掘进机座椅振动模型与舒适性研究

"纵轴式掘进机垂直振动模型及舒适性分析" 文章深入探讨了纵轴式掘进机在截割作业过程中产生的垂直振动问题及其对司机舒适性的影响。研究中，作者建立了一个掘进机整体与座椅的阻尼减振模型，并采用国际标准ISO 2631作为舒适性评估的基准。通过对两种典型工况——横扫和钻进的分析，研究人员考察了座椅系统中刚度和阻尼参数对振动控制的效果，旨在找到最优的匹配关系。 在横扫和钻进工况下，研究比较了三种不同刚度-阻尼配置的座椅：原刚性座椅（Ⅰ）、"稍有不适"配置（Ⅱ）和"无不适感觉"配置（Ⅲ）。结果显示，刚性座椅Ⅰ的垂直加权加速度均方根超过了0.8，这导致司机感到"不舒适"，验证了实验观察。而当座椅刚度系数超过7×105 N/m，阻尼系数超过3.4×104 N·s/m时，两种工况下座椅的垂直加权加速度均方根降低到0.315以下，司机的主观感受变为"无不适感觉"。 对比分析表明，与刚性座椅Ⅰ相比，带有阻尼的座椅Ⅱ和Ⅲ在横扫工况下垂直加速度均方根分别下降了35.7%和50.9%，在钻进工况下则下降了38.7%和54.9%。同时，频响峰值的降低更为显著，分别为73.8%和92.4%（横扫工况）以及74.9%和92.8%（钻进工况）。这些数据显示阻尼座椅显著提升了司机的舒适性，且在两种工况下的振动耗散性能相近，与理论计算结果相符。 此外，通过分析截割力与座椅响应的频域特性，研究发现截割力的一阶频率为1.66Hz，与座椅响应的最大频率1.65Hz非常接近，这意味着这一频率是影响司机舒适性的主要因素。这一发现为设计和优化掘进机的高性能阻尼座椅提供了重要的理论依据，有助于进一步提升作业效率和人员健康。 关键词涵盖了掘进机技术的关键方面，包括座椅设计、振动控制、阻尼效应以及驾驶舒适性。这项工作对于理解并改善地下工程设备的振动问题，尤其是提高操作员的工作环境和安全具有重要意义，为未来掘进机的技术改进提供了理论支持。