---

Должно быть известно влияние окружающей температуры и влажности на характеристики всех приборов. Приборы должны работать в температурных пределах, обеспечивающих требуемую точность.

7.5.2. Подготовка аппаратуры к испытаниям

Рекомендуется, чтобы отбор аппаратуры для фактических условий испытаний проводил персонал, имеющий специальную подготовку, и чтобы испытания вели только опытные специалисты, знакомые с современными методами измерения и анализа случайных вибраций.

Многоприборные измерительные схемы следует проверять на соответствие уровней сигнала, оконечное сопротивление между зажимами и длину кабелей.

Общую чувствительность измерительной схемы к ускорению следует проверять методом, основанным на применении наклоняемой опоры при статической калибровке датчиков ускорения. Отклонение измерительной оси датчика от вертикального положения на 180° обеспечивает изменение его выходного сигнала от одного крайнего значения до другого, соответствующее изменению входного сигнала ускорения на 19,61 м/с² (2g). Измерительную ось акселерометра следует устанавливать вертикально и с поворотом на 180° с отклонениями не более чем на ±4°, а максимальное изменение выходного напряжения измерять с погрешностью не более ±0,5 %. Данную калибровку выполняют и регистрируют перед началом и после окончания каждой серии испытаний и повторяют с определенными интервалами в течение одной и той же серии, если она включает большое число испытаний. Результаты каждой такой калибровки сравнивают с данными внутренней электронной калибровки всей измерительной схемы.

Датчик для измерения вибрации, передаваемой оператору, не обязательно снимать с установочного приспособления-диска (п. 7.2.1), если измерительную ось датчика можно располагать в нужном направлении с соблюдением предписанных допусков.

Для описанного метода калибровки необходимо определять чувствительность измерительной схемы при нулевой частоте.

Непосредственно перед началом и сразу после окончания каждого испытания проверяют внутреннюю электронную калибровку всей измерительной схемы и выполняют коррекцию, необходимую для сохранения требуемой точности измерений.

Выходной сигнал от усилителя каждого акселерометра выводят на нуль с использованием соответствующих методов балансировки при установке акселерометров в испытательную позицию между сиденьем и сидящим оператором, а также на основании сиденья или испытательном стенде.

Непосредственно перед началом и сразу после окончания каждого испытания регулируют нулевой сигнал на выходе всей измерительной схемы.

8. ВИБРОСТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ

8.1. Физические характеристики

Стенд для испытаний должен, как минимум, иметь электрогидравлическую систему управления с обратной связью и степенью свободы в направлении a_z. Динамическая характеристика стенда должна обеспечивать возможность сообщения основанию занятого сиденья колебаний в соответствии с определенным испытательным спектром.

Передаточные характеристики стенда могут быть компенсированы в процессе синтеза командного входного сигнала с целью удовлетворения выходных требований к спектральной плотности и плотности распределения амплитуд ускорений a_z у основания сиденья. Для получения командного сигнала, обеспечивающего на выходе спектральную плотность PSD и плотность распределения амплитуд ускорений PDF у основания сиденья, допускается использовать любой подходящий метод с применением цифровых или аналоговых устройств.

Подвижная часть вибростенда должна содержать площадку, на которой размещаются основание стенда и плоская подставка для ног оператора. Стенд должен обеспечивать принудительное движение площадки строго в вертикальном направлении и быть свободным от резонансных явлений и нелинейностей, которые могли бы вызвать искажения выходного вибрационного процесса в степени, превышающей корректирующую способность системы компенсации сигнала.

Схема вибростенда для испытаний сиденья оператора

1-типичная установка на машине; 2 - типичное расположение на машине; 3 - контрольная точка сиденья SIP

Черт. 5

Бели площадка установлена на рычаге, как показано на черт. 5, расстояние от точки опоры рычага до контрольной точки сиденья (SIP) должно быть не менее 2000 мм.

8.2. Рекомендации по безопасности конструкции

Если ускорение у основания сиденья по какой-либо причине превысит 15 м/с², испытательный вибростенд следует снабдить надежным устройством автоматической остановки.

Желательно, чтобы это устройство было гидравлическим, например предохранительный клапан выключения подачи и (или) клапан ограничения нагрузки на поршень исполнительного цилиндра гидропривода стенда. Если в качестве чувствительного элемента устройства безопасности используется датчик ускорения, то его сигнал должен, проходить через низкочастотный фильтр с критической частотой 20 Гц во избежание автоматического отключения стенда в результате появления высокочастотных составляющих, лежащих за пределами возможностей гидропривода вибростенда. Если испытательный стенд снабжен приводом негидравлического типа, следует применять соответствующие устройства безопасности.

Насос и (или) сервоклапаны следует подбирать таким образом, чтобы скорость стенда не превышала 1,3 м/с, аккумулятор должен иметь минимальные размеры, обеспечивающие требуемую характеристику системы.

К оператору, занимающему испытуемое сиденье, а также к оператору, управляющему испытательным оборудованием, должны быть выведены аварийные выключатели, отсекающие энергопитание гидравлического контура и выключающие клапан разгрузки гидросистемы от давления.

При всех испытаниях вибровозбуждение следует увеличивать медленно, чтобы иметь возможность прекратить испытания по просьбе оператора, занимающего сиденье.

8.3. Технические характеристики

Технические характеристики приводятся для оказания помощи при выборе испытательного вибростенда.

Максимальную толкающую силу вибратора рекомендуется выбирать в 1,5 раза большей, чем масса платформы, сиденья и испытуемого оператора.

Диапазон рабочих частот - 0,5-20 Гц.

Ход поршня - не менее 175 мм (плюс допуск для переменной составляющей при нулевой частоте вибрации).

9. ОБЪЕКТЫ ИСПЫТАНИЙ

9.1. Испытуемые сиденья

Испытуемое сиденье оператора должно соответствовать серийно выпускаемым (или намечаемым к серийному выпуску) сиденьям по конструкции, статистическим и вибрационным характеристикам и другим свойствам, которые могут оказать влияние на результаты виброиспытаний.

Высота установки сиденья над площадкой вибростенда должна соответствовать реальной установке на машине.

Сиденья, имеющие подвеску, должны перед испытаниями пройти обкатку в условиях, указанных изготовителем. Если условия изготовителем не указаны, то продолжительность обкатки перед испытаниями должна составлять 5 ч.

При этом на сиденье помещают груз массой 75 кг, например мешки со свинцовой дробью, и подают синусоидальный входной вибросигнал частотой, примерно соответствующей частоте собственных колебаний подвески, с амплитудой, вызывающей перемещение подвески на полный ход. В процессе обкатки необходимо следить за тем, чтобы не перегревался амортизатор подвески.

Сиденье должно быть отрегулировано в соответствии с ростом и массой испытуемого оператора согласно инструкции изготовителя.

9.2. Испытуемые операторы

К испытаниям привлекают двух испытуемых операторов: одного общей массой 55 кг (0 %; +10 %), из которых не более 5 кг могут приходиться на грузовой пояс, охватывающий талию; другого общей массой 98 кг (0 %; +10 %), из которых не более 8 кг могут приходиться на грузовой пояс.

Испытуемый оператор должен сидеть на сиденье в естественной позе, поставив ступни ног на площадку и сложив руки на коленях. Если на площадке смоделировано рулевое колесо, его размещение должно соответствовать реальной установке на машине и руки оператора должны лежать на рулевом колесе в позиции, типичной дли работы на машине. Операторы должны пройти соответствующую тренировку для обеспечения пассивного поведения относительно сиденья в процессе всех испытаний.

Примечание. Если нет возможности подобрать испытуемого оператора массой 98 кг, допускается привлекать к испытаниям оператора меньшей массы с использованием дополнительного груза массой не более 15 кг для обеспечения общей массы 98 кг (0 %; +10 %). Дополнительный груз следует распределять поровну между грузовым поясом и жилетом (или наплечными ремнями). Если результат испытаний по п. 11.3.4 для такого испытуемого окажется на границе приемлемого уровня по п. 1.2, то этот результат должен быть признан отрицательным. В протоколе испытаний должны быть приведены подробные сведения о применяемом дополнительном грузе.

10. ВХОДНОЙ ВИБРАЦИОННЫЙ СИГНАЛ

10.1. Классы машин

Классы машин по вибрационным характеристикам приведены в табл. 2.

В каждый класс входит широкий круг машин разных типоразмеров. Вибрационные характеристики по п. 10.2 являются огибающими, построенными на основании статистических данных для машин разных типоразмеров, входящих в определенный класс, что позволяет по результатам одного испытания сделать вывод о пригодности одного сиденья для использования на любой машине этого класса.

Таблица 2

Классы машин

Примечание. По результатам будущих исследований в таблицу могут быть внесены дополнительные классы (например, автогрейдеры, экскаваторы-погрузчики).

10.2. Вибрационные характеристики

Вибрационные характеристики для машин каждого класса приведены на черт. 6-9. Точные уравнения для всех кривых спектральной плотности ускорении, изображенных на черт. 6-9, приведены в табл. 3. Эти кривые, соответствующие упомянутым уравнениям, построены на основании заданных значений, которые нужно воспроизвести у основания сиденья при случайном вибронагружении во время испытании по п. 11.3.

10.2.1. Входные уровни вибрации при испытаниях и допустимые отклонения спектральной плотности фактически полученного испытательного вибросигнала у основания сиденья приведены в табл. 4.

Класс 1, истинное среднее квадратическое ускорение 2,35 м/с²

Черт. 6

Класс 2, истинное среднее квадратическое ускорение 2,05 м/с²

Черт. 7

Класс 3, истинное среднее квадратическое ускорение 1,90 м/с²

Черт. 8

Класс 4, истинное среднее квадратическое ускорение 1,60 м/с²

Черт. 9

Таблица 3

Примечание. Буквами HP и LP обозначены фильтра пропускания верхних и нижних частот (соответственно) конструкции Баттерворта. Цифровые индексы возле буквенных обозначений указывают падение характеристики фильтра в дБ/октава.

Следовательно, таблица полностью определяет свойства полосовых фильтров как по частотам, так и по падению характеристик.

10.2.2. Для получения требуемых характеристик спектральной плотности PSD и средних квадратических значений ускорении у основания сиденья и процессе испытаний со случайным вибронагружением допускается использовать любые способы, в том числе применять двойные интеграторы, генераторы аналогового сигнала с фильтрами либо цифровые генераторы сигнала с аналого-цифровыми преобразователями.

Формулы для кривых спектральной плотности PSD

Класс 1: PSD = 5,30 (HP₂₄)²(LP₂₄)².

Класс 2: PSD = 2,72 (HP₂₄)²(LP₂₄)².

Класс 3: PSD = 1,11 (HP₂₄)²(LP₆)².

Класс 4: PSD = 0,79 (HP₁₂)²(LP₁₂)².

В вышеприведенных формулах

_{f - частота, Гц;}

F_c - граничная частота фильтра, Гц.

10.2.3. В табл. 4 представлены плотности распределения, которым должны удовлетворять случайные вибросигналы у основания сиденья в процессе испытаний.

Таблица 4

Уровни входного испытательного сигнала и допустимые отклонения