В Гродно разработали конструкцию системы подрессоривания кабины трактора, улучшающую условия труда водителя
30.10.2021 08:30:00
Машиностроение — одна из сильных сторон нашей экономики. Тракторы МТЗ работают на полях самых отдаленных государств. Каждый десятый трактор в мире произведен в Беларуси. Техника востребована благодаря отличному соотношению цена — качество, однако совершенству предела нет. Инновационные принципы машиностроения продолжают разрабатываться по всему миру, и наша страна — не исключение. Недавно гродненские ученые представили конструкцию, которая позволяет повысить эффективность гашения низкочастотной вибрации на сиденье водителя колесного транспорта. Среди молодых исследователей, внесших большой вклад в разработку, — старший преподаватель кафедры машиноведения и технической эксплуатации автомобилей факультета инновационных технологий машиностроения ГрГУ имени Янки Купалы кандидат технических наук Дмитрий Линник.
Дмитрий Линник, старший преподаватель кафедры машиностроения и технической эксплуатации автомобиля Гродненского государственного университета имени Янки Купалы и заведующий лабораторией Сергей Коробицын у стенда имитационных испытаний подвески кабины колесного транспорта.
— Классическая конструкция современных колесных тракторов, производимых в Беларуси, не предусматривает подрессоривание кабины, — рассказывает Дмитрий Линник. — Кабина колесных тракторов установлена на остове через виброизоляторы различной формы и размеров. С помощью этих элементов гасится только высокочастотная вибрация. Квалифицированный труд водителей колесных тракторов характеризуется значительной длительностью сосредоточенного внимания, вынужденной рабочей позой, личным риском, опасностью аварии, что обусловливает повышенную нервно-эмоциональную нагрузку в трудовой деятельности. Кроме того, водители колесных тракторов подвергаются воздействию общей вибрации 1-й категории (транспортной) с преобладанием низкочастотной, которая приводит к развитию профессионального заболевания — вибрационной болезни, снижающей качество жизни механизаторов, в долгосрочной перспективе влияющей на производительность труда. Поэтому снижение воздействия низкочастотной вибрации на организм водителя колесного трактора является актуальным направлением исследований. Как вы понимаете, при подготовке диссертационной работы обращались за консультацией к представителям медицинского университета, работающим в сфере профпатологических заболеваний.
Зарубежные производители колесных тракторов акцентируют повышенное внимание на улучшении условий труда водителя, обусловленное использованием в подвеске кабины элементов, обладающих нелинейными характеристиками, а также активных виброзащитных систем. Это повышает конкурентоспособность производимых колесных тракторов на мировом рынке.
— Эти направления уже перспективно развиваются в различных европейских странах: итальянскими, французскими, австрийскими, немецкими производителями колесных тракторов. По этому пути идут и американские разработчики. Они уже начинают подрессоривать кабину колесного трактора, используя гидравлические, пневматические и пневмогидравлические элементы. Объектом нашего исследования являлся колесный трактор МТЗ, а предметом исследования — система подрессоривания кабины для гашения низкочастотных колебаний на сиденье водителя.
— Испытания проводились на базе аккредитованной испытательной лаборатории производства автомобильных агрегатов ОАО «Белкард», — продолжает ученый. — Например, для определения жесткости виброизолятора кабины и снятия силовых характеристик амортизатора предлагаемой системы подрессоривания кабины была использована испытательная установка с компьютерным управлением VDA-1001K фирмы Wahl. После лабораторных исследований были проведены экспериментальные исследования существующей системы виброзащиты рабочего места водителя колесного трактора «Беларус-3022ДЦ.1». Практические эксперименты велись на базе учебно-опытного сельскохозяйственного производственного кооператива «Путришки» под Гродно. Оценку воздействия общей вибрации на водителя колесного трактора осуществляли путем непрерывного измерения вибрации в течение всего восьмичасового рабочего дня с использованием современной измерительной техники.
Анализ результатов экспериментальных исследований позволил сделать выводы о недостаточной эффективности существующей системы виброзащиты рабочего места водителя колесного трактора для гашения низкочастотной вибрации, а также о необходимости совершенствования существующей системы. На основании полученных результатов теоретических исследований, имитационного моделирования и результатов стендовых испытаний в ОАО «Белкард» была изготовлена конструкция системы подрессоривания кабины колесного трактора, которая состоит из четырех стоек, каждая из них включает кронштейн и опытный демпфер.
Кронштейн и опытный демпфер системы подрессоривания кабины колесного трактора.
— Это заслуга не только моя личная, но и моего научного руководителя, доктора технических наук, профессора Валерия Кима, а также результат тесной коллаборации всех сотрудников во главе с заведующим кафедрой Сергеем Лещиком, — уверен Дмитрий Александрович. — Валерий Андреевич работает в Белорусско-Российском университете и возглавляет научное направление по созданию автоматических систем колесных машин на основе силового анализа. Результаты его исследований внедрены на МАЗе, Минском тракторном заводе, Бобруйском заводе тормозных механизмов и агрегатов, Минском мотовелозаводе и других предприятиях. Еще до начала разработки конструкции совместно с заведующим лабораторией Сергеем Коробицыным и нашими студентами изготовили и запатентовали стенд для испытания подвески кабины колесного трактора.
— Когда ощутили тягу к науке? — интересуюсь у собеседника.
— Признаюсь, никогда не думал, что смогу работать в вузе, хотя и дед, и отец всю жизнь посвятили себя преподаванию, — отвечает старший преподаватель. — Только недавно понял, что такие вещи передаются на генетическом уровне. Теперь не представляю, что могу заниматься чем-то другим. Как мне кажется, главное — получать удовольствие от работы, если это так, то все сложится само собой. Считается, что характер человека зависит от совокупности генов. Все это применимо к работе. Один человек может многого добиться, но, когда ему утром хочется идти на работу, встречаться с коллегами, то у него все получается легко и просто. Атмосфера дружелюбия и взаимопомощи способствует личностному росту и развитию. Все мои начинания поддерживали и родные.
Дмитрий Линник признается, что совмещать научную работу с преподавательской деятельностью довольно сложно:
— Общение со студентами дает дополнительный стимул и стремление что-то усовершенствовать. В 2019 году был руководителем студенческого стартап-проекта «Школа 3D-автомоделирования AutoMaster», который по итогу III Открытого конкурса студенческих стартап-проектов «ИнНаСтарт» был удостоен диплома третьей степени в категории «Лучший стартап-проект — Продукт». При этом за последние 10 лет мною опубликованы 53 научные работы. Последние четыре года рабочий день начинался с проведения лекций на кафедре, а после продолжал трудиться в лаборатории завода автоагрегатов ОАО «Белкард». Там проводил эксперименты, мониторинг полученных данных. Кстати, завод специализируется на изготовлении амортизаторов, тормозных пневмокамер и многого другого.
Если говорить о конечном результате, то удалось изменить конструкцию поршневого узла амортизатора. На конструктивное исполнение амортизатора имеется положительное решение на выдачу патента на изобретение. Состоялись встречи с представителями Минского тракторного завода. Выяснилось, что специалисты предприятия параллельно ведут работу в этом направлении. Было отмечено, что проведенные исследования и полученные результаты научной работы имеют практическое применение и будут использоваться при разработке конструкций новых кабин, систем подвески и сиденья оператора для перспективных моделей тракторов семейства «Беларус».
vrublevskaya@sb.by
Дмитрий Линник, старший преподаватель кафедры машиностроения и технической эксплуатации автомобиля Гродненского государственного университета имени Янки Купалы и заведующий лабораторией Сергей Коробицын у стенда имитационных испытаний подвески кабины колесного транспорта.Кому все это нужно
Ведущие мировые производители колесных тракторов (John Deere, New Holland, Fendt, Challenger, Steyr, Renault, Diamond, Rubin, МТЗ, «Амкодор») в связи с ужесточением международных требований по показателям безопасности труда водителя колесного трактора ведут постоянные исследования по созданию эффективных виброзащитных систем.— Классическая конструкция современных колесных тракторов, производимых в Беларуси, не предусматривает подрессоривание кабины, — рассказывает Дмитрий Линник. — Кабина колесных тракторов установлена на остове через виброизоляторы различной формы и размеров. С помощью этих элементов гасится только высокочастотная вибрация. Квалифицированный труд водителей колесных тракторов характеризуется значительной длительностью сосредоточенного внимания, вынужденной рабочей позой, личным риском, опасностью аварии, что обусловливает повышенную нервно-эмоциональную нагрузку в трудовой деятельности. Кроме того, водители колесных тракторов подвергаются воздействию общей вибрации 1-й категории (транспортной) с преобладанием низкочастотной, которая приводит к развитию профессионального заболевания — вибрационной болезни, снижающей качество жизни механизаторов, в долгосрочной перспективе влияющей на производительность труда. Поэтому снижение воздействия низкочастотной вибрации на организм водителя колесного трактора является актуальным направлением исследований. Как вы понимаете, при подготовке диссертационной работы обращались за консультацией к представителям медицинского университета, работающим в сфере профпатологических заболеваний.
Зарубежные производители колесных тракторов акцентируют повышенное внимание на улучшении условий труда водителя, обусловленное использованием в подвеске кабины элементов, обладающих нелинейными характеристиками, а также активных виброзащитных систем. Это повышает конкурентоспособность производимых колесных тракторов на мировом рынке.
— Эти направления уже перспективно развиваются в различных европейских странах: итальянскими, французскими, австрийскими, немецкими производителями колесных тракторов. По этому пути идут и американские разработчики. Они уже начинают подрессоривать кабину колесного трактора, используя гидравлические, пневматические и пневмогидравлические элементы. Объектом нашего исследования являлся колесный трактор МТЗ, а предметом исследования — система подрессоривания кабины для гашения низкочастотных колебаний на сиденье водителя.
Опытным путем
Практические результаты диссертационного исследования могут найти применение в машиностроении.— Испытания проводились на базе аккредитованной испытательной лаборатории производства автомобильных агрегатов ОАО «Белкард», — продолжает ученый. — Например, для определения жесткости виброизолятора кабины и снятия силовых характеристик амортизатора предлагаемой системы подрессоривания кабины была использована испытательная установка с компьютерным управлением VDA-1001K фирмы Wahl. После лабораторных исследований были проведены экспериментальные исследования существующей системы виброзащиты рабочего места водителя колесного трактора «Беларус-3022ДЦ.1». Практические эксперименты велись на базе учебно-опытного сельскохозяйственного производственного кооператива «Путришки» под Гродно. Оценку воздействия общей вибрации на водителя колесного трактора осуществляли путем непрерывного измерения вибрации в течение всего восьмичасового рабочего дня с использованием современной измерительной техники.
Анализ результатов экспериментальных исследований позволил сделать выводы о недостаточной эффективности существующей системы виброзащиты рабочего места водителя колесного трактора для гашения низкочастотной вибрации, а также о необходимости совершенствования существующей системы. На основании полученных результатов теоретических исследований, имитационного моделирования и результатов стендовых испытаний в ОАО «Белкард» была изготовлена конструкция системы подрессоривания кабины колесного трактора, которая состоит из четырех стоек, каждая из них включает кронштейн и опытный демпфер.
Кронштейн и опытный демпфер системы подрессоривания кабины колесного трактора.— Это заслуга не только моя личная, но и моего научного руководителя, доктора технических наук, профессора Валерия Кима, а также результат тесной коллаборации всех сотрудников во главе с заведующим кафедрой Сергеем Лещиком, — уверен Дмитрий Александрович. — Валерий Андреевич работает в Белорусско-Российском университете и возглавляет научное направление по созданию автоматических систем колесных машин на основе силового анализа. Результаты его исследований внедрены на МАЗе, Минском тракторном заводе, Бобруйском заводе тормозных механизмов и агрегатов, Минском мотовелозаводе и других предприятиях. Еще до начала разработки конструкции совместно с заведующим лабораторией Сергеем Коробицыным и нашими студентами изготовили и запатентовали стенд для испытания подвески кабины колесного трактора.
На генетическом уровне
Получение экспериментальных данных, обработка и опубликование основных результатов — все заняло более девяти лет. Дмитрий Линник сразу после школы поступил в Гродненский электротехнический колледж имени И. Счастного, получив там профессию слесаря по ремонту автомобилей 4-го разряда. А 22 сентября 2021 года на заседании президиума Высшей аттестационной комиссии было принято решение о присуждении ему ученой степени кандидата технических наук. Молодому ученому 36 лет.— Когда ощутили тягу к науке? — интересуюсь у собеседника.
— Признаюсь, никогда не думал, что смогу работать в вузе, хотя и дед, и отец всю жизнь посвятили себя преподаванию, — отвечает старший преподаватель. — Только недавно понял, что такие вещи передаются на генетическом уровне. Теперь не представляю, что могу заниматься чем-то другим. Как мне кажется, главное — получать удовольствие от работы, если это так, то все сложится само собой. Считается, что характер человека зависит от совокупности генов. Все это применимо к работе. Один человек может многого добиться, но, когда ему утром хочется идти на работу, встречаться с коллегами, то у него все получается легко и просто. Атмосфера дружелюбия и взаимопомощи способствует личностному росту и развитию. Все мои начинания поддерживали и родные.
Дмитрий Линник признается, что совмещать научную работу с преподавательской деятельностью довольно сложно:
— Общение со студентами дает дополнительный стимул и стремление что-то усовершенствовать. В 2019 году был руководителем студенческого стартап-проекта «Школа 3D-автомоделирования AutoMaster», который по итогу III Открытого конкурса студенческих стартап-проектов «ИнНаСтарт» был удостоен диплома третьей степени в категории «Лучший стартап-проект — Продукт». При этом за последние 10 лет мною опубликованы 53 научные работы. Последние четыре года рабочий день начинался с проведения лекций на кафедре, а после продолжал трудиться в лаборатории завода автоагрегатов ОАО «Белкард». Там проводил эксперименты, мониторинг полученных данных. Кстати, завод специализируется на изготовлении амортизаторов, тормозных пневмокамер и многого другого.
Если говорить о конечном результате, то удалось изменить конструкцию поршневого узла амортизатора. На конструктивное исполнение амортизатора имеется положительное решение на выдачу патента на изобретение. Состоялись встречи с представителями Минского тракторного завода. Выяснилось, что специалисты предприятия параллельно ведут работу в этом направлении. Было отмечено, что проведенные исследования и полученные результаты научной работы имеют практическое применение и будут использоваться при разработке конструкций новых кабин, систем подвески и сиденья оператора для перспективных моделей тракторов семейства «Беларус».
vrublevskaya@sb.by