6.4.2. Phương pháp dải rộng

Phương pháp này nếu được áp dụng để biểu thị trực tiếp trị số rung động đã được hiệu chỉnh sẽ bao gồm một mạng hiệu chỉnh bằng điện tử kết hợp giữa đầu chuyển đổi và mạch tích phân theo thời gian. Mạng hiệu chỉnh có độ tổn thất do xen phù hợp với đường cong của hình 4 đối với rung động theo phương thẳng đứng (trục Z): Tổn thất trên sẽ không sai lệch khỏi đường cong trị số lớn hơn ± 0,5 dB cho các tần số ở giữa 2Hz và 4 Hz, và ± 2 dB ở bất kỳ tần số nào khác. Mạch tích phân cần có khả năng chỉ báo tích phân của bình phương gia tốc đã được hiệu chỉnh, awf , trong khoảng thời gian thực hiện thử T. Nghĩa là:

Thời gian lấy mẫu tối thiểu, T, là 120s.

6.4.3. Phương pháp dải thông không đổi

Mỗi tín hiệu ghi băng từ ghi rung động hoặc tín hiệu rung (ở chỗ không sử dụng máy ghi), phải được phân tích thành các mức gia tốc dải thông không đổi trong phạm vi tần số từ 1 Hz đến 20 Hz bằng các phương pháp kỹ thuật số thích hợp (ISO 4856). Thời gian lấy mẫu, T, tính bằng giây phải thoả mãn điều kiện:

2Be T ³ 140

và dải thông phân tích Be, Hz,

Be £ 0,3

...

...

...

6.5. Hiệu chuẩn

6.5.1. Qui định chung

Phải hiệu chuẩn các đầu chuyển đổi gia tốc theo phương pháp hiệu chuẩn thích hợp theo phương pháp đã được công nhận. Đặc biệt là qui trình hiệu chuẩn cần bảo đảm độ nhậy gia tốc thay đổi ít hơn ± 2.5% giá trị đo trung bình trong phạm vi tần số 0 đến 40 Hz và ít hơn ± 6% giá trị đo trung bình trong phạm vi tần số từ 0 đến 80 Hz.

Tác động của nhiệt độ môi trường xung quanh tới tính năng của tất cả dụng cụ đo cần được kiểm soát. Thiết bị đo thử phải được sử dụng trong giới hạn nhiệt độ cho phép để đạt được độ chính xác cần thiết.

6.5.2. Các phép thử

Các đầu chuyển đổi có đường đáp tuyến phẳng tới 0 Hz thông thường phải được hiệu chuẩn bằng cách đặt nghiêng.

Phải sử dụng các phương pháp thử chung đã được mô tả trong phương pháp giá đỡ nghiêng để hiệu chuẩn tĩnh các đầu chuyển đổi gia tốc, để thu nhận được độ nhạy gia tốc toàn hệ thống. Nghiêng trục cảm biến của đầu chuyển đổi khỏi phương thẳng đứng với một góc bằng 180 độ ở trọng trường tạo nên một sự thay đổi có biên độ đỉnh - đỉnh ở tín hiệu ra tương ứng 19,61 m/s² (2g) thay đổi gia tốc cửa vào. Trục cảm biến của gia tốc kế đặt ở vị trí thẳng đứng và đảo ngược 180 độ ± 4⁰ và sự thay đổi theo biên độ đỉnh - đỉnh ở điện áp ra đo với phạm vi sai số ± 0,5%. Phải thực hiện việc hiệu chuẩn và ghi lại kết quả ở trước và sau mỗi loạt phép thử và với giãn cách hợp lý trong mọi loạt thử kéo dài. Phải so sánh số liệu mỗi lần hiệu chuẩn này với số liệu hiệu chuẩn điện tử nội bộ của toàn hệ thống thiết bị đo.

Các bộ chuyển đổi không có đường đáp tuyến phẳng tới 0 Hz phải được thử bằng thiết bị hiệu chuẩn động.

Việc hiệu chuẩn điện tử nội bộ của toàn hệ thống thiết bị đo phải được kiểm tra ngay trước và sau mỗi lần thử và hiệu chuẩn là cần thiết để duy trì độ chính xác theo yêu cầu.

...

...

...

Phải ghi lại giá trị "không" của toàn bộ hệ thống thiết bị đo tức thì ngay trước và sau mỗi lần thử.

7. Giá thử rung động

7.1. Các đặc tính vật lý

Yêu cầu tối thiểu là có một hệ thống điều khiển hồi tiếp kiểu điện - thủy lực có bậc tự do theo trục Z.

Bất kỳ phương pháp kỹ thuật số hoặc phương pháp tương tự thích hợp đều có thể được ứng dụng để phát tín hiệu điều khiển miễn là thoả mãn được yêu cầu về mật độ phổ công suất (PSD) ra và hàm mật độ xác suất (PDF) ra tại bệ lắp chỗ ngồi.

Phần di động của giá thử rung động bao gồm một sàn để dùng làm bệ lắp chỗ ngồi, một vành tay lái, và một khoảng sàn phẳng làm chỗ để chân của người lái máy. Giá thử cần được giới hạn để thực hiện chuyển động chủ yếu theo phương thẳng đứng và loại trừ ảnh hưởng của cộng hưởng và độ phi tuyến có thể làm sái dạng tín hiệu rung động cửa ra vượt quá khả năng hiệu chỉnh bù tín hiệu.

Nếu nền bệ được đặt trên một cần, như trình bày ở hình 2 thì bán kính từ trục xoay cần đến điểm chỉ báo chỗ ngồi (SIP) phải ít nhất là 2000 mm.

7.2. Những kiến nghị về mặt an toàn.

Giá thử rung phải có thiết bị bảo đảm an toàn có khả năng tự động ngừng làm việc khi gia tốc bệ lắp chỗ ngồi vượt quá 15 m/s² vì bất kỳ lý do gì. Nên dùng thiết bị an toàn loại thuỷ lực ví dụ van an toàn cung cấp và / hoặc van giới hạn tải đặt ở ngang pít tông của xi lanh lực. Nếu một đầu chuyển đổi gia tốc được dùng làm bộ cảm biến vì mục đích an toàn thì các tín hiệu của nó phải qua bộ lọc thông thấp có tần số ngắt bằng 20 Hz để tránh ngắt tự động do các thành phần tần số cao vượt quá khả năng thuỷ lực của giá thử. Nếu giá thử không thuộc loại thuỷ lực thì phải sử dụng thiết bị an toàn phù hợp.

...

...

...

Phải có công tắc ngắt thiết bị bảo đảm an toàn cho cả người ở vị trí thử lẫn người điều khiển thiết bị thử. Các công tắc ngắt phải cung cấp năng lượng thuỷ lực và tác động vào một van làm thoát áp suất thuỷ lực trong hệ thống.

Trong tất cả các phép thử phải tăng một cách từ từ rung động do kích thích để cho phép chấm dứt các phép thử khi người ngồi ở chỗ thử yêu cầu ngừng thử.

8. Điều kiện thử

8.1. Chỗ ngồi để thử

Trước khi thử, phải chạy rà các chỗ ngồi kiểu treo theo các điều kiện do đơn vị chế tạo qui định. Nếu đơn vị đó không nêu rõ các điều kiện thì phải chạy rà chỗ ngồi trong 5 giờ.

Để đạt mục đích này, phải chất tải với khối lượng bằng 75 kg lên chỗ ngồi, thí dụ như quả chì được điều chỉnh để khối lượng này theo đúng chỉ dẫn của đơn vị chế tạo máy và phải tác động nguồn rung dạng hình sin vào bệ lắp chỗ ngồi với tần số xấp xỉ bằng tần số riêng giá treo và có biên độ đủ để gây nên chuyển động có hành trình xấp xỉ 75% hành trình toàn bộ của giá treo. Cần chú ý bảo đảm bộ giảm chấn giá treo không bị quá nóng khi chạy rà.

8.2. Những người tham gia thử

Phải tiến hành các phép thử với hai người tham gia thử.

Người thử nhẹ phải có khối lượng tổng cộng là 59 kg ± 1 kg trong đó có thể đeo dưới 5 kg ở dây đeo quanh thắt lưng.

...

...

...

Người tham gia thử phải ngồi một cách tự nhiên trên ghế ngồi hai bàn chân đặt phẳng trên sàn và hai tay đặt vào vành tay lái theo tư thế điển hình điều khiển máy. Chỗ ngồi cần phải điều chỉnh theo khối lượng của lái máy phù hợp với chỉ dẫn của nhà máy và vị trí của chỗ ngồi so với vành tay lái và chỗ để chân phải đáp ứng được các yêu cầu của IS0 4253.

9. Tín hiệu rung động đưa vào thử

9.1. Các cấp máy kéo

Những đặc điểm kỹ thuật căn bản đối với các máy kéo được coi là có cùng đặc tính rung được xác định theo cấp ghi trong bảng 2.

Bảng 2 - Phân cấp máy kéo ¹

Phân loại

Khối lượng máy kéo không được tăng trọng, kg

Cấp 1

Lên tới 3600

...

...

...

3600 đến 6500

Cấp 3

Trên 6500

¹ Các trục sau không có nhíp

9.2. Đặc tính rung

Các đặc tính rung của mỗi cấp máy kéo được trình bày ở các hình 5 đến 7.

Các phương trình đúng cho các đường cong mật độ phổ công suất của gia tốc của các hình 5 đến 7 được nêu ở điều 13. Những đường cong xác định bởi các phương trình này là các giá trị mục tiêu được tạo ra tại bệ lắp chỗ ngồi trong việc thử rung động ngẫu nhiên theo điều 10.2.

9.2.1. Bảng 3 xác định thêm các mức đưa vào thử và chỉ dẫn các dung sai cho phép của mật độ phổ công suất trong việc thử thực tế ở bệ lắp chỗ ngồi.

9.2.2. Bất kỳ phương tiện nào, bao gồm các máy tích phân kép, các máy phát tín hiệu tương tự và các bộ lọc, và các máy phát tín hiệu số có bộ chuyển đổi tương tự số đều có thể được dùng để tạo ra mật độ phổ công suất và các đặc tính căn quân phương cần thiết tại bệ lắp chỗ ngồi trong việc thử rung động ngẫu nhiên.

...

...

...

10. Phương pháp thử

10.1. Thử giảm sóc

10.1.1. Tiến hành phép thử này trên giá thử như qui định trong điều 7

10.1.2. Phải tiến hành 2 phép thử, ở phép thử thứ nhất, chỗ ngồi được chất tải với khối lượng bằng 40 kg; ở phép thử thứ hai với khối lượng bằng 80 kg.

10.1.3. Tác động một rung động hình sin có biên độ ± 15 mm vào bệ lắp chỗ ngồi với tần số trong phạm vi 0,5 Hz đến 2 Hz. Phải thử với dải tần thay đổi theo từng khoảng cách tần số tăng dần không lớn hơn 0,05 Hz và cũng theo phương pháp thử đồng nhất như trên nhưng giảm dần tần số.

10.1.4. Tỉ số V của giá trị căn quân phương của gia tốc rung động ở trên bề mặt chỗ ngồi awfs với gia tốc rung động ở bệ lắp chỗ ngồi awfb

Phải được xác định ở dải tần từ 0,5 Hz đến 2 Hz với các khoảng cách không lớn hơn 0,05 Hz. Phải đưa ra hệ số này vào báo cáo kết quả thử với giá trị có hai số lẻ.

10.1.5. Để đạt mục đích của điều 10.1.4, có thể sử dụng bất kỳ phương pháp nào đã ghi ở điều 6.4 nhằm đạt được gia tốc căn quân phương của tần số đã được hiệu chỉnh cùng một phương pháp để xác định awfS và awfB

...

...

...

Mỗi người tham gia thử phải được định vị trong chỗ ngồi theo qui định ở điều 8.2. Phải vận hành giá thử để gây ra phổ rung động thích hợp đưa vào thử tương ứng với điều 9 tại bệ lắp chỗ ngồi theo đúng với cấp máy kéo để lắp chỗ ngồi của người lái.

Những nguồn gây rung động đưa vào thử phải là liên tục trong thời gian lấy mẫu tối thiểu như đã xác định ở điều 6.4. Phải kiểm tra hiệu chuẩn dụng cụ đo trước và sau mỗi phép thử phù hợp với điều 6.5.2

10.2.1. Phải lặp lại phép thử đối với mỗi khối lượng của người tham gia thử (xem điều 8.2) nhằm đạt được 3 lần thử liên tiếp, trong đó các giá trị gia tốc căn quân phương của tần số được hiệu chỉnh (awf , theo điều 6.4) đo ở đĩa chỗ ngồi theo điều 6.2.2, nằm trong phạm vi ± 5% giá trị trung bình cộng của chúng. Phải ghi lại giá trị trung bình cộng này và đó là giá trị awfS .

10.2.2. Để ghi lại thí nghiệm theo 10.2.1, các rung động ở bệ lắp chỗ ngồi trong mỗi phép thử phải ở trong phạm vi các giá trị cho phép của bảng 3. Đối với mỗi người tham gia thử, giá trị trung bình cộng của 3 giá trị thử đối với các giá trị gia tốc căn quân phương của tần số được hiệu chỉnh (awf , theo điều 6.4) đo tại bệ lắp chỗ ngồi, phải được ghi lại và đó là giá trị awfB .

10.2.3. Có thể dùng bất kỳ phương pháp nào ghi trong điều 6.4 để đạt mục đích của các điều 10.2.1 và 10.2.2 nhằm đạt được gia tốc căn quân phương của tần số được hiệu chỉnh, với điều kiện là phải sử dụng cùng một phương pháp cho cả hai phép thử.

10.2.4. Gia tốc căn quân phương của tần số được hiệu chỉnh truyền cho người, awS , theo điều 10.2.1 phải được hiệu chỉnh theo một tỉ lệ để gia tốc căn quân phương của tần số thực tế đưa vào thử, awB theo điều 10.2.2 khác biệt với giá trị mục tiêu ở cột 2 bảng 3. Tính toán như sau:

Gia tốc người lái được hiệu chỉnh:

11. Khả năng áp dụng kết quả thử

...

...

...

12. Báo cáo kết quả thử

Báo cáo kết quả thử bao gồm các nội dung sau:

a) tên và địa chỉ đơn vị sản xuất ghế ngồi;

b) kiểu ghế ngồi;

c) ngày tháng thử;

d) số cấp máy kéo đưa vào thử;

e) giá trị về khả năng truyền tối đa trong phép thử theo điều 10.1.4; tần số và biên độ đầu vào khi đo;

f) rung động được truyền tới người tham gia thử;

1) khối lượng người tham gia thử, tính bằng kg (bao gồm mọi khối lượng bổ sung);

...

...

...

g) phương pháp hiệu chỉnh tần số được sử dụng;

h) người tiến hành.

13. Phương trình các đường cong mật độ phổ công suất (PSD)

Xác định phương trình các đường cong PSD bằng cách kết hợp đơn giản các bộ lọc thông cao (HP) và thấp (LP) theo hàm đáp tuyến tần số dạng Butterworth. Tất cả bộ lọc đều có 8 cực, nghĩa là, có mức tăng độ suy giảm tới mức 48 dB/ ốc ta ở các dải chặn.

PSD cấp 1 = 9,25 H² L²

PSD cấp 2 = 7,22 H² L²

PSD cấp 3 = 5,85 H² L²

Trong đó:

H là cường độ bộ lọc thông cao có hàm đáp tuyến tần số dạng Butterworth HP₄₈ được tính như sau:

...

...

...

Trong đó:

R = f/ Fc và f là tần số tính bằng hertz;

Fc là tần số ngắt LP₄₈ đối với cấp máy kéo riêng ghi trong bảng 4, tính bằng hertz;

L là cường độ của bộ lọc thông thấp có hàm đáp tuyến tần suất dạng Butterworth LP₄₈ được tính như sau:

Trong đó:

R=f/Fc và f là tần số tính bằng hertz;

Fc là tần số ngắt HP₄₈ đối với cấp máy kéo riêng ghi trong bảng 4, tính bằng hertz;

Bộ lọc thông cao có hàm đáp tuyến tần số dạng Butterworth là:

...

...

...

Bộ lọc thông thấp có hàm đáp tuyến tần số dạng Butterworth là:

LP₄₈ = 1/ (1+ 5,126S + 13,137S² + 21,846S³ + 25,688S⁴ + 21,846S⁵ + 13,137S⁶ + 5,126S⁷ + S⁸ )

ở đây trong cả hai trường hợp:

f là tần số, tính bằng hertz

Fc ­là tần số ngắt của bộ lọc lấy từ bảng 4, tính bằng hertz

¹⁾ Được phân tích phù hợp với những giới hạn về thời gian T, và dải thông, Be, theo điều 6.4.3.

Chú thích:

...

...

...

2. Cột 1 là giá trị tham khảo để xác định gia tốc căn quân phương thực, căn cứ theo các phương trình nêu ở điều 13. Cột 2 cho các giá trị mục tiêu để xác định giá trị thử nghiệm đầu vào của gia tốc căn quân phương được hiệu chỉnh ở bệ lắp chỗ ngồi. Cột 3 là dung sai cho phép tương ứng đối với cột 2. Cột 4 là dung sai cho phép trên đường cong PSD của tín hiệu thử nghiệm đầu vào thực tế bao hàm phần chủ yếu của rung động khi thử nghiệm, và dung sai có giới hạn nhỏ hơn bằng ± 2 dB trên đường cong PSD ở bệ lắp chỗ ngồi. Ngoài ra, dung sai trên đường cong PSD đối với dải tần số rộng hơn so với dải tần số đã nêu không được vượt quá ± 1dB (xem cột 4). Cột 5 là yêu cầu bổ sung nêu rõ tỉ lệ phần trăm tối thiểu của gia tốc căn quân phương thực khi thử thực tế và phải nằm trong dải tần đã nêu. Tần số được trình bày ở cột 4 và 5 là các tần số biên của dải.

 ¹⁾ HP và LP biểu thị là các bộ lọc thông cao và thông thấp có hàm đáp tuyến tần số dạng Butterwworth. Các chỉ số dưới chỉ độ dốc bộ lọc bằng đề xi ben trên mỗi ốc ta. Vì thế bảng trên xác định một cách đầy đủ bộ lọc thông dải tần căn cứ theo các tần số ngắt và độ suy giảm.

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1773-13:1999 (ISO 5007: 1990) về máy kéo bánh hơi nông nghiệp - phương pháp thử - Phần 13: Chỗ ngồi của người lái máy đo rung động trong điều kiện phòng thí nghiệm do Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường ban hành