Эргономическое усовершенствование рабочего места экскаваторщика

  Одноковшовые  экскаваторы различают по исполнению рабочего оборудования, элементы которого могут быть соединены между собой и с базой машины шарнирами и канатами или иметь жесткие шарнирные сочленения. Последние присуши гидравлическим экскаваторам. Жесткое сочленение позволяет более полно использовать массу экскаватора для реализации больших усилий на зубьях ковша, благодаря чему представляется возможным разрабатывать грунты с повышенными площадями поперечных сечений срезов, что существенно повышает производительность этих машин.

  Многоковшные экскаваторы применяются для рытья траншей, каналов, добычи глины и других, нерудных строительных материалов в карьерах.

  По  назначению многоковшовые экскаваторы  разделяются на траншейные, карьерные  и ирригационные; по способу работы — на экскаваторы продольного  копания и экскаваторы поперечного  копания. На открытых горных работах  применяются полноповоротные роторные экскаваторы большой производительности.

  Многоковшовые экскаваторы по конструкции рабочего оцгада делятся на роторные и цепные. Рабочий орган экскаваторов первой группы представляет собой вращающееся относительно своей горизонтальной оси рабочее колесо (ротор), на котором укреплены ковши.

  Ковши многоковшовых цепных экскаваторов закрепляются на цепях, образующих криволинейный  замкнутый контур.

  Применение  значительного количества ковшей рабочего органа экскаватора обеспечивает непрерывное  копание грунта, уменьшает необходимые  усилия, снижает инерционные нагрузки и способствует повышению производительности машины.

  Разрабатываемые траншеи могут быть прямоугольного, трапецеидального или ступенчатого профиля. Вырытый и разрыхленный грунт ссыпается в сторону  от траншеи. 
 

    3 Повышение комфорта на рабочем  месте оператора машины 

    Все машины, участвующие в технологических  операциях при добыче полезных ископаемых характеризуются повышенной вибрационной и эмоционально-физической нагруженностью оператора. Многочисленные исследования медиков и специалистов в области эргономики показывают, что помимо развития профессиональных заболеваний (остеохондроз, сердечно-сосудистые заболевания, язвенная болезнь и т.п.), которые ведут к потере трудоспособности высококвалифицированного работника и затратам немалых средств на его лечение, дискомфорт на рабочем месте приводит к преждевременной усталости, увеличению перерывов в технологическом процессе и, в конечном итоге – к падению сменной выработки и уменьшению прибыли всего предприятия в целом.

    Анализ  результатов гигиенических исследований показал, что все обследованные  группы рабочих (водители большегрузных  автомобилей и автопогрузчиков, машинисты карьерных экскаваторов, буровых станков, промышленных бульдозеров) подвергаются комплексному воздействию  общей вибрации, превышающей предельно-допустимые значения. Имеет место зависимость  частоты жалоб на боли в пояснице от стажа в профессии и дозы воздействующей вибрации. Частота жалоб  среди рабочих, подвергающихся воздействию  вибрации, значительно выше, чем  у лиц контрольной группы, что  свидетельствует о профессиональном характере этих нарушений. 

      

Таблица 1. Степень выраженности вибронарушений у рабочих 
 

    Исследованиями  установлено, что степень выраженности вибрационных нарушений, а именно, наличие  синдрома вегетативно-сенсорной полиневропатии (1-я степень вибрационной болезни) и синдрома вегетативно-сенсорной полиневропатии в сочетании с вторичным пояснично-крестцовым корешковым синдромом (2-я степень вибрационной болезни) зависит от уровней вибрации и ее стажевой экспозиции (см. таблицу).

    Как показывает опыт работы комплекса карьерных  машин, тяжелые условия труда  и, в особенности, повышенная вибронагруженность рабочих мест приводят к значительной утомляемости машинистов экскаваторов и водителей автосамосвалов. В начале смены график движения, погрузки и разгрузки строго выдерживается, самосвалы не скапливаются в очереди в местах погрузки и выгрузки. По мере накопления усталости у машинистов и водителей к середине и, особенно, к концу смены график движения начинает сбиваться. Нарушение ритмичности приводит к образованию очередей (простоям) машин в местах погрузки и выгрузки. Потери производительности труда при этом оценивают до 15-30%. Уменьшение вибронагруженности рабочих мест приводит к снижению утомляемости и к повышению производительности труда операторов машин за счет выдерживания графика движения.

    Основным  средством, создающим комфортные условия  труда экскаваторщика, машиниста  бурового станка, бульдозериста, водителя карьерного самосвала и машиниста  локомотива, является сиденье оператора. Решение задачи создания сидений, совершенных  с точки зрения эргономики и виброзащиты, заняты специалисты разных стран, в том числе и России. Однако вследствие малых отчислений на перспективные разработки, разрозненности усилий специалистов в данной области, а также желания удешевления производства, российскими производителями к настоящему времени еще не созданы модели, отвечающие мировым стандартам. Отечественная промышленность не выпускает посадочное место с удовлетворительными характеристиками с точки зрения эргономики, антропометрии, тепло- и влагообмена. У всех известных моделей российских сидений полностью отсутствует пневмоподвеска, хотя во всем остальном мире это является современной тенденцией.

    Существуют  два подхода к разработке и  производству виброзащитных сидений, предназначенных для установки в транспортно-технологическом оборудовании. Первый из них, наиболее распространенный – когда фирма-производитель техники изготавливает также и сиденья. В последние годы весьма эффективным показал себя второй подход – когда сиденья для самых различных типов самоходных машин разрабатываются и производятся специализированными предприятиями, которые могут сконцентрировать крупные научно-технические силы для решения проблем, связанных с созданием совершенных с точки зрения комфорта и виброзащиты водительских сидений.

    Номенклатура  сидений достаточно широка, и всегда можно найти наиболее приемлемый вариант на все случаи жизни. Например, кресло экскаваторщика изготавливается  с пневмоподвеской и пневморегулированием по трем параметрам: изменяется уровень местоположения по высоте, угол наклона и профиль спинки. Если на машине отсутствует бортовая пневмосеть, то фирма предлагает модель со встроенным микрокомпрессором.

    Как показывают специальные исследования, недооценка роли комфорта на рабочем  месте оператора машины производственного  назначения существенным образом влияет на производительность труда. Из-за несовершенства конструкции сиденья, не обеспечивающих требований соответствующих стандартов, квалифицированный работник должен прерывать или совсем оставить по болезни свою работу на самом пике профессиональной формы. Повышение  комфорта является большим резервом повышения прибыльности добывающих и строительных предприятий. Исследованиями немецких специалистов установлено, что убытки из-за вынужденного отсутствия квалифицированного работника в течение одной смены могут достигать в среднем 1000 DM, а эргономические и трудомедицинские улучшения на рабочем месте в короткое время могут привести к снижению производственной нормы текучести рабочей силы и количества больничных листов до 25% и к повышению производительности труда до 40%.

    Проблема  оценки экономического эффекта от повышения  комфорта на рабочем месте представляет собой сложную задачу, решением которой  заняты специалисты разных стран.

    Нашими  специалистами разработана методика расчета экономического эффекта  от снижения вибронагруженности на рабочем месте. Методика дает возможность подсчитать условный годовой ущерб от воздействия вибрации на водителей. Разница между ущербом от воздействия вибрации на базовом образце (серийном) и между ущербом на проектируемом (с повышенной по сравнению с базовым образцом виброизоляцией) дает экономический эффект от мероприятий по снижению уровня вибрации на рабочем месте. Расчет экономического эффекта основывается на оценке уровня мощности вибрации, действующей на водителя, с использованием медико-статистических данных, которые увязывают уровни вибрации с вероятностью развития профзаболеваний и временной нетрудоспособности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  4 ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭКСКАВАТОРОМ

  

  Рисунок 1. Схема расположения органов управления и приборов в кабине экскаватора

  1 - педаль управления отвалом; 2 - звуковой  сигнал; 3 - рулевое колесо; 4 - педаль  тормоза; 5 - включатель стеклоочистителя  и омывателя; 6 – ускоритель хода; 7 - стопор поворотной платформы; 8 - электронная панель; 9 - включатель электрофакельного подогревателя; 10 - включатель «массы»; 11 - включатель стартера; 12 - рычаг управления поворотом платформы и рукоятью; 13 - рычаг управления подачей топлива; 14 - рычаг управления гидромолотом и добавка хода; 15 - рычаг управления передвижением; 16 - включатель стояночного тормоза; 17 - включатель переключения передач и включения переднего моста; 18 - включатель фар; 19* – включатель подогревателя; 20 - включатель вентилятора; 21 - включатель отопителя; 22 - включатель фар на кабине и стреле; 23 - включатель габаритных огней; 24 – ручка фиксации пульта; 25 - рычаг управления стрелой и ковшом; 26 – ручка фиксации рулевой колонки; 27 - переключатель поворотов; 28 – рычаг останова двигателя.

      

  

  Рисунок 2. Дисплей отображения информаций 
 

  Условные  обозначения: 

    
 
 
 

  - давление  масла в двигателе

  - температура  охлаждающей жидкости в двигателе

  - давление  воздуха

  - температура  рабочей жидкости в гидробаке

  - уровень  топлива

  - напряжение  бортовой сети

  - уровень  рабочей жидкости в гидробаке (не подключен)

  - засоренность  фильтра в гидробаке (не подключен)

  - указатель  поворота

  - дальний  свет фар

Рисунок 3. Электронная панель

  Электронная панель предназначена для отображения  параметров работы двигателя, электрооборудования  и гидросистемы экскаватора и для предупредительной световой, звуковой сигнализации о недопустимом отклонении контролируемых параметров.

  На  дисплее высвечиваются цифровые значения контролируемых параметров работы. ВНИМАНИЕ! При включении «массы» на дисплее электронной панели приборов ЭПП-4 в окнах 1 и 2 (рис. 3) в течение 10 с будет высвечиваться количество моточасов (часов наработки) с точностью до 0,1 ч. Через 10 с в окнах 1 и 2 появятся показания напряжения в сети и температуры в гидросистеме.

  На  блоке индикации параметры работы контролируются с помощью цветовых индикаторов. Зеленый цвет индикатора свидетельствует о нормальном, соответствующем  заданному параметре. Красный - о недопустимом отклонении (превышении или снижении ниже допустимого) параметра работы двигателя или системы экскаватора. 

  Таблица 2. Наименование и назначение органов управления