеспечивать взятие интеграла от квадрата взвешенного ускорения а_w с пределом интегрирования, равным времени испытательного пробега Т

Минимальное время выборки Т 300 с.

7.5. Калибровка

7.5.1. Общие положения

Для ознакомления с рекомендуемыми правилами применения аппаратуры и мерами предосторожности следует изучать инструкции по эксплуатации и другую сопроводительную документацию, прилагаемую изготовителем приборов. Всю измерительно-анализирующую схему в целом следует подвергать регулярной калибровке, проводимой метрологами с соблюдением рекомендаций изготовителя по регулировке и применению отдельных составных частей оборудования.

Датчики ускорения следует калибровать в соответствии с принятыми методами. В частности, метод калибровки должен обеспечивать проверку того, что чувствительность схемы к ускорению в зависимости от изменения изменяется меньше чем на ±2,5 % среднего значения в диапазоне частот 0-40 Гц и меньше чем на ±6,0 % среднего значения в диапазоне частот 0-80 Гц.