Проектирование площадки для испытаний
Проектирование испытательной площадки – важнейший этап при разработке методики сертификации, потому что непосредственный осмотр, проверка и испытания машины на соответствия требованиям ГОСТ проводятся в специально отведенном и сконструированном для этих целей месте – площадке для испытаний техники. Она представляет собой ограниченный участок, предназначенный для испытательной деятельности. Обычно площадка огораживается колючей проволокой или забором и имеет один или несколько контрольно-пропускных пунктов (КПП). Это делается в качестве меры безопасности, так как, с одной стороны, зона испытания тяжелой техники – это опасная зона, которая может причинить вред здоровью случайно попавшего на полигон ребенка или взрослого человека, с другой стороны, посторонний человек может помешать испытаниям.
В рамках дипломного проекта, я должен спроектировать площадку для испытаний бульдозера с неповоротным отвалом. Исходя из требований ГОСТ для обязательной сертификации бульдозера, рационально разделить площадку на несколько зон, в каждой из которых будут проводиться отдельные испытания. Оценив список нормативных документов, требования которых контролируются при обязательной сертификации бульдозера, я сделал вывод, что следует испытательную площадку разделить на три зоны.
Зона 1.
Зона 1 - это первый этап испытаний машины. В этой зоне проводят внешний осмотр бульдозера, его двигателя, проверяют размеры системы доступа и рабочее место оператора, измеряют вибрацию и шум на рабочем месте оператора, измеряют наличие вредных веществ на рабочем месте оператора, проверяют размеры объема ограничения деформации в соответствии с ГОСТ, проверяют уровень внешней звуковой сигнализации. Внешний шум при обязательной сертификации бульдозера не измеряют, но в рамках дипломного проекта, было предложено рассмотреть внешний шум с точки зрения безопасности жизнедеятельности и действия его на окружающую среду, поэтому будем разрабатывать площадку с учетом измерения внешнего шума.
Размеры первой зоны будем выбирать в соответствии наибольшими размерами площадки, которые требуются для определенных испытаний. Наибольший размер площадки используется при определении внешнего шума машины. Для его измерения воспользуемся техническим методом в соответствии с ГОСТ Р 51401-99. Измерения будут проводиться на открытой площадке над звукоотражающей плоскостью. Необходимо избегать любых звукоотражающих поверхностей, не являющихся или частью поверхности испытательной площадки, которые в силу своей вибрации могут излучать заметный фоновый шум. Технический метод основан на измерении внешнего шума с помощью полусферической измерительной поверхности. Полусферическая измерительная поверхность имеет радиус r, который зависит от огибающего параллелепипеда. Огибающий параллелепипед – это воображаемая поверхность, представляющая собой прямоугольный параллелепипед наименьших размеров полностью вмещающий источник шума и опирающийся на одну, две или три звукоотражающих поверхностей (в нашем случае одну). Затем определяем характеристический размер источника шума d0.
,
где l1-
длина бульдозера, l2
– ширина бульдозера, l3
– высота бульдозера.
Радиус
измерительной полусферы должен быть
не менее двух характеристических
размеров и должен выбираться из ряда:
1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16м. Следовательно, исходя
из требований, радиус полусферы должен
быть равен 10 метров. Если вокруг полученной
окружности описать квадрат и добавить
с каждой стороны по 1м для прохода, то
получим размеры первой испытательной
зоны, равной квадрату со стороной
22000мм.
Измерительная полусфера имеет 20 точек, в которые нужно устанавливать микрофон, из них 1-10 – основные точки измерения, 11-20 – дополнительные точки измерения. Координаты точек измерений заданы из условий равномерного по площади размещения точек измерений по измерительной поверхности и минимизации интерференционных эффектов звуковых волн, излученных источником шума и отраженных от звукоотражающей плоскости. Дополнительные точки измерения используются, если разброс уровней звукового давления в основных точках измерения, превышает число основных точек; источник излучает шум высокой направленности; шум большого источника излучается преимущественно или особенно интенсивно небольшими его частями, например, через отверстия в звукоизолирующем кожухе.
Для измерений применяют шумомеры первого класса с полосовыми электронными фильтрами. Микрофон шумомера должен быть предназначен для измерений в свободном звуковом поле
Координаты точек, в которые устанавливаются микрофоны определяются по приложению Б ГОСТ Р 51401-99.
Зона 2
Из первой испытательной зоны бульдозер перемещается во вторую, где находиться наклонная плоскость, на которой будем проверять стояночную тормозную систему и поперечную статическую устойчивость бульдозера.
Размеры второй зоны будут зависеть от первой зоны, так как при испытании бульдозера в этой зоне требуется меньшее пространство, чем для первой зоны, но достаточное для маневрирования, поэтому, чтобы не нарушать прямолинейную геометрию, установим размеры площадки в виде квадрата со стороной 22м.
Наклонную поверхность нужно спроектировать так, чтобы она отвечала требованиям: обеспечивала плавный заезд без задевания наклонной поверхности технологическим оборудованием; обеспечивала возможность проверки стояночной тормозной системы бульдозера на не менее чем на 30 процентом уклоне; обеспечивала возможность проверки поперечной статической устойчивости бульдозера с технологическим оборудованием на 40 процентном уклоне.
Наклонная поверхность имеет плавный подъем с углом подъема 15 градусов и криволинейную поверхность, это обеспечит выполнение перечисленных выше требований. Таким образом, высота наклонной поверхности будет равна 1500мм, а ширину выбираем из соображений, чтобы бульдозер мог спокойно выполнять заезд и съезд. Если длина бульдозера 5650мм с технологическим оборудованием, то ширину наклонной поверхности сделаем равной 9000мм, то есть при испытаниях поперечной статической устойчивости, будет запас поверхности более полутора метров с каждой стороны.
В первую очередь, проверяем удержание бульдозера на уклоне 30 процентов при помощи стояночной тормозной системы. 30 процентов означает, что отношение длины подъема (в нашем случае, равна длине гусениц) к высоте подъема должно быть равно 0,3 ( или 30% в процентах). Для этого на наклонной поверхности выставляем 4 вешки, 2 с одной и 2 с другой стороны в специальные отверстия, сделанные при изготовлении наклонной поверхности. Первые две вешки, образующие линию перпендикулярную подъему, - это граница, обозначающая, что бульдозер находиться под углом 30% при испытаниях стояночной тормозной системы, а вторые две вешки – это граница, обозначающая, что бульдозер находится под углом 40% при испытаниях статической поперечной устойчивости. При заезде на наклонную поверхность бульдозер должен пересечь задней частью гусениц воображаемую линию, проходящую через первые две вешки, после чего машина примет положение, требуемое в ГОСТ. Вешки выставляются по уклономеру. Для контроля правильного угла, на который заехал бульдозер, можно также воспользоваться уклономером, приложив его, например, к гусенице сверху или любой другой прямолинейной поверхности, параллельной горизонту.
Далее бульдозер задним ходом, съезжает с наклонной поверхности и движется, как показано на схеме площадки. Машина объезжает наклонную плоскость и заезжает на нее сбоку. Заезд должен происходить так чтобы бульдозер, находясь на наклонной плоскости, краем правой гусеницы не пересекал воображаемую линию между второй парой вешек. В таком положении трактор будет находиться под углом 40%, находясь поперек плоскости, что требуется в ГОСТ. После проверки устойчивости бульдозер съезжает с наклонной поверхности, как показано на схеме.
Зона 3
Пройдя испытания во второй зоне, бульдозер отправляют на третий испытательный участок, где будут проверять обзорность и освещенность его рабочей зоны в соответствии с ГОСТ 12.2.121-88.
Размеры площадки выбираем в соответствии с размерами, требуемыми для испытания освещенности рабочей зоны бульдозера. Машина, заехав в третью зону, устанавливают на заранее отмеченное место, от которого ранее производили расчет. По ГОСТ 12.2.121-88 чертежу 4 и приложению 6 находим координаты точек, устанавливающих границы зон освещенности при помощи значений указанных в таблице приложения 6 и параметра h0 – высота точки обзора рабочей зоны бульдозера с рабочего места оператора. Зона испытаний займет 46300мм в длину и 18800м в ширину. С учетом дополнительного расстояния для прохода, общий размер третьей зоны будет равен – 49000мм в длину и 22000мм в ширину.
Затем производим разметку площадки в соответствии с чертежом 4. Измерения производим путем протяжки нити с чувствительным элементом люксметра через всю зону освещения, нить растянута перпендикулярно к оси х при испытаниях переднего и заднего освещения, перпендикулярно к оси у при испытаниях бокового освещения соответственно. Нить протягивается через все крайние точки, находящиеся на одной линии, поочередно. То есть при испытаниях переднего освещения, нить будем протягивать через точки: 9, 26, 21, 20; затем 25, 22; 24, 23; 10, 11, 12, 13, 16, 17, 18,19; 14, 15. Таким же способом протягиваем нить при испытаниях заднего и бокового освещения. Закрепленный на нити, датчик люксметра, перемещается вдоль нити и регистрирует освещенность в каждой зоне. Такой метод достаточно производителен и точен.
Так как на открытой площадке освещенность рабочей зоны бульдозера проверить в светлое время суток нельзя, поэтому зона 3 должна быть накрыта светонепроницаемым тентом, внутри которого установить искусственное освещение, выключаемое при проведении испытания.
После испытаний освещенности, искусственное освещение нужно включить для проверки выполнения требований к обзорности рабочей зоны по ГОСТ 12.2.121-88 пункт 2 и приложение 4. Обзорность проверяется по окружности радиусом 8000мм, нарисованной вокруг машины, на которой отмечены углы относительно оси х.
Таким образом, площадка для испытаний бульдозера с неповоротным отвалом имеет 3 зоны. Площадь первой зоны равна – 484 квадратных метра, площадь второй зоны – 484 квадратных метра, площадь третьей зоны – 1078 квадратных метра. Итого – 2046 квадратных метров. Как выше было сказано, в целях безопасности площадку для испытаний следует окружить защитным огораждением и установить контрольно-пропускной пункт. Въезд на площадку испытаний осуществляется через ворота 1, находящиеся около КПП, выходящие прямо к зоне 1, после испытаний объекта, бульдозер из зоны 3 выезжает через ворота 2, таким образом покидая полигон. Исходя из представленной выше информации, общая площадь полигона составляет 2254 квадратных метра.