Сиденье оператора самоходной сельскохозяйственной техники
Изобретение относится к конструкции сидений, в частности к устройствам для виброизоляции сидений операторов самоходной техники. Сиденье оператора самоходной сельскохозяйственной техники содержит основание, каркас с подушкой и спинкой, связанные между собой посредством направляющего устройства в виде параллельно расположенных одна относительно другой верхней и нижней пары планок, концы которых шарнирно закреплены соответственно на верхнем и нижнем кронштейнах основания и каркаса сиденья, и амортизирующее устройство, выполненное в виде размещенной между основанием и верхней парой планок подвески с демпфером и механизмом для регулирования жесткости подвески, состоящей из шарнирно закрепленного на основании нижнего опорного фланца упругого элемента подвески в виде винтовой пружины и верхнего упорного фланца, шарнирно связанного с ползуном из антифрикционного материала, взаимодействующим с верхней парой жестко связанных между собой планок, и имеющим взаимно перпендикулярные пересекающиеся отверстия, одни из которых выполнены гладкими и взаимодействуют с цилиндрическими регулируемыми опорами верхнего упорного фланца, а другие, резьбовые, взаимодействуют с регулировочным винтом. Упругий элемент подвески выполнен составным, состоящим из трех последовательно соединенных упругих элементов, одним из которых является указанная винтовая пружина, расположенная в средней части упругого элемента, а снизу и сверху нее расположены упругие элементы из эластомера, причем один из них размещен в стакане нижнего опорного фланца, шарнирно связанного с основанием, а другой - в стакане верхнего упорного фланца, шарнирно связанного с механизмом регулирования жесткости подвески. Демпфер выполнен в виде верхней и нижней гильз, соосно расположенных и закрепленных соответственно на нижнем опорном и верхнем упорном фланцах. В зазоре между гильзами расположена вставка из фрикционного материала, жестко закрепленная на поверхности одной из гильз. Винтовая пружина может быть выполнена конической, или цилиндроконической. Соотношение жесткостей конической и цилиндрических частей винтовой пружины находится в оптимальном интервале величин. Технический результат - повышение эффективности виброизоляции за счет обеспечения свойств равночастотности в упругой подвеске сиденья. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к конструкции сидений, в частности к устройствам для виброизоляции сидений операторов самоходной сельскохозяйственной техники.
Известно сиденье оператора самоходной сельскохозяйственной техники, содержащее основание, каркас с подушкой и спинкой, связанные между собой посредством направляющего устройства в виде параллельно расположенных одна относительно другой верхней и нижней пары планок, концы которых шарнирно закреплены соответственно на верхнем и нижнем кронштейнах основания и каркаса сиденья, причем амортизирующее устройство выполнено в виде пружинной подвески с механизмом для регулирования жесткости подвески (a.c. СССР N 1081024. кл. В 60 N 1/02, 1981 г.).
Недостатками известного устройства являются: сравнительно невысокие виброизоляционные свойства за счет отсутствия демпфирующего элемента в амортизаторе подвески; сравнительно невысокие эргономические показатели за счет отсутствия регулировки подушки сиденья по горизонтали и вертикали под конкретные условия работы и антропометрические характеристики водителя, и отсутствие регулировки наклона спинки сиденья, отсутствие подлокотников; сравнительно невысокая компактность размещения амортизатора подвески сиденья.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является сиденье оператора самоходной сельскохозяйственной техники, содержащее основание, каркас с подушкой и спинкой, связанные между собой посредством направляющего устройства в виде параллельно расположенных одна относительно другой верхней и нижней пары планок, концы которых шарнирно закреплены соответственно на верхнем и нижнем кронштейнах основания и каркаса сиденья, и амортизирующее устройство, выполненное в виде размещенной между основанием и верхней парой планок подвески с демпфером и механизмом для регулирования жесткости подвески, состоящей из шарнирно закрепленного на основании нижнего опорного фланца упругого элемента подвески в виде цилиндрической винтовой пружины и верхнего упорного фланца, шарнирно связанного с ползуном из антифрикционного материала, взаимодействующим с верхней парой жестко связанных между собой планок, и имеющим взаимно перпендикулярные пересекающиеся отверстия, одни из которых выполнены гладкими и взаимодействуют с цилиндрическими регулируемыми опорами верхнего упорного фланца, а другие, резьбовые, взаимодействуют с регулировочным винтом (прототип: Свидетельство РФ на полезную модель №2784, В 60 N 2/02, от 07.03.95).
Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность виброизоляции за счет отсутствия свойств равночастотности в упругой подвеске сиденья, а также сложность выполнения демпфера.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции за счет обеспечения свойств равночастотности в упругой подвеске сиденья.
Это достигается тем, что в сиденье оператора самоходной сельскохозяйственной техники, содержащим основание, каркас с подушкой и спинкой, связанные между собой посредством направляющего устройства в виде параллельно расположенных одна относительно другой верхней и нижней пары планок, концы которых шарнирно закреплены соответственно на верхнем и нижнем кронштейнах основания и каркаса сиденья, и амортизирующее устройство, выполненное в виде размещенной между основанием и верхней парой планок подвески с демпфером и механизмом для регулирования жесткости подвески, состоящей из шарнирно закрепленного на основании нижнего опорного фланца упругого элемента подвески в виде винтовой пружины и верхнего упорного фланца, шарнирно связанного с ползуном из антифрикционного материала, взаимодействующим с верхней парой жестко связанных между собой планок, и имеющим взаимно перпендикулярные пересекающиеся отверстия, одни из которых выполнены гладкими и взаимодействуют с цилиндрическими регулируемыми опорами верхнего упорного фланца, а другие, резьбовые, взаимодействуют с регулировочным винтом, упругий элемент подвески выполнен составным, состоящим из трех последовательно соединенных упругих элементов, одним из которых является указанная винтовая пружина, расположенная в средней части упругого элемента, а снизу и сверху нее расположены упругие элементы из эластомера, причем один из них размещен в стакане нижнего опорного фланца, шарнирно связанного с основанием, а другой - в стакане верхнего упорного фланца, шарнирно связанного с механизмом регулирования жесткости подвески, а демпфер выполнен в виде верхней и нижней гильз, соосно расположенных и закрепленных соответственно на нижнем опорном и верхнем упорном фланцах, причем в зазоре между гильзами расположена вставка из фрикционного материала, жестко закрепленная на поверхности одной из гильз, причем винтовая пружина выполнена конической или цилиндроконической, причем соотношение жесткостей конической и цилиндрической частей винтовой пружины находится в оптимальном интервале величин: C1/C2=5...10,
где C1 - жесткость цилиндрической части пружины,
С2 - жесткость конической части винтовой пружины,
при этом соотношение линейных размеров цилиндроконической винтовой пружины находится в оптимальном соотношении величин: L:M:N = 1:2:1,
где L - длина верхней конической части винтовой пружины,
М - длина средней цилиндрической части винтовой пружины, N - длина нижней части конической винтовой пружины.
На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого сиденья водителя, на фиг.2 - устройство регулировки высоты подлокотников, на фиг.3 - общий вид направляющего механизма подвески, на фиг.4 - разрез А-А фиг.3, на фиг.5 - фронтальный разрез подвески сиденья, на фиг.6 - вариант выполнения упругого элемента подвески сиденья.
Сиденье водителя содержит основание 1, каркас 2 с подушкой 3 и спинкой 4, связанные между собой посредством направляющего устройства в виде параллельно расположенных одна относительно другой верхней 5 и нижней 6 пары планок, концы которых шарнирно закреплены соответственно на верхнем 7 и нижнем 8 кронштейнах основания и каркаса сиденья (фиг.1). Амортизирующее устройство выполнено в виде размещенной между основанием 1 и верхней парой 5 планок подвески 9 с демпфером 10 и механизмом для регулирования жесткости подвески, состоящим из шарнирно закрепленного на основании нижнего опорного фланца 11 упругого составного элемента 12 подвески и верхнего упорного фланца 13 (фиг.5), шарнирно связанного с ползуном 14 из антифрикционного материала, взаимодействующим с верхней парой 5 жестко связанных между собой планок, и имеющим взаимоперпендикулярные пересекающиеся отверстия 15 и 16. Отверстия 15 выполнены гладкими и взаимодействуют с цилиндрическими регулируемыми опорами 17 верхнего упорного фланца 13. Отверстия 16 (не показаны) выполнены резьбовыми и взаимодействуют с регулировочным винтом 18.
На верхнем 7 и нижнем 8 кронштейнах выполнены ребра жесткости, состоящие из горизонтальных 19 и наклонных 20 участков, причем горизонтальные участки расположены между шарнирными опорами верхней 5 и нижней планок 6, а наклонные параллельны друг другу и поверхностям кронштейнов 7 и 8 (фиг.3).
Подушка 3 сиденья снабжена устройствами регулировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях, причем регулировка по горизонтали осуществляется посредством подпружиненной относительно каркаса 2 сдвоенной защелки 21 (фиг.4), входящей в пазы направляющей 22, перемещаемой относительно верхнего кронштейна 7, а по вертикали - за счет гребенных планок 23, подвижно размещенных в каркасе 2.
Спинка сиденья снабжена механизмом регулировки ее наклона от вертикального положения, содержащим два жестко прикрепленных к ней кронштейна 24 и 25, причем кронштейн 24 шарнирно соединен с каркасом 2, а кронштейн 25 имеет дугообразный паз 26, взаимодействующий с зажимным устройством 27 (фиг.1). Сиденье водителя снабжено спаренными подлокотниками 28, размещенными на каркасе 2 с возможностью их откидывания в крайнее заднее положение.
Подлокотники 28 снабжены устройством 29 регулировки их высоты, состоящим из рычага 30, связанного с поворотным устройством 31 и взаимодействующим с регулируемым упором 32 (фиг.2).
Упругий элемент 12 подвески выполнен составным (фиг.5), состоящим из трех последовательно соединенных упругих элементов, одним из которых является винтовая пружина 12, расположенная в средней части упругого элемента, а снизу и сверху нее расположены упругие элементы 33 и 34 из эластомера, причем один из них (33) размещен в стакане нижнего опорного фланца 11, шарнирно связанного с основанием 1, а другой - (34) в стакане верхнего упорного фланца 13, шарнирно связанного с механизмом регулирования жесткости подвески, а демпфер 10 выполнен в виде верхней 35 и нижней 36 гильз, соосно расположенных и закрепленных соответственно на нижнем опорном 11 и верхнем упорном 13 фланцах, причем в зазоре между гильзами 35 и 36 расположена вставка 37 из фрикционного материала, жестко закрепленная на поверхности одной из гильз. Для повышения эффективности виброизоляции путем обеспечения свойств равночастотности упругий составной элемент 12 подвески сиденья выполнен состоящим из эластомеров 33, 34 и конической винтовой пружины, расположенной в средней части упругого элемента (фиг.5).
Для повышения эффективности виброизоляции путем обеспечения свойств равночастотности упругий составной элемент 12 подвески сиденья выполнен состоящим из эластомеров 33, 34 и винтовой пружины, расположенной в средней части упругого элемента (фиг.6), который может быть выполнен в виде конической или цилиндроконической винтовой пружины, причем соотношение жесткостей конической и цилиндрической частей винтовой пружины находится в оптимальном интервале величин: C1/C2=5...10,
где C1 - жесткость цилиндрической части пружины,
С2 - жесткость конической части винтовой пружины,
при этом соотношение линейных размеров цилиндроконической винтовой пружины находится в оптимальном соотношении величин: L:M:N = 1:2:1,
где L - длина верхней конической части винтовой пружины,
М - длина средней цилиндрической части винтовой пружины, N - длина нижней части конической винтовой пружины.
Сиденье работает следующим образом.
При колебаниях основания 1 происходит смещение верхней пары 5 и нижней пары 6 планок, что приводит к упругой деформации упругого составного элемента 12.
Демпфирование колебаний происходит в демпфере 10 за счет «сухого трения» вставки 37 из фрикционного материала о стенки гильз 36 и 35, жестко закрепленных на нижнем опорном 11 и верхнем упорном 13 фланцах. Энергия колебаний в этом случае рассеивается за счет необратимого превращения ее в тепловую энергию, возникающую при трении вставки 37 из фрикционного материала о стенки гильз 36 и 35. Дня регулирования статического равновесия направляющего механизма подвески предусмотрен винт 16, который необходимо вращать до тех вор, пока планки 5 и 6 не займут горизонтального положения (настройка на вес водителя). При этом происходит следующее. Ползун 14, приводимый в движение винтом 16, скользит по верхней паре 5 планок как по направляющей, сжимая или "отпуская" упругий составной элемент 12 через верхний упорный фланец 13, поворачивающийся на цилиндрических опорах 17, взаимодействующих с ползуном 14.
Водитель, согласно своим антропометрическим данным и размещению органов управления машиной, производит настройку оптимальной, с точки зрения эргономики, высоты подушке 3 сиденья, ее горизонтального расположения в кабине относительно основания 1 с помощью механизмов регулировки 21, 22, 23. Затем подбирается удобный наклон спинки 4 сиденья и подлокотников 28 с помощью узлов регулировки 25, 26, 27 и 30, 31, 32.
Ребра жесткости 19 к 20 на кронштейнах 7 и 8 могут быть выполнены либо методом штамповки в готовых кронштейнах, либо навариванием дополнительных пластин на них. Такое усиление позволяет равномерно распределить нагрузку на шарнирные опоры планок 5 и 6 и снизить материалоемкость кронштейнов 7 и 8.
В целом конструкция сиденья является эффективной, технологичной и отвечает требованиям эргономики и дизайна.
1. Сиденье оператора самоходной сельскохозяйственной техники, содержащее основание, каркас с подушкой и спинкой, связанные между собой посредством направляющего устройства в виде параллельно расположенных одна относительно другой верхней и нижней пар планок, концы которых шарнирно закреплены соответственно на верхнем и нижнем кронштейнах основания и каркаса сиденья, и амортизирующее устройство, выполненное в виде размещенной между основанием и верхней парой планок подвески с демпфером и механизмом для регулирования жесткости подвески, состоящей из шарнирно закрепленного на основании нижнего опорного фланца упругого элемента подвески в виде винтовой пружины и верхнего упорного фланца, шарнирно связанного с ползуном из антифрикционного материала, взаимодействующим с верхней парой жестко связанных между собой планок и имеющим взаимно перпендикулярные пересекающиеся отверстия, одни из которых выполнены гладкими и взаимодействуют с цилиндрическими регулируемыми опорами верхнего упорного фланца, а другие, резьбовые, взаимодействуют с регулировочным винтом, отличающееся тем, что упругий элемент подвески выполнен составным, состоящим из трех последовательно соединенных упругих элементов, одним из которых является указанная винтовая пружина, расположенная в средней части упругого элемента, а снизу и сверху нее расположены упругие элементы из эластомера, причем один из них размещен в стакане нижнего опорного фланца, шарнирно связанного с основанием, а другой - в стакане верхнего упорного фланца, шарнирно связанного с механизмом регулирования жесткости подвески, а демпфер выполнен в виде верхней и нижней гильз, соосно расположенных и закрепленных соответственно на нижнем, опорном, и верхнем, упорном, фланцах, причем в зазоре между гильзами расположена вставка из фрикционного материала, жестко закрепленная на поверхности одной из гильз.
2. Сиденье оператора по п.1, отличающееся тем, что винтовая пружина выполнена конической.
3. Сиденье оператора по п.1, отличающееся тем, что винтовая пружина выполнена цилиндроконической, причем соотношение жесткостей конической и цилиндрических частей винтовой пружины находится в оптимальном интервале величин: С1/С2=5...10, где C1 - жесткость цилиндрической части пружины, С2 - жесткость конической части винтовой пружины, при этом соотношение линейных размеров цилиндроконической винтовой пружины находится в оптимальном соотношении величин: L:M:N =1:2:1, где L - длина верхней конической части винтовой пружины, М - длина средней цилиндрической части винтовой пружины, N - длина нижней части конической винтовой пружины.
