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| 标准编号 | GB/T 8419-2023 (GB/T8419-2023) | | 中文名称 | 土方机械 司机座椅振动的实验室评价 | | 英文名称 | Earth-moving machinery - Laboratory evaluation of operator seat vibration | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | P97 | | 国际标准分类 | 53.100 | | 字数估计 | 22,236 | | 发布日期 | 2023-09-07 | | 实施日期 | 2023-09-07 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 8419-2007 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 8419-2023: 土方机械 司机座椅振动的实验室评价
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 8419-2007
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
1 范围
1.1 本文件依据ISO 10326-1:2016,规定了频率在1Hz~20Hz范围内,用于减少传递给土方机械司
机垂直全身振动的座椅悬挂系统效能的实验室测量和评价方法。本文件还规定了适用于各类机器上的
司机座椅的验收准则。
1.2 本文件适用于ISO 6165中定义的土方机械用司机座椅。
1.3 本文件规定了下列土方机械需要的输入谱类。每一类组规定了一组振动特征相似的机械:
---工作质量 >4500kg的刚性车架自卸车;
---铰接车架自卸车;
---无车桥或车架悬挂装置的铲运机1);
1) 对于悬挂拖式铲运机,可以用无悬挂装置的座椅,或者使用带有高阻尼的悬挂装置的座椅。
2) 对于大于50000kg的履带式推土机,使用带减振坐垫的座椅以提供所需性能。
3) 对于挖掘机,主要的振动通常是在纵向(X)轴上。
---工作质量 >4500kg的轮胎式装载机;
---平地机;
---轮胎式推土机;
---土壤压实机;
---挖掘装载机;
---履带式自卸车;
---履带式装载机;
---工作质量≤50000kg的履带式推土机2);
---工作质量≤4500kg的小型自卸车;
---工作质量≤4500kg的轮胎式小型装载机;
---工作质量≤4500kg的轮胎式滑移转向装载机和工作质量≤6000kg的履带式滑移转向装
载机。
1.4 下列机器作业中,对座椅的冲击是输入频率为1Hz~20Hz范围内产生的足够低的垂直振动,因
此这些座椅无需悬挂以降低振动的传递:
---挖掘机,包括步履式挖掘机和机械挖掘机3);
---挖沟机;
---回填压实机;
---非振动式压路机,土壤压实机除外;
---振动压路机,土壤压实机除外;
---吊管机;
---水平定向钻机(HDD)。
1.5 本文件中规定的试验和准则适用于常规设计的土方机械司机座椅。
注:其他试验适用于设计有显著不同振动特性的机器。
1.6 除了通过座椅传递振动到司机处,其他通过司机放在平台或控制踏板上的双脚或放于方向盘上的
双手传递的振动不在本文件范围内。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
3 术语、定义、符号和缩略语
4 通则
4.1 机器应符合本条款的安全要求和/或保护/降低风险措施。此外,机器应根据GB/T 15706-2012
的原则进行设计,以解决本文件未涉及的相关但非重大的危害。
4.2 规定作为输入谱类的实验室模拟垂直振动是以机器处于典型恶劣工况下具有代表性的测量数据
为基础的。对于在类别内的机器,输入谱类为代表性的包络,其同样是在恶劣工况下测量的。
4.3 评价座椅的两条准则:
a) 座椅有效振幅传递率(SEAT)因子按照ISO 10326-1:2016中10.2的规定,但是频率加权按照
ISO 2631-1:1997/Amd1:2010的规定;
b) 阻尼试验中最大传递率按照ISO 10326-1:2016中10.2的规定。
4.4 测试设备应符合ISO 8041-1:2017(1型仪器)和ISO 10326-1:2016中第4章和第5章的规定。频
率加权应包括频带限制滤波器,并符合ISO 2631-1:1997/Amd1:2010的要求。
4.5 安全预防措施应符合ISO 13090-1:1998的要求。
为了使悬挂多余行程影响最小,正常的终端限位块或者试验座椅出厂产品上的安装装置,在动态试
验时应安装在原位。
5 试验条件和试验程序
5.1 一般要求
试验条件和试验程序应按照ISO 10326-1:2016中第8章和第10章的规定。
5.2 振动模拟
在与土方机械司机平台面积相当的平台上,安装一台能够产生沿垂直轴方向振动的振动器(见图1)。
在输入谱类EM1和EM2的情况下,振动器在频率为2Hz时能够模拟产生振幅不小于±7.5cm
的正弦振动(见5.5.1)。
5.3 试验座椅
5.3.1 一般要求
试验用的司机座椅应具有批量生产机型的代表性,关系到结构、静止和振动的特征以及其他影响振
动试验结果的特征。
5.3.2 跑合
试验之前,悬挂座椅需在制造商规定的条件下跑合。如果制造商没有相关规定,则需跑5000次循
环,每次测量之间有1000次循环间隔。
为此,座椅应加装75kg质量载荷,并按照制造商的规定进行调整。座椅和悬挂装置应安装在带振
动器的平台上,并应对平台施加与悬挂的频率相近的正弦输入振动。该输入振动应有足够的波峰到波
峰的位移来引起座椅悬挂产生接近其行程75%的位移。引起座椅悬挂装置行程约40%的平台波峰到
波峰的位移可达到此要求。在跑合过程中,宜注意确保悬挂装置减振器运转时不过热,为此可采用强制
冷却设备。
如果在上述条件下所进行的3次测试成功完成后,垂直传导数值的误差在±5%,则座椅应跑合完
成。在座椅持续跑合时,两次测试时间应间隔0.5h或1000次循环(取两者中较少者)。
5.3.3 座椅调整
按制造商规定,座椅应随试验人的体重进行调节。
若座椅的有效行程不受座椅高度和试验人体重变化的影响,应将座椅调节到行程中心时进行试验。
若座椅的有效行程会受到座椅高度和试验人体重变化的影响,则应将座椅调节到按座椅制造商规
定的全部工作悬挂行程的最低位置处进行试验。
若靠背斜度可调,应将其调整到大约垂直的位置,再向后轻微倾斜(约10°±5°)。
5.4 试验人与姿势
所有试验人在试验过程中的姿势应按图1的规定。
注1:见ISO 10326-1:2016中的8.2。
注2:试验人的不同姿势可能导致10%的试验结果差异,因此,膝关节和踝关节调至图1所示的适当角度。
模拟输入振动试验应由两个人进行,较轻的人体重应为52kg~55kg,腰上可佩带质量不大于5kg
的腰带;较重的人体重应为110kg~115kg,腰上可佩带质量不大于12kg的腰带。
5.5 输入振动
5.5.1 用于评价SEAT因子的模拟输入振动试验
为了确定SEAT因子,本文件规定了土方机械输入振动的9种输入谱类(EM1~EM9)。
依据ISO 10326-1:2016中10.2.2的规定,定义SEAT因子为:
SEAT=awS12/awP12
用于确定SEAT的模拟输入振动按ISO 10326-1:2016中9.2的规定,但频率加权应按ISO 2631-
1:1997/Amd1:2010的规定。每类输入试验由振动平台的垂直(Z 轴)加速度的功率谱密度G*P(f)和
平台上垂直加速度的非加权rms值(a*P12,a*P34)定义。
EM1~EM9的每个输入谱类的振动特征分别在图2~图10中显示。图2~图10的加速度功率谱
密度曲线公式包含在表2中。由该方程确定的曲线,产生5.6.2中模拟输入振动试验座椅基座的目
标值。
应确定(计算)输入振动频率在频率范围为f1 和f2 之外没有分量。
5.5.2 阻尼试验
阻尼试验包括两个步骤:第一是寻找悬架的共振频率;第二是确定悬架在该频率上的传递率。
座椅应用75kg的固定重物加载,然后以0.5倍~2倍预期共振频率的正弦振动激励。固定重物应
在座椅上固定,以防止其在座椅上移动或落下。
填充铅丸或其他类似密度材料的袋子宜作为固定重物。
为判定共振频率,频率范围可采用线性频率扫描,也可进行最大频率间隔0.05Hz的扫描。任一种
方式,频率都宜从较低频率(等于0.5倍激励悬挂共振频率)到较高频率(等于2倍激励悬挂共振频
率),然后再回到较低频率。持续频率扫描时间应在平台恒定的波峰到波峰位移条件下不少于80s,相
当于座椅制造商规定的整个悬挂装置行程的40%,或50mm,取其中较小者。
阻尼试验和共振传递率H(fr)的计算应依据ISO 10326-1:2016中9.5的规定。在所有情况下,共
振频率的阻尼试验本身应在平台的波峰到波峰位移为整个悬挂装置行程的40%条件下进行,即使40%
的值超过50mm。
悬挂座椅的共振频率只需实施一种测量方法。
5.5.3 主动和半主动悬挂系统阻尼试验
主动和半主动悬挂系统同被动悬挂系统一样应进行模拟输入振动试验。阻尼试验应在0.1Hz~
10Hz范围内的最高响应频率下进行。最高响应的频率可以不同于悬挂的共振频率。
5.6 输入振动公差
5.6.1 通则
见ISO 10326-1:2016中9.3的规定。
按照5.5.1定义的对座椅输入的激励,可以由模拟装置近似产生。试验输入应遵循下列要求,以确
保试验结果有效。
5.6.2 分布函数
在平台的加速度上应取每秒50个数据点中最小的点,并且分析全部正确加速度rms振幅单元不
大于其20%的条件下,概率密度函数应介于理论高斯函数的±20%内,该理论高斯函数在全部正确加
速度rms的±200%之间,并且所有数据不超过全部正确加速度rms值的±350%。为达到本要求,全
部正确加速度rms为表4中定义的a*P12。
5.6.3 功率谱密度和均方根(rms)值
6 允许限值
6.1 SEAT因子
按特殊输入谱类规定的座椅应符合表1中给出的SEAT因子。
6.2 阻尼性能
沿垂直轴方向产生的共振传递率H fr =asfr/apfr 应小于:
---1.5,对于输入谱类EM1、EM2、EM3、EM4和EM6;
---2.0,对于输入谱类EM5、EM7、EM8和EM9。
7 座椅标识
在座椅的明显位置应有永久性标志,标志应包含以下信息:
---制造商的名称或商标;
---型号(例如部件号......
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