Aktiivisesti vaimennetun istuimen sijoittaminen metsätraktoriin

Abstract

Työn lähtökohtana oli aktiivisesti vaimennettu työkoneistuin, jonka toimintaa on tutkittu laboratorio-olosuhteissa. Vaimennuksen toteutustapa on sähköhydraulinen servojärjestelmä, jota ohjaa alustan siirtymä. Pystyliikkeen vaimennusominaisuuksien on havaittu paranevan käytettäessä aktiivisen järjestelmän kanssa sarjassa passiivista joustoelementtiä. Tässä työssä suunniteltiin vaimennusjärjestelmään edellisessä konstruktiossa ilmenneiden puutteiden korjaamiseksi uusi sivuttaisliikkeen eristysmekanismi. Suunnittelussa kiinnitettiin huomiota erityisesti mekanismin herkkäliikkeisyyteen ja välyksettömyyteen. Vaimennusjärjestelmän komponentit sijoitettiin istuimen yhteyteen siten, että rakenteen mitat vastaavat raskaan metsätraktorin tilarajoituksia. Suunnittelussa ongelmaksi muodostuivat rakenteen korkeus ja työkoneen ohjaamon alapuolella käytettävissä olevan tilan tarkkamääritys. Käytetyssä istuimessa oli myös passiivinen vaimennus. Suunniteltu aktiivisesti vaimennettu istuinkonstruktio asennettiin Valmet 882 metsätraktoriin, joka oli varustettu prosessoriyksiköllä. Työkoneella suoritettiin maastokokeita, joissa tarkkailtiin vaimennusjärjestelmän käyttäytymistä ja mitattiin ohjaamossa ja istuimessa esiintyviä kiihtyvyyksiä. Pystysuuntaisen vaimennusjärjestelmän havaittiin soveltuvan hyvin maasto-olosuhteisiin. Useimmiten esiintynyt taajuus oli 2 Hz. Yli 50 %:n eristys saavutettiin välillä 1,5...2,2 Hz metsämaastossa ajettaessa. Suurin mitattu kiihtyvyys 1 g vaimeni arvoon 0,3 g. Työkoneen sivuttaisliike maastossa poikkesi merkittävästi laboratoriossa käytetystä: heilunnan amplitudit olivat suuria, liike sisälsi voimakkaita iskuja ja oli keskiasennon suhteen hyvin epäsymmetristä. Myös renkaiden luisto vaikutti ohjaamon sivuttaisliikkeisiin. Käytössä ollut aktiivinen vaimennusjärjestelmä pyrkii pitämään kuljettajan täysin paikallaan. Järjestelmä muodostaa ohjaamon siirtymään verrannollisen ohjaussignaalin työkoneen akselitason pystykiihtyvyyksistä. Työkoneen suurista liikkeistä johtuen sivuttaisliikemekanismin sallima vaimennusliike ei ollut aina riittävä. Renkaiden sivuttaisten liukumisten johdosta ohjaussignaali ei täysin vastannut todellista herätettä. Täten käytetty siirtymäohjauksinen vaimennusjärjestelmä ei sellaisenaan sovellu metsätraktorin sivuttaisheilunnan eristämiseen, vaan vaatii edelleen kehittämistä. Suotuisissa olosuhteissa vaimennusjärjestelmä toimi hyvin. Ohjaamon sivuttaiskiihtyvyyttä 1,5 g vastaavaksi arvoksi istuimessa mitattiin 0,6 g. Aktiivisesti vaimennetun istuimen työskentelykorkeus saatiin normaaliksi ja mekaanisten rakenteiden toiminta voitiin todeta hyväksi. /Kir10