Một phương pháp thí nghiệm đánh giá độ êm dịu của xe lu rung

Dao động là một những nguyên nhân chính gây ra bệnh nghề nghiệp cho người điều khiển xe lu rung. Bài báo này trình bày một phương pháp thí nghiệm xác định dao động của ghế ngồi người lái xe lu rung bánh đơn trong một số điều kiện hoạt động. Kết quả đo được phân tích, đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 2631-1 (1997-E). Kết quả đánh giá cho thấy độ êm dịu của xe chưa thỏa mãn được tiêu chuẩn ISO, đồng thời nó cũng không đảm bảo được thời gian yêu cầu làm việc 4 giờ của người điều khiển khi xe hoạt động. Ngoài ra kết quả này có thể căn cứ về mặt thực nghiệm cho thiết kế tối ưu hệ thống đệm cách dao động cabin xe lu rung
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Một phương pháp thí nghiệm đánh giá độ êm dịu của xe lu rung Lê Văn Quỳnh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 118(04): 55 - 59 MỘT PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ ĐỘ ÊM DỊU CỦA XE LU RUNG Lê Văn Quỳnh*, Nguyễn Khắc Tuân Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Dao động là một những nguyên nhân chính gây ra bệnh nghề nghiệp cho người điều khiển xe lu rung. Bài báo này trình bày một phương pháp thí nghiệm xác định dao động của ghế ngồi người lái xe lu rung bánh đơn trong một số điều kiện hoạt động. Kết quả đo được phân tích, đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 2631-1 (1997-E). Kết quả đánh giá cho thấy độ êm dịu của xe chưa thỏa mãn được tiêu chuẩn ISO, đồng thời nó cũng không đảm bảo được thời gian yêu cầu làm việc 4 giờ của người điều khiển khi xe hoạt động. Ngoài ra kết quả này có thể căn cứ về mặt thực nghiệm cho thiết kế tối ưu hệ thống đệm cách dao động cabin xe lu rung. Từ khóa: Xe lu rung, thí nghiệm, độ êm dịu, tiêu chuẩn quốc tế, đánh giá. GIỚI THIỆU* Độ êm dịu là một thông số rất quan trọng khi thiết kế xe lu. Ngày nay, độ êm dịu của xe thường được xác định và đánh giá bằng phương pháp mô phỏng số và thí nghiệm. Sử dụng phương pháp thí nghiệm đã được các nhà nghiên cứu trên thế giới tiến hành nghiên cứu từ rất sớm, GS. Wu Guoliang và các cộng sự (1987) đã tiến hành đo và đánh giá độ êm dịu hoạt động xe lu rung CA25 thông qua tiêu chuẩn đánh giá quốc tế [9] và đến sau đó một số tác giả như Zeng Xianke và cộng sự (1990 )[10]; Beck L và cộng sự (2003) [2]; Ario Kordetansi và cộng sự (2010) [1]; Hou Jingnu và cộng sự (2011) [5], các công bố này đều tiến hành đo và kết quả đo được phân tích đánh giá theo tiêu chuẩn ISO2631-1 (1997-E) [4]. Tuy nhiên, công trình này chưa chỉ rõ được thời gian gây mệt mỏi - giảm hiệu suất làm việc của người điều khiển mà chỉ đánh giá độ êm dịu thông qua gia tốc dao động bình phương trung bình, điều đó sẽ không đánh hết ảnh hưởng của điều kiện hoạt động đến hiệu suất làm việc của người điều khiển. Mục tiêu chính của nghiên cứu này là xây dựng phương pháp thí nghiệm nhằm xác định mức độ dao động của ghế ngồi và thời gian gây mệt mỏi giảm năng suất lao động của người lái khi điều khiển xe lu rung bánh lu đơn trong một số điều kiện hoạt động. Các kết quả đo được so sánh với tiêu chuẩn ISO26311(1997-E). * CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ DAO ĐỘNG Để đánh giá ảnh hưởng của dao động đến cơ thể người, hiệp hội tiêu chuẩn quốc tế đã đưa ra tiêu chuẩn ISO 2631-1 (1997). Theo tiêu chuẩn này tần số dao động kích thích từ nguồn phát kích thích đến các vị trí khảo sát nằm trong khoảng từ 0.5 đến 80Hz. Cả hai thông số là gia tốc bình phương trung bình (aw) và thời gian mệt mỏi - giảm hiệu suất làm việc (TFD0) trong tiêu chuẩn ISO 2631-1(1997) được chọn làm chỉ tiêu đánh giá kết quả đo dao động ghế ngồi người điều khiển xe lu rung khi xe hoạt động ở các điều kiện khác nhau. Gia tốc bình phương trung bình Theo tiêu chuẩn ISO 2631-1(1997) thì gia tốc bình phương trung bình được xác định theo công thức dưới đây: 1 1 T 2 aW =  ∫ aW2 (t ) dt  (1) T 0  Trong đó: aw là gia tốc dao động bình phương trung bình; aw(t) là gia tốc dao động theo thời gian(m/s2) và T là thời gian khảo sát(s). Tổng gia tốc dao động bình phương trung bình theo 3 phương X, Y, Z được xác định theo công thức dưới đây: [ ( av = awx + 1.4awy ) + (1.4a ) ] 2 1/ 2 2 wz (2) Tel: 0943141653; Email: lequynhdl@yahoo.com 55 Lê Văn Quỳnh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ Trong đó awx; awy và awz lần lượt là gia tốc bình phương trung bình theo các phương X, Y và Z. Dựa vào bảng 1 chúng ta có đánh giá chủ quan về độ êm dịu của người điều khiển. 118(04): 55 - 59 (đặt phương cảm biến X, Y, Z trùng với phương dọc, phương ngang và phương đứng của ghế ngồi người điều khiển) và các thiết bị được bố trí như hình vẽ 1. Bảng 1. Bảng đánh giá chủ quan độ êm dịu ô tô theo ISO 2631-1 aw(m/s2) < 0.315 0.315÷0.63 0.5 ÷ 1.0 0.8 ÷ 1.6 1.25 ÷ 2.5 >2 Cấp êm dịu Thoải mái Một chút khó chịu Khó chịu Không thoải mái Rất khó chịu Cực kỳ khó chịu Thời gian mệt mỏi- giảm hiệu suất làm việc Khi người điều khiển làm việc một thời gian dài trong môi trường dao động dễ cảm thấy không thỏa mái, mệt mỏi, thâm chí mắc một số bệnh nghề nghiệp do dao động và tiếng ồn gây ra. Chính vì vậy, tiêu chuẩn ISO 26311(1997) đưa ra thông số đánh giá là thời gian mệt mỏi- giảm hiệu suất lao động của người điều khiển và nó được xác định theo công thức dưới đây: TFD 0 =  TFDx =  TFDy =  TFDz = (4a T )/ a (4a T )/ a (4a T )/ a (4a T )/ a 2 1 0 2 v 2 2 0 2 wx 2 2 0 2 wy 2 1 0 2 wz (3) Trong đó: TFD0; TFDx; TFDy; TFDz và av; awx; awy; awz; thời gian mệt mỏi – giảm hiệu suất lao động và gia tốc dao động bình phương trung bình của ghế ngồi người điều khiển theo tổng cộng các phương và phương X, Y, Z; các hệ số a1=2.8m/s2; a2=2m/s2 và T0=0.167 giờ theo tiêu chuẩn quy định. ĐO DAO ĐỘNG CỦA XE LU RUNG Xe thí nghiệm: xe lu rung bánh đơn, thông số kỹ thuật và đặc điểm kết cấu được tham khảo tài liệu [7]. Thiết bị và bố trí: Thiết bị đo sử dụng hệ thống đo động lực học LMS và phân tích của Bỉ và cảm biến đo dao động ICP ba phương 56 (a) Xe thí nghiệm (b)Cảm biến ICP (c) Bộ xử lý và hiện kết quả đo Hình 1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm Điều kiện thí nghiệm: + Vận tốc thí nghiệm: v = 3km/h và làm việc trên mặt nền đàn hồi. + Tần số kích thích dao động thấp và cao của bánh lu là f = 28 Hz và f = 35Hz. Điều kiện làm việc: + Điều kiện 1: xe đứng yên nén và bánh lu được kích thích dao động ở tần số thấp; + Điều kiện 2: xe chuyển động nén và bánh lu được kích thích dao động ở tần số thấp; Điều kiện 1 và 2 nguồn kích thích dao động truyền lên người lái chủ yếu từ bánh lu và động cơ đốt trong. + Điều kiện 3: xe đứng yên nén và bánh lu được kích thích dao động ở tần số cao; + Điều kiện 4: xe chuyển động nén và bánh lu được kích thích dao động ở tần số cao. Điều kiện 3 và 4 nguồn kích thích dao động truyền lên người lái không chỉ từ bánh lu và động cơ đốt trong và còn từ mặt nền biến dạng. ...