авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Повышение безопасности и улучшение условий труда оператора в транспортно-технологическом процессе сельскохозяйственного производства

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ДМИТРИЕВ Михаил Сергеевич ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ И УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ ТРУДА ОПЕРАТОРА В ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА Специальность 05.26.01 – Охрана труда (отрасли АПК)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург – Пушкин – 2012

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Челябинская государственная агроинженерная академия»

Научный консультант: Заслуженный работник высшей школы РФ, доктор технических наук, профессор Горшков Юрий Германович

Официальные оппоненты: Пьядичев Эдуард Васильевич, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный уни верситет», профессор кафедры безопасность технологи ческих процессов и производств Иванов Николай Игоревич, доктор технических наук, профессор, Балтийский госу дарственный технический университет (ВОЕНМЕХ) им.

маршала Советского Союза Д.Ф. Устинова, заведующий кафедрой экологии и безопасности жизнедеятельности Шкрабак Владимир Владимирович, доктор технических наук, доцент, Автономная некоммер ческая научно-исследовательская организация «Институт медоварения», г. Санкт-Петербург, заместитель генераль ного директора по научно - инновационной деятельности

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»

Защита состоится «25» декабря 2012 г., в 14 час 30 мин на заседании диссертационного совета Д 220.060.05 при Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу: 196601, г. Санкт-Петербург – Пушкин, Петербургское шоссе, 2, ауд. 2.529.

Email: uchsekr@ spbgau.ru;

salova_tus@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Санкт Петербургский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан «_» _ 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор Салова Тамара Юрьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Агропромышленное производство Российской Федера ции является важнейшей структурной составляющей народного хозяйства. С точки зрения безопасности труда сельское хозяйство далеко от совершенства, так как травматизм и заболеваемость работников остаются весьма высокими.

Согласно имеющимся статистическим данным показатели травматизма в агро промышленном производстве почти в 1,5 раза выше, чем в целом по народному хо зяйству РФ. При этом отмечается, что наибольший удельный вес в сельском хозяй стве занимают несчастные случаи, происходящие при выполнении транспортно технологических процессов.

Показатели травматизма и профзаболеваемости среди операторов транспорт ных и технологических машин в три раза выше, чем в целом по отрасли.

Главными причинами травматизма являются: недостаточная квалификация операторов, неудовлетворительное техническое состояние и конструктивные недо статки машин, а также низкий уровень обеспечения нормальных параметров про изводственной среды. Это свидетельствует о том, что цель повышения безопасно сти и улучшения условий труда операторов в транспортно-технологических про цессах в АПК не может быть достигнута без исследования и совершенствования системы «оператор-машина-среда» (О-М-С).

Характеристики «оператора» (как элемента системы «О-М-С») оказывают су щественное влияние на безопасность протекания транспортно-технологического процесса сельскохозяйственного производства. В частности, они обуславливают степень утомления, являющейся непосредственной причиной дорожно транспортных происшествий (ДТП) и других аварийных ситуаций. Утомление так же вызывает снижение производительности труда.

В научных исследованиях констатируется тот факт, что степень совершенства конструкции «машины» и ее приспособленность к физиологическим возможностям «оператора» оказывают значительное влияние на безопасность функционирования системы «О-М-С». Несмотря на это обстоятельство, большинство современной оте чественной мобильной сельскохозяйственной техники недостаточно приспособлено к выполнению технологической настройки. При этом существующие на сегодняш ний день методы оценки приспособленности сельскохозяйственных машин не поз воляют получить достаточно объективную количественную оценку этого фактора.

Кроме того, в настоящее время в организациях АПК России наибольший удельный вес занимают устаревшие транспортные и технологические машины, конструкция которых не позволяет в достаточной степени ограничить или избежать возникновения ряда неблагоприятных явлений, связанных с их недостаточно высо кими тягово-сцепными свойствами, буксованием, гидроскольжением, тормозными качествами и др., зачастую служащих причиной возникновения опасных ситуаций.

При этом существующие технические средства для улучшения динамики мобиль ных машин, применяемые в других отраслях, практически не используются в сель ском хозяйстве по причине их высокой стоимости, сложности в изготовлении и эксплуатации.

Следует также отметить, что одной из причин травмирования и гибели опера торов являются возгорания мобильных машин. При этом имеющиеся первичные средства пожаротушения чаще всего оказываются недостаточно эффективными и не всегда позволяют избежать участия работников в процессе ликвидации очага возгорания.

«Среда», являясь элементом системы «О-М-С», также оказывает значительное воздействие на безопасность функционирования данной системы. Так, например, ис следованиями установлено, что операторы мобильных машин сельскохозяйственно го назначения находятся в дискомфортных условиях микроклимата до 12 % рабоче го времени в весенне-осенний период года и до 76 % – в летне-зимний период.

При проведении полевых работ в воздухе рабочих зон присутствует пыль и другие вредности. При этом отмечается, что используемые в сельском хозяйстве средства обеспечения нормальных параметров производственной среды недоста точно эффективны.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что повышение безопасно сти и улучшение условий труда операторов при функционировании системы «О-М С» в транспортно-технологическом процессе сельскохозяйственного производства является на сегодняшний момент важной народнохозяйственной проблемой.

Цель работы. Повышение безопасности и улучшение условий труда операто ров транспортных и технологических сельскохозяйственных машин путем совер шенствования элементов системы «оператор – машина – среда».

Объект исследования. Функционирование системы «оператор – машина – сре да» в транспортно-технологическом процессе сельскохозяйственного производства.

Предмет исследования. Закономерности влияния элементов системы «опера тор – машина – среда» на безопасность ее функционирования.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту. Обоснован показатель риска системы «оператор – машина – среда» в транспортно технологическом процессе сельскохозяйственного производства, дающий возмож ность количественно оценить уровень безопасности и условий труда операторов мо бильных машин, отличающийся от существующих тем, что учитывает удельную травмоопасность машины, а также комплексное воздействие на оператора факто ров производственной среды.

Предложен и обоснован обобщенный показатель, позволяющий количе ственно оценить приспособленность сельскохозяйственной техники к выполнению технологической настройки и определяемый на основе балльной методики оценки таких параметров, как удобство, доступность, сложность, безопасность, трудоем кость и частота выполнения технологических регулировок.

Обоснован и разработан ряд автоматических технических устройств, позво ляющих повысить безопасность функционирования системы «оператор – машина – среда» в транспортно-технологическом процессе сельскохозяйственного производ ства за счет улучшения тягово-сцепных и тормозных качеств мобильных машин в различных условиях эксплуатации, осуществления оперативного тушения возгора ний на мобильной технике и обеспечения допустимых параметров производствен ной среды на рабочем месте оператора. Они отличаются простотой конструкции и не требуют высокой квалификации при их техническом обслуживании.

Практическая ценность. Результаты исследования могут быть использованы научно-исследовательскими и конструкторскими организациями при разработке и совершенствовании способов и средств повышения безопасности транспортно технологических процессов сельскохозяйственного производства.

Предложенные показатель риска системы «оператор – машина – среда» и обобщенный показатель приспособленности сельскохозяйственной техники к вы полнению технологической настройки могут использоваться в процессе испытания, эксплуатации, а также проектирования машин для получения достаточно объек тивной количественной оценки уровня их безопасности. Кроме того, результаты исследования могут быть рекомендованы в качестве материалов для совершенство вания соответствующих ГОСТов.

Обоснованные и разработанные автоматические устройства, позволяющие снизить вероятность возникновения отрицательных явлений (буксование, гид роскольжение, заносы и др.), связанных с низкими динамическими качествами мо бильных колесных машин сельскохозяйственного назначения, могут найти широ кое применение в практике организаций АПК России и позволят повысить уровень безопасности операторов указанных машин.

Предложенная автоматическая система пожаротушения на мобильных машинах дает возможность оперативной ликвидации очагов возгорания, что препятствует рас пространению пожаров и способствует повышению безопасности работников АПК.

Обоснованные технические средства обеспечения нормальных уровней пара метров производственной среды (устройства для поддержания нормального темпе ратурного режима, снижения запыленности) позволяют снизить риск профзаболе ваний и травм, связанных с нарушением функционального состояния операторов.

Реализация результатов исследования. Результаты исследования рекомендо ваны к внедрению Министерством сельского хозяйства Челябинской области (име ется протокол заседания НТС). Метод комплексной оценки приспособленности сельскохозяйственной техники к выполнению технологической настройки одобрен и внедрен во Всероссийском научно-исследовательском институте охраны труда в сельском хозяйстве (г. Орел, 2003 г.), а также в АОЗТ «Чесменское» (Челябинская обл., с. Чесма). В данной организации также внедрены усовершенствованные меха низмы регулирования рабочих органов зерноуборочных комбайнов. Автоматическое устройство для тушения пожаров на особо опасных участках производства внедрено в ОАО «Челябинский механический завод» (г. Челябинск). В ОАО «Челябинский механический завод» (г. Челябинск) также внедрено устройство для разбрасывания сыпучих материалов под ведущие колеса транспортного средства. Кроме того, ука занное устройство используется в ГУППРСД (Челябинская обл., с. Октябрьское) и ООО «Энергия ЧТЗ» (г. Челябинск). В данных организациях также внедрено быст росъемное траковое приспособление для повышения проходимости мобильных ко лесных машин. Устройства для разбрасывания сыпучих материалов под ведущие ко леса транспортного средства также используются в ООО ПКФ «Механик – гарант», ООО «Головное специализированное конструкторское бюро ЧТЗ», ООО «Транспорт ЧТЗ», ООО «Рифейэнергомонтаж». В ООО «Головное специализированное кон структорское бюро ЧТЗ» и ООО «Рифейэнергомонтаж» внедрено автоматическое устройство для подогрева пола кабины. Автоматический механизм блокировки про стого шестеренчатого дифференциала и комбинированное устройство для поддер жания нормальных параметров воздушной среды в кабинах мобильных машин внед рены в ТОО «Восток – ТБК» (Республика Казахстан), ООО «Элком-Инвест», ООО «ТрансИнвест» (г. Челябинск). В ООО «Доминанта» и ООО «Капиталстрой» (г. Че лябинск) используется устройство для удаления пыли и грязи из кабин технологиче ских и транспортных машин (система «вентиляция-пылесос»). В ООО «Капи талстрой» также внедрено автоматическое устройство для поддержания норм давле ния в пнематических шинах. Вышеизложенное подтверждается актами внедрения (2003…2010 гг.).

Материалы диссертации используются в учебном процессе Челябинской госу дарственной агроинженерной академии (ЧГАА), Южноуральского государственно го университета (ЮУрГУ), Костанайского инженерно-экономического университе та (КИнЭУ), Костанайского государственного университета (КГУ) и включены в учебное пособие: Безопасность жизнедеятельности (Безопасность труда в сельско хозяйственном производстве). – Челябинск, 2008 (с грифом «Рекомендовано УМО вузов РФ по агроинженерному образованию»).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложе ны, обсуждены и одобрены на международных научно-технических конференциях ЧГАА (ЧГАУ) (г. Челябинск, 2001…2010 гг.), ЮУрГУ (г. Челябинск, 2004… гг.), всероссийских научно-технических конференциях СПбГАУ (г. Санкт Петербург, 2011 г.), МАДИ (г. Челябинск, 2005, 2006), на научно-технических кон ференциях КИнЭУ (г. Костанай, 2004…2007 гг.). Отдельные положения работы отмечены грантом Министерства образования и Правительства Челябинской обла сти (2002, 2003 гг.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 57 печатных работах, в том числе 20 работ опубликованы в центральных изданиях;

получено патентов на полезную модель и 3 – на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 340 страницах маши нописного текста и включает 33 таблицы, 118 рисунков. Работа состоит из введе ния, 5 глав, общих выводов, библиографии (314 наименований) и 45 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулирована цель ис следования, изложены научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе «Состояние проблемы и задачи исследования» освещено со стояние травматизма в агропромышленном комплексе РФ, определены основные причины травмирования работников АПК, приведен анализ существующих иссле дований, посвященных влиянию элементов системы «оператор – машина – среда» на безопасность ее функционирования, а также рассмотрены существующие оце ночные показатели условий и охраны труда.

В Российской Федерации уровни травматизма и профессиональной заболева емости до сих пор остаются на весьма высоком уровне. При этом сельскохозяй ственное производство по данным показателям занимает первое место среди дру гих отраслей народного хозяйства. Достаточно отметить, что число и тяжесть до рожно-транспортных происшествий в сельском хозяйстве составляет около 60 % всех ДТП в стране. Согласно Росстату, коэффициент частоты травматизма в АПК составил 3,6 против 2,1 в целом по Российской Федерации.

Результаты статистических исследований также показывают, что уровни трав матизма и профзаболеваемости среди операторов мобильных сельскохозяйствен ных машин в три раза выше, чем в целом по отрасли.

Проблеме повышения безопасности труда операторов сельскохозяйственной техники посвящены работы Улицкого, Русака, Козлова, Шкрабака, Лапина, Горш кова, Гальянова, Олянича, Митрофанова, Гавриченко, Куплевацкого и многих дру гих ученых.

Результаты их исследований позволяют сделать вывод, что безопасность труда операторов сельскохозяйственных машин необходимо рассматривать в рамках си стемы «оператор-машина-среда» (О-М-С). Установлено, что на безопасность про текания транспортно-технологических процессов в сельском хозяйстве значитель ное влияние оказывают характеристики человека-оператора (его квалификация, возраст, физическое и психофизиологическое состояние и др.). Разработанные и эксплуатируемые в настоящее время сельскохозяйственные мобильные машины несовершенны с точки зрения обеспечения безопасности их функционирования. В частности, это выражается в недостаточной приспособленности сельскохозяй ственной техники к выполнению ее технологической настройки;

отсутствием или несовершенством технических средств, предотвращающих или уменьшающих воз действие ряда неблагоприятных явлений (буксование, гидроскольжение, возгора ние и др.), снижающих безопасность операторов. Кроме того, высокий уровень профзаболеваемости и травматизма работников АПК вызван неудовлетворитель ным состоянием производственной среды. При этом имеющиеся на сегодняшний день технические средства для поддержания нормальных параметров рабочей сре ды недостаточно эффективны.

Анализ проведенных исследований, посвященных вопросам оценки уровня безопасности труда, показал, что существующие в настоящее время оценочные ме тоды либо не определяют количественные характеристики безопасности системы «О-М-С», либо могут быть использованы в качестве оценки лишь отдельных пока зателей безопасности ее функционирования. Кроме того, многие из них являются чрезвычайно трудоемкими.

Все вышеизложенное свидетельствует о том, что возникает проблемная ситу ация. С одной стороны в настоящее время разрабатываются и внедряются более совершенные транспортные и технологические сельскохозяйственные машины, призванные облегчить и обезопасить труд работников сельскохозяйственного про изводства, с другой стороны травматизм и профзаболеваемость при эксплуатации мобильной сельскохозяйственной техники находятся на высоком уровне.

В связи с этим в настоящее время существует важная научная и народнохозяй ственная проблема повышения безопасности и улучшения условий труда операто ров при функционировании системы «оператор – машина – среда» в транспортно технологическом процессе сельскохозяйственного производства.

Анализ литературных источников и научных исследований позволяет выдви нуть следующую гипотезу: повышение безопасности и улучшение условий труда работников агропромышленного комплекса, участвующих в транспортно технологических процессах, может быть достигнуто путем установления законо мерностей влияния элементов системы «О-М-С» на безопасность ее функциониро вания и совершенствованием указанных элементов.

Для решения выявленной проблемы и подтверждения сформулированной ги потезы были определены следующие задачи исследования:

обосновать показатель безопасности системы «О-М-С», с учетом характеристик каждого из ее элементов и их влияния на систему в целом;

разработать обобщенный показатель приспособленности (безопасности и эрго номичности) сельскохозяйственной техники к выполнению технологических ре гулировок и методику оценки параметров приспособленности;

обосновать и разработать технические средства, обеспечивающие улучшение условий труда операторов и повышение безопасности функционирования си стемы «О-М-С» в транспортно-технологическом процессе;

дать экономическую оценку эффективности результатов исследования.

Во второй главе «Теоретические предпосылки исследования» приведено обоснование показателя риска системы «оператор – машина – среда» с учетом характеристик каждого элемента данной системы, а также обобщенного показателя приспособленности сельскохозяйственной техники к выполнению технологических регулировок.

Указанный обобщенный показатель позволяет оценить приспособленность каждой конкретной регулировки, отдельных рабочих органов и машины в целом.

Он включает в себя параметры удобства, доступности, сложности и безопасности, оцениваемые при помощи экспертов по десятибалльной системе.

При его обосновании были учтены:

число регулировок рабочего органа: m;

число оцениваемых параметров приспособленности: n;

вариация баллов при оценке: r [1…10];

нормированный показатель приспособленности 0 П 1.

Конструкция показателя записывается формулой:

П A S1 B S2 C S3, (1) n n где S1 ri – сумма баллов при оценке регулировки;

S2 ri2 – сумма квадратов i 1 i n баллов;

S3 ri3 – сумма кубов баллов.

i Эти суммы принимают наименьшее значение, если все показатели приспособ ленности данной регулировки оценены баллом 1, при:

S1 n, S2 n, S3 n и П 0.

Среднее значение суммы принимают в случае, когда все показатели приспособ ленности регулировки имеют оценку 5 баллов:

S1 S n, S2 25 n, S3 125 n и П 0,5.

Максимальное значение сумм будет при следующих значениях:

S1 10 n, S2 100 n, S3 1000 n и П 1.

Указанные условия позволяют определить, что:

C n 1 360 ;

B n 1 24 ;

A n 7 180.

Подставив найденные значения A, B, C в формулу (1) и сделав элементарные преобразования, получим формулу для оценки приспособленности каждой техно логической регулировки:

15 S2 14 S1 S Пp. (2) 360 n Зависимость величины обобщенного показателя приспособленности для каж дой регулировки от суммы баллов при оценке параметров приспособленности представлена на рисунке 1.

Обобщенный показатель приспособленности для каждого рабочего органа машины определим по формуле средней геометрической. Таким образом, этот по казатель будет иметь вид:

П ро m П p1 П p2... П pm. (3) Обобщенный показатель оценки приспособленности к технологической настройке машины в целом находим как сводный показатель:

p Пм П2 P, (4) jpo j где Р – количество рабочих органов (узлов) машины, имеющих технологические регулировки.

Предложенный обобщенный показатель определяет характеристики машин с точки зрения их безопасности только в процессе регулирования и не дает возмож ность оценить уровень безопасности мо Пp бильной сельскохозяйственной техники 0, при непосредственном выполнении 0, транспортно-технологических процессов.

0, 0, Рисунок 1 – Зависимость обобщенного 0, показателя приспособленности технологической 0, регулировки от суммы баллов экспертной 0, оценки параметров приспособленности (при 0, условии, что все параметры оценены 0, одинаковым баллом) 6 12 18 24 30 36 42 48 54 S Для решения этой задачи предлагается использовать следующие показатели.

Показатель вероятности безопасной работы оператора:

PБ 1 t 01 M(), (5) где М() – математическое ожидание суммарной продолжительности опасных си туаций в течение времени смены (to), определяемое как:

M() N(t 0 ), (6) где N( t 0 ) – математическое ожидание числа опасных ситуаций в интервале време ни (0, t0);

– математическое ожидание длительности опасной ситуации.

Коэффициент удельной травмоопасности, позволяющий сравнить уровень безопасности труда на машинах различной конструкции, но одного назначения:

К у W 1 N( t 0 ), (7) где W – число опасных ситуаций на единицу выполненной за смену работы.

Предложенные показатели, позволяя количественно оценить качественный показатель «безопасность труда», дают возможность обосновать и разработать эф фективные мероприятия по повышению уровня безопасности труда на сельскохо зяйственных машинах. Однако, они не учитывают состояние среды на рабочем ме сте оператора.

«Среда» как элемент системы «О-М-С» может быть оценена показателем вре мени вредного и потенциально опасного пребывания на рабочем месте. Чем выше его значение, тем хуже условия труда операторов. Данный показатель выражается следующей зависимостью:

Т в.о. Т см 1 К, (8) где Т см – продолжительность рабочей смены, ч;

К – комплексный коэффициент ( К 1), учитывающий совокупное воздействие факторов условий труда.

Он определяется по формуле:

К, (9) 1 1 n...

К ф1 К ф 2 K фn где К ф1, К ф2, K фn – факторные коэффициенты, показывающие долю сменной выра ботки, которая может быть реализована при производстве сельскохозяйственных работ за смену с пребыванием операторов мобильных машин в кабине при условии обеспечения безопасного и безвредного производственного процесса, n – количе ство учитываемых факторов условий труда.

Факторные коэффициенты рассчитываются следующим образом:

Т К фi дi, (10) Т см где Tдi – время ежесменного безопасного и безвредного пребывания оператора на рабочем месте с учетом воздействия i-го фактора условий труда, ч.

В качестве примера приведена номограмма зависимости времени ежесменного безопасного и безвредного (допустимого) пребывания оператора в кабине мобиль ной сельскохозяйственной машины от концентрации нетоксической пыли при условии, что Тсм = 8 часов (рисунок 2).

Рисунок 2 – Номограмма допустимого времени пребывания оператора на рабочем месте ( Т д ) в зависимости от содержания нетоксической пыли в рабочей зоне (Х – содержание пыли в воздухе рабочей зоны в % от предельно допустимой кон центрации ПДК) (график функции Т д 0,00003Х 2 0,045Х 21) Из графика видно, что с увели чением концентрации пыли допустимое время работы оператора сельскохозяй ственной машины (Тд) уменьшается. С другой стороны, приближение одного из факторов условий труда к нормативному значению снижает время вредного и по тенциально опасного пребывания на рабочем месте (рисунок 3).

Однако, ввиду того, что уровни факторов условий труда на рабочем месте мо гут изменяться в процессе выполнения сельскохозяйственных операций, время ежесменного безопасного и безвредного (допустимого) пребывания оператора в кабине следует определять равенством:

Tдi Т дij t фij Т см, m (11) j где Т дij – время ежесменного безопасного и безвредного (допустимого) пребывания оператора на рабочем месте с учетом воздействия i-го фактора условий труда j – го уровня;

t фij – продолжительность воздействия i-го фактора условий труда j – го уровня;

m – количество уровней фактора условий труда.

Подставив зависимости (10) и (11) в уравнение (9), получим окончательную формулу для определения комплексного коэффициента:

K. (12) Т см Т см Т см...

Т д1 j t ф1 j Т см Т д 2 j t ф2 j Т см Т дnj t фnj m m m Т см n j1 j1 j Приближение одного из факторов условий труда к нормативному значению повышает комплексный коэффициент (К) и, следовательно, снижает время вредно го и потенциально опасного пребывания на рабочем месте.

Например, зависимость величины показателя времени вредного и потенциаль но опасного пребывания оператора сельскохозяйственной машины на рабочем ме сте от концентрации пыли можно определить следующим образом.

Если все другие факторы условий труда имеют нормативное значение, т. е.

факторный коэффициент для каждого из них равняется единице (при восьмичасо вой рабочей смене), то:

К К фп, (13) где К фп – факторный коэффициент, учитывающий воздействие запыленности.

Так как время ежесменного допустимого пребывания оператора в кабине мо бильной сельскохозяйственной машины с учетом воздействия запыленности опре деляется зависимостью Т д 0,00003Х 2 0,045Х 21(см. рисунок 2), то с учетом формул (10) и (11):

t фj 0,00003X 2j 0,045X m Т см j К фп (14), Т см где X j – концентрация пыли в кабине (%, ПДК).

Подставив уравнение (14) в формулу (8), получим зависимость показателя времени вредного и потенциально опасного пребывания оператора от уровня запы ленности на рабочем месте:

m Т в.о. Т см t фj 0,00003X 2 0,045X 21 Т см. (15) j j График данной зависимости представлен на рисунке 3.

Рисунок 3 – Зависимость показателя времени вредного и потенциально опасного пребыва ния на рабочем месте (Тв.о) от содержания нетоксической пыли в кабине мобильной сельскохозяйственной машины (Х – содер жание пыли в воздухе рабочей зоны в % от предельно допустимой концентрации ПДК) Показатели, обоснование которых приведено выше, позволяют определить характеристики элементов «машина» и «среда» с точки зрения их влияния на безопасность функционирования системы «О-М-С».

Оценивать уровень безопасности системы «О-М-С» в транспортно технологическом процессе сельскохозяйственного производства предлагается с помощью показателя риска, нормируемого от нуля до единицы (0 R 1). При этом, для достижения наивысшего уровня безопасности системы необходимо стре миться к тому, чтобы данный показатель имел наименьшее значение, то есть стре мился к нулю:

R 0. (16) Величина риска, означающая вероятность несчастного случая в процессе вы полнения транспортных и технологических операций, зависит от характеристик каждого из элементов системы «оператор – машина – среда».

Одной из основных характеристик «оператора», влияющей на безопасность функционирования системы «О-М-С», является его квалификация. Оценить квали фикацию водителя транспортного средства, используемого в агропромышленном производстве, а также тракториста-машиниста можно по системе, применяемой ра нее – его классностью (1-й, 2-й и 3-й классы). Более высокая квалификация опера тора (1-й класс) позволяет уменьшить вероятность его ошибочных действий, сни жающих безопасность труда, т.е. приведенные выше критерии могут быть использо ваны при оценке риска системы «О-М-С».

Состояние машины в системе «О-М-С» может быть оценено коэффициентом удельной травмоопасности ( К у ) (выражение (7)). В период с 2006 по 2009 гг. в ор ганизациях АПК Челябинской области были проведены исследования реальных производственных процессов (комбайновая уборка зерновых культур, перевозка грузов, обработка почвы и др.) с целью определения количества опасных ситуаций.

Результаты показали, что максимальное значение данного коэффициента для раз личных типов мобильных сельскохозяйственных машин составляет 10 ед./га ( ед./10 км – для транспортных машин). Данная величина характеризует наиболее изношенную технику, не оснащенную системами активной безопасности.

«Среда» как элемент системы «О-М-С» может быть оценена показателем вре мени вредного и потенциально опасного пребывания оператора на рабочем месте (Тв.о), определяемого зависимостью (8). Чем выше его значение, тем хуже условия труда операторов. При восьмичасовой рабочей смене максимально возможное зна чение этого показателя составляет Тв.о = 8 ч.

Исходя из вышеизложенного, структуру модели показателя риска системы «О М-С» можно записать следующим образом:

R К К у Т в.о., (17) где К – класс оператора;

К у – коэффициент удельной травмоопасности машины;

Тв.о – показатель времени вредного и потенциально опасного пребывания оператора на рабочем месте;

, и – параметры математической модели.

Для вычисления значений, и определим следующие условия:

1) если К = 3;

К у = 10;

Тв.о = 8, то R =1, то есть, риск максимален. С учетом этого получим уравнение:

3 10 8 1. (18) 2) если К = 2;

К у = 5;

Тв.о = 4, то R = 0,5 (вероятность несчастного случая со ставляет 50 %), следовательно:

2 5 4 0,5. (19) 3) если К = 1;

К у = 0;

Тв.о = 0 (идеальные условия), то:

R = = 0. (20) Если допустить, что уровень квалификации оператора, безопасность машины и состояние производственной среды вносят одинаковую долю в формирование риска системы «О-М-С», тогда из уравнений (18) и (19) вычислим, что = 0,033 и = 0,0417.

Однако класс оператора (К) может принимать только три значения (К = 1;

К = 2;

К = 3). Параметр будет зависеть от значения К:

f K. (21) Из уравнений (18), (19) и (20) получим выражение для определения параметра :

0,0275 К 2 0,1655 К 0,138. (22) Подставив уравнение (22) и ранее найденные значения параметров и в вы ражение (17), получим окончательную формулу показателя риска системы «О-М-С»:

R 0,0417 Т в.о 0,033 К у 0,0275 К 3 0,1655 К 2 0,138 К. (23) Из графиков (рисунки 4, 5 и 6), построенных на основании выражения (23), вид но, что при более высоком уровне квалификации оператора риск несчастного случая уменьшается. Например, повышение квалификации оператора с 3-го класса до 1-го уменьшает вероятность возникновения несчастного случая примерно на 33 %.

Рисунок 4 – Зависимость показа теля риска ( R ) от класса опера тора (К) при условии, что Тв.о = и Ку = Рисунок 5 – Зависимость показателя риска ( R ) от коэффициента удель ной травмоопасности ( К у ) при условии, что Тв.о =4 и К = Рисунок 6 – Зависимость по казателя риска ( R ) от показателя времени вредного и потенциально опасного пребывания на рабочем месте (Тв.о) при условии, что Ку = иК= Снижение значений коэффициента удельной травмоопасности и показателя времени вредного и потенциально опасного пребывания оператора на рабочем ме сте также приводит к повышению безопасности функционирования системы «О-М С». Так, уменьшение коэффициента удельной травмоопасности на 50 % снижает значение показателя риска примерно на 0,17, а увеличение времени вредного и по тенциально опасного пребывания оператора на рабочем месте на 2 часа приводит к повышению значения показателя риска более чем на 0,08.

Таким образом, зависимость (23) для определения риска системы «О-М-С» может служить оценочным показателем, позволяющим получить количественную информацию о состоянии условий и охраны труда операторов мобильных машин, эксплуатируемых в сельскохозяйственном производстве, и на ее основе разрабо тать мероприятия, направленные на повышение их безопасности.

В третьей главе «Обоснование и разработка технических средств для повыше ния безопасности функционирования системы «оператор – машина – среда»» пред ставлены устройства для повышения безопасности транспортно-технологических процессов в сельском хозяйстве и приведено обоснование их основных параметров.

Значительную часть времени колесные машины, используемые в сельском хо зяйстве, работают в условиях плохих дорог и бездорожья. В этих условиях простые шестеренчатые дифференциалы, которыми оснащена трансмиссия большинства машин, являются причиной ухудшения их тягово-сцепных свойств и проходимо сти, снижения уровня безопасности операторов и приводят к технологическим от казам и нарушению экологического баланса вследствие буксования ведущих колес.

В данной ситуации улучшение тягово-сцепных свойств мобильных машин может быть достигнуто путем введения в их трансмиссию механизмов блокировки диф ференциала. Однако большинство из существующих в настоящее время механиз мов обладают большим внутренним трением и требуют больших конструктивных изменений в дифференциале или полной его замены.

В связи с этим нами был разработан автоматический механизм блокировки простого шестеренчатого дифференциала (рисунок 7), работающий на принципе тангенциальных сил инерции, возникающих при угловых ускорениях буксующего колеса (патент № 94917).

Рисунок 7 – Принципиальная схема автома тического механизма блокировки простого ше стеренчатого дифференциала автомобиля ЗиЛ 433100: 1 наружная обойма;

2 – сепаратор с ро ликами и пружинами;

3 звездочка;

4 корпус дифференциала;

5 стопорное кольцо Угловое ускорение ведущего колеса, при котором происходит включение бло кирующего механизма, является важней шим параметром для определения его чув ствительности. Оптимальная чувствитель ность блокирующего механизма к вклю чению должна быть такой, чтобы последний не включался на повороте, при интен сивном трогании с места, и обеспечивалось бы его автоматическое включение при раздельном буксовании ведущих колес.

Угловое ускорение ведущих колес при разгоне автомобиля максимальной ин тенсивности на пределе сцепления колес с дорогой определяется по формуле:

g, (24) rk где g – ускорение свободного падения;

– коэффициент загрузки ведущих колес ве сом автомобиля;

– максимальный коэффициент сцепления ведущих колес с доро гой;

– коэффициент учета вращающихся масс автомобиля;

rk – радиус деформиро ванного колеса. Максимальное угловое ускорение ведущего колеса при разгоне ав томобиля ЗиЛ-433100, подсчитанное по формуле (24) составляет = 4,8 рад/с2.

Максимальное угловое ускорение наружного ведущего колеса при движении автомобиля на повороте составляет:

g B R B (25), 2R t rk 2h g где В – средняя ширина колеи ведущих и направляющих колес;

R – радиус поворо та автомобиля;

hg – высота центра тяжести автомобиля;

t – время выкручивания ру левого колеса в крайнее положение (5 с).

Максимальная величина углового ускорения ведущего колеса при буксовании и отрыве ведущего колеса от дороги находится по формуле:

М i т т 1 0,5 G к rк min (26), J пр J пр где Gк – вес, приходящийся на ведущие колеса;

Jпр – приведенный к ведущему ко лесу суммарный момент инерции вращающихся частей двигателя, трансмиссии и ведущего колеса ( J пр J д т i т J к );

iт – общее передаточное число транс миссии от двигателя до раздельно раскручивающегося колеса;

М – крутящий мо мент двигателя;

– коэффициент неустановившегося режима работы;

– коэффи циент внутреннего трения в дифференциале;

min – коэффициент сцепления буксу ющего колеса;

т – КПД трансмиссии;

Jк – момент инерции ведущего колеса, J Д – момент инерции двигателя.

Значения угловых ускорений для ведущего колеса автомобиля ЗиЛ-433100 при отрыве от дороги и при буксовании на льду на первых пяти передачах приведены в таблице 1.

Таблица 1 Значения угловых ускорений ведущего колеса автомобиля ЗиЛ 433100 при его отрыве от дороги и при буксовании на льду С грузом Без груза, рад/с2 передачи 1 2 3 4 5 1 2 3 4 отрыв от дороги 148 93 64,5 41,6 34,6 148 93 64,5 41,6 34, буксование на льду 115,5 53,4 35,2 - - 130,3 80,5 44,5 33,9 28, Вышеизложенное показывает, что значения углового ускорения ведущего ко леса при буксовании выше, чем при разгоне автомобиля максимальной интенсив ности, движении на повороте, т. е. в данных условиях дифференциал работает в обычном режиме, не ухудшая свойств простого шестеренчатого дифференциала.

На чувствительность блокирующего механизма к включению также влияет жесткость пружин, связывающих между собой звездочку и сепаратор с роликами механизма свободного хода.

Из схемы сил, действующих на механизм блокировки (рисунок 8), находим, что:

Mр M j MF, (27) где Мр – момент сил, воспринимаемый пружинами сепаратора;

Мj – момент тан генциальных сил инерции сепаратора и роликов;

МF – момент сил трения роликов по наружной обойме.

Общую величину усилия пружин сепаратора при крайнем его положении можно найти из следующего соотношения:

3E I п f п P (28), lп где Е – модуль упругости материала пружины;

fп – стрела прогиба конца пружины при крайнем положении сепаратора;

lп – длина пружины;

Iп – момент инерции се чения пружины.

Рисунок 8 Схема сил, действующих в механизме блокировки Для прямоугольного сечения:

bt Iп, (29) где b – ширина сечения пружины;

t – толщина сечения пружины.

Разработанный механизм автоматической блокировки дифференциала позво ляет повысить тягово-сцепные свойства и уменьшить буксование машин при дви жении их по скользким дорогам и деформируемым грунтам и, тем самым, улуч шить условия труда операторов и снизить вероятность возникновения аварийных ситуаций.

При движении по дорогам с твердым покрытием процесс буксования, как пра вило, наблюдается на скользких участках. В этом случае буксование может приве сти к заносу машины, торможение машины в таких условиях также затруднено, что увеличивает вероятность ДТП. Одним из наиболее эффективных путей повышения сцепления шин мобильной машины со скользким дорожным покрытием является разбрасывание сыпучих материалов под ведущие колеса.

Для улучшения сцепных свойств колесных пневматических движителей со скользким дорожным покрытием предлагается автоматическое устройство (рисун ки 9, 10) для разбрасывания сыпучих материалов под ведущие колеса транспортно го средства, устанавливаемое для каждого ведущего колеса.

Устройство включается автоматически при угловом ускорении буксующего колеса 10...25 с-2 и выше с помощью сравнителя угловых ускорений ведущих колес, разработанного на кафедре БЖ ЧГАА. При снижении углового ускорения колеса до 10...25 с-2 подача сыпучего материала прекращается.

1 2 3 х от компрессора 12 98 х 14 Рисунок 9 – Общая схема автоматического устройства для разбрасывания сыпучего материала под буксующее колесо (вид сверху): 1 – бункер;

2 – разбрасыватель (крыльчатка);

3 – направляющая разбрасывателя (желоб);

4 – ведущее колесо;

5 – индуктивный датчик;

6 – сравнитель угловых ускорений;

7 – обрезиненный ролик;

8 – ведущий вал;

9 – тормозная камера (со штоком) ведущего вала;

10 – конический редуктор;

11 – ведомый карданный вал;

12 – тормозная камера (со штоком) ворошителя;

13 – электромагнитный клапан;

14 – ресивер Рисунок 10 – Принципиальная схема привода автоматической подачи сыпучего материала под ведущее буксующее колесо (вид бункера сбоку): 15 – рейка;

16 – шестерня вала ворошителя;

17 – салазки;

18 – ворошитель;

19 – полуоси;

20 – регулировочная колонка;

21 – нижняя площадка кузова В ходе теоретического обоснования предлагаемого устройства нами была по лучена зависимость, позволяющая определить необходимое передаточное отноше ние редуктора:

Vк CM rкр i, (29) 2S m g rк rp H H (arctg ) (arctg ) S m sin S 2S k p sin 2 где Vк – линейная скорость элементов беговой дорожки шины;

СМ – расстояние от центра колеса до точки соприкосновения обрезиненного ролика с колесом;

rкр – ра диус крыльчатки;

rк – радиус колеса;

rр – радиус обрезиненного ролика;

S – расстоя ние между точкой отрыва частицы от лопатки и точкой ее приземления на дорогу (точкой начала соприкосновения вращающейся шины с поверхностью дороги по хо ду движения);

Н – расстояние между точкой отрыва частицы от лопатки крыльчатки до поверхности дороги;

kр – коэффициент пропорциональности;

m – масса частицы сыпучего материала.

Кроме того, было определено выражение для определения силы прижатия ро лика к боковине ведущего колеса в зависимости от конструктивных особенностей колесной машины и места установки предлагаемого устройства:

N сн W 2S m g Fпр=, (30) р Vр H H (arctg ) (arctg ) S m sin S 2 2S k p sin подш кард ред рол 2 где Nсн – снимаемая с колеса мощность;

р – коэффициент трения;

Vр – линейная скорость ролика;

W – расход сыпучего материала за одну секунду;

подш – КПД подшипников;

кард – КПД карданного вала;

ред – КПД конического редуктора);

рол – КПД передачи мощности с боковины ведущего колеса на ролик.

Помимо устройства, описанного выше, в диссертационной работе представле ны другие варианты конструкции автоматического устройства для разбрасывания сыпучих материалов (патент № 49502, патент № 49491, патент № 2289514, патент № 2332308).

В период распутицы, в условиях бездорожья, при наличии глубокой грязи по вышение проходимости мобильных машин может быть достигнуто использованием относительно недорогих и простых в изготовлении устройств. К таким устройствам можно отнести предлагаемое быстросъемное траковое приспособление, устанав ливаемое на ведущих колесах транспортного средства. Принципиальная схема разработанного приспособления представлена на рисунке 11.

Рисунок 11 – Принципиальная схема быстросъемного приспособления для повышения проходимости автомобиля: 1 – фигурный трак;

2 – ведущее ко лесо;

3 – фигурный шток;

4 – нижняя регулируемая часть фигурного штока;

5 – соединительный палец;

6 – подшипник полуоси;

7 – контргайка;

8 – муфта с проушинами;

9 – полуось;

10 – диск колеса;

11 – ступица колеса Одним из условий достаточного сцепления с грунтом траков предложенной конструкции является отсутствие грунта в про странстве между ними. Для этого необходимо, чтобы сопротив ление грунта на разрыв превышало силы, удерживающие грунт в пространстве между выступами. Эти силы должны быть меньше центробежной силы, действующей на грунт при качении колеса.

Исходя из этого, было определено условие самоочищения пред лагаемого приспособления:

S0 g R h (31).

S0 j v P0 G tg g R где h – высота впадины фигурного трака;

S0 – площадь дна впадины между высту пами грунтозацепов;

– коэффициент сцепления грунта с резиной беговой дорож ки шины;

g – ускорение свободного падения тела;

R – расстояние от центра колеса до центра фигурного трака (грунтозацепа);

j – удельный вес грунта;

v – линейная скорость вращения беговой дорожки шины, равная скорости движения автомобиля;

Р0 – периметр впадины фигурного трака приспособления;

G– максимальное удель ное давление колеса на дно колеи;

– коэффициент бокового распора грунта;

– угол внутреннего трения грунта.

Ниже приведен расчет процесса самоочищения фигурного трака предлагаемого приспособления при движении колеса по грунту (легкий суглинок при влажности W = 25 %).

Вводим необходимые данные для расчета: С = 3,5104 Н/м2, j = 1,38104 Н/м3, R = 0,55 м, V = 1…30 м/с. По формуле (31) строим график зависимости (рисунок 12) высоты грунтозацепов от поступательной скорости движения колеса. На графике можно выделить две граничные области (1 и 2). Из рисунка 12 видно, что совмест ные координаты h1 и V должны соответствовать первой области, в противном слу чае почва будет разрываться под воздействием центробежной силы FЦ по сечениям различной высоты в зависимости от величины внутреннего сцепления.

Рисунок 12 – График зависимости высоты h1 траков от скорости V движения колеса (1 – первая граничная область, 2 – вторая граничная область) Высота траков также влияет на сцеп ные качества машин, оборудованных разра ботанным приспособлением.

Зависимость величины коэффициента сцепления от геометрических параметров траков с учетом свойств несущих поверхно стей может быть определена следующими выражениями:

для несвязных грунтов:

с h k 0 tgS2 1 T ;

(32) q b для связных грунтов:

с h k1 tgS1 1 T, (33) q b где k0, k1 – коэффициенты деформации несвязного и связного грунта соответственно;

с – связность грунта;

q – удельное давление трака на площадь контакта с несущей поверхностью;

s1, s2 – углы трения почвы;

hт – высота трака;

b – ширина трака.

Теоретическая зависимость коэффициента сцепления от высоты траков быст росъемного приспособления представлена на рисунке 13. Зависимости показывают, что с увеличением высоты траков на 1 см величина коэффициента сцепления шин на различных типах несущих поверхностей возрастает примерно на 6 %.

Рисунок 13 – Теоретическая зависимость коэффициента сцепления от высоты трака hт (при условии, что коэффициент деформации (k0, k1), связность грунта (с), угол внутреннего трения (s1, s2) и удельное давление (q) и ширина трака (b) не изменяются): I-обледенелая мокрая доро га;

II-укатанная снежная мокрая дорога;

III-укатанная снежная сухая дорога;

IV-заснеженная до рога (с глубиной снежного покрова до 30 см);

V-грунтовая укатанная дорога после дождя В отличие от других приспособлений, установка разработанного съемного трака может производиться непосредственно при попадании ведущего колеса в глубокую грязь, снег и др. Предложенное быстросъемное приспособление для по вышения проходимости автомобилей может изготовляться непосредственно на сельскохозяйственных предприятиях.

Предлагаемые быстросъемные устройства позволяют повысить проходимость колесных пневматических движителей и избежать буксования сельскохозяйствен ных колесных машин.

Помимо буксования, рассмотренного выше, гидроскольжение также представ ляет собой явление, служащее причиной снижения безопасности и ухудшения условий труда операторов мобильных колесных машин сельскохозяйственного назначения. Явление гидроскольжения возникает при движении колесной машины на больших скоростях по дорогам с твердым покрытием, находящимся в увлаж ненном состоянии. При этом беговые дорожки шин управляющих колес теряют контакт с дорогой, передние колеса не могут участвовать в торможении и переста ют подчиняться сигналам управления рулевого колеса, что значительно увеличива ет вероятность возникновения ДТП.

Теоретически процесс гидроскольжения изучен в работах Горшкова Ю.Г., Немчинова М.В., Богданова А.В. и других ученых. В этих исследованиях обосно ваны организационные мероприятия по предотвращению гидроскольжения, однако не предлагаются технические средства.

С учетом этого нами разработано автоматическое устройство, позволяющее уменьшить эффект гидроскольжения путем подачи в область зоны контакта колеса с дорожным покрытием направленной струи воздуха под давлением (рисунок 14).

Рисунок 14 – Принципиальная схема устрой ства для предотвращения гидроскольжения:

1 – компрессор;

2 – ресиверы;

3 – главный тормозной кран;

4 – предохранительный клапан;

5 – кран электромагнитного управле ния;

6 – воздухопроводы;

7 – гибкие шланги;

8 – сопла;

9 – индуктивные датчики угловых скоростей колес;

10 – сравнитель угловых скоростей с исполнительным механизмом Оно включается в работу посредством сравнителя угловых скоростей, который начинает функционировать тогда, когда неравенство угловых скоростей передних (управляемых) и задних (ведущих) колес достигает определенного предела. Этот предел можно выразить следующим равенством:

п = з, (34) где з – угловая скорость задних (ведущих) колес, рад/с;

п – угловая скорость пе редних (управляемых) колес, рад/с;

– коэффициент снижения угловой скорости колеса: = 0…1.

При = 0,8…0,9 сравнитель угловых скоростей не функционирует из-за не большой потери угловой скорости ведомых колес. При = 0,8…0,9 коэффициент сцепления сц снижается на сравнительно малую величину, при этом потери кон такта беговой дорожки шины и поверхности качения не наблюдается. Значительное снижение угловой скорости ведомых колес при = 0…0,7 происходит за счет уменьшения коэффициента сцепления и глиссирования автомобиля.

С целью теоретического обоснования параметров разработанного устройства была получена зависимость, позволяющая определить начальную скорость струи воздуха, необходимую для разбивания слоя воды, а также ширину щели насадка:

0,97 U кр кр U max 0,12Х уд 5,15 (35), где U кр – критическое значение скорости воздуха на оси струи, при котором вод max ная частица оторвется и унесется от поверхности земли;

U кр – начальная скорость струи воздуха;

– ширина щели насадка;

Худ – расстояние от сопла.

При этом расход воздуха равен:

Q U кр, (36) где – длина щели воздухораспределителя.

На рисунке 15 показана теоретическая кривая f ( U кр ), построенная на ос о новании уравнений (35) и (36). С уменьшением ширины щели насадка начальная скорость струи воздуха U кр увеличивается.

о Наряду с явлением гидроскольжения, значительное влияние на вероятность зано сов и опрокидываний колесных машин оказывают отклонения давления воздуха в пневматических шинах от нормальных значений. Помимо этого, отклонение давления в шинах от нормы значительно снижает топливную экономичность мобильных ма шин.

Рисунок 15 – Теоретическая зависи мость начальной скорости струи возду кр ха U о от ширины щели насадка Однако статистика показыва ет, что проверка давления в ши нах известными приборами про водится не чаще одного раза в 20…30 дней. В остальном же она осуществляется визуально или U кр нажатием «монтировки на боко о вину шины». Эти способы весьма неточны. Так, на рисунке 16 вид но, что нормально накачанная шина визуально не отличается от шины, давление в которой снижено на 0,09 МПа.

Рисунок 16 – Автомобильные шины Sava Intensa размером 225/55 R16: а) – нормально накачанная (давление 0,22 МПа);

б) – недокачанная (давле ние 0,13 МПа) С учетом вышеизложенного, нами предложено автоматическое устройство для поддержания нормального давления воздуха в шинах транспортных и техноло гических машин (рисунки 17, 18), состоя щее из баллона 1 со сжатым азотом, устанавливаемого на диске колеса, и редуктора высокого давления 4, который является механизмом перепуска газа из баллона в пневматическую шину при пониженном давлении в ней воздуха и выпуска из нее воздуха при повышенном давлении.

Теоретическое обоснование автоматического устройства для поддержания нормы давления в пневматической шине сводится к определению зависимости, позволяющей оценить отношение объема сжатого в баллоне азота к объему, зани маемому им в шине, при условии поддержания нормального давления:

Bf V Pb, (37) DB k V 0 R T f 2 2 k a B где V0 – объем, занимаемый азотом;

V – объем шины;

– молярная масса азота;

0 – плотность азота;

R – универсальная газовая постоянная;

T – температура;

k – коэф G фициент пропорциональности ( k K, где Gk – нагрузка на шину);

f – прогиб шины;

B B – ширина профиля шины;

D – наружный диаметр шины;

– отношение радиуса кривизны протектора к наружному диаметру шины (для грузовых машин принимают = 0,18…0,23);

а – коэффициент, имеющий для данного типа шины постоянную ве личину;

Pb – давление находящегося в шине закачанного воздуха.

Рисунок 17 – Общий вид автоматического устройства для поддержа ния нормального давления воздуха в пневматических шинах:

1 – баллон высокого давления;

2 – заправочный вентиль с клапаном;

3 – замковое устройство;

4 – редуктор высокого давления Рисунок 18 – Редуктор высокого давления: а – промежуточ ное звено (воздуховод);

б – принципиальная схема (разрез): – конусный клапан;

2 – пружина клапана;

3 – верхняя часть редуктора высокого давления;

4 – стенка корпуса баллона высокого давления;

5 – ограничитель пружины с отверстия ми для газа;

6 – клапан выпуска избыточного давления воз духа;

7 – пружина клапана выпуска избыточного давления воздуха;

8 – отверстия для воздуха;

9 – толкатель;

10 – головка золотника;

11 – золотник;

12 – вентиль Наряду с ДТП, вызванными неудовлетвори тельными динамическими качествами мобильных колесных машин, одним из важнейших факторов опасности при функционировании системы «О-М С» является возникновение возгораний в процессе эксплуатации, обслуживания и ремонта сельскохо зяйственной техники. Ежегодно в России сгорает около 10 тыс. единиц автотракторной техники, гибель людей при этом составляет 6…15 % общего количества погибающих на пожарах (по данным МЧС РФ).

Тушение возгораний с помощью первичных и подручных средств зачастую оказывается невозможным (например, при возникновении возгораний, вызванных ДТП, по причине заклинивания дверей, травмирования водителей и т. п.).

По этим причинам создание автоматических устройств, позволяющих доста точно эффективно тушить возгорания и не допустить распространения пожара, яв ляется одним из аспектов обеспечения безопасности работников сельскохозяй ственного производства.

В качестве решения данной задачи предлагается автоматическая система ту шения пожаров на мобильной технике (патент № 51343) с использованием генера торов огнетушащего аэрозоля (ГОА), принципиальная схема которой представлена на рисунке 19.

Эффективное функционирование предлагаемой автоматической системы по жаротушения зависит от ряда параметров. В частности, для тушения возгорания необходимо создать в замкнутом объеме такую концентрацию огнегасительного вещества (огнетушащего аэрозоля), при которой прекращается горение веществ и материалов. Поэтому нами была получена зависимость, позволяющая определить необходимый объемный расход огнетушащего аэрозоля, требуемый для создания огнегасительной концентрации:

V V v 'a п ln 0,357 п, (38) 100 30 где Vп – объем помещения (подкапотного пространства, салона);

– время подачи аэрозоля.

Рисунок 19 – Принципиальная схема автомати ческого тушения пожара на автомобиле:

1, 2 – реле с Н.З.К;

3 – пожарный извещатель (датчик);

4 – аккумуляторная батарея;

5 – тяго вое реле стартера;

6 – стартер;

7 – двигатель ВС;

8 – генератор;

9 – карбюратор;

10 – эл.

клапаны;

11 – баллон с газом;

12 – бензобак;

13 – замок зажигания;

14 – сопротивление R;

15 – ГОА Как уже отмечалось ранее, «среда», являясь элементом системы «О-М-С», оказывает значительное влияние на без опасность ее функционирования. При этом используемые в сельском хозяй стве средства обеспечения нормальных параметров производственной среды яв ляются недостаточно эффективными.

Известно, что температура воздуха и различных поверхностей в кабинах сель скохозяйственных машин значительно отклоняется от нормативных значений. Так, в зимнее время, после долгой стоянки машины на холоде или при ее движении, воздух сильно охлаждает пол кабины, и подошвы ног оператора мерзнут, что явля ется причиной простудных заболеваний и снижает производительность труда. Су ществуют системы отопления, которые позволяют подавать нагретый воздух в зону ног оператора, однако обогрев подошв ног при этом не происходит.

Нами предлагается автоматическое устройство (рисунок 20), обеспечивающее подогрев пола кабины, работа которого основана на использовании тепла нагретого в подкапотном пространстве воздуха (патент № 89028).

Рисунок 20 – Принципиальная схема автоматическо го устройства для подогрева пола кабины: 1 – крыль чатка вентилятора;

2 – головка блока цилиндров;

3 –терморегулятор;

4 – приемная воронка (конфузор);

5 – воздухопроводы;

6 – пол кабины;

7 – насадка;

8 – заслонка При теоретическом обосновании этого устройства были получены зависимости, позволяющие определить конструктивные параметры воздуховодов и приемной воронки (конфузора) с учетом параметров теплоносителя.

Необходимый диаметр воздуховода находится из уравнения:

4М, (39) dв = v где M1 – расход нагретого в подкапотном пространстве воздуха (теплоносителя);

v – скорость теплоносителя.

Начальный диаметр конфузора определяется следующим образом:

4М1 1- суж, (40) dк = v где суж – коэффициент потерь напора от сужения приемной воронки (конфузора) На условия труда операторов мобильных машин большое влияние оказывает состояние воздушной среды. В период полевых работ запыленность воздуха на ра бочем месте оператора мобильной сельскохозяйственной техники в 30 раз и более превышает ПДК. Пыль попадает в кабину машины по причине ее несовершенной герметичности, через лобовые и боковые стекла, открытые форточки и др. При этом особенности конструкции кабин не позволяют эффективно убрать пыль и грязь с помощью традиционных способов и средств, т.е. скребками, щетками, с по мощью пылесосов и др.

В связи с этим нами была разработана система «вентиляция-пылесос», уста навливаемая непосредственно в кабине мобильной сельскохозяйственной машины (рисунок 21). Система позволяет удалять пыль из кабины машины, а также произ водить ее вентиляцию чистым воздухом. Эффективность работы предлагаемого устройства во многом будет зависеть от параметров воздуховодов, которые могут иметь круглое, квадратное, комбинированное сечение и др. Поэтому нами были получены зависимости, позволяющие определить необходимые площади этих се чений с учетом скорости воздушного потока и потерь вакуума.

Рисунок 21 – Принципиальная схема системы «вентиля ция-пылесос» в кабине мобильной транспортной или тех нологической машины: 1 – насадок-приемник;

2 – труба держатель;

3 – гибкий шланг;

4 – воздуховод;

5 – заслонки воздуховодов;

6 – реверсивный вентилятор;

7 – фильтр;

8 – заслонка;

9 – гнездо для соединения с гиб ким шлангом Площадь круглого сечения воздуховода:

0,1 v 2 (1 0,1кt n ) S1, (41) 8 [P] где – коэффициент гидравлических сопротивле ний;

– длина воздуховода, v – скорость движения воздуха, м/с;

– плотность воздуха, кг/м3;

[P] – допустимое принятое падение вакуума, Па;

(1+ 0,1кtn) – вы ражение, отражающее увеличение потерь вакуума в ходе эксплуатации.

Площадь комбинированного сечения воздуховода:

, 0,1 l v 2 1 0,1 k t n 0,1 l v 2 1 0,1 k t n S a (42) 32 P 8 P где a – длина стороны прямоугольного сечения.

Рассмотренное устройство позволяет производить эффективную уборку кабин мобильных машин от пыли, однако оно не обеспечивает поддержание запыленно сти на рабочем месте оператора в пределах нормы при движении сельскохозяй ственной машины в процессе выпол нения полевых работ. В качестве ре шения данной задачи предлагается комбинированное устройство (рису нок 22), которое в теплый период го да может быть использовано для со здания воздушной завесы, а в холод ный период – выполнять функцию обогрева боковых и лобовых стекол и создания оптимальной температуры в кабине (патент № 2381914). Оно вы полнено с возможностью регулирова ния положения воздухораспределите лей.

Рисунок 22 – Принципиальная схема ком бинированного устройства (воздушная заве са): 1 – окно;

2 – воздухораспределители;

3, 4 – соединительные патрубки;

5 – вентилятор с фильтром;

6 – люк;

7 – корпус воздухораспределителя;

8 – механизм поворота воздухораспредели теля;

9 – соединительный хомут;

10 – отверстия (пазы) для воздуха В ходе теоретического обоснования предлагаемого устройства было получено вы ражение для определения необходимой скорости струи воздушной завесы (рисунок 23):

VП v (43), dx sin 0 ctg dy Рисунок 23 – Схема искривленной струи завесы: Vп - скорость струи внешнего ветрового потока;

v, – скорость и угол наклона струи завесы;

v0, 0 – начальные значения Определить дальнобойность струи завесы можно следующим образом:

v (44) 0 cos2 0 sin 0, H 0 6,5n 2u V п где 0 – начальная полуширина струи воздушной завесы;

n2u – коэффициент, учи тывающий неравномерность начального поля скорости.

Необходимо отметить, что представленные в третьей главе зависимости поз воляют определить основные параметры предлагаемых технических средств. Раз работанные устройства направлены на повышение безопасности и улучшение условий труда операторов в транспортно-технологических процессах за счет предотвращения отрицательных явлений, связанных с низкими динамическими ка чествами колесных машин, используемых в сельском хозяйстве;

улучшения усло вий труда при их эксплуатации;

обеспечения пожарной безопасности мобильной техники.

В четвертой главе «Методика и результаты экспериментальных исследова ний» представлены методика и результаты экспериментальных исследований, про веденных с целью проверки основных положений теоретических предпосылок, а также работоспособности и эффективности предлагаемых технических устройств для повышения безопасности и улучшения условий труда операторов мобильных машин, используемых в транспортно-технологических процессах сельскохозяй ственного производства.

Для определения приспособленности сельскохозяйственной техники к выпол нению технологической настройки на основе предложенного обобщенного показа теля (формулы (2), (3) и (4)) была разработана методика (с учетом ГОСТ 26026-83) экспертных оценок параметров приспособленности (удобство, доступность, слож ность, безопасность, трудоемкость, частота выполнения регулировок), основанная на десятибалльных шкалах. В качестве примера в таблице 2 приведена методика оценки доступности выполнения технологических регулировок.

Таблица 2 – Методика оценки доступности выполнения технологических регулировок № Действия оператора Баллы 1 Не сходя с рабочего места, без устранения каких-либо препятствий 2 Покидая рабочее место, без устранения каких-либо препятствий Покидая рабочее место или не сходя с него, с откидыванием щитка, капота, крышки и 3 т.д.

4 То же, что п. 3, но с откручиванием болтов, гаек (до 3) 5 То же, что п. 4, при 4-5 болтах (гайках) 6 То же, что п.4 при количестве болтов (гаек) более 5 7 Работа с объектом регулирования, находящимся вблизи цепных и ременных передач Работа с объектом регулирования при ограничении доступа к нему другими рабочими 8 органами (деталями) 9 Частичная разборка узлов, рабочих органов, мешающих выполнению регулировок 10 Полная разборка узлов, рабочих органов, мешающих выполнению регулировок Осуществление полноценной оценки приспособленности к технологической настройке всех типов сельскохозяйственных машин в рамках одного исследования не представляется возможным, поэтому нами было проведено исследование на примере зерноуборочных комбайнов (ЗУК). Результаты исследования (рисунок 24) позволили выявить рабочие органы комбайнов марок «Енисей-1200М» и «Дон 1500», наименее приспособленные к технологической настройке, и разработать усовершенствованные механизмы их регулирования (рисунки 25, 26, 27), позволя ющие улучшить условия труда и повысить безопасность операторов (патент № 40130, патент № 40131).

Для определения степени эффективности предлагаемого механизма блокировки простого шестеренчатого дифференциала были проведены дорожные испытания (со гласно ГОСТ В 26442-85 и РТМ 37.001.039-77), в ходе которых исследовались пара метры движения автомобиля ЗиЛ-433100 в серийной комплектации и оснащенного разработанным механизмом на обледенелых участках, на снегу, полевой и грунтовой дорогах после дождя и др. Результаты испытаний (рисунки 28, 29, 30, 31) свидетель ствуют об эффективности предлагаемого самоблокирующегося дифференциала.

Рисунок 24 – Результаты расчета обобщенного показателя приспо собленности по отдельным рабо чим органам ЗУК Рисунок 25 – Схема предлагаемого механизма Рисунок 26 – Схема предлагаемого механизма Рисунок 27 – Схема предлагаемого механизма регулирования высоты среза: 1 – шкала регулирования высоты подбора: 1 – колесо регулирования положения шнека жатки по настройки высоты среза;

2 – корпус жатки;

опорное;

2 – гайка фиксирующая;

3 – винт высоте: 1 – шкала;

2 – винт крепления;

3 – рукоятка складная с храповиков;

4 – гайка- регулировочный с маховичком;

4 – ось вилки 3 – гайка М10;

4 – стопор указателя;

шарнир;

5 – движок;

6 – регулировочный винт;

колеса;

5 – шплинт;

6 – шайба;

7 – кронштейн;

5 – кронштейн;

6 – стенка правая;

7 – винт 7– шарнир сферический;

8 – кронштейн 8 – платформа-поборщик корпуса жатки шнека;

8 – указатель;

9 – плита;

10 – фланец башмака;

9 – башмак;

Н – высота среза поворота кривошипов пальцев;

11 – болт М8;

12 – гайка М8;

13 – шайба;

14 – направляю щая плиты;

15 – болт М10;

16 – гайка М10;

17 – рычаг фланца Рисунок 28 – Скоростная характе ристика разгона по снегу:

1 –серийный автомобиль ЗиЛ 433100;

2 – автомобиль ЗиЛ- с автоматической блокировкой дифференциала Рисунок 29 – Скоростная характе ристика разгона по дерну:

1 – серийный автомобиль;

2 – автомобиль ЗиЛ-433100 с авто матической блокировкой Рисунок 30 – Максимальная сила тяги на крюке автомобиля ЗиЛ 433100 в различных условиях дви жения: 1 – движение по льду;

2 – движение по снегу;

3 – движе ние по скользкому участку;

4 – движение по дерну;

А) серий ный автомобиль ЗиЛ-433100;

Б) ав томобиль ЗиЛ-433100 с автоматиче ской блокировкой дифференциала Рисунок 31 – Изменение коэффициен та раздельного буксования в зависимо сти от коэффициента сцепления:

1 – груженый автомобиль ЗиЛ- в серийной комплектации;

2 – груже ный автомобиль ЗиЛ-433100 с меха низмом блокировки дифференциала Его применение позволяет снизить значение коэффициента раздельного буксо вания в среднем на 20…30 % в различных дорожных условиях, а также в условиях бездорожья.

В ходе испытаний предлагаемого тракового приспособления (рисунок 32) ис следовались сцепные и тяговые свойства автомобиля с новыми и изношенными про текторами стандартных шин и шин, оснащенных разработанным быстросъемным приспособлением. Определялись следующие параметры: сила тяги на ведущих коле сах при начале их частичной пробуксовки, которая находилась по показаниям дина мометра, и коэффициент сцепления, соответствующий типу несущей поверхности.

Рисунок 32 – Быстросъемное траковое приспособление, установ ленное на ведущем колесе Результаты экспериментальных исследований (ри сунок 33) позволяют сделать вывод о том, что примене ние предлагаемого тракового приспособления позволяет повысить тягово-сцепные качества колесных пневмати ческих движителей в сложных дорожных условиях и в условиях бездорожья.

Траки приспособления, проходившего испытания, имели высоту 15 мм, однако II высота траков может быть различной. На следующем этапе нами были осуществ лены испытания автомобиля ЗИЛ-ММЗ-555, оборудованного траками различной высоты (10, 20, 30, 40 и 50 мм). Результаты экспериментальных исследований представлены на рисунке 34.

III I Рт, кН 1 2 3 тип несущей поверхности Рисунок 33 – Результаты испытаний по определению силы тяги (Ркр) груженого автомобиля ЗИЛ ММЗ-555 на различных типах несущих поверхностей (1 – мокрая обледенелая дорога;

2 – мокрая укатанная снежная дорога;

3 – сухая укатанная снежная дорога;

4 – грунтовая укатанная дорога после дождя): I – изношенные шины;

II – новые шины;

III – шины с предлагаемым быстросъем ным приспособлением.

Рисунок 34 – Экспериментальная зависимость коэффициента сцепления от высоты трака hт:

I – укатанная снежная мокрая дорога;

II – грунтовая укатанная дорога после дождя;

III – заснеженная дорога (с глубиной снежного покрова до 30 см) Анализ показал, что расхождение теоретической (см. рисунок 13) и экспе риментальной кривых составляет в сред нем 6 %.

В ходе исследования параметров устройства для предотвращения гидросколь жения была получена экспериментальная зависимость начальной скорости струи воздуха от ширины щели насадка (рисунок 35). Сравнивая ее с теоретической зави симостью, можно сделать заключение, что экспериментальная кривая отличается от теоретической не более, чем на 6…8 %.

Рисунок 35 – Экспериментальная зависи мость начальной скорости струи воздуха от ширины щели насадка Как отмечалось выше, отклоне ние давления воздуха в пневматиче ских шинах от нормальных значений ухудшает динамические качества ко лесных машин и повышает вероят ность совершения ДТП.

Так, результаты проведенных нами экспериментальных исследований (рисунок 36) показали, что снижение давле ния в шине одного из управляющих колес на 1 атм. приводит к увеличению усилия на рулевом колесе в среднем более, чем на 15 %. Это, в свою очередь, повышает сте пень утомления оператора, отрицательно сказывается на курсовой устойчивости мо бильной машины и вызывает ее склонность к заносам на поворотах.

Рисунок 36 – Экспериментальная зависимость усилия на рулевом колесе от скорости движения автомобиля: 1 – при нормальном давлении во всех шинах;

2 – при давлении в одном из управляющих колес, сниженном на 0,05 МПа;

3 – при давлении в одном из управляющих колес, сниженном на 0,1 МПа.

Помимо этого, отклонение давления в шинах от нормы снижает топливную экономичность мобильной техники.

В связи с этим нами были проведены испытания для определения эффективно сти предлагаемого устройства для поддержания нормального давления воздуха в шинах (рисунок 37). Результаты показали, что оно позволяет поддерживать давле ние воздуха в пневматических шинах в пределах нормы.

Рисунок 37 – Автоматическое устройство для поддержания нор мального давления воздуха в шинах, установленное на автомоби ле УАЗ- Кроме того, замеры расхода топлива, произведенные с помощью разработанного на кафедре БЖ ЧГАА насоса расходомера, позволяют сделать вывод, что расход топлива у автомобиля, оснащенного разработанным устройством, в среднем на 5 % ниже, чем при езде с давлением в ши нах, сниженном на 0,05 МПа. (рисунок 38), что подтверждает данные НИИШП.

Рисунок 38 – График зависимости расхода топлива от вели чины давления воздуха в шинах автомобиля УАЗ- Расчеты показателя риска системы «О-М-С» (формула (23)) показали, что оснащение мобильных машин рассмотренными выше устройствами для улучшения их динамических качеств позволяет сни зить значение данного показателя в среднем на 12 %.

Испытания автоматической системы пожаро тушения проводились на специальной площадке. В целях безопасности также были заготовлены два углекислотных огнетушителя, ог нетушитель пенный и другие первичные средства пожаротушения. Предварительно на грузовом автомобиле монтировалась электрическая схема автоматического туше ния пожара. При монтаже электросхемы применялись тепловые извещатели «ИП 105-К1». Для испытания использовался автомобиль марки ЗиЛ-433100 (рисунок 39).

б) а) Рисунок 39 – Расположение ГОА «Допинг-2» в подкапотном пространстве: а – боковое;

б – встроенное: 1 – тепловые извещатели;

2 – соединительные провода;

3 – ГОА «Допинг-2» При нагреве извещателя источником тепла – малогабаритным калорифером – до 110…130 С закрывался капот, замерялось время срабатывания электросхемы и пиропатронов. Время срабатывания электросхемы замерялось секундомером. По сле нагрева извещателя до указанной температуры электросхема срабатывала в те чение 0,2…0,3 сек и происходил взрыв пиропатрона ГОА «Допинг-2», предназна ченного для оперативного аэрозольного тушения пожаров в закрытых, технически сложных объектах объемом до 2 м3. Он представляет собой стационарно устанав ливаемый в защитном отсеке металлический баллон диаметром 78 мм, длиной мм, массой 1,1 кг.

Исследования показали, что применение указанной системы позволяет снизить значение показателя риска системы «О-М-С» в среднем примерно на 8 % за счет уменьшения вероятности развития пожара на 80…85 %.

Результаты испытаний системы «вентиляция-пылесос» (рисунок 40) показали, что ее применение позволяет сократить время уборки кабины на 40…45 % (рису нок 41). Использование данной системы в ходе полевых работ (при закрытых фор точках) дает возможность поддерживать уровень запыленности в пределах 1,2…1, ПДК (рисунок 42). Рисунок 41 – Зависимость концентрации не токсичной пыли в кабине трактора от времени уборки (при закрытой форточке):1 – при убор Рисунок 40 – Система «вентиляция-пылесос», ке вручную с помощью щеток;

2 – при уборке установленная в кабине трактора ДТ-75М системой «вентиляция-пылесос» Для проверки работоспособности воздушной завесы (рисунок 43) проводились эксперименты по определению концентрации нетоксичной пыли в кабинах тракто ров ДТ-75М, выполняющих операцию боронования. Эксперименты проводились при открытых форточках. Скорость внешнего ветрового потока составляла 9… м/с.

Рисунок 42 – Изменение содержания нетоксичной пыли в воздухе кабины трактора в ходе вы полнения сельскохозяйственной операции при работе системы «вентиляция-пылесос»:

1 – при открытых форточках;

2 – при закрытых форточках Рисунок 43 – Общий вид воздушной завесы, установленной в ка бине трактора ДТ-75М Вначале замеры содержания пыли в воздухе рабо чей зоны оператора производились при работе трактора без использования воздушной завесы. Измерения пока зали, что через 30 минут работы ее концентрация пре высила предельно допустимую в 25…30 раз. Второй этап испытаний заключался в определении запыленности в кабине в ходе работы агрегата при включенной воз душной завесе. Результаты позволяют констатировать тот факт, что применение предлагаемого устройства позволяет поддерживать уровень содержания пыли в воздухе кабины в пределах 1,5…1,7 ПДК. Это снижает вероятность возникновения профессиональных заболеваний операторов.

Нами также были проведены сравнительные исследования по определению показателя времени вредного и потенциально опасного пребывания на рабочем ме сте (формула (8)) для тракторов, оборудованных и необорудованных предложен ными устройствами.

При проведении экспериментов помимо запыленности учитывались такие факторы условий труда, как относительная влажность, температура и скорость движения воздуха в рабочей зоне, а также вибрация. Результаты показали, что зна чения большинства факторов для всех обследуемых тракторов оказались примерно одинаковыми, и их колебания не сказались значительно на величинах факторных коэффициентов, рассчитанных по формуле (10) при условии, что длительность ра бочей смены составила 8 часов. Исключение составил уровень вибрации, который у каждого из тракторов был разным.

Концентрация пыли во всех кабинах без использования воздушной завесы со ставила около 30 ПДК (факторный коэффициент Кф = 0,5), а при включенном устройстве уровень запыленности поддерживался в пределах 1,5…1,7 ПДК (Кф = 1).

Полученные результаты позволили провести сравнительный анализ и построить зависимости, представленные на графике (рисунок 44), номера тракторов на горизон тальной оси которого проставлены в порядке убывания уровня вибрации в их кабинах.

Рисунок 44 – Изменение показателя времени вредного и потенциально опасного пребы вания на рабочем месте: 1 – без применения воздушной завесы (концентрация пыли = ПДК);

2 – с применением воздушной завесы (концентрация пыли = 1,5 ПДК) Из графика видно, что использо вание предлагаемого устройства поз воляет значительно уменьшить уровень запыленности в кабинах мобильных сель скохозяйственных машин и, следовательно, в целом улучшить условия труда опера торов, что, выражается в снижении значения показателя времени вредного и потен циально опасного пребывания на рабочем месте в среднем более, чем на 10 %.

Таким образом, проведенные экспериментальные исследования подтверждают теоретические предпосылки по вопросам повышения безопасности и улучшения условий труда операторов мобильных машин в АПК. Подтверждается и эффектив ность предлагаемых технических средств.

В пятой главе «Оценка экономической эффективности результатов исследо ваний» дается экономическая оценка внедрения инженерно-технических мероприя тий, направленных на повышение безопасности и улучшение условий труда опера торов в транспортно-технологическом процессе сельскохозяйственного производ ства. Результаты расчетов представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Исходные данные и годовой экономический эффект Э г от внедрения охр мероприятий по охране труда (отнесены на одну машину) n m m n ВУТ нi, ВУТ фi, Наименование мероприятий ВУТ фi, ВУТ п, д п К охр Вохр д Эг охр,, нi руб/год, руб.



Pages:   || 2 |
 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.