автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Повышение безопасности и совершенствование оценки условий труда операторов мобильных колесных машин в агропромышленном производстве

На правах рукописи

БОГДАНОВ Андрей Владимирович

□□3491В25

ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОЦЕНКИ УСЛОВИЙ ТРУДА ОПЕРАТОРОВ МОБИЛЬНЫХ КОЛЕСНЫХ МАШИН В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Специальность 05.26.01 - Охрана труда (отрасль АПК)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 1 ФЕВ 2010

Санкт-Петербург - Пушкин - 2010

003491625

Работа выполнена на кафедре «Безопасность жизнедеятельности» ФГОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Горшков Юрий Германович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Пьядичев Эдуард Васильевич

доктор технических наук, профессор Юрков Михаил Михайлович

доктор технических наук, профессор Митрофанов Петр Георгиевич

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный университет»

Защита состоится «23» апреля 2010 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

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан «¿У » {М^ъ^фА^ 2010

Ученый секретарь диссертационного совета Доктор технических наук, профессор

Т.Ю. Салова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие агропромышленного производства (АПП) Российской Федерации непосредственно связано с ростом производительности и повышением безопасности труда. Это относится и к операторам мобильных машин. Подавляющее большинство мобильных машин в АПП снабжены пневматическими колесными движителями и используются на различных поверхностях: с малой несущей способностью (поле, пахота, размытые грунтовые и полевые дороги, снег и др.); с высокой несущей способностью (асфальтобетонные дороги, дороги с щебеночным и гравийным покрытием, сухие укатанные грунтовые дороги и др.).

Технологические машины (зерноуборочные и кормоуборочные комбайны и др.) в основном работают на полях. При выполнении транспортных работ на поверхностях с малой несущей способностью колесные машины распределяются следующим образом: тракторы - 60...65 %, автомобили - 35...40 %. На поверхностях с высокой несущей способностью: тракторы - до 40 %, автомобили - свыше 60 %. В зимнее время использование автомобилей доходит до 90 %. В целом на долю автомобильного транспорта приходится более 80 % перевезенных грузов в сельском хозяйстве. При этом вид и состояние опорной поверхности оказывают непосредственное влияние на безопасность труда оператора.

Особенности АПП затрудняют создание отвечающих требованиям условий труда, которые у операторов мобильной техники во многом зависят от состояния внешней среды, конструкции машины и др. Используемые в АПП колесные машины обычно служат более установленного срока и ограничены в системах активной и пассивной безопасности. Их движение осуществляется или по бездорожью, или по дорогам, которые в ряде случаев требуют ремонта. При этом наличие вредных и опасных факторов предопределяет производственно обусловленную заболеваемость работников, включая травматизм, в том числе и с летальным исходом. По данным ВНИИОТ (г. Орел) количество погибших операторов мобильных машин составляет около 50 % от всех погибших в агропромышленном производстве.

Обоснованное повышение уровня безопасности операторов невозможно без результатов оценки условий труда, дающей не только количественную информацию о состоянии условий труда, но и позволяющей определять наиболее «слабые места» для адресной реализации организационных и технических мероприятий по охране труда. Важна и оценка эффективности этих мероприятий.

Существующие методы оценки условий труда зачастую не учитывают такие важные показатели, как производственно обусловленную заболеваемость и квалификацию работников. Хотя известно, что производственно обусловленная заболеваемость непосредственно зависит от условий труда, а более квалифицированный работник допускает меньше ошибочных действий, повышая свою безопасность.

Все это свидетельствует о необходимости разработки показателей, которые смогут оценить уровень безопасности оператора не только с учетом производственных факторов, но и с учетом его квалификации и производственно обусловленной заболеваемости. Обоснование и внедрение организационных и технических мероприятий по охране труда на основе оценочных показателей позволят повысить уровень безопасности операторов колесных машин. Оценить экономическую эффективность этих мероприятий целесообразно на основе методики интегральной оценки, учитывающей связанную с производством заболеваемость работников.

Таким образом, исследование и совершенствование методов оценки условий труда и повышения уровня безопасности операторов мобильных колесных машин при выполнении технологических процессов в агропромышленном производстве является актуальной проблемой, имеющей важное народнохозяйственное значение.

Цель работы. Совершенствование оценки условий труда и повышение уровня безопасности операторов мобильных колесных машин агропромышленного производства за счет организационных и технических мероприятий.

Объект исследования. Процесс формирования безопасных условий труда оператора мобильной колесной машины агропромышленного производства.

Предмет исследования. Закономерности влияния организационных и технических мероприятий на уровень безопасности оператора мобильной колесной машины агропромышленного производства.

Методы исследования. В качестве основных методов применялись: логика научных исследований, элементы методов инженерных и эргономических исследований, методы оптимизации и рационализации, математического и физического моделирования, хронометражные работы и т.д. В результате были разработаны частные методики лабораторных исследований, испытаний машин и устройств. Все расчеты выполнены с использованием ЭВМ.

Научная новизна:

- обоснованы показатель уровня безопасности операторов мобильных машин агропромышленного производства с учетом влияния на него каждого элемента системы «человек - машина - среда» и оценочный показатель условий и охраны труда на основе методики интегральной оценки, учитывающей производственно обусловленную заболеваемость работников;

- обоснованы и разработаны: автоматические устройства, повышающие уровень безопасности операторов при движении колесных машин на скользких несущих поверхностях; нагревательные устройства электрического типа с автоматическим регулятором температуры для поверхностей сиденья, спинки кресла и пола кабины мобильной машины, улучшающие условия труда операторов в переходные и холодный периоды года;

- разработаны математические модели: расчета критической скорости гидроскольжения (аквапланирования) с учетом основных факторов, влияющих на процесс гидроскольжения; определения рациональных давлений воздуха в шинах тракторов типа Т-150К, повышающих устойчивость прямолинейного движения;

- установлена зависимость экономической эффективности результатов исследования на основе методики интегральной оценки условий труда.

Практическая ценность. Предложен показатель уровня безопасности (класс безопасности) операторов мобильных машин с учетом влияния на него каждого элемента системы «человек-машина-среда» (Ч-М-С). Он может использоваться для рационального распределения операторов по машинам. Также обоснован оценочный показатель условий и охраны труда (класс условий труда) на основе интегральной методики, учитывающей производственно обусловленную заболеваемость работников. Данные показатели могут применяться для определения путей повышения безопасности операторов и эффективности мероприятий по охране труда. Обоснованы и предложены автоматические устройства для разбрасывания сыпучего материала и антиблокировочные системы, направленные на повышение

безопасности операторов при движении и торможении колесных машин на скользких дорогах. Обоснованы автоматические электронагревательные устройства, которые в переходные и холодный периоды года обеспечивают оптимальные температуры поверхностей сиденья, спинки кресла и пола кабины. Разработана математическая модель определения критической скорости гидроскольжения (акваплани-рования). На ее основе возможно совершенствование колесных машин и ограничение скорости движения на покрытых водой участках дорог с целью снижения числа дорожно-транспортных происшествий (ДТП). Предложена математическая модель расчета рациональных давлений воздуха в шинах тракторов типа Т-150К, при которых повышается устойчивость прямолинейного движения за счет снижения кинематического несоответствия. Установлена зависимость для определения экономической эффективности мероприятий по охране труда на основе интегральной методики, позволяющей учитывать производственно обусловленную заболеваемость работников, включая производственный травматизм.

Реализация результатов исследования. На стадии проектирования результаты исследований могут быть применены для определения рациональных параметров элементов системы Ч-М-С, повышающих уровень безопасности операторов мобильных колесных машин в АПП. Предложенные показатели могут быть использованы при совершенствовании нормативных документов по оценке условий и охраны труда. Обоснование работы автоматических устройств для разбрасывания сыпучих материалов, антиблокировочных тормозных систем, нагревательных устройств электрического типа позволяет создавать аналогичные конструкции. Разработанная математическая модель расчета критической скорости гидроскольжения дает возможность анализировать влияние основных факторов на сам процесс гидроскольжения (оптимизировать параметры колес и машин). Математическая модель определения рациональных давлений может служить основой для создания автоматических систем регулирования давления воздуха в шинах колесных машин.

На стадии эксплуатации возможно использование класса безопасности и класса условий труда для более объективной оценки уровня безопасности операторов мобильных машин в АПП и определения эффективности внедрения мероприятий по охране труда. Также возможно проведение организационных мероприятий на основе предложенного алгоритма по рациональному распределению операторов по мобильным машинам, технических мероприятий по оборудованию мобильных машин разработанными автоматическими устройствами. Для снижения вероятности гидроскольжения целесообразно на покрытых водой участках дорог устанавливать ограничительные знаки скорости движения, рассчитанной по предложенной математической модели. Установка рациональных давлений воздуха в шинах на основе разработанной математической модели позволит улучшить устойчивость прямолинейного движения тракторов типа Т-150К. Целесообразно оснащение тракторов системами регулирования давления в шинах непосредственно из кабины. Экономическую эффективность предлагаемых мероприятий по охране труда можно определять по предложенной зависимости на основе интегральной методики.

Внедрение. Предложенный оценочный показатель, определяемый посредством интегральной методики, рекомендован к использованию Министерством труда и социального развития РФ и Министерством сельского хозяйства РФ, а также Управлением по труду и социальным вопросам администрации Челябинской области при

проведении аттестации рабочих мест по условиям труда (аттестация проведена более чем на 70-ти предприятиях). Предложенные на основе класса безопасности рекомендации по рациональному распределению операторов по машинам внедрены в АОЗТ «Чесменское» (Челябинская обл.). Устройство для разбрасывания сыпучих материалов внедрено в ООО «Рифейэнергомонтаж», ООО «Транспорт ЧТЗ» (Челябинская обл.) и др. Антиблокировочная система тормозов внедрена в ООО «Транспорт ЧТЗ». Электронагревательные устройства - в ООО «Подрядчик», ООО «Рифейэнергомонтаж» (Челябинская обл.), ООО «Головное специализированное конструкторское бюро ЧТЗ» (г. Челябинск). Рекомендации по ограничению скорости движения на мокрых дорогах используются Октябрьским ГУП по ремонту и содержанию дорог (Челябинская обл.). Рекомендации по использованию рациональных давлений воздуха в шинах тракторов внедрены в ООО «Матрикс Агритех», ООО «Подрядчик» (Челябинская обл.). Предложенная экономическая оценка по охране труда ведется в ООО ЦОТ «Эксперт-Безопасность» (г.Челябинск). Материалы диссертации преподаются в ЧГАУ, КГСХА, КИнЭУ и включены в учебное пособие: Безопасность жизнедеятельности (Безопасность труда в сельскохозяйственном производстве). - Челябинск, 2008 (с грифом « Рекомендовано УМО вузов РФ по агроинженерному образованию»).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на ежегодных научных конференциях ЧГАУ (г. Челябинск, 1990...2009 гг.), КСХИ (г. Кустанай, 1995...1996 гг.), ОСХИ (г. Оренбург, 1996 г.), МАДИ (Челябинское отд., 2004...2007 гг.), ЮУрГУ (г. Челябинск, 2004...2009 гг.), ВНИИОТ (г. Орел, 2000 г.), Всероссийском совещании «Проблемы реформирования отраслей социальной сферы и совершенствования управления охраной труда» (Москва, 1999 г.), конференциях по вопросам охраны труда Министерства сельского хозяйства РФ (1999...2000 гг.), заседании секции охраны труда Научно-технического Совета Министерства сельского хозяйства РФ (2000 г.), научной конференции СПбГАУ (г. Санкт-Петербург, 2008 г.).

Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 45 работах, из них 15 работ опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК, получены три патента и два свидетельства на программы для ЭВМ.

На защиту выносятся:

- обоснование показателя уровня безопасности операторов мобильных машин агропромышленного производства с учетом влияния на него каждого элемента системы «человек - машина - среда» и оценочного показателя условий и охраны труда на основе методики интегральной оценки, учитывающей производственно обусловленную заболеваемость работников;

- обоснование и разработка: автоматических устройств, повышающих уровень безопасности операторов при движении колесных машин на скользких несущих поверхностях; нагревательных устройств электрического типа с автоматическим регулятором температуры для поверхностей сиденья, спинки кресла и пола кабины мобильной машины, улучшающих условия труда операторов в переходные и холодный периоды года;

- математические модели: расчета критической скорости гидроскольжения (аквапланирования) с учетом основных факторов, влияющих на процесс гидроскольжения; определения рациональных давлений воздуха в шинах тракторов типа

Т-150К, повышающих устойчивость прямолинейного движения;

- зависимость экономической эффективности результатов исследования на основе методики интегральной оценки условий труда.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы из 213 наименований, и содержит 358 страниц машинописного текста, включая 92 рисунка, 52 таблицы, 39 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность исследования по совершенствованию безопасности и оценки условий труда операторов мобильных колесных машин агропромышленного производства. Дана характеристика проблемы, сформулированы цель исследования, основные положения, выносимые на защиту, приведены научная новизна и практическая значимость результатов работы.

В первой главе «Состояние проблемы и задачи исследования» освещены состояние травматизма и профзаболеваемости в агропромышленном производстве РФ, основные источники опасности в системе Ч-М-С, существующие оценочные показатели условий и охраны труда, а также ранее выполненные исследования по вопросам безопасности операторов мобильных машин.

Специфика условий труда операторов мобильных машин в АПП и неудовлетворительное состояние техники предопределяют высокий травматизм, который среди операторов примерно в 3 раза выше, чем в целом по отрасли. В отраслевой структуре профессиональной патологии их заболевания составляют около 55 %. Поэтому вопрос повышения уровня безопасности операторов мобильных транспортных и технологических машин агропромышленного производства весьма актуален.

Повышение уровня безопасности возможно путем внедрения обоснованных организационных и технических мероприятий на основе объективной оценки условий и охраны труда. Оценкой условий труда занимаются многие НИИ (ВНИИОТ, ВНИИМАШ, НПО ВИСХОМ и др.) и ВУЗы (СПбГАУ, КГСХА, ЧГАУ и др.). Результаты исследований представлены в работах Шкрабака B.C., Русака О.Н., Галь-янова И.В., Митрофанова П.Г., Лапина А.П., Горшкова Ю.Г., Олянича Ю.Д. и других ученых. Введен оценочный показатель - уровень риска. Но до сих пор нет единого подхода для оценки функционирования системы Ч-М-С.

Оценка условий труда проводится и в рамках проведения аттестации рабочих мест. При этом оцениваются условия труда по гигиеническим критериям, травмо-безопасность и обеспеченность работников средствами индивидуальной защиты.

Однако существующие оценочные показатели, как правило, не учитывают профессиональные качества человека-оператора, хотя уровень его квалификации может оказывать большое влияние на безопасность труда. Не придается значению и производственно обусловленная заболеваемость работников, характеризующая состояние условий труда. Поэтому требуются оценочные показатели, которые могли бы учесть влияние всех элементов системы Ч-М-С на уровень безопасности оператора мобильной машины в АПП. Эти показатели позволили бы наряду с количественной оценкой наметить пути улучшения условий и охраны труда, сделать вывод о соответствии квалификации оператора выполняемому технологическому процессу и др. Обоснование и внедрение организационных и технических мероприятий на основе оценочных показателей будет способствовать преодолению сложившегося неблагоприятного положения с безопасностью труда операторов.

Уровень безопасности операторов мобильных машин во многом определяется состоянием поверхности качения. В трудах Чудакова Е.А., Чудакова Д.А., Смирнова Г.А., Петрушова В.А., Шульгина Л.М., Горшкова Ю.Г., Немчинова М.В., Гуревича JI.B. и других ученых отмечается, что скользкие дороги повышают буксование и ухудшают тормозные качества колесных машин. Мокрые дороги могут привести к гидроскольжению (аквапланированию). Но вопросы устранения этих отрицательных явлений еще не достаточно изучены. Дальнейшего изучения требуют и вопросы повышения курсовой устойчивости колесных машин, улучшения показателей микроклимата в их кабинах, рационального распределения операторов с учетом их квалификации и технического состояния машин.

Организационные и технические мероприятия по охране труда требуют оценки их эффективности, в том числе и экономической. Экономический анализ подробно рассматривается в работах Шкрабака B.C. и других ученых. При этом экономический эффект от снижения связанной с производством заболеваемости операторов целесообразно определять на основе интегральной методики, учитывающей производственно обусловленную заболеваемость работников.

На основании изложенного можно утверждать, что в настоящее время наблюдаются явные противоречия: с одной стороны, имеются оценочные показатели условий и охраны труда и предлагаются пути совершенствования безопасности операторов, с другой стороны, наблюдается значительный ущерб от производственного травматизма и заболеваемости операторов мобильных машин. В связи с создавшейся проблемной ситуацией возникает научно-техническая проблема -исследование и совершенствование методов оценки условий труда и повышения уровня безопасности операторов мобильных колесных машин при выполнении технологических процессов в агропромышленном производстве.

Анализ литературных источников и научных исследований позволяет выдвинуть следующую гипотезу: повышение уровня безопасности операторов мобильных колесных машин агропромышленного производства возможно за счет организационных и технических мероприятий на основе оценочных показателей условий труда.

На основе анализа приведенного материала определены следующие основные задачи исследования:

- обосновать показатель уровня безопасности операторов мобильных машин агропромышленного производства с учетом влияния на него каждого элемента системы «человек - машина - среда» и оценочный показатель условий и охраны труда на основе методики интегральной оценки, учитывающей производственно обусловленную заболеваемость работников;

- обосновать и разработать: автоматические устройства, повышающие уровень безопасности операторов при движении колесных машин на скользких несущих поверхностях; нагревательные устройства электрического типа с автоматическим регулятором температуры для поверхностей сиденья, спинки кресла и пола кабины мобильной машины, улучшающие условия труда операторов в переходные и холодный периоды года;

- разработать математические модели: расчета критической скорости гидроскольжения (аквапланирования) с учетом основных факторов, влияющих на процесс гидроскольжения; определения рациональных давлений воздуха в шинах тракторов типа Т-150К, повышающих устойчивость прямолинейного движения;

- дать экономическую оценку результатов исследования на основе интегральной методики, учитывающей производственно обусловленную заболеваемость работников.

Во второй главе «Теоретические предпосылки к повышению безопасности и совершенствованию оценки условий труда операторов колесных мобильных машин в агропромышленном производстве» дается обоснование предлагаемых оценочных показателей условий труда и мероприятий по повышению безопасности операторов.

Уровень безопасности оператора мобильной машины зависит от элементов системы Ч-М-С. Если элементы «машина» и «среда» в настоящее время более или менее исследованы, то элементу «человек» не уделяется должного внимания.

Основной характеристикой человека-оператора является уровень его квалификации, который раньше определялся тремя классами. Чтобы получить квалификацию того или иного класса нужно было не только иметь достаточные навыки управления машиной и стаж работы, но и определенный объемом знаний, в том числе по охране труда. При этом оператор первого класса (КЛ = 1) считался более квалифицированным, чем оператор второго (КЛ = 2) или третьего (КЛ = 3) классов.

Элемент «машина» в системе Ч-М-С может быть выражен через травмобезо-пасность рабочего места оператора. «Среда» - через состояние условий труда. Информация о травмобезопасности и условиях труда в соответствие с Порядком проведения аттестации рабочих мест должна иметься в картах аттестации организаций.

К первому (КТ = 1) и второму(КТ = 2) классу по травмобезопасности относятся, соответственно оптимальные и допустимые условия по данному фактору. Третий класс (КТ = 3) присваивается травмоопасным условиям.

Условия труда на рабочем месте оцениваются классами условий труда (КУТ). Первый класс - оптимальные условия труда. Второй - допустимые. В целом это безопасные условия труда (КУТ = 2). Третий класс - вредные условия труда. Он делится на четыре степени и обозначается КУТ = 3.1, КУТ = 3.2, КУТ = 3.3 и КУТ = 3.4. Четвертый класс (КУТ = 4) - опасные условия труда.

Таким образом, классы, характеризующие квалификацию работника, травмо-безопасность и условия труда, могут быть использованы для определения общего уровня безопасности оператора мобильного средства - класса безопасности КБ. Для него предлагаются следующие уровни безопасности: КБ = 1 - наивысший, КБ = 2 - высокий, КБ = 3 - средний, КБ = 4 - низкий, КБ = 5 - недопустимый.

Квалификацию оператора, травмобезопасность и состояние условий труда для удобства определения класса безопасности целесообразно выразить через баллы, соответственно, А, В и С (таблицы 1...3).

Таблица 1 - Соответствие баллов А классности операторов

Классность, характеризующая квалификацию (КЛ) 1 класс 2 класс 3 класс

Баллы А, соответствующие КЛ 1 2 3

Таблица 2 - Соответствие баллов В классам по травмобезопасности

Классы по травмобезопасности (КТ) 1 класс 2 класс 3 класс

Баллы В, соответствующие КТ 1 2 3

В целом первый и второй классы - травмобезопасные условия (таблица 2). Поэтому имеет смысл их объединить и использовать один балл, например, В = 1

В = 1 при КТ = 1 или КТ = 2. (1)

Нужно учесть и то, что оператору трудно обеспечить допустимые условия

труда. Это связано с особенностью агропромышленного производства. Так, характерное для сельского хозяйства движение машин по мягким фунтам (поле, бездорожье) повышает утомляемость операторов. Поэтому можно объединить условия труда с КУТ = 2 и КУТ = 3.1, а также условия труда с КУТ = 3.2... 3 А (таблица 3). Таблица 3 - Соответствие баллов С классам условий труда

Класс условий труда (КУТ) 2 | 3.1 3.2 | 3.3 | 3.4 4

Баллы С, соответствующие КУТ 1 2 3

Принимая баллы А, В и С равнозначными, найдем их среднюю величину Dcp

(2)

Проанализируем выражение (2) с учетом таблиц 1 ...3 и условия (1). Наивысший уровень безопасности (КБ = 1) будет при А=1,В = 1иС = 1,то есть при наивысшей квалификации оператора, травмобезопасных и допустимых (или почти допустимых) условиях труда. В этом случае Dcp = 1.

Высокий уровень безопасности (КБ = 2) будет при средней квалификации оператора, травмобезопасных и соответствующих КУТ = 2...3.1 условиях труда (А = 2, В = 1 и С = 1). При наличии вредных условий труда (КУТ = 3.2... 3.4), но высоких квалификации и травмобезопасности (А = 1, В = 1 и С = 2) также будет КБ = 2. Тогда для двух вариантов сочетаний баллов А, В и С значение Dcp =1,33.

Средний уровень безопасности (КБ = 3) будет при низкой квалификации оператора, травмобезопасных и соответствующих КУТ = 2...3.1 условиях труда (А = 3, В = 1 и С = 1). При средней квалификации и вредных условиях труда (КУТ = 3.2...3.4), но высокой травмобезопасности (А = 2, В = 1 и С = 2) также будет КБ = 3. Тогда для двух вариантов сочетаний баллов А, В и С значение Dcp =1,67.

Низкий уровень безопасности (КБ = 4) будет при низкой квалификации оператора, травмобезопасных и вредных условиях труда (КУТ = 3.2...3.4). То есть при А = 3, В=1иС = 2 значение Dcp = 2.

Недопустимый уровень безопасности (КБ = 5) независимо от квалификации оператора будет при травмоопасных (В = 3) и (или) опасных условиях труда (С = 3), когда эксплуатация машин не рекомендуется.

С учетом вышеизложенного и выражения (2) определим показатель КБ

Две верхние линии (рисунок 1), построенные по системе (3), показывают, что повышение квалификации операторов приводит к более I высокому уровню

безопасности. Плохое состояние мобильного средства (В = 3 и /или С = 3) приводит к недопустимому уровню безопасности (нижняя линия). График также подтверждает, что улучшение условий труда (баллы С) и трав-

: КБ = i KS =

: кб ; KS

atbtc

■ ! при Э^ . ' 2 при D,

' 3 при D,

■ Л при D _

■ 5,

" (3)

} npi ! 5 при

1 2 ' 3

Квалификация оператора, баллы А Рисунок 1 -Зависимость класса безопасности от квалификации работника: I - при В - I и С - 1; 2 - при В - 1 и С = 2; 3 - при В - 3 и Ости) С - 3

мобезопасности (баллы В) приводят к возрастанию уровня безопасности в целом.

Оценить условия труда операторов мобильных машин в АПП можно и с помощью разработанной НИИ труда методики интегральной оценки условий труда на основе норматива потерь рабочего времени от заболеваемости с временной утратой трудоспособности. Она позволяет выделять из всей нетрудоспособности работников ту, которая связана с производством — сверхнормативную (производственно обусловленную) заболеваемость. Производственно обусловленная заболеваемость служит «мерилом» состояния условий и охраны труда, так как их ухудшение приводит к возрастанию заболеваемости, и наоборот. Учитывая, что одним из направлений применения методики является аттестация рабочих мест, то в качестве оценочного показателя можно предложить класс условий труда КУТ„, определяемый на основе интегральной методики (на основе производственно обусловленной заболеваемости). Градация КУТЯ была принята исходя из Руководства Р2.2.2006-05

КУТ„ =С(ВУТсн), (4)

где ВУТС„ - средняя производственно обусловленная (сверхнормативная) временная утрата трудоспособности (заболеваемости) работников структурного подразделения (рабочего места и др.), дней/год.

Показатель ВУТСН определятся на основе известных выражений

ВУТСН=ВУТФ-ВУТК, (5)

где ВУТф - средняя фактическая утрата трудоспособности работников структурного подразделения (рабочее место и др.), дней/год; ВУТ„ - средняя нормативная утрата трудоспособности работников структурного подразделения, дней/год;

ВУТ,=|;ВУТф1; (6) ВУТ„=ХВУТт, (7)

1=1 1=1

где ВУТф, - фактическая утрата трудоспособности ¡-го работника, дней/год; ВУТ„, -нормативная утрата трудоспособности ¡-го работника, дней/год; п - количество работников структурного подразделения (рабочее место и др.), чел.

Величина ВУТф определяется с листов нетрудоспособности работников и включает в себя производственно обусловленную ВУТСН и не связанную с производством ВУТ„ нетрудоспособности. Величина ВУТН есть не что иное, как «бытовая» нетрудоспособность. Она находится из справочника нормативной утраты трудоспособности по показателям работника: пол, возраст, уровень образования, стаж работы, семейное положение, наличие детей и детей до 14 лет. Разность между ВУТф и ВУТН исключает «бытовую» нетрудоспособность (5) при определении КУТ„ (4).

Показатель КУТ„ учитывает влияние на него всех элементов системы Ч-М-С, так как «биоприборами» выступают сами люди, организм которых четко реагирует на любые элементы условий труда. Если они неблагоприятны, то реакция организма человека проявляется в повышении связанной с производством заболеваемости.

Для определения зависимости КУТ„ от величины ВУТСН была сделана выборка из рабочих мест организаций, где оценка условий труда проводилась на основе интегральной методики и путем измерений и оценок производственных факторов. Классы условий труда и степень вредности определялись по результатам измерений и оценок (Руководство Р 2.2.2006-05). Сверхнормативная утрата трудоспособности работников рассчитывалась по формулам (5...7). Рабочие места, где достоверность измерений и оценок подвергалась сомнению, исключались из выборки. В таблице 4 приведен ее фрагмент, а на рисунке 2 показаны результаты сравнения.

Таблица 4 - Фрагмент сопоставления классов условий труда и производственно обусловленной (сверхнормативной) утраты трудоспособности

Количество Средняя сверхнорматив- Класс условий

Рабочее место, профессия работни- ная утрата трудоспособ- труда и степень

ков, чел. ности ВУТсн, ДН./ГОД вредности

Оператор комбикормового цеха 2 8,45 3.2

Зерносушилыцик 3 3,57 3.1

Весовщик 3 -6,50 2

Водитель грузового автомобиля 2 8,80 3.2

Тракторист 2 9,00 3.2

Кузнец 1 22,10 3.4

кут=2 кут=3.1 ^х"^ кут=3.2 кут=3.3 кут=3.4 хкут=4

I I I I Ф I I I I I ^ I I I I 1 'П I I I I I I I I I I I IМ' I -,_

-4 -3 -2 -I 0 i 2 3 4 5 6 ? « 9 13 II 12 1J 14 IS Ii 17 К I? 2С Ii :l 11 24 И К 2?и> 1СНЛЯ-'Г0Л

Рисунок 2 - Зависимость класса условий труда и степени вредности от ВУТСН Из рисунка 2 видно, что классам условий труда и степени вредности соответствуют определенные интервалы производственно обусловленной заболеваемости. Так как границы между интервалами «размыты», то использование математического аппарата позволило окончательно принять следующие интервалы (таблица 5). Таблица 5 - Зависимость КУТИ от ВУТСН

ВУТС„, дн./год Класс условий труда и степень вредности КУТИ

ВУТСН < 0 2 (второй класс - допустимые /безопасные/ условия труда)

0 < ВУТС„ < 6,00 3.1 (третий класс первой степени - вредные условия труда первой степени)

6,00 < ВУТСИ < 12,25 3.2 (третий класс второй степени - вредные условия труда второй степени)

12,25 <ВУТС„< 18,75 3.3 (третий класс второй степени - вредные условия труда второй степени)

18,75 < ВУТСН S 25,75 3.4 (третий класс второй степени - вредные условия труда второй степени)

ВУТС„ > 25,75 4 (четвертый класс - опасные /экстремальные/ условия труда)

По данным таблицы 5 найдено уравнение регрессии

у = -0,0008 ■ ВУТ^ + 0,1748 • ВУТСН - 0,0107, (8)

где у - значение, характеризующее класс условий труда и степень вредности.

На основе уравнения (8) построена кривая (рисунок 3). При этом интервалам от 0 до 1 по оси ординат соответствует КУТИ = 3.1, от 1 до 2 - КУТ„ = 3.2, от 2 до 3 - КУТИ = 3.3 и от 3 до 4 - КУТИ = 3.4. Значениям у < 0 соответствует КУТИ = 2, а значениям у > 4 - КУТ„ = 4. Таким образом, график показывает (рисунок 3), что с повышением производственно обусловленной утраты трудоспособности значения класса условий труда и степени вредности возрастают (условия труда ухудшаются).

На основе выражения (8) и таблицы 5 составим систему для расчета КУТИ

у = -0,0008 ■ ВУТ2 + 0,1748 -ВУТ -0,0107, , Ш °СН°Ве ^а ^

м ботана программа для ЭВМ (свидетель-

если у < 0,то КУТ =2,

ство Роспатента № 2000611049). Кроме

если 0 < у ^ 1,то КУТ„ - 3.1, КУТИ она позволяет рассчитывать вели-

если 1<у<2,то КУТИ =3.2, (9) чины ВУТН, ВУТф и ВУТСН, общие

если 2< у < 3,то КУТ„ = 3.3, сверхнормативные потери рабочего вре-

если 3 < у ä 4,то КУТ =3.4, мени, выделять работников с КУТ„ > 3.2

если у > 4,то КУТ =4. и др. Применение КУТИ на основе мето-

дики интегральной оценки при

5 10 15 20 25

Производственно ооусювлгявая(смр]шсрмииЕнад) утрата трудоспососюости, дней год

Рисунок 3 - Зависимость состохнш условий труда от ВУТС„

КБ —> 1 при Б =

проведении аттестации рабочих мест рекомендовано Департаментом условий и охраны труда Министерства труда и социального развития РФ и Министерством сельского хозяйства РФ (протокол заседания секции охр!аны труда Научно-технического Совета Минсельхоза России от 17 октября 2000 г., утвержден заместителем Министра сельского хозяйства РФ 8 ноября 2000 г.).

Показатель КУТИ, как и класс безопасности КБ, может оценить и эффективность внедрения организационных и технических мероприятий по охране труда. При повышении безопасности оператора КБ стремится к единице А + В+С

(10)

Повышение безопасности операторов мобильных машин (снижение КБ)

Соответствие квалификации операторов мобильному средству

Баллы А (таблица I)

Совершенствование травмобезопасности

Баллы В (таблица 2)

Повышение квалификации операторов мобильных машин

Рациональное распределение операторов по мобильным машинам с учетом их технического состояния

Совершенствование условий труда(санитарно-гигиенических показателей)

Баллы С (таблица 3)

Применение систем активной и пассивной безопасности, СИЗ

Поддержание технического состояния и

регулировок мобильной машины на требуемом уровне

Организационные мероприятия (своевременное и качественное проведение инструктажей по безопасности труда, разработка инструкций по охране труда в соответствии с действующими требованиями, рациональная организация дорожного движения и др.)

Улучшение показателей факторов трудового процесса

Снижение вредного воздействия на организм человека физических факторов

Обеспечить КБ = 1 довольно сложно. Поэтому для операторов мобильных средств достаточно иметь высокий (КБ = 2) или средний (КБ = 3) уровни безопасности. Низкий уровень (КБ = 4) нежелателен, и совершенно недопустим КБ - 5. Дня уменьшения значения КБ можно воспользоваться предлагаемой схемой (рисунок 4). Из нее видно, какие элементы условий труда влияют на снижение баллов А, В и С, а значит на повышение безопасности оператора.

Аналогичная ситуация с оценочным показателем КУТН. Нужно напомнить, что в соответствие с Руководством Р 2.2.2006-05 классы условий труда изменяются от 1 до 4. Причем первому классу соответствуют оптимальные условия труда. Тогда

КУТ„ 1 при ВУТсн -» 0. (11)

Иными словами, при улучшении условий труда (КУТИ -> 1) снижается производ-

Снижение вредного воздействия на организм человека химических факторов

Снижение вредного воздействия на организм человека биологических факторов

Рисунок 4 - Структурная схема элементов условий труда

сгвенно обусловленная заболеваемость ВУТСН.

Исходя из выражений (10) и (11) показатели КБ и КУТ„ эквивалентны между собой, а наиболее безопасные условия труда будут наблюдаться при

КБ ~ КУТ„ ->1. (12)

Поэтому снижение баллов А, В и С (рисунок 4) также уменьшит КУТ„.

Таким образом, подсчет КБ и КУТИ по системам (3) и (9) вместе с анализом схемы (рисунок 4) позволит определить наиболее «слабые места» в системе Ч-М-С для последующей реализации мероприятий по охране труда. При оценке эффективности этих мероприятий наиболее безопасные условия труда будут при значениях КБ и КУТ„, близких к единице, что видно из условий (10), (11) и (12). Ряд организационных и технических мероприятий рассматривается далее.

Алгоритм проведения предлагаемых организационных мероприятий по повышению уровня безопасности операторов за счет их рационального распределения по мобильным машинам представлен в таблице 6.

Таблица 6 - Алгоритм рационального распределения операторов по машинам

№ Вия мероприятия Примечания

1. Проведение аттестации рабочих мест с целью определения класса условий труда КУТ и класса травмобезопасности КТ В соответствие с действующим Порядком проведения аттестации рабочих мест по условиям труда

2. Определение баллов В и С на основе КУТ и КТ По таблицам 2 и 3

3. Определение уровня квалификации (классности) оператора (КЛ) По характеристикам уровня квалификации операторов

4. Определение баллов А на основе КЛ По таблице 1

5. Расчет класса безопасности КБ на основе баллов Л, В и С По системе (3)

6. Выделение машин, где КБ = 5, и запрет их дальнейшей эксплуатации При КБ = 5 машины не участвуют в дальнейших расчетах до устранения (частичного устранения) вредных и опасных факторов

7. Выделение машин, где КБ = 4, с целью повышения уровня безопасности При КБ = 4 возможно устранение вредных и опасных производственных факторов и (или) закрепление за машинами операторов с более высокой квалификацией

8. Рациональное распределение операторов по машинам с целью получения КБ = 1.. .3 Перерасчет разных вариантов распределения операторов по машинам по системе (3)

Когда мероприятия охватывают несколько машин, то для подтверждения их эффективности можно воспользоваться средними значениями КБ. Если после внедрения мероприятий средняя величина класса безопасности КБ*^ будет меньше средней величины класса безопасности до их внедрения КБ^, то можно считать мероприятия эффективными

II п

КБс/0=^-, (13) КБ1ле=-*-, (14)

п п

где КБд0, КБ'П0Сле - класс безопасности ¡-го работника до и после внедрения мероприятий по охране труда; п - количество работников.

Кроме организационных важную роль играют и технические мероприятия. Основной причиной для разработки систем активной безопасности послужило большое количество ДТП, связанных с низким сцеплением шин с дорогой. Экс-

плуатируемые в АПП колесные машины, как правило, не оснащены этими системами, хотя более 50 % ДТП случается в сельской местности. Поэтому проблема повышения сцепления шин с опорной поверхностью в АПП весьма актуальна. В связи с этим, ряд предлагаемых технических устройств направлен на повышение сцепных качеств колесных машин с опорной поверхностью, прежде всего, в наиболее экстремальных условиях, встречающихся в переходные и холодный периоды года.

Установка ошипованных шин в зимний период не всегда оправдана, так как они увеличивают тормозной путь на очищенных от снега усовершенствованных дорогах. Со временем часть шипов выпадает из протектора. Шины с шипами портят дорожное покрытие и повышают уровень шума в кабине, ухудшая условия труда операторов. Абразивный износ шипов снижает их сцепные свойства.

Однако хорошее сцепление шин с дорогой позволяет повысить тормозные качества и снизить буксование ведущих колес. Буксование, в свою очередь, приводит к повышению тяжести и напряженности труда (увеличение числа стереотипных движений, потока воспринимаемой информации, усложнение ее оценки и др.). В итоге ухудшается самочувствие оператора, возрастает его утомление, снижается работоспособность. Буксование может привести к заносу, нарушая устойчивость движения машины. Все это повышает вероятность возникновения ДТП.

Таким образом, улучшение сцепления шин с дорогой приведет к снижению буксования колес, оказывая положительное влияние на условия труда (баллы С) и травмобезопасность (баллы В), уменьшая ВУТСН. Поэтому на основе выражений (10) и (11) можно записать условие повышения безопасности оператора

8» 0

КБ-И, при В->1 и (или) С-И (15)

КУТИ -> 1, при ВУТСН -> 0, где 50 - обобщенный коэффициент буксования колесной машины.

Как видно из условия (15), снижение буксования (80) имеет важное значение, так как уменьшает величины оценочных показателей (КБ и КУТИ) операторов колесных мобильных машин агропромышленного производства.

Буксование ведущих колес может быть совместным и раздельным. Для снижения раздельного буксования используют самоблокирующиеся межколесные дифференциалы. Но они не нашли широкого применения в АПП, так как имеют довольно высокую стоимость и не всегда обеспечивают полную блокировку колес.

Повышение сцепления шин с дорожным покрытием возможно путем разбрасывания сыпучего материала (щебень, мелкий гравий и др.) на скользкую поверхность. На городские дороги и трассы его разбрасывают спецмашины. Но в сельской местности ввиду малой интенсивности движения они практически не используются. Поэтому в условиях АПП имеет смысл устанавливать устройства для разбрасывания сыпучих материалов непосредственно на эксплуатируемые машины.

В связи с этим, предлагается устройство для улучшения сцепных и тормозных качеств буксующих колес на скользких несущих поверхностях (устройство для разбрасывания сыпучих материалов). Для его функционирования применяется известный сравнитель угловых ускорений. Он учитывает наиболее встречающееся раздельное буксование, связанное с наличием межколесного дифференциала.

При попадании колеса на скользкий участок пути оно начинает буксовать. Если его угловое ускорение s > 10...25 с"2, то сравнитель угловых ускорений

включает электродвигатель устройства для разбрасывания сыпучих материалов, который приводит в действие вал с крыльчаткой (рисунок 5). Сыпучий материал подхватывается лопатками крыльчатки и вылетает через направляющий желоб под буксующее колесо. Сцепление шины с дорогой увеличивается, и угловое ускорение колеса уменьшается. При е < 10...25 с"2 электродвигатель отключается, и подача сыпучего материала прекращается.

Попадание частицы сыпучего материала под буксующее колесо зависит от начальной скорости полета частицы V„, задаваемой лопаткой крыльчатки. Для ее определения рассмотрим основные силы, действующие на частицу (рисунок 5):

- сила, действующая от лопатки разбрасывающего устройства F„

Fa = m • а, (16)

где ш - масса частицы сыпучего материала, кг; а - ускорение частицы, м/с2;

- сила тяжести FT

FT = m • g,

где g - ускорение свободного падения, м/с2;

- сила сопротивления воздушной среды F*

F w — кр *

где кр - коэффициент пропорциональности, Н • с2/м2.

Рассмотрим проекцию сил, действующих на частиц)', на ось OY Fw • sin а —F.-i sin а - FT = 0, где а - угол между линией полета частицы и поверхностью дороги (максимальный угол между направляющим желобом и горизонталью), град.

После преобразований с учетом выражений (16... 19), а также средней величины угла наклона направляющего желоба а/2, получим

Рисунок 5 -Устройство для разбрасывания сыпучих

материалов: 1 - вал; 2 - замковое устройство; 3 - салазки; 4 - скно в бункере; 5 — регулировочная колонка; б - сыпучий материал; 7 —бункер: 8 - ворош 1 ггель; 9 — разбрасыв аюш ее устройство; 10 - ступица; 11 -лопатки крыльчатки; 12 - направляющий желоб; 13 - ведушее колесо маш1шы;14 - кузов машины

■ V 2

v н »

(17)

(18)

(19)

V,. =

2S-m-g

Н

arctg-

2S-k„ -sin

arctg-

H

(20)

2 2

где Н - расстояние между точкой отрыва частицы от лопатки крыльчатки до поверхности дороги, м; Б - расстояние по горизонтали между точкой отрыва частицы от лопатки и точкой ее приземления на дорогу перед надвигающимся колесом, м.

Значение Ун необходимо знать для расчета диаметра, скорости вращения крыльчатки и других параметров устройства. При выводе выражения (20) были сделаны допущения. Они, наряду с аэродинамическими характеристиками частицы, учитываются коэффициентом кр, который можно найти экспериментально.

В диссертационной работе также рассматривается аналогичное устройство с приводом вала крыльчатки от ведущего колеса.

Таким образом, предложенные автоматические устройства для разбрасывания сыпучих материалов позволяют повысить тягово-сцепные и тормозные свойства в условиях скользких несущих поверхностей, ограничить буксование ведущих колес мобильных машин, улучшить устойчивость прямолинейного движения, уменьшить тяжесть и напряженность трудового процесса. Нужно отметить, что на устройство получен патент на изобретение № 2332308.

Повысить уровень безопасности операторов мобильных машин можно и применением антиблокировочных систем (АБС), не допускающих блокировку колес при торможении. Особенно на скользких дорогах блокированное колесо может привести к заносу и опрокидыванию транспортного средства. Существующие АБС, как правило, имеют достаточно мощный компьютер и относительно высокую стоимость, что делает проблематичным их использование в АПП. Хотя в сельской местности применение АБС весьма актуально по причине частого движения машин по бездорожью и довольно редкой чистки дорог зимой от снега и наледи.

Работа АБС прежде всего направлена на повышение устойчивости при торможении (снижение числа ДТП). Это оказывает положительное влияние на трав-мобезопасность (баллы В), уменьшая ВУТСН. Тогда на основе выражений (10) и (11) можно записать условие повышения безопасности операторов

А01Н1 ->0,

КБ —»1, при В -> 1, (21)

КУТ„ ->1, приВУТс„ ->0. где относительное смещение 1-ои оси колесной машины при ра-

боте АБС; Аа6с1, АСМТ1 - смещение центра ¡-ой оси машины от заданного направления движения при торможении, соответственно, с АБС и без АБС, м.

Как видно из условия (21), снижение заноса осей при торможении с АБС (Аотж —► 0) имеет важное значение, так как уменьшает величины оценочных показателей (КБ и КУТИ) операторов колесных машин агропромышленного производства.

Для снижения заноса заблокированное при торможении колесо необходимо разблокировать. С этой целью в диссертации предлагается относительно простая АБС, не требующая бортового компьютера, что позволяет применять ее в условиях АПП даже на эксплуатируемой технике. Данная АБС работает «по блокировке» колеса. Поэтому наилучшие показатели, как и у АБС, работающей «по замедлению»

колеса, будут наблюдаться на поверхностях с низким сцеплением. Но алгоритмы работы «по блокировке» и «по замедлению» в некоторых случаях приводят к сбоям при движении по неровным дорогам и являются причиной ошибок в работе АБС.

Поэтому предлагается второй вариант АБС с более предпочтительным алгоритмом работы - «по проскальзыванию» колеса (рисунок 6). В ней рассчитываются текущие значения коэффициента скольжения б и сравниваются с его предельным значением зпр, соответствующим максимальному коэффициенту 17

Рисунок 6 - Блок-схема АБС: 1 - датчик определения действительной скорости движения машины (датчик Допплера); 1 - датчик вращения колеса; 3 - педаль тормоза; 4 - логическое устройство; 5 - электроклапан

сцепления. Если при торможении колеса превышается величина Бщ» то логическое устройство подает напряжение на электроклапан, который открывает доступ тормозной жидкости в расширительную камеру (рисунок 7). Давление жидкости в тормозном цилиндре начинает падать, и колесо растормаживается, не дожидаясь полной блокировки. Когда коэффициент скольжения становится меньше зпр, то электроклапан обесточивается. Давление жидкости в тормозном цилиндре повышается. Если снова будет превышено значение зпр, то указанный цикл повторится. Это обеспечивает устойчивость движения и тормозную эффективность колесных машин даже в сложных и переменных условиях. Поэтому работающая «по проскальзыванию» АБС

в большей степени подходит для условий сельского хозяйства. Рисунок 7 - Принципиальная схема АБС: 1 - тормозной барабан; 2 - тормозная колодка; 3 - стяжная пружина; 4 - противопыльный колпачок; 5 - рабочий тормозной цилиндр колеса; 6 - щит;7 - трубопроводы; 8 - корпус электроклапана; 9 - катушка электроклапана; 10 - пружина электроклапана; 11 - сердечник соленоида; 12 - манжета; 13 - поршень; 14 - пружина; 15 - расширительная камера; 16 - обратный клапан; 17 - пружина клапана; 18 -отверстие для сброса жидкости; 19 - отверстие для подачи жидкости

Поступающие в логическое устройство АБС сигнал с педали тормоза обозначим через X, от датчика действительной скорости - через X! (рисунок 6). Сигнал с логического устройства, подаваемый на электроклапан АБС, обозначим как У.

При отсутствии усилия на педали тормоза (при движении или покое колесной машины) сигнал X = 0. В этом случае сигнал У = 0 (электроклапан обесточен). Если машина движется (X] = 1) и осуществляется торможение (X = 1), то логическое устройство обрабатывает сигналы с датчиков действительной скорости движения машины и оборотов колеса для определения коэффициента скольжения б. Когда значение б начинает превышать предельную величину зпр, то логическое устройство подает напряжение на электроклапан (У = 1). При растормаживании колеса значение б становится меньше величины $„р, и подача напряжения на электроклапан прекращается (У = 0). Когда машина останавливается (X, = 0), но усилие на педали тормоза остается (X = 1), то логическое устройство также не подает напряжение (У = 0). С учетом этого запишем совокупность условий работы логического устройства АБС

'если X = 0, то У = 0, "X = 1

X, = 1, то У = 1,

(22)

"х = 1

X, = 1, то У = 0,

5 < 5

° — 3 ЦП

X = 1

, то У = 0.

X, = о

Для определения величины б воспользуемся известными формулами

18

* = У,/Уд=1-Ун/Уа, (23)

где - скорость скольжения ¡-го колеса, м/с; Уд - действительная скорость движения машины, м/с; V,., - линейная скорость элементов беговой дорожки шины ьго колеса в зоне контакта шины с дорогой, м/с.

V* = <он-гк|, (24)

где ши- скорость вращения ¡-го колеса, 1/с; гк— радиус качения ¡-го колеса, м. Из равенства (23) определим величину У«

Уй = Уд(1-5). (25)

Исходя из формулы (25) и заменяя величину б на зпр, можно записать

если Ум < Уд(1 -з„р), то У = 1. (26)

На основе вьфажения (26) представлены зоны торможения с АБС и без АБС при 5Пр = 0,2, что для большинства скользких поверхностей соответствует максимальному коэффициенту сцепления (рисунок 8).

Совместное решение выражений (22) и (23) и (24) позволит обосновать работу АБС при заданном значении зпр

1Х = 0, тоУ = <

¿м'с зснагормож«вибсз,А£С

Х = 1 Х,=1

,то У=1,

V'(1-

(27)

Х = 1

Х,=1 ,тоУ = 0,

.. VII-, 1

|Х = 1

5 10 1} 20 25 30 Рисунок 3 — Зависимость скорости элементов бегсвой дорожки шнны У*; от действительной скорости движения машины при = 0.2:

, то У = 0.

*

|_х1=о

Обоснование работы АБС (27) позволит обеспечить максимальные тормозные усилия без блокировки колеса. Совокупность условий (27) можно использовать и для АБС, работающей «по блокировке» колеса. Установка АБС на новые и эксплуатируемые мобильные машины в АПП будет способствовать сохранению их устойчивости при торможении и, следовательно, снижению числа ДТП при выполнении технологических процессов.

Условия труда операторов зависят и от других факторов, к одним из которых относится температура поверхностей 1П0В. В основном оператор контактирует с поверхностями кресла и пола кабины. В холодный период года их температура может быть ниже требуемой и даже отрицательная, а условия труда признаны как вредные (баллы С). Теплообмен с такими поверхностями приводит к охлаждению тела человека, повышая значение ВУТСН. Тогда на основе выражений (10) и (11) запишем условие снижения КБ и КУТ„ за счет под держания оптимальных температур ^ поверхностей

ов ^ ^опт '

КБ -»1, при С -»1, (28)

КУТ„ ->• 1, при ВУТс„ ->• 0, Как видно из условия (28), обеспечение требуемых температур поверхностей

й

&30

I25

ь

| 15 1 19

I '

1«

1-5 &

о. |->5

И

в кабинах имеет важное значение, так как уменьшает величины оценочных показателей (КБ и КУТ„) операторов колесных мобильных машин в АПП.

Обеспечить требуемые температуры можно с помощью электронагревательных

устройств (накидок на поверхности). Проведенные нами эксперименты показали, что существующие устройства, как правило, не обеспечивают нормируемые температуры (даже при наличии регуляторов). Например, температура поверхности в месте контакта человека и сиденья (рисунок 9) на седьмой минуте нагрева превысила максимально допустимую величину (26 °С), а на двенадцатой - 30 °С. Причем интенсивности нагрева поверхностей сиденья, спинки кресла и пола кабины различные.

Поэтому предложено нагревательное устройство электрического типа для сиденья и спинки кресла кабины (патент на полезную модель № 74222),

| 1 г

.........|......... £

I I

1

1 з ;4 5 1 9 10 И п

1 ..........]..........

■ I !

; |

Время нагрева накидки на сиденье. мин

Рисунок 9 - Изменение температуры поверхности накидки на сиденье от времени ее нагрева г при температуре воздух а окружают ей среды -18,5 °С 1 — по экспериментальным значениям: 2-по уравнению регрессии

■ —0,00341«+0ДИ41* -ХШ1 -13,413

включающее в себя две нагревательные части: для сиденья и спинки кресла. При этом каждая часть имеет свой регулятор температуры поверхности, обеспечивающий автономное питание от электрической системы мобильной машины (рисунок 10).

Предложен и более совершенный регулятор температуры поверхностей (патент на полезную модель № 74223). Он содержит (рисунок 11) датчик температуры, прикрепленный к центру поверхности нагревательного устройства и подключенный к логическому устройству, которое соединяется с управляющим элементом, включающим или выключающим питание от электрической системы мобильной машины. По достижению верхнего предела ^ температуры питание отключается, при падении до нижнего предела 1„„ - включается.

—► 3

Нагреватетьное устройство

1

г- 2

1

т-

Нагревзтельное устройство

ч:

Рисунок 10 —Блок-схема нагревательного устройства, включающего нагревательные части (1 — для сиденья, 2 — для спинки кресла) и регуляторы температуры поверхностей (3 - для сиденья, 4 - для спинки кресла)

Тогда можно записать условие работы предложенного регулятора

Рисунок 11 - Блок-схема регулятора с расположением датчика температуры в центре поверхности нагревательного устройства 1 - датчик температуры;

2 — логическое устройство:

3 — управляющий .элемент

если tno„ > t.„,TO U = О, если tno, <tH„,ToU = U6,

где U — напряжение питания нагревательного устройства, В; U6 - бортовое напряжение машины, В; Рву — потребляемая мощность устройства, Вт; P(laKCfl03M — максимальная мощность, которую позволяет реализовать электрическая часть мобильной машины, Вт.

После включения устройства происходит повышение температуры поверхности от начальной t„a4 до среднего значения требуемой величины tno, ср =(t„n +tB11)/2. Затем она не меняется (tn0B_cp = const). Так как нагрев поверхности до требуемых температур (рисунок 11) близок к линейному закону, то можно записать

где к, - коэффициент пропорциональности, °С/мин; т - время нагрева, мин.

Таким образом, предложенные и обоснованные нагревательные устройства электрического типа с автоматическим регулятором температуры позволят обеспечить требуемые температуры поверхностей. Это улучшит показатели микроклимата в кабинах мобильных машин в переходные и холодный периоды года.

Повысить безопасность операторов можно и организационными мероприятиями. Так, ограничение скорости движения на мокрых дорогах с целью предотвращения гидроскольжения (аквапланирования) быстроходных колесных машин будет способствовать снижению числа и тяжести ДТП (снижению баллов В и величины ВУТСН). Ограничение скорости следует вводить по величине Укр — критической скорости, при которой начинается гидроскольжение. Последнее может возникать в местах скопления воды, как правило, на несоответствующих требованиям дорогах, что характерно для сельской местности. Поэтому на основе выражений (10) и (11) можно записать условие повышения безопасности операторов

Как видно из условия (31), предотвращение гидроскольжения имеет важное значение, так как уменьшает величины оценочных показателей (КБ и КУТН) операторов колесных машин агропромышленного производства.

С определенными допущениями образование процесса гидроскольжения представлено на рисунке 12. При движении колеса по мокрой дороге длина пятна контакта шины с дорогой начинает уменьшаться (рисунок 126). При достижении критической скорости Укр колесо отрывается от опорной поверхности (рисунок 12в) и полностью «опирается» на воду (жидкость).

Учитывая, что в первый момент действия формирующей силы все жидкие тела проявляют упругость твердого тела, можно предложить схему гидроскольжения на основе глиссирования пластинки (рисунок 13).

С учетом рисунка 13 составим уравнение импульсов

(30)

V < V ,

Д кр '

КБ-»1, при В-»1, КУТ„ -»1, при ВУТСН 0.

(31)

Рисунок 12 - Образование процесса пироскояьжения:

где V, - конечная скорость -скорость жидкости в возникающей брызговой струе (| V, | = Уд, м/с); У„ - начальная скорость - скорость жидкости относительно пластины (| V, | = Уд, м/с); Д1 - малый промежуток

а) — сухая дорога;"б) - качение колеса по мокрой дорсге; времени, с; Шж - масса объема в)-начало гидроскольження; I, длины пятна ЖИДКОСТИ за промежуток вре-

контакгашины с дорогой илиеодой МвНИ А1, КГ.

Масса жидкости тж плотностью р найдется следующим образом

тж = р"В„р-5ж-Уд-Д1,

где В„0-5Ж-Уд-А1

(33) объем жид-

кости за промежуток времени Д1, м3; 5Ж - толщина слоя жидкости, м; В„р - ширина протектора шины, м.

Проектируя уравнение импульсов (32) на ось ОХ и делая ряд преобразований с учетом равенства (33) и того,

Рисунок 13 - Схема глиссирования пластинки е момент .гт , _ .п | _ у ппш/чим

начала гнзросколъжешга, представляют; а! прямоугольник ' к' ' ' д' "

ширмой, равнойпн!р1!неш1шы (протектора), и длиной ВС, выражение для определения

равной, длине контакта шины с жидкостью; гидродинамической ВЫТЭЛКИ-

ВЕ -плоскость дорош вающей силы Ргд

РГл=Р-В„р-5,-Уд2.с18(а,„,/2). (34)

Угол наклона пластинки аш (рисунок 13) зависит от свободного гс и динамического гд радиусов колеса: апл = агссоз(гл /гс). Тогда

_ агссоз(гд/гс)

= р-Уд -6,,-B-ctg-

(35)

Отсюда можно определить вертикальную составляющую гидродинамической выталкивающей силы F, = Frlcosa„

Т, = Р • • 5Ж • В„„ • ctg

-соз(агссоз(гд/гс))= pV^^üS^. (36)

2 * Л/ Ъ'/ г д ж - пр ^ - -V 2

Зависимость (36) получена на основе схемы глиссирования пластинки в момент начала гидроскольжения. Поэтому вертикальная составляющая Рв равна по значению нормальной нагрузке на колесо а скорость Уд - скоростиУ^,

ГУ =У ,

(37)

arceos (гд/гс)

Тогда с учетом системы (37) и выражения (36) можно определить VKp

(38)

р5жВпргд/гс

tg

Для практических расчетов по формуле (38) вместо 5Ж следует воспользо-

ваться величиной толщины слоя жидкости над выступами шероховатости дороги 5". Если 6™ больше высоты выступов протектора Нпр, то будем считать, что шина «опирается» на воду по всей своей ширине. Если наоборот, то шина «опирается» на воду только выступами протектора. Тогда при 5" < Н„р ширина протектора Впр как бы уменьшается на сумму длин углублений в рисунке протектора (Впр - ЬугЛ)

Ч„=11у,„, (39)

1=1

где Ьугл - сумма длин углублений в рисунке протектора на отрезке, равном ширине протектора, м; 1угЛ1 - длина 1-го углубления в рисунке протектора, м; п - количество углублений на отрезке, равном ширине протектора.

С учетом вышеизложенного и формул (38) и (39) можно составить систему для определения критической скорости гидроскольжения Уь.р

в.

-18

агссоз(г /гс)

при б™ > Н„

р8£В„

(40)

Р5ж Впр-11,

агссоэ(гд/г0)

,при6^<Нп

Г

¡=1 ) гс

Из графика (рисунок 14), построенного по системе (40) видно, что с увеличением толщины слоя жидкости на дороге критическая скорость Укр уменьшается. Когда 8'Л меньше высоты выступов протектора наблюдается резкое повышение Укр (рисунок 14, кривая 1), что способствует снижению числа ДТП.

Таким образом, по системе (40) можно рассчитать критическую скорость гидроскольжения и проследить влияние на нее нагрузки Ок, геометрических размеров шин, плотности и толщины слоя жидкости на дороге. С точки зрения безопасности движения система (40) будет полезна при разработке новых моделей шин, транспортных средств и устройств предотвращения гидроскольжения. Обоснованное ограничение скорости движе-

Рисунок 14 - Зависимость V*? от 5" (шина 2<ЬЛ<Ш5; = 4400 Н; Впр 0,165 щ 1-,-ы= 0,034 м; Н^ = 0,009 м; г3 = 0,31 м; г£ = 0,34 м; р - 1000 кг'м''); 1 - при г » <н_; 2 - при 6 - > н

ния по значению на мокрых участках дорог

позволит не допустить резкого ухудшения тормозных качеств, курсовой и траекторной устойчивости всех участников движения, что приведет к уменьшению числа ДТП.

Улучшение устойчивости также актуально при движении по сухим твердым опорным поверхностям. Для агропромышленного производства это имеет большое значение, так как тяжесть аварий с участием, например, автотракторных поездов на 30...60 % выше, чем у одиночных транспортных средств.

По мере износа гидромеханического рулевого управления трактора Т-150К ухудшается устойчивость его прямолинейного движения. Одна из причин - кине-

движения

матическое несоответствие в блокированном приводе ведущих мостов. Такая ситуация (рисунок 15) наблюдается при выполнении транспортных работ с обоими ведущими мостами на твердых опорных поверхностях, чаще всего при движении трактора с малонагруженными или порожними полуприцепами и прицепами. В этом случае радиусы качения колес задней оси трактора из-за относительно невысокой нагрузки на нее, как правило, больше радиусов качения колес передней оси. Тогда окружные скорости задних колес должны быть выше, чем у передних. Поэтому задняя полурама трактора как бы подталкивает переднюю. При нарушении соосности полурам они начинают «складываться» ввиду разности их действитель-направление ных скоростей как по модулю, так и по направлению. Разность скоростей передней V„rTp и задней VJlip полурам способствует появлению скорости соединяющего их шарнира V,„. Это увеличивает угол складывания ус полурам, который обуславливает смещение трактора Асм от заданного направления движения.

Выравнивание радиусов качения передних и задних колес трактора путем установки рациональных давлений воздуха в шинах позволит снизить смещение трактора Асм от заданного направления движения. Это уменьшит вероятность возникновения аварийных ситуаций (баллы В) и напряженность трудового процесса оператора (баллы С) за счет снижения количества корректирующих воздействий (подруливаний). Станет ниже и ВУТСН. Тогда

A^-^min, .^j.

КБ-»1, при В -И, С -»1,. КУТ.-Н, при ВУТсн ->0

Рисунок 15 - Схема нарушения устойчивости грямолиненного движения трактора Т-150К:

1 - передняя полураыа, 2 - шарнир, соединяющий полурамы: 3 - задняя полурама

Как видно из системы (41), снижение величины Асм имеет важное значение, так как уменьшает значения оценочных показателей (КБ и КУТИ) операторов колесных мобильных машин агропромышленного производства.

Вопрос выбора рациональных давлений с точки зрения улучшения устойчивости прямолинейного движения непосредственно связан с вопросом снижения потерь энергии N при движении колесной машины. С одной стороны, для снижения гистерезисных потерь в шине, обусловленных вертикальной нагрузкой на колесо необходимо, чтобы давления воздуха в шинах были как можно выше. С другой стороны, для снижения потерь в трансмиссии, от тангенциальной деформации шин и буксования колес давления воздуха в шинах должны обеспечивать кинематическое соответствие: равенство радиусов качения передних гкп и задних т„ колес и равномерное распределение моментов на передние Мп и задние М3 колеса. Улучшение устойчивости прямолинейного движения (Асм —* min) также будет наблюдаться при давлениях воздуха в шинах, обеспечивающих равенство радиусов качения колес. Исходя из этого, в шинах колес более нагруженной передней оси нужно установить максимально допускаемые давления, а в шинах колес задней оси установить те значения давлений, при которых будет наблюдаться равенство радиусов качения колес обоих мостов

М„=М,

если Р„ = Рт„ , то N -> min, Асм -> min, Р >Р >Р

тах з ~ тт

где Р„, Р3 - давления воздуха в шинах колес передней и задней осей, МПа; Ртах, Pmin - максимально и минимально допускаемые давления воздуха в шинах, МПа; RHI, rzj - нормальные реакции опорной поверхности, действующие на колеса переднего и заднего моста, Н.

Для получения связи параметров колеса и колесной машины с давлениями воздуха в шине воспользуемся формулой Е.А. Чудакова

rK„=r„ = rK0n-X„-Mn=i£-*.,-Ms, (43)

где г,", г° - радиусы качения передних и задних колес в ведомом режиме, м; А.,,, -коэффициенты тангенциальной эластичности шин передних и задних колес, 1/Н.

При отсутствии кинематического несоответствия кроме равенств г№ = гк, и Мп = М3 наблюдается и равенство г°„ = г°. Тогда уравнение (43) примет вид

К = К (44)

Равенство (44) показывает, что при отсутствии кинематического несоответствия коэффициенты тангенциальной эластичности шин переднего и заднего моста одинаковы. При этом коэффициент тангенциальной эластичности шины Хк зависит от нормальной реакции на колесо Rz и давления воздуха Рш в шине

-""в*

где Л*, Gj, - характеристические константы для данной шины. С учетом зависимости (45) равенство (44) примет вид

-

(45)

1-1-

я„

1-1-

R,,

(46)

(47)

После преобразований соотношения (46) получим, что

С учетом выражений (42) и (47) найдем рациональные давления воздуха в шинах колес передней Рпр и задней Рзр осей, которые обеспечивают минимум потерь энергии при движении и улучшение устойчивости прямолинейного движения

Р =Р

1 пп 1 muv J

Rz„ Rb-G;

Р,Р=Рга,„при Plp<Pmm

f,(48)

A„

• min, N •

На рисунке 16 построены линия 1 на основе системы (48) и линия 2 по существующему выражению. Они показывают, что с повышением реакции опорной поверхности на колесо величина рационального давления воздуха в шине возрастает. Но по абсолютным значениям между этими линиями имеется разница до 50 %, так

как существующее выражение выведено из условия равенства радиусов качения колес в ведомом режиме. Поэтому оно не учитывает дополнительное изменение радиуса под действием крутящего момента, подведенного к колесу, и имеет значительную погрешность. Совпадение наблюдается только при одинаковых реакциях опорной поверхности на передние и задние колеса.

Таким образом, улучшение устойчивости прямолинейного движения путем установки рациональных давлений воздуха в шинах на основе более точных расчетов по системе (48) является одним из организационных мероприятий по повышению безопасности операторов мобильных колесных машин. На основе системы (48) создана компьютерная программа (свидетельство Роспатента № 2000610907).

В третьей главе «Экспериментальные исследования и результаты внедрения организационных и технических мероприятий» представлены результаты экспериментальных исследований, проведенных с целью проверки основных положений теоретических предпосылок.

Сравнительный анализ (таблица 7) значений классов условий труда, полученных на основе интегральной методики и посредством измерений и оценок производственных факторов, был проведен по поручению Министерства труда и социального развития РФ (письмо № 596-8 от 09.09.97 г.). Таблица 7 - Фрагмент сравнительного анализа оценочных показателей

Класс условий труда Совпадение

Рабочее место по нормативным на основе методики по по классу и

документам интегральной оценки классу степени

Водитель автомобиля 3.1 3.1 да да

Кладовщик 2 2 да да

Наладчик КИПиА 2 3.1 нет нет

Машинист резальных машин 3.1 3.4 да нет

Сравнение показало, что по классу условий труда совпадение составило около 94 %, по классу с учетом степени вредности - около 91 %. Иными словами, расхождения между результатами двух методов не более 10 %.

При этом КУТИ учитывает влияние на него всех элементов системы Ч-М-С. Он определяется по величине производственно обусловленной заболеваемости работников, а значит приемлем как для стационарных, так и нестационарных рабочих мест, в том числе операторов мобильных машин. Целесообразно его применение в агропромышленном производстве, так как учитываются сезонные изменения условий труда (информация о заболеваемости собирается за целый год). Стоимость проведения работ с применением КУТИ примерно в 1,5...3 раза ниже по сравнению с оценкой по действующему Порядку проведения аттестации рабочих мест.

Показатель КУТ„, как и предложенный показатель КБ, может быть использован и для оценки эффективности мероприятий по охране труда. На основе класса безопасности КБ также возможно рациональное распределение операторов по мо-

Р,*, МПа

/ / г /

7 ' у

/ /

15О0О гОООО 25000 _

Кгз,Н

Рисунок 16 - Зависимость = £ для шины 21,31124 (Д^ =25000 Н; Р„р = 0,18 МПа; в*, = 46300 Н)

1 - по системе (48); 2 - по существующему выражению

2,5

3.2

2,3

3.1

бильным машинам (таблица 8) с помощью разработанного алгоритма (таблица 6). Эффективность рационального распределения операторов по шести тракторам

подтверждается снижением оценочных показателей, подсчитанных до (КБГ, КУТ^до) и после №1, КУТ^) внедрения организационных мероприятий (рисунок 17).

Показатели КБ и КУТИ могут оценить и эффективность технических разработок, которые также требуют экспериментальных исследований.

В формуле (20) для расчета начальной скорости полета частицы сыпучего материала на основе

КБср 2,50-

2,00

1,50'

1,00

КУТ„ 3.2

3.1

КБ4'6 КУТ'

Рисунок 17 - Средние значения КБ и KVT,, до и после рационального распределения операторов

лабораторных исследований определен коэффициент кр, среднее значение которого составило 0,0023 Н-с2/м2. Также найдены зависимости начальной скорости частицы Vh(o,4), Vh(o,5) и Vh(o,6) от расстояния S, на которое вылетает частица, при высоте точки вылета, соответственно, Н = 0,4 м, Н = 0,5 м и Н = 0,6 м

Чцо,4) ~ I.4286S V.(M, = 1,2143S2 V„lMI = 0,1429S2

-2,5743S +3,9657. -2,3471S +3,6989. -0,6486S +1,4346.

(49)

(50)

(51)

Таблица 8- Показатели распределения операторов по машинам

До внедрения мероприятий После внедрения мероприятий

Колесная машина: трактор Т-150К Квалификация Травмо-безопас- Условия труда (КУТ), класс Уровень безопас- Квалификация Травмо-безопас- Условия труда (КУТ), класс Уровень безопас-

оператора (КЛ), ность (KT), ности (КБ), оператора (КЛ), ность (KT), ности (КБ),

класс класс класс класс класс класс

инв. № 4568 1 2 3.1 1 3 2 3.1 3

инв. № 687 1 2 3.2 2 3 2 3.2 3

инв. № 0058 3 2 3.2 4 1 2 3.2 2

инв. № 2228 _ 2 2 3.1 2 2 2 3.1 2

инв. № 026 2 2 3.1 2 2 2 3.1 2

инв. № 14 3 2 3.3 4 1 2 3.3 2

На основе теоретической зависимости (20) и уравнений регрессии (49. ..51) построены кривые (рисунок 18). Они показывают, что с увеличением расстояния полета частицы Б ее начальная скорость V,, должна быть выше. При увеличении высоты точки вылета Н ее начальная скорость У„ снижается. Между теоретическими и экспериментальными кривыми наблюдаются расхождения не более 6 %.

Экспериментальные исследования с устройством для разбрасывания сыпучих материалов проводились на автомобиле ЗИЛ-4331. Они показали, что устройство снижает буксование машины более чем на 20 %. Эффективность устройств подтверждается и снижением показателей, подсчитанных до (КБ^3, КУТ^да) и после КУТ3И1|(С;|е) их внедрения на трех машинах (рисунок 19).

Для проверки работы предлагаемой АБС на скользком участке дороги (покрытая снегом наледь) были проведены сравнительные испытания автомобиля УАЗ 2206 с использованием АБС и без нее. Они сводились к сравнению траекторий движения при торможении автомобиля (таблица 9). Смещение влево от заданного направления движения учитывалось знаком минус, вправо—знаком плюс.

КБЧ, 2,50

2,00

1,50

1,00

2,33

3.2

КУТ„

3.1

1.33

-3.2

3.1

КБ'",3 ЮЛ* КБ&.КУТ..

Рисунок 19 - Средние значения КБ и КУТк до и после внедрения устройства для разбрасывании сыпучих материалов

В расчетах средних значений смещений передней |Апср<.ян| и задней |Азсреда! осей при торможении без АБС, а также смещений передней | А^'раш | и задней |А^реди| осей при

торможении с АБС, использовался модуль величины смещения оси в каждом опыте. При этом |Алсредн| = 1,41 м, |А3среди! = 1,15 м, |А^Д1,| = 0,54 м, |А.^ред„| = 0,42 м. На основе выражения (21) можно подсчитать относительное уменьшение смещений передней Ап и задней А3 оти осей машины при работе АБС

Рисунок 18 — Изменение скорости У„ от расстояния 5:1 - по зависимости (20) при Н = 0,4 м; 2 - по уравнению регрессии (49);

3 - по зависимости (20) при Н = 0,5 м,

4 - по \раЕнекию регрессии (50), 5 - по зависимости (20) при Н = 0,6 м, 6 - по

уравнению регрессии (51)

А = А

^П.ОТН Г П срсДНЬ

(52);

А = А

*п.средн| зотн з.средн ьз.средн ]

Таблица 9 - Фрагмент измерений смещения осей автомобиля при торможении

(53)

Смещение при торможении без АБС, м Смещение при торможении с АБС, м

передней оси (Ап) задней оси (А3) передней оси (А"6с) задней оси (А"'")

0,85 0,77 0,45 0,08

-0,22 0,45 0,25 0,35

1,63 1,05 0,73 0,65

. 1,01 2,53 -0,31 0,15

1,97 0,56 -0,41 0,27

-2,32 -1,00 -0,15 -0,05

1,24 0,26 1,42 0,81

3,29 1,99 -0,19 -0,28

В среднем смещения передней и задней осей более чем на 60 % меньше при торможении с АБС, работающей «по блокировке» колеса. Эффективность АБС подтверждается и снижением показателей, подсчитанных до (КБ^, КУТ3„ до) и после (КБ^, кут: [1€С_,£) ее внедрения на трех автомобилях (рисунок 20).

Проведенные экспериментальные исследования с предложенными электронагревательными устройствами и регулятором температуры позволили получить уравнения регрессии. Уравнение процесса нагрева поверхности устройства для сиденья мобильной машины имеет следующий вид

и, = 0,0005т5 - 0,0258т4 + 0,5445т3 - 5,2971т2 + 23,67т - 18,525. (54) Кривые, построенные по экспериментальной (54) и теоретической (30) зависимостям при найденном коэффициенте к, = 12,54 °С/мин, представлены на рисунке 21. Из него видно, что в первые три-четыре минуты идет интенсивный нагрев поверхности, затем ее температура поддерживается в оптимальных пределах (18...22 °С). Кривые, построенные по теоретической и экспериментальной зависимостям, близки между собой. Расхождения составляют не более 11%. Аналогичная ситуация наблюдается с электронагревательными устройствами для спинки кресла и ног оператора.

КБср 2,50

2,00

1,50

1,00

3 3

2,33

¡КУТИ 3.3

fr

I

в

и

+3.2 с

1.33

3.1

3.1

КБ;;3 КУТ3 КБ'113 КУТ'

Д1) идо IIOC.lt и 1НМ..С

Рисунок 20 -Средние значения КБ и КУТЯ до и после внедрения АБС

Таким образом, предложенные электронагревательные устройства и регулятор температуры

I

/ 1 \

V. а.

у

0 1 А i. J 4 5 S S 9 10 11 12 13 W

/

f

Боем* нагрева сиденья, и» Рисунок 21 - Изменение температуры поверхности электронагревательного устройства на сиденье от времени нагрева при температуре воздуха окружающая среды -17,6 °С: 1 - по теоретической системе (30); 2 - по уравнению регрессии (54)

улучшают показатели микроклимата. Это улучшение подтверждается снижением

оценочных показателей, вычисленных до (КБ^7, КУТ^,) и после (КБ^ЛС, КУТ^)

внедрения устройств для семи машин (рисунок 22).

2,43

3.1

|КУТ.

3.3

- 3.2 3.1

Эксперименты по определению критической скорости гидроскольжения Укр с целью проверки адекватности системы (48) проводились с автомобилем ЗИЛ-4331. Известно, что при достижении Укр передние колеса под действием гидродинамической силы воды отрываются от поверхности качения и, теряя контакт с дорогой, начинают замедлять свое вращение. Задние колеса продолжают вращаться, так как менее подвержены гидроскольжению. Поэтому начало замедления передних колес, которое фиксиро-

КБор 3,00

2,50 2,001,50 1,00

КБ'Р; КУТ!.

КБср7 кут 1

ГКЧЛг *

Рисунок 22 - Средние значения КБ и KVT,, до и поел? внедреши электронагревательных устройств

валось установленным на машину сравнителем угловых ускорений, соответствовало достижению критической скорости гидроскольжения Укр. На основе экспериментальных данных получено выражение для определения Укр

Укр = 0,0083 5™' - 1,435 5; + 111,45. (55)

Расхождения между теоретической и экспериментальной кривыми, построенными по выражениям (40) и (55), составляют не более 10 % (рисунок 23). Они показывают, что с увеличением слоя жидкости на дороге 5"' уменьшается величина Укр.

Таким образом, систему для расчета критической скорости У,ф (40) можно использовать не только с целью совершенствования колес и машин, но и для обоснованного ограничения скорости движения быстроходных транспортных средств на участках дорог, покрытых слоем жидкости. Это повысит их тормозные качества, курсовую и траекторную устойчивость, а значит снизит вероятность возникновения ДТП для всех участников движения. Эффективность установки ограничительных знаков подтверждается и снижением предлагаемых оценочных показателей, подсчитанных до (КБ^10, КУТ^) и после (КБ^, КУТ1°,|осле) внедрения мероприятий для десяти автомобилей (рисунок 24).

Для подтверждения адекватности теоретической системы (48) были проведены экспериментальные исследования с машинно-тракторным агрегатом на базе колесного трактора Т-150К и транспортного полуприцепа 1ПТС-9 на дорогах с твердой опорной поверхностью. Учитывая, что рациональные давления воздуха в шинах, кроме улучшения устойчивости прямолинейного движения, должны обеспечить минимальный расход энергии (топлива), то за критерий правильности выбора давлений был принят расход топлива ве трактором. Скорость движения при экспериментах и давление воздуха в шинах наиболее нагруженной передней оси (Р„ = 0,18 МПа) оставались постоянными. Реакции по колесам трактора задавались для каждой серии опытов путем различной загрузки полуприцепа.

Для удобства и ускорения проведения экспериментов трактор был обо-

Рисунок 23 - Зазиеиыость У,-., от о™' (шина 260-20;

нагрузка на колесо в* = 12100 Н; >Н.Г)^ 1 - по теоретической зависимости (40): 2 - по экспериментальной зависимости (55); 3 - по экспериментальным данным

КБС[ 4,00 3,50 3,00 • 2,50 2,00 1,50 1,00

4 40.

ЛА-

ЗЛШ.

3.1

КБТ. КУС КБГе КУТ.

■К3У4Т» + 3.3

3.2 1"3.1 2

Рисунок 24 - Средние значения КБ «КУТ„ до и после установки знаков

от^компрессора

рудован системой регулирования давления воздуха в шинах непосредственно из кабины с автоматическим его поддержанием во время эксплуатации (рисунок 25).

По данным каждой серии опытов составлены уравнения и построены графики изменения расхода топлива от изменения давления воздуха в шинах задней оси (пример графика приведен на рисунке 26). При этом в каждой серии опытов имеется рациональное значение давления, соответствующее минимальному расходу топлива (таблица 10).

По результатам регрессионного анализа получена экспериментальная зависимость (62) для определения рациональных давлений "10 • Я2, + 4,5369-КГ6 -0,05433. (56)

б атмосферу

Рисунок 25 - Блок-схема регулирования давления воздуха е шин ах из кабины 1 - воздушный баштан; 2,3 -регуляторы давления

•10"

ви кг/ч

3 - средние значения по

результатам эксперимента; ■ -по уравнению регрессии.

Р„ МПа

Рисунок 26 - Зависимость расхода топлива Ое от давления в шинах задней оси Р3 (загрузка полуприцепа на 75 %; распределение реакций опорной поверхности 2Я/П = 51300 Н, = 31800 Н)

Таблица 10 - Рациональные значения давлений воздуха в шинах

Машинно-тракторный агрегат Реакция опорной поверхности на колеса передней оси 2Яг„, Н Реакция опорной поверхности на колеса задней оси 2ЯП,Н Рациональное давление в шинах передней оси, МПа Рациональное давление в шинах задней оси, МПа

Трактор с пустым полуприцепом (загрузка 0 %) 53650 33400 0,18 0,072

Трактор с полуприцепом, загруженным на 25 % 53020 35300 0,18 0,07 8

Трактор с полуприцепом, загруженным на 50 % 52270 37900 0,18 0,094

Трактор с полуприцепом, загруженным на 75 % 51300 41800 0,18 0,119

Трактор с полуприцепом, загруженным на 100 % 50280 45850 0,18 0,141

Кривые, построенные по теоретической и экспериментальной зависимостям (рисунок 27) имеют расхождения не более 9 %. Они показывают, что с возрастанием нормальной реакции опорной поверхности на заднее колесо Я23 значение рационального давления воздуха в шине Рзр повышается.

Сравнительные эксперименты подтвердили (таблица 11), что смещение трактора Асм от заданного направления движения на участке длиной 50 м при движении с порожним полуприцепом примерно на 50 % ниже с рациональными давлениями

воздуха в шинах. С полуприцепом, загруженным на половину, эта цифра несколько меньше - около 30%. Практически одинаковое смещение Асм наблюдаются при относительно высоких нагрузках на крюке (высоких растягивающих усилиях), что характерно для движения трактора с полностью груженым полуприцепом.

В связи с этим, систему (56) можно рекомендовать для практического применения, так как рациональные давления улучшают устойчивость прямолинейного движения. Повышение безопасности операторов подтверждается снижением оценочных показателей, подсчитанных до (КБ^\ КУТ^„) и после (КБ^ле, КУТ^после) внедрения мероприятий для трех тракторов (рисунок 28).

р.

0,14

0.12

O.0S

0,06

МПа г —'

Т" .......... —

...........................

КБ,, 3,002,50" 2,00

1,501,00

2Ж

XI

2,33

КУТ„ + 3.3

3.2

■3.1

КБ!1

КУТ> KBIL КУТ'

Рисунок 2 8 - Ср едние значения КБ и КУТЯ до Рисунок 27 - Ишензше Р!р от R^' 1 -теоретическая и поел г внедрен! га мероприятий по улучшению

кривая; 2 - экспериментальная кривая

устойчивости прямолинейного движения тракторов типа Т-150К

Таблица 11 - Результаты сравнительных экспериментов

Машинно-тракторный агрегат Реакция опорной поверхности на переднюю ось 2112п, Н Реакция опорной поверхности на заднюю ось 2Ra> Н Смещение трактора Дсм от направления движения при рациональных давлениях, м Р„ = 0,18 МПа Смещение трактора от направления движения при давлениях воздуха в шинах, предлагаемых в справочной литературе, м Р„ = 0,16 МПа, Р, = 0,18 МПа

Трактор с порожним полуприцепом (загрузка 0 %) 53650 33400 0,97 (Р, = 0,072 МПа) 2,18

Трактор с полуприцепом, загруженным на 50 % 52270 37900 0,85 (Р3 = 0,094 МПа) 1,19

Трактор с полуприцепом, загруженным на 100 % 50280 45850 0,63 (Р3 = 0,141 МПа) 0,65

Таким образом, проведенные экспериментальные исследования подтверждают теоретические предпосылки по вопросам повышения безопасности и совершенствования оценки условий труда операторов мобильных колесных машин в АПП. Подтверждается и эффективность предлагаемых мероприятий по охране труда показателями КБ и КУТ„.

В четвертой главе «Оценка экономической эффективности предлагаемых мероприятий» дается экономическая оценка результатов исследований посредством предложенного выражения (62). Его вывод основывается на методике интегральной оценки, учитывающей производственно обусловленную заболеваемость.

Средние производственно обусловленные нетрудоспособности работников до

вут^д и после вут^ внедрения мероприятий по охране труда найдутся из формул вут. ¿вут;-¿вут« ¿вут; -¿вут;,

вут^д =-^ = -*- (57); вут^ = -¿-а. = ^-¡1!-, (58)

п п т т

где ВУТса„, ВУТ°Я - сверхнормативная (производственно обусловленная) нетрудоспособность работников до и после внедрения мероприятий, чел.-дней/год; ВУТ",, ВУТ;, -нормативная утрата трудоспособности 1-го работника до и после внедрения мероприятий, чел.-дней/год; ВУТ*, ВУТ"„ - фактическая утрата трудоспособности ¡-го работника до и после внедрения мероприятий, чел.-дней/год; п, т - количество людей на рабочем месте (в структурном подразделении) до и после внедрения мероприятий, чел.

Снижение средней производственно обусловленной заболеваемости работников после внедрения мероприятий ВУТсред найдется из выражений (57) и (58)

п п ш т

ВУТч„ = ВУТ^ - ВУТ;^--а--^--и-. (59)

При этом годовая экономия Эдоп с учетом ВУТсред

~~ ВУТсред'Счел.дн,

•т, (60)

где Счелд„= Вс/Т - средняя стоимость одного человека-дня, руб./чел.-день; Вс -стоимость валовой продукции (работ, услуг) за год, руб./год; Т - число отработанных человеко-дней за год, чел.-дней/год.

Годовой экономический эффект Э^ от внедрения мероприятий по охране труда можно найти следующим образом

Э^Э^-1/С-К^-В^, (61)

где С - срок окупаемости капитальных вложений в мероприятия по охране труда, лет; Кохр - капитальные вложения в мероприятия по охране труда, отнесенные к единице наработки, руб./ед. наработки; Вохр - наработка нового варианта в течении срока окупаемости (после внедрения мероприятий по охране труда), ед. наработки.

С учетом формул (59), (60) и (61) окончательно получим выражение ддя определения годового экономического эффекта

£ вут; - £ вут;, £ вут; - £ вут»

э!

-¿•k„p.bœp. (62)

Полученная зависимость (62) достаточно универсальна и может быть применена не только для рабочих мест операторов мобильных машин. Она не исключает использование других методов экономической оценки мероприятий по охране труда, а в некоторых случаях может быть использована совместно с ними.

Годовой экономический эффект, рассчитанный на основе предложенного выражения (62), составляет 4500... 21000 рублей на одну машину в зависимости от мероприятий по охране труда (таблица 14). При внедрении устройств для разбрасывания сыпучих материалов за счет снижения буксования также будет наблюдаться экономический эффект, связанный с уменьшением расхода топлива (около 10 %) и повышением производительности труда примерно на 15 % (по актам внедрения научно-исследовательской работы). Установка рациональных давлений в шинах трактора Т-150К позволит уменьшить и расход топлива до 15 %. Оценка ус-

ловий труда с применением показателя КУТИ снижает в 1,5...3 раза стоимость проведения работ по сравнению с традиционными методами. Таблица 14 - Годовой экономический эффект Э^ (отнесен на одну машину)

Наименование мероприятий Установка устройств для разбрасывания сыпучих материалов Установка антиблокировочных систем Установка электронагревательных устройств Установка рациональных давлений в шинах Снижение вероятности гидроскольжения Рациональное распределение операторов по машинам

Эго*,., руб/год 14463 21310 15373 12286 18537 4502

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Предложен и обоснован показатель уровня безопасности операторов мобильных колесных машин агропромышленного производства (класс безопасности КБ), учитывающий влияние на него каждого элемента системы «человек - машина -среда». Первый класс безопасности характеризует наивысший, второй - высокий, третий - средний, четвертый - низкий, пятый - недопустимый уровни безопасности.

2. Обоснован показатель (класс условий труда КУТИ), оценивающий условия и охрану труда на основе интегральной методики (первый класс - оптимальные условия труда, второй - допустимые, третий — вредные, четвертый - опасные). Для определения КУТ„ создано программное обеспечение (свидетельство Роспатента № 2000611049).

3. Повышение уровня безопасности операторов мобильных машин характеризуется снижением эквивалентных показателей КБ и КУТИ (КБ ~ КУТИ —> 1), что позволяет применять их для оценки эффективности мероприятий по охране труда. При этом эффективность организационных мероприятий по предложенному на основе КБ алгоритму рационального распределения операторов по мобильным машинам подтвердилась снижением среднего значения КБ с 2,5 до 2,3 и значения КУТИ с 3.2 до 3.1.

4. Для обоснования конструктивных параметров устройств разбрасывания сыпучих материалов (патент на изобретение № 35298), позволяющих снизить буксование на скользких участках пути более чем на 20 %, предложено выражение для расчета начальной скорости вылета частицы с найденным значением коэффициента кр (кр = 0,0023 Н • с2/м2).

5. Предложены и обоснованы антиблокировочные системы, работающие «по блокировке» и «по проскальзыванию» колеса, которые позволяют повысить устойчивость мобильной колесной машины при торможении (снизить смещение осей машины более чем на 60 %).

6. Обоснованы и разработаны нагревательные устройства электрического типа с автоматическим регулятором температуры (патенты на полезную модель № 74222 и № 74223) для поверхностей сиденья, спинки кресла и пола кабины мобильной машины, позволяющие в переходные и холодный периоды года обеспечивать температуры поверхностей от 18 до 22 °С (в пределах нормируемых оптимальных значений).

7. Разработана математическая модель определения критической скорости гидроскольжения (аквапланирования) автомобиля, которая позволяет совершенствовать параметры колес и автомобилей и рассчитывать безопасную скорость движения машин с целью установки ограничительных знаков на покрытых водой участках дорог. Установлено, что уменьшение слоя воды на дороге с 50 до 30 мм спо-

собствует повышению критической скорости гидроскольжения грузовых машин на 16... 20 %, снижая вероятность возникновения ДТП.

8. Установка рациональных давлений воздуха в шинах на основе разработанной математической модели с программным обеспечением (свидетельство Роспатента № 2000610907) позволяет улучшить устойчивость прямолинейного движения трактора типа Т-150К. При этом смещение трактора от заданного направления движения (с загруженным на 50% полуприцепом) снижается более чем на 30 %.

9. Повышение уровня безопасности операторов за счет внедрения предлагаемых организационных и технических мероприятий подтверждается снижением показателей КБ и КУТИ (снижение средних значений КБ с 4,40 до 1,33 и значений КУТ„ с 3.4 до 3.1 в зависимости от вида мероприятий). Подсчитанный годовой экономический эффект посредством предложенного выражения составляет 4,5...21,0 тыс. руб. на одну машину в зависимости от вида мероприятий по охране труда.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. Оптимальное давление воздуха в шинах колесных тракторов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2003. № 9. С. 15-18.

2. Богданов А. В. КПД колесного движителя с учетом потерь энергии и давления воздуха в шине // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2003. № 12. С. 19-20.

3. Богданов A.B., Горшков Ю.Г. Повышение тягово-сцепных свойств колесных машин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2004. № 12. С. 20-22.

4. Богданов А. В. К вопросу гидроскольжения автомобиля // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2005. № 7. С. 27-28.

5. Анализ буксования автомобиля ЗИЛ-4331 // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2005. № 4. С. 27-30.

6. Богданов А. В., Юсупов Р. X., Горшков Ю. Г. и др. Влияние частоты проведения инструктажей по безопасности труда на травматизм и производственные заболевания // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2006. № 12. С. 24—26.

7. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Попова С. Ю. и др. Определение конструктивных параметров устройства для предотвращения проскальзывания ведущих колес мобильных машин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. №3. С. 29-31.

8. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С. и др. Оценка тягово-сцепных свойств колесных машин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. №3. С. 11-13.

9. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С. и др. Метод повышения тягово-сцепных и тормозных качеств колесных машин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 7. С. 14-16.

10. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Зайнишев А. В. и др. Улучшение тормозных качеств колесных машин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 8. С. 36-38.

11. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С. и др. Улучшение сцепных

и тормозных качеств буксующих колес на скользких несущих поверхностях // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. № 9. С. 42-44.

12. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Зайнишев А. В. АБС для колесных машин с пневмоприводом тормозного устройства II Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 9. С. 12-13.

13. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Старших В. В. и др. Автоматическое устройство для подогрева пола кабины // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 10. С. 7-9.

14. Богданов А. В., Юсупов Р. X., Горшков Ю. Г. и др. Улучшение тормозных качеств колесных машин сельскохозяйственного назначения с использованием датчика Допплера // Вестн. МГАУ. 2007. № 3. Ч. 1. С. 7-10.

15. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С. и др. Автоматический электроподогрев пола в кабине мобильной машины // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2008. № 6. С. 48-49.

Труды, опубликованные в других изданиях

16. Богданов А. В., Старших В. В., Горшков Ю. Г. и др. Механика процесса гидроскольжения автомобиля // Совершенствование условий и безопасности труда в сельском хозяйстве: Тр. / ЧИМЭСХ. 1983. С. 38^44.

17. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Куликов Б. М., Старших В. В. Анализ затрат мощности на качение пневматического колеса // Повышение технико-экономических показателей сельскохозяйственных тракторов: Тр. / ЧИМЭСХ. 1985. С. 60-62.

18. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. Оптимальное соотношение давлений воздуха в шинах колесного трактора // Снижение динамичности работы тракторов, их систем и механизмов в эксплуатационных условиях: Тр. / ЧИМЭСХ. 1988. С. 16-22.

19. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. О повышении эффективности использования энергонасыщенных колесных тракторов // Уральские нивы. 1988. № 5. С. 41-42.

20. Богданов А. В., Старших В. В., Горшков Ю. Г. Влияние колееобразования на управляемость автомобиля и усталость водителя // Совершенствование условий и безопасности труда в сельскохозяйственном производстве: Тр. / ЧИМЭСХ. 1989. С. 18-23.

21. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Старших В. В. и др. Снижение потерь энергии на качение пневматической шины как фактор повышения экономичности колесных машин и безопасности движения // Совершенствование условий и безопасности труда в сельскохозяйственном производстве: Тр. / ЧИМЭСХ. 1990. С. 10-17.

22. Богданов А. В., Уткина С. В. Комплексная оценка условий труда // Совершенствование условий и безопасности труда в сельском хозяйстве: Тр. ЧГАУ. 1990. С. 25-33.

23. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Ганькова О. А. Аттестация рабочих мест по условиям труда по методике интегральной оценки условий труда на основе норматива потерь рабочего времени от заболеваемости с временной утратой трудоспособности // Материалы Всероссийского совещания «Проблемы реформирования отраслей социальной сферы и совершенствования управления охраной труда». М., 1999. С. 120-125.

24. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Ганькова О. А. Аттестация рабочих мест по методике интегральной оценки // Охрана труда и социальное страхование. 2001. №2. С. 33-36.

25. Богданов А. В. Устранение кинематического несоответствия в колесных машинах с блокированным приводом ведущих мостов при качении по твердым опорным поверхностям // Наука. 2003. № 3. С. 21-24.

26. Богданов А. В. Обоснование рационального давления воздуха в пневматических движителях колесных машин с блокированным приводом ведущих мостов на транспортных работах в сельском хозяйстве: автореф. дис.... канд. техн. наук. Челябинск, 2003. С. 127.

27. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Старунова И. Н. и др. Обеспечение повышенного сцепления пневматических шин на скользких дорогах // Вестн. с.-х. науки Казахстана. 2005. № 4. С. 60-63.

28. Богданов А. В. Оценка экономической эффективности мероприятий по охране труда // Охрана труда и техника безопасности в сельском хозяйстве. 2005. № U.C. 56-57.

29. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С. и др. Показатель безопасности функционирования системы «оператор - машина - среда» при выполнении транспортно-технологических процессов в сельскохозяйственном производстве: сб. материалов Международной выставки-Интернет-конференции. / ОрелГАУ. 2005. С. 154-156.

30. Богданов А. В. Определение класса безопасности мобильного средства // Материалы юбилейной XLV науч.-техн. конф. / ЧГАУ. Челябинск. 2006. Ч. 4. С. 75-79.

31. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С. и др. Определение уровня безопасности операторов мобильных средств сельскохозяйственного назначения // Безопасность жизнедеятельности. 2006. № 5. С. 2-6.

32. Богданов А. В., Старцев А. В., Попова С. Ю. Оценка экономической эффективности от внедрения нового оборудования с учетом изменений условий труда // Безопасность жизнедеятельности. 2006. № 8. С. 42-44.

33. Богданов А. В., Попова С. Ю. Рациональное распределение операторов по мобильным машинам // Материалы международной XLVI науч.-техн. конф. / ЧГАУ. Челябинск. 2007. Ч. 3. С. 125-127.

34. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Попова С. Ю. Исследование буксования мобильных колесных машин на скользких участках дороги // Автомобильные дороги и организация дорожного движения: сб. науч. тр. Уральского филиала МАДИ (ГТУ). 2007. С. 64-70.

35. Богданов А. В. Улучшение условий и охраны труда на основе использования оценочных показателей уровня безопасности работников // Безопасность жизнедеятельности. 2007. № 12. С. 2-3.

36. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Старунова И. Н. и др. Пути повышения уровня безопасности операторов мобильных машин // Известия ОГАУ. 2007. № 4. С. 77-79.

37. Богданов А. В. Определение состояния условий труда на основе методики интегральной оценки // Вестн. ЧГАУ. Т. 52. 2008. С. 21-23.

38. Богданов А. В. Электронагревательное устройство для сиденья и спинки кресла // Материалы международной XLVIII науч.-техн. конф. / ЧГАУ. Челябинск. 2009. Ч. 3. С. 49-54.

39. Богданов А. В. Улучшение показателей микроклимата в кабинах мобильных машин// Безопасность жизнедеятельности. 2009. № 5. С. 8-10.

37

40. Богданов А.В. Определение критической скорости гидроскольжения (ак-вапланирования) быстроходных колесных машин: Материалы IV международной науч.-практ. конф. / ЮУрГУ. Челябинск, 2009. Т. 1, С. 54-57.

Авторские свидетельства, патенты

41. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. Программа для расчета оптимальных значений давления воздуха в шинах колесных машин с блокированным приводом ведущих мостов при движении по твердым опорным поверхностям: Свидетельство Роспатента об официальной регистрации программы для ЭВМ 2000610907 Рос. Федерация. №2000610767; заявл. 17.07.00; опубл. 14.09.00.

42. Богданов А. В. Аттестация рабочих мест по условиям труда по методике интегральной оценки условий труда на основе норматива потерь рабочего времени от заболеваемости с временной утратой трудоспособности: Свидетельство Роспатента об официальной регистрации программы для ЭВМ 2000611049 Рос. Федерация. №2000610766; заявл. 17.07.00; опубл. 19.10.00.

43. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С., Гребенщикова О. А., Полунин И. А., Алексеев А. А. Устройство для улучшения сцепных и тормозных качеств буксующих колес на скользких несущих поверхностях: пат. 2332308 Рос. Федерация. №2007107554; заявл. 28.02.07; опубл. 27.08.08.

44. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. Регулятор температуры поверхности нагревательного устройства электрического типа для сиденья кабины мобильной машины: пат. 74223 Рос. Федерация. №2008107452; заявл. 26.02.08; опубл. 20.06.08.

45. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. Нагревательное устройство электрического типа для сиденья и спинки кресла кабины мобильной машины: пат. 74222 Рос. Федерация. №2008107453; заявл. 26.02.08; опубл. 20.06.08.

БОГДАНОВ Андрей Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОЦЕНКИ УСЛОВИЙ ТРУДА ОПЕРАТОРОВ МОБИЛЬНЫХ КОЛЕСНЫХ МАШИН В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Специальность 05.26.01 - Охрана труда (отрасль АПК)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Отпечатано в Челябинской государственной агроинженерной академии

Подписано к печати 11.01.2010 г. Формат 60 х 84/16. Объем 2,0 уч.-изд. л. Заказ № 1. Тираж 100 экз. У ОП ЧГАА. 454080, Челябинск, пр. Ленина, 75.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ состояния условий и охраны труда в агропромышленном производстве.

1.2. Оценка производственных факторов на рабочих местах операторов мобильных колесных машин.

1.3. Сцепные качества и буксование ведущих колес мобильных машин

1.4. Тормозные качества колесных машин на скользких дорогах.

1.5. Микроклимат в кабинах мобильных машин.

1.6. Гидроскольжение (аквапланирование) колеса.

1.7. Нарушение курсовой устойчивости при движении колесных мобильных машин с межосевым блокированным приводом.

1.8. Методики оценки экономической эффективности мероприятий по охране труда.

1.9. Выводы и задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ПОВЫШЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ОЦЕНКИ УСЛОВИЙ

ТРУДА ОПЕРАТОРОВ МОБИЛЬНЫХ КОЛЕСНЫХ МАШИН.

В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ.

2.1. Обоснование показателя уровня безопасности операторов мобильных колесных машин агропромышленного производства.

2.2. Обоснование оценочного показателя условий и охраны труда на основе методики интегральной оценки.

2.3. Улучшение условий и охраны труда на основе оценочных показателей.

2.5. Обоснование организационных мероприятий по рациональному распределению операторов по мобильным машинам.

2.6. Обоснование и разработка автоматических устройств, повышающих безопасность операторов мобильных колесных машин агропромышленного производства.

2.6.1. Обоснование и разработка устройств для разбрасывания сыпучих материалов.

2.6.2. Обоснование и разработка антиблокировочной системы.

2.6.3. Обоснование и разработка регулятора температуры электронагревательных устройств, улучшающих показатели микроклимата в кабинах мобильных машин в переходные и холодный периоды года.

2.7. Определение критической скорости начала гидроскольжения (аквапланирования) быстроходных транспортных средств.

2.8. Улучшение курсовой устойчивости при движении колесных мобильных машин с межосевым блокированным приводом путем установки рациональных давлений воздуха в шинах.

2.9. Выводы по главе.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ.

3.1. Цель и задачи экспериментальных исследований.

3.2. Сравнительный анализ результатов, полученных на основе интегральной методики и измерений и оценок производственных факторов.

3.3. Результаты организационных мероприятий по рациональному распределению операторов по мобильным машинам.

3.4. Методика проведения экспериментальных исследований определения начальной скорости полета частицы сыпучего материала

3.5. Результаты экспериментальных исследований определения начальной скорости полета частицы сыпучего материала.

3.6. Методика обработки результатов экспериментов, проверка воспроизводимости опытов и адекватности математической модели

3.7. Экспериментальные исследования буксования колесных машин при использовании устройства для разбрасывания сыпучего материала.

3.8. Экспериментальные исследования колесных машин при использовании антиблокировочной системы.

3.9. Результаты экспериментальных исследований электронагревательных устройств с предлагаемыми автоматическими регуляторами температуры поверхности.

3.10. Экспериментальные исследования определения критической скорости гидроскольжения (аквапланирования) быстроходных колесных машин.

3.11. Определение рациональных давлений воздуха в шинах колесных мобильных машин с межосевым блокированным приводом.

3.12. Выводы по главе.

4. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ПРЕДЛАГАЕМЫХ МЕРОПРИЯТИЙ.

Актуальность темы. Развитие агропромышленного производства Российской Федерации непосредственно связано с устойчивым ростом производительности и повышением безопасности труда на предприятиях всех форм собственности. Это зависит от ускорения научно-технического прогресса, улучшения условий и охраны труда, а также снижения производственно обусловленной заболеваемости и травматизма работников, включая операторов мобильных машин. Подавляющее большинство мобильных машин в агропромышленном производстве (АПП) снабжены пневматическими колесными движителями и используются в различных условиях:

- на поверхности с малой несущей способностью (поле, пахота, заболоченная луговина, размытые грунтовые и полевые дороги, глубокий снег и др.);

- на поверхности с высокой несущей способностью (асфальтобетонные дороги, дороги с щебеночным и гравийным покрытием, сухие укатанные грунтовые дороги и др.).

При этом одни и те же машины эксплуатируются как на опорных поверхностях с малой несущей способностью, так и на твердых дорогах. Так, технологические машины (зерноуборочные и кормоуборочные комбайны и др.) в основном работают в условиях поля. Тягово-транспортные машины, используемые на перевозе урожая и других грузов по поверхностям с малой несущей способностью, распределяются следующим образом: тракторы — 60.65 %, автомобили — 35.40 %. На опорных поверхностях с высокой несущей способностью это соотношение выглядит иначе: тракторы - 40.35 %, автомобили - до 60 %. Причем в зимнее время использование автомобилей на поверхностях с высокой несущей способностью доходит до 90 %. Кроме того, на долю автомобильного транспорта приходится более 80 % перевезенных грузов в сельском хозяйстве [155]. При этом тип эксплуатируемой машины, вид и состояние опорной поверхности оказывают непосредственное влияние на безопасность движения и условия труда оператора [52, 108, 130].

Процесс трудовой деятельности оператора мобильных колесных машин, с позиции безопасности труда, можно рассматривать как систему «человек-машина-среда» (Ч-М-С). Улучшение условий труда человека-оператора является сложной проблемой, так как ее решение находится на стыке технических, экономических, биологических, психологических и целого рядя других наук. Поэтому проблема обеспечения операторов нормальными (допустимыми) условиями труда наряду с высокой травмобезопасностыо в технологическом процессе агропромышленного производства требует применения системного подхода для ее исследования.

К особенностям АПП можно отнести постоянно изменяющиеся параметры производственных факторов на многих рабочих местах. Так, у операторов мобильной техники параметры производственной среды во многом зависят от состояния внешней среды. Это затрудняет создание отвечающих требованиям условий труда, а имеющиеся при этом вредные факторы предопределяют производственно обусловленную заболеваемость работников.

Работа операторов мобильных колесных машин сопряжена и с опасными факторами, воздействие которых на человека зависит от конструкции и технического состояния самой машины. Используемые в АПП колесные машины, как правило, служат дольше установленного срока эксплуатации, ограничены в системах активной и пассивной безопасности и др. Их движение осуществляется или по бездорожью, или по дорогам, которые в ряде случаев требуют ремонта. Эти обстоятельства приводят к высоким показателям производственного травматизма, в том числе и с летальным исходом. Так, по данным ВНИИОТ (г. Орел) количество погибших операторов мобильных машин составляет около 50 % от общего числа погибших в агропромышленном производстве.

Низкий уровень безопасности операторов усугубляется еще и тем, что средства безопасности, устанавливаемые на машины, как правило, разрабатываются без учета биологически предопределенной вероятности принятия оператором ошибочных действий. Поэтому повышение уровня его квалификации помогает ограничить количество ошибочных (неправильных) действий и, следовательно, повысить уровень безопасности самого оператора (подсистемы «человек» в системе «человек-машина-среда»).

Обоснованное повышение уровня безопасности подсистемы «человек» невозможно без результатов оценки условий труда, дающей не только количественную информацию о состоянии условий труда, но и позволяющей определять наиболее «слабые места» в системе Ч-М-С для адресной реализации организационных и технических мероприятий по охране труда. Важна и оценка эффективности этих мероприятий.

Действующий Порядок проведения работ по аттестации рабочих мест по условиям труда предполагает достаточно четкую систему оценки рабочего места. Основными итоговыми показателями при проведении аттестации рабочих мест являются класс условий труда (КУТ), характеризующий состояние условий труда, и класс по травмобезопасности (КТ), оценивающий рабочее место с точки зрения вероятности возникновения производственного травматизма. Кроме того, оценивается и обеспеченность работников средствами индивидуальной защиты. Но при этом не принимаются во внимание такие важные показатели, как производственно обусловленная заболеваемость и квалификация работников. Хотя известно, что производственно обусловленная заболеваемость непосредственно связана с состоянием производственной среды (наличием и значимостью вредных и опасных факторов на рабочем месте), а более квалифицированный работник допускает меньше ошибочных действий и, следовательно, повышает общий уровень безопасности подсистемы «человек» в системе «человек-машина-среда».

Таким образом, безопасность подсистемы «человек» в системе «человек - машина — среда» зависит от каждого ее элемента. Если элементы «машина» и «среда» в настоящее время могут быть оценены различными показателями, в частности КУТ и КТ, то «человеку», как элементу системы Ч-М-С, не уделяется должного внимания при оценке безопасности системы в целом.

Вышеизложенное свидетельствует о необходимости разработки показателей, которые позволят оценить уровень безопасности оператора не только с учетом производственных факторов, действующих на человека во время работы, но и с учетом его квалификации и производственно обусловленной заболеваемости.

Уровень безопасности оператора колесной машины резко снижается на дорогах с низкими сцепными качествами [52, 130, 149]. Такие дороги -широко распространенное явление для сельской местности особенно в зимний период. Это связано с тем, что в отличие от городских условий сельские дороги крайне нерегулярно очищают от снега и наледи. При этом реагенты, предотвращающие образование ледяной корки на поверхности дороги, практически не используются. Следовательно, для условий сельского хозяйства применение на колесных машинах систем активной безопасности просто необходимо. Но из-за относительно высокой стоимости этих систем (антиблокировочные системы, системы курсовой устойчивости, экстренного торможения, антипробуксовочные системы и др.) ими оснащаются далеко не все колесные машины, используемые в агропромышленном производстве.

Основной причиной для разработки современных систем активной безопасности послужило достаточно большое количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП), связанных с низким сцеплением шин на скользких дорогах [130]. Учитывая, что в агропромышленном производстве данные системы практически не устанавливаются на автомобили и другие мобильные колесные машины, проблема повышения сцепления шин с опорной поверхностью является актуальной.

Хорошее сцепление шин с дорогой позволяет обеспечить более безопасную эксплуатацию автомобилей, а также снизить буксование ведущих колес на скользких поверхностях. Буксование негативно сказывается на безопасности движения и условиях труда, так как снижает устойчивость движения и приводит к повышению уровней отдельных факторов трудового процесса (тяжести и напряженности труда). Поэтому предотвращение буксования путем применения относительно недорогих технических устройств, которыми можно оснащать и уже находящиеся в эксплуатации машины, окажет положительное влияние на условия труда и травмобезопасность.

При торможении на скользких участках дороги также наблюдается нарушение устойчивости колесной машины. Даже при небольшом усилии на педали тормоза колеса могут оказаться заблокированными. Вследствие чего теряется возможность в полной мере передавать реакции опорной поверхности на колеса. Сама машина становится неуправляемой [87, 175]. Помочь в этой ситуации могут антиблокировочные системы (АБС), не позволяющие заблокировать тормозящие колеса. Но современные АБС требуют наличия бортового компьютера, который не всегда встречается на машинах, используемых в агропромышленном производстве. Поэтому разработка и обоснование относительно простых и эффективных АБС позволит снизить число ДТП при торможении.

Иными словами, имеется необходимость в разработках устройств, повышающих уровень безопасности операторов мобильных колесных машин при движении на скользких дорогах.

Условия труда операторов во многом определяются показателями микроклимата в кабинах мобильных машин, которые непосредственно связаны с погодными процессами. Несмотря на то, что пик использования сельскохозяйственной техники приходится на теплый период года, в переходные и холодный периоды она также применяется достаточно интенсивно: снегозадержание, транспортные работы и др. К показателям микроклимата относится и температура поверхностей. В переходный и холодный периоды года после длительной стоянки мобильной машины температуры поверхности сиденья (кресла) и поверхности пола, с которыми контактирует человек, могут быть значительно ниже требуемых и даже отрицательные. Причем, тело человека препятствует проникновению нагреваемого отопительной системой воздуха" к поверхности сиденья, а теплообмен между человеком и холодной поверхностью сиденья способствует охлаждению тела человека. Аналогичная ситуация наблюдается в области ног оператора. Это приводит к возрастанию простудных и других заболеваний и, следовательно, к снижению производительности труда.

Одним из путей решения вопроса достижения требуемых температур поверхностей после пуска двигателя в переходные и холодный периоды года и поддержания их во время работы является применение нагревательных устройств электрического типа, расположенных непосредственно на поверхности сиденья (кресла) и на полу кабины в районе ног оператора. Но, как показывает практика использования таких устройств, они не всегда поддерживают требуемые температуры поверхностей. В связи с этим, имеется необходимость обоснования работы нагревательных устройств с целью обеспечения нормативных значений температуры поверхностей, что позволит улучшить показатели микроклимата в кабинах мобильных машин в переходные и холодный периоды года и, следовательно, условия труда операторов.

Безопасность операторов снижается на мокрых дорогах. Это связано с ухудшением тормозных качеств и нарушением устойчивости движения колесных машин в местах скопления воды. Наиболее вероятны скопления воды на «разбитых», давно не ремонтированных дорогах, что пока еще характерно для сельской местности. Тем не менее, ограничение скорости движения на этих дорогах в общем случае составляет 90 км/ч. При таких скоростях в местах скопления воды может наступить явление гидроскольжения (акваплани-рования), когда колеса быстроходной машины (автомобиля) под действием гидродинамической силы воды могут отрываться от опорной поверхности. Потеря контакта шины с опорной поверхностью делает автомобиль неуправляемым, что приводит к ДТП с тяжелыми последствиями, зачастую с летальным исходом. Одним из направлений снижения вероятности возникновения гидроскольжения является ограничение скорости движения на участках дорог, покрытых водой. Но существующие формулы для расчета критической скорости, при которой возникает гидроскольжение, не учитывают все факторы, влияющие на данный процесс. В связи с этим, вывод уточненных зависимостей по определению критической скорости с целью совершенствования колесных машин и установки ограничительных знаков будет способствовать повышению безопасности операторов колесных машин.

Снижение устойчивости прямолинейного движения может наблюдаться и на сухих поверхностях. Так, при выполнении транспортных работ тракторами типа Т-150К, ввиду наличия межосевого блокированного привода, возникает кинематическое несоответствие между колесами переднего и заднего мостов. В некоторых ситуациях это способствует незапланированному повороту полурам трактора относительно соединяющего их шарнира. В результате нарушается устойчивость прямолинейного движения и ухудшается управляемость, что оказывает отрицательное влияние на безопасность оператора. Кинематическое несоответствие можно уменьшить путем установки рациональных давлений воздуха в шинах, обеспечивающих равенство радиусов качения передних и задних колес. Однако следует отметить, что приемлемые для расчетов выражения по определению рациональных значений давления воздуха в шинах в настоящее время практически отсутствуют, что делает необходимым их разработку.

Внедрение организационных и технических мероприятий, направленных на повышение уровня безопасности операторов мобильных колесных машин, требует оценки их эффективности, в том числе и с экономической точки зрения. Само повышение уровня безопасности приведет к снижению производственно обусловленной заболеваемости работников, включая травматизм. В результате этого будет наблюдаться экономический эффект, который определить известными методами довольно сложно из-за нестационарности рабочего места оператора. В данном случае целесообразно оценивать экономическую эффективность мероприятий по охране труда на основе методики интегральной оценки условий труда, позволяющей выделять из всей заболеваемости работников ту заболеваемость, которая связана с производством.

Таким образом, исследование и совершенствование методов оценки условий труда и повышения уровня безопасности операторов мобильных колесных машин при выполнении технологических процессов в агропромышленном производстве является актуальной проблемой, имеющей важное народнохозяйственное значение.

Цель работы. Совершенствование оценки условий труда и повышение уровня безопасности операторов мобильных колесных машин агропромышленного производства за счет организационных и технических мероприятий.

Объект исследования. Процесс формирования 'безопасных условий труда оператора мобильной колесной машины агропромышленного производства.

Предмет исследования. Закономерности влияния организационных и технических мероприятий на уровень безопасности оператора мобильной колесной машины агропромышленного производства.

Методы исследования. В качестве основных методов применялись: логика научных исследований, элементы методов инженерных и эргономических исследований, методы оптимизации и рационализации, математического и физического моделирования, хронометражные работы и т. д. В результате были разработаны частные методики лабораторных исследований, испытаний машин и устройств. Все расчеты выполнены с использованием ЭВМ.

Научная новизна:

- обоснованы показатель уровня безопасности операторов мобильных машин агропромышленного производства с учетом влияния на него каждого элемента системы «человек - машина - среда» и оценочный показатель условий и охраны труда на основе методики интегральной оценки, учитывающей производственно обусловленную заболеваемость работников;

- обоснованы и разработаны: автоматические устройства, повышающие уровень безопасности операторов при движении колесных машин на скользких несущих поверхностях; нагревательные устройства электрического типа с автоматическим регулятором температуры для поверхностей сиденья, спинки кресла и пола кабины мобильной машины, улучшающие условия труда операторов в переходные и холодный периоды года;

- разработаны математические модели: расчета критической скорости гидроскольжения (аквапланирования) с учетом основных факторов, влияющих на процесс гидроскольжения; определения рациональных давлений воздуха в шинах тракторов типа Т-150К, повышающих устойчивость прямолинейного движения; - установлена зависимость экономической эффективности результатов исследования на основе методики интегральной оценки условий труда.

Практическая ценность. Предложен показатель уровня безопасности (класс безопасности) операторов мобильных машин с учетом влияния на него каждого элемента системы «человек-машина-среда». Он может использоваться для рационального распределения операторов по машинам. Также обоснован оценочный показатель условий и охраны труда (класс условий труда) на основе интегральной методики, учитывающей производственно обусловленную заболеваемость работников. Данные показатели могут применяться для определения путей повышения безопасности операторов и эффективности мероприятий по охране труда. Обоснованы и предложены автоматические устройства для разбрасывания сыпучего материала и антиблокировочные системы, направленные на повышение безопасности операторов при движении и торможении колесных машин на скользких дорогах. Обоснованы автоматические электронагревательные устройства, которые в переходные и холодный периоды года обеспечивают оптимальные температуры поверхностей сиденья, спинки кресла и пола кабины. Разработана математическая модель определения критической скорости гидроскольжения (аквапланирования). На ее основе возможно совершенствование колесных машин и ограничение скорости движения на покрытых водой участках дорог с целью снижения числа ДТП. Предложена математическая модель расчета рациональных давлений воздуха в шинах тракторов типа Т-150К, при которых повышается устойчивость прямолинейного движения за счет снижения кинематического несоответствия. Установлена зависимость для определения экономической эффективности мероприятий по охране труда на основе интегральной методики, позволяющей учитывать производственно обусловленную заболеваемость работников, включая производственный травматизм.

Реализация результатов исследования. На стадии проектирования результаты исследований могут быть применены для определения рациональных параметров элементов системы «человек-машина-среда», повышающих уровень безопасности операторов мобильных колесных машин агропромышленного производства. Предложенные показатели могут быть использованы при совершенствовании нормативных документов по оценке условий и охраны труда. Обоснование работы автоматических устройств для разбрасывания сыпучих материалов дает возможность создавать аналогичные конструкции, устанавливающиеся непосредственно на мобильные машины и позволяющие снизить буксование ведущих колес за счет повышения сцепления шин на скользких участках дороги путем подачи сыпучего материала непосредственно под буксующие колеса. Обоснование работы антиблокировочных тормозных систем позволит создавать подобные устройства, работающие, в том числе, на основе учета проскальзывания колеса. Обоснование работы автоматических нагревательных устройств электрического типа, расположенных непосредственно на поверхности сиденья, спинке кресла и на полу кабины мобильной машины, позволяет создавать подобные устройства, обеспечивающие оптимальные температуры поверхностей в переходные и холодный периоды года. Разработанная математическая модель расчета критической скорости гидроскольжения (аквапланирования) дает возможность анализировать влияние основных факторов на сам процесс гидроскольжения и, следовательно, оптимизировать параметры колес и быстроходных транспортных средств. Математическая модель определения рациональных давлений может служить основой создания автоматических систем регулирования давления воздуха в шинах колесных машин в зависимости от изменения условий эксплуатации.

На стадии эксплуатации возможно использование предложенных показателей (класса безопасности и класса условий труда на основе интегральной методики) для более объективной оценки условий труда (уровня безопасности) операторов мобильных машин агропромышленного производства. Данные показатели могут применяться для определения эффективности внедрения мероприятий по охране труда. Возможно проведение организационных мероприятий на основе предложенного алгоритма по рациональному распределению операторов по мобильным машинам, а также технических мероприятий по оборудованию колесных машин разработанными автоматическими устройствами для разбрасывания сыпучих материалов, антиблокировочными системами и нагревательными устройствами электрического типа для сиденья, спинки кресла и пола кабины. Для снижения вероятности гидроскольжения (аквапланирования) целесообразно на покрытых водой участках дорог устанавливать ограничительные знаки скорости движения колесных машин, рассчитанной с помощью предложенной математической модели. Установка рациональных давлений воздуха в шинах на основе разработанной математической модели позволит улучшить устойчивость прямолинейного движения тракторов типа Т-150К. Целесообразно оснащение тракторов системами регулирования давления воздуха в шинах непосредственно из кабины. Экономическую эффективность организационных и технических мероприятий по охране труда можно определять по предложенной зависимости на основе интегральной методики.

Внедрение. Предложенный оценочный показатель, определяемый посредством интегральной методики, рекомендован к использованию Министерством труда и социального развития Российской Федерации и Министерством сельского хозяйства Российской Федерации, а также Управлением по труду и социальным вопросам администрации Челябинской области при проведении аттестации рабочих мест по условиям труда (аттестация проведена более чем на 70-ти предприятиях). Предложенные на основе класса безопасности рекомендации по рациональному распределению операторов по машинам внедрены в АОЗТ «Чесменское» (Челябинская обл.). Устройство для разбрасывания сыпучих материалов внедрено в ООО «Рифейэнергомонтаж», ООО «Транспорт ЧТЗ» (Челябинская обл.) и др. Антиблокировочная система тормозов внедрена в ООО «Транспорт ЧТЗ». Электронагревательные устройства - в ООО «Рифейэнергомонтаж» (Челябинская обл.), ООО «Головное специализированное конструкторское бюро ЧТЗ» (г. Челябинск). Рекомендации по ограничению скорости движения на мокрых дорогах используются Октябрьским ГУП по ремонту и содержанию дорог (Челябинская обл.). Рекомендации по использованию рациональных давлений воздуха в шинах тракторов типа Т-150К внедрены в ООО «Матрикс Агритех», ООО «Подрядчик» (Челябинская обл.). Предложенная экономическая оценка по охране труда ведется в ООО ЦОТ «Эксперт-Безопасность» (г.Челябинск). Материалы из диссертации преподаются в ЧГАУ, КГСХА, КИнЭУ и включены в учебное пособие: Безопасность жизнедеятельности (Безопасность труда в сельскохозяйственном производстве). - Челябинск, 2008 (с грифом « Рекомендовано УМО вузов Российской Федерации по агроинженерному образованию»).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на ежегодных научных конференциях ЧГАУ (г. Челябинск, 1990.2009 гг.), КСХИ (г. Кустанай, 1995.1996 гг.), ОСХИ (г. Оренбург, 1996 г.), МАДИ (Челябинское отд., 2004.2007 гг.), ЮУрГУ (г. Челябинск, 2004.2009 гг.), ВНИИОТ (г. Орел, 2000 г.), Всероссийском совещании «Проблемы реформирования отраслей социальной сферы и совершенствования управления охраной труда» (Москва, 1999 г.), конференциях по вопросам охраны труда Министерства сельского хозяйства РФ (1999.2000 гг.), заседании секции охраны труда Научно-технического Совета Министерства сельского хозяйства РФ (2000 г.), научной конференции СПбГАУ (г. Санкт-Петербург, 2008 г.).

Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 45 работах, из них 15 работ опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК, получены три патента на технические разработки и два свидетельства на программы для ЭВМ.

На защиту выносятся: — обоснование показателя уровня безопасности операторов мобильных машин агропромышленного производства с учетом влияния на него каждого элемента системы «человек - машина - среда» и оценочного показателя условий и охраны труда на основе методики интегральной оценки, учитывающей производственно обусловленную заболеваемость работников;

- обоснование и разработка: автоматических устройств, повышающих уровень безопасности операторов при движении колесных машин на скользких несущих поверхностях; нагревательных устройств электрического типа с автоматическим регулятором температуры для поверхностей сиденья, спинки кресла и пола кабины мобильной машины, улучшающих условия труда операторов в переходные и холодный периоды года;

- математические модели: расчета критической скорости гидроскольжения (аквапланирования) с учетом основных факторов, влияющих на процесс гидроскольжения; определения рациональных давлений воздуха в шинах тракторов типа Т-150К, повышающих устойчивость прямолинейного движения;

- зависимость экономической эффективности результатов исследования на основе методики интегральной оценки условий труда.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы из 213 наименований, и содержит 358 страниц машинописного текста, включая 92 рисунка, 52 таблицы, 39 приложений.

выводы.

1. Предложен и обоснован показатель уровня безопасности операторов мобильных колесных машин агропромышленного производства (класс безопасности КБ), учитывающий влияние на него каждого элемента системы «человек — машина - среда». Первый класс безопасности характеризует наивысший, второй - высокий, третий - средний, четвертый - низкий, пятый - недопустимый уровни безопасности.

2. Обоснован показатель (класс условий труда КУТИ), оценивающий условия и охрану труда на основе интегральной методики (первый класс — оптимальные условия труда, второй - допустимые, третий - вредные, четвертый - опасные). Для определения КУТН создано программное обеспечение (свидетельство Роспатента № 2000611049).

3. Повышение уровня безопасности операторов мобильных машин характеризуется снижением эквивалентных показателей КБ и КУТИ (КБ ~ КУТИ —> 1), что позволяет применять их для оценки эффективности мероприятий по охране труда. При этом эффективность организационных мероприятий по предложенному на основе КБ алгоритму рационального распределения операторов по мобильным машинам подтвердилась снижением среднего значения КБ с 2,5 до 2,3 и значения КУТ„ с 3.2 до 3.1.

4. Для обоснования конструктивных параметров устройств разбрасывания сыпучих материалов (патент на изобретение № 35298), позволяющих снизить буксование на скользких участках пути более чем на 20 %, предложено выражение для расчета начальной скорости вылета частицы с найден

2 ^ ным значением коэффициента кр (кр = 0,0023 Н • с /м~).

5. Предложены и обоснованы антиблокировочные системы, работающие «по блокировке» и «по проскальзыванию» колеса, которые позволяют повысить устойчивость мобильной колесной машины при торможении (снизить смещение осей машины более чем на 60 %).

6. Обоснованы и разработаны нагревательные устройства электрического типа с автоматическим регулятором температуры (патенты на полезную модель № 74222 и № 74223) для поверхностей сиденья, спинки кресла и пола кабины мобильной машины, позволяющие в переходные и холодный периоды года обеспечивать температуры поверхностей от 18 до 22 °С (в пределах нормируемых оптимальных значений).

7. Разработана математическая модель определения критической скорости гидроскольжения (аквапланирования) автомобиля, которая позволяет совершенствовать параметры колес и автомобилей и рассчитывать безопасную скорость движения машин с целью установки ограничительных знаков на покрытых водой участках дорог. Установлено, что уменьшение слоя воды на дороге с 50 до 30 мм способствует повышению критической скорости гидроскольжения грузовых машин на 16.20 %, снижая вероятность возникновения ДТП.

8. Установка рациональных давлений воздуха в шинах на основе разработанной математической модели с программным обеспечением (свидетельство Роспатента № 2000610907) позволяет улучшить устойчивость прямолинейного движения трактора типа Т-150К. При этом смещение трактора от заданного направления движения (с загруженным на 50% полуприцепом) снижается более чем на 30 %.

9. Повышение уровня безопасности операторов за счет внедрения предлагаемых организационных и технических мероприятий подтверждается снижением показателей КБ и КУТ„ (снижение средних значений КБ с 4,40 до 1,33 и значений КУТН с 3.4 до 3.1 в зависимости от вида мероприятий). Подсчитанный годовой экономический эффект посредством предложенного выражения составляет 4,5.21,0 тыс. руб. на одну машину в зависимости от вида мероприятий по охране труда.

В результате теоретических и экспериментальных исследований рекомендуется:

На стадии проектирования

- на основе предложенного оценочного показателя КБ можно определять рациональные параметры элементов системы «человек-машина-среда», повышающие уровень безопасности операторов мобильных колесных машин. Предложенные показатели КБ и КУТН могут быть использованы при совершенствовании соответствующих нормативных документов по оценке условий и охраны труда;

- разработка автоматических устройств для разбрасывания сыпучих материалов, позволяющих снизить буксование ведущих колес на скользких участках дороги;

- разработка антиблокировочных систем для вновь проектируемых и находящихся в эксплуатации колесных мобильных машин, позволяющих повысить их устойчивость при торможении;

- определение рациональных параметров колес и быстроходных машин на основе разработанной системы для расчета критической скорости гидроскольжения;

-разработка нагревательных устройств электрического типа с автоматическими регуляторами температуры поверхностей сиденья, спинки кресла и пола кабины мобильной машины, обеспечивающих оптимальные температуры поверхностей в переходные и холодный период года.

На стадии эксплуатации

- проведение объективной оценки условий труда (уровня безопасности) операторов мобильных машин агропромышленного производства и определение эффективности внедрения мероприятий по охране труда на основе предложенных показателей КБ и КУТИ;

- проведение организационных мероприятий на основе алгоритма по рациональному распределению операторов по мобильным колесным машинам;

- повышение сцепных качеств и снижение буксования оснащением мобильных колесных машин устройствами для разбрасывания сыпучих материалов;

- повышение устойчивости при торможении колесных машин предлагаемыми антиблокировочными системами;

- снижение вероятности возникновения гидроскольжения (аквапланирова-ния) колесных машин на покрытых водой участках дорог путем установки дорожных знаков безопасной скорости движения;

- улучшение устойчивости прямолинейного движения трактора Т-150К путем установки рациональных давлений воздуха в шинах и оснащение тракторов системами регулирования давления воздуха в шинах непосредственно из кабины;

- оценка экономической эффективности организационных и технических мероприятий по охране труда посредством предложенной зависимости основе методики интегральной оценки, учитывающей производственно обусловленную заболеваемость работников.

1. Автомобили УАЗ. Руководство по эксплуатации. Ульяновск: Дом печати, 1996.

2. Агейкин Я. С. Проходимость автомобилей. М.: Машиностроение, 1981. 232 с.

3. Адлер Ю. П. Введение в планирование эксперимента. М.: Металлургия, 1969. 158 с.

4. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при оптимальных условиях. М.: Наука, 1976. 280 с.

5. Аксенов В. П. Анализ схем силовой передачи автомобилей высокой проходимости // Автомобильная промышленность. 1968. № 6. С. 22-26.

6. Алексеев Б. А. Безопасность движения автомобильного транспорта. М.: ДОСААФ, 1972. 143 с.

7. Аллер В. и др. Электрические измерения неэлектрических величин полупроводниковыми тензорезисторами. Пер. с немецкого. М.: Мир, 1974.285 с.

8. Андреев А. Ф., Ванцевич В. В. Лефаров А.Х. Дифференциалы колесных машин. М.: Машиностроение, 1987. 176 с.

9. Андреев А. Ф., Ванцевич В. В. О затратах мощности в движителе полноприводных колесных тракторов // Тракторы и сельхозмашины. 1983. № 2. С. 15-17.

10. Андреев В. И. Справочник конструктора. Т.2. М.: Машиностроение, 1984. 638 с.

11. И. Андрос В. А. Теоретические исследования действия факторов опасности на человека-оператора. М.: Знание, 1973. 64 с.

12. Антышев Н. М., Бычков Н. И. Справочник по эксплуатации тракторов. М:: Россельхозиздат, 1985. 277 с.

13. Бабков В. Ф. Проходимость колесных машин по грунту. М.: Автотранс-издат, 1959. 177 с.

14. Балабин И. В., Куров Б. А., Лаптев С. А. Испытания автомобилей. М.: Машиностроение, 1988. 236 с.

15. Балабин И. В., Путин В. А. Автомобильные и тракторные колеса. Челябинск, 1963. 335 с.

16. Бауман Э. Измерение силы электрическим методом. Пер. с нем. М.: Мир, 1978. 430 с.

17. Безопасность жизнедеятельности (безопасность труда в сельскохозяйственном производстве): Учебное пособие / Ю. Г. Горшков, А. П. Лапин, И. В. Гальянов и др.; Под общ. ред. Ю. Г. Горшкова. Челябинск, 2008.

18. Белых С. А., Горшков Ю. Г., Кульпин Э. Ю. и др. Электронный блок управления автоматическим противобуксовочным устройством для мобильных колесных машин: пат. 35298 Рос. Федерация. №2003127606; за-явл. 17.09.03; опубл. 10.01.04.

19. Богданов A.B. К вопросу гидроскольжения автомобиля // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2005. №7. С. 27-28.

20. Богданов А. В. КПД колесного движителя с учетом потерь энергии и давления воздуха в шинах // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2003. №12. С. 19-20.

21. Богданов А. В. Обоснование рационального давления воздуха в пневматических движителях колесных машин с блокированным приводом ведущих мостов на транспортных работах в сельском хозяйстве: дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 2003. С. 127.

22. Богданов А. В. Определение класса безопасности мобильного средства: Материалы XLV науч.-техн. конф. / ЧГАУ. Челябинск, 2006. Ч. 4. С. 75-79.

23. Богданов А. В. Определение критической скорости гидроскольжения (аквапланирования) быстроходных колесных машин: Материалы IV ме-ждунар. науч.-практ. конф. / ЮУрГУ. Челябинск, 2009. Т. 1. С. 54-57.

24. Богданов А. В. Определение состояния условий труда на основе методики интегральной оценки // Вестн. ЧГАУ. Т. 52. 2008. С. 21-23.

25. Богданов А. В. Оценка экономической эффективности мероприятий по охране труда // Охрана труда и техника безопасности в сельском хозяйстве. 2005. № U.C. 56-57.

26. Богданов А. В. Улучшение параметров микроклимата в кабинах мобильных машин // Безопасность жизнедеятельности. 2009. № 5. С. 8-10.

27. Богданов А. В. Улучшение условий и охраны труда на основе использования оценочных показателей уровня безопасности работников // Безопасность жизнедеятельности. 2007. № 12. С. 2-3.

28. Богданов А. В. Устранение кинематического несоответствия в колесных машинах с блокированным приводом ведущих мостов при качении по твердым опорным поверхностям // Наука. 2003. № 3. С. 21-24.

29. Богданов А. В. Электронагревательное устройство для сиденья и спинки кресла: Материалы междунар. XLVIII науч.-техн. конф. / ЧГАУ. Челябинск. 2007. Ч. 3. С. 49-54.

30. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. Нагревательное устройство электрического типа для сиденья и спинки кресла кабины мобильной машины: пат. 74222 Рос. Федерация. №2008107453; заявл. 26.02.08; опубл. 20.06.08.

31. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. О повышении эффективности использования энергонасыщенных колесных тракторов // Уральские нивы. 1988. № 5. С. 41-42.

32. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. Оптимальное соотношение давлений воздуха в шинах колесного трактора // Снижение динамичности работы тракторов, их систем и механизмов в эксплуатационных условиях: Тр. / ЧИМЭСХ. 1988. С. 16-22.

33. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. Регулятор температуры поверхности нагревательного устройства электрического типа для сиденья кабины мобильной машины: пат. 74223 Рос. Федерация. №2008107452; заявл. 26.02.08; опубл. 20.06.08.

34. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Ганькова О. А. Аттестация рабочих мест по методике интегральной оценки // Охрана труда и социальное страхование. 2001. № 2. С. 33-36.

35. Богданов А. В., Попова С. Ю. Рациональное распределение операторов по мобильным машинам: Материалы междунар. ХЬУ1 науч.-техн. конф. / ЧГАУ. Челябинск, 2007. Ч. 3. С. 125-127.

36. Богданов А. В., Уткина С. В. Комплексная оценка условий труда // Совершенствование условий и безопасности труда в сельском хозяйстве: Тр./ЧГАУ. 1990. С. 25-33.

37. Бойков В. П., Белковский В. Н. Шины для тракторов и сельскохозяйственных машин. М.: Агропромиздат, 1988. 240 с.

38. Борисов В. И., Гор А. И. Автомобиль ГАЗ-66. Описание конструкции и техническое обслуживание. М.: Воениздат, 1970. 430 с.

39. Бочаров Н. Ф. Распределение крутящих моментов в трансмиссии многоприводных колесных машин на твердой дороге // Известия вузов. 1964. № 12. С. 111-131.

40. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике. М.: Наука, 1980. 976 с.

41. Бурьянов А. И., Руденко В. А. Результаты экспериментальных исследований динамики тракторно-транспортных средств: Тр. / ВНИПТИМЭСХ. Зерноград. 1980. Вып. 37. С. 44^18.

42. Васильев А. В. и др. Приборы для испытания тракторов и сельскохозяйственных машин. М.: Машиностроение, 1971. 72 с.

43. Васильев А. П. Состояние дорог и безопасность движения автомобилей в сложных погодных условиях. М.: Транспорт, 1976. 224 с.

44. Веденяпин Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1967. 168 с.

45. Великанов Д. П. Эксплуатационные качества автомобилей. М.: Авто-промиздат, 1962. 344 с.

46. Вентцель Е. С., Овчаров Л. А. Теория вероятностей. М.: Наука, 1965. 365 с.

47. Временная методика определения сравнительной эффективности мероприятий, направленных на улучшение санитарно-гигиенических показателей условий труда на новой сельскохозяйственной технике. М.: Колос, 1984. 34 с.

48. Гальянов И. В., Шкрабак В. С. Оптимизация машин на безопасность // Пути снижения травматизма в агропромышленном производстве России: сб. науч. тр. / СПб ГАУ. 1993. С. 4-7.

49. Гальянов И. В., Шкрабак В. С., Лапин А. П. К вопросу об экономической эффективности машин с учетом затрат на безопасность: сб. науч. тр. / СПб ГАУ. 1999. С. 164-169.

50. Гмурман В. Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: учеб. пособие. М.: Высшая школа, 2002. 405 с.

51. Горшков Ю. Г. Повышение эффективности функционирования системы «дифференциал пневматический колесный движитель - несущая поверхность» мобильных машин сельскохозяйственного назначения: дис. . докт. техн. наук. Челябинск, 1999. 281 с.

52. Горшков Ю. Г. Самоочищаемость пневматических шин транспортных средств как фактор активной безопасности движения // Охрана труда в с.-х. производстве: Тр. /ЧИМЭСХ. Челябинск, 1977. С. 84-88.

53. Горшков Ю. Г., Аверьянов Ю. И., Старунова И. Н. и др. Источники и факторы опасностей мобильных технологических процессов в агропромышленном комплексе // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2003. №7. С. 30-35.

54. Горшков Ю. Г., Аверьянов Ю. И., Скорняков О. Ф. и др. Оценка потенциальной технологической безопасности подсистемы «машина» // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2003. № 12. С. 40-41.

55. Горшков Ю. Г., Аверьянов Ю. И., Старунова И. Н. и др. Обоснование автоматического устройства для притормаживания буксующего колеса // Вестн. ЧГАУ. Т. 37. 2002. С. 93-97.

56. Горшков Ю.Г., Дмитриев М.С, Богданов А. В. и др. Оценка тяговосцепных свойств колесных машин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 3. С. 11-13.

57. Горшков Ю.Г., Богданов А. В. Оптимальное давление воздуха в шинах колесных тракторов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2003. №9. С. 15-18.

58. Горшков Ю. Г., Богданов А. В., Аверьянов Ю. И. и др. Повышение проходимости и тягово-сцепных свойств колесных машин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2004. № 12.

59. Горшков Ю. Г., Богданов А. В., Дмитриев М. С. и др. Улучшение сцепных и тормозных качеств буксующих колес на скользких несущих поверхностях // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. № 9. С. 42-44.

60. Горшков Ю. Г., Богданов А. В., Дмитриев М. С. и др. Устройство для улучшения сцепных и тормозных качеств буксующих колес на скользких несущих поверхностях: пат. 2332308 Рос. Федерация. №2007107554; заявл. 28.02.07; опубл. 27.08.08.

61. Горшков Ю. Г., Богданов А. В., Дмитриев М. С. и др. Метод повышения тягово-сцепных и тормозных качеств колесных машин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 7. С. 14-16.

62. Горшков Ю. Г., Богданов А. В., Дмитриев М. С. и др. Определение уровня безопасности операторов мобильных средств сельскохозяйственного назначения // Безопасность труда. 2006. № 5. С. 2-6.

63. Горшков Ю. Г., Богданов А. В., Зайнишев А. В. АБС для колесных машин с пневмоприводом тормозного устройства // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 9. С. 12-13.

64. Горшков Ю. Г., Богданов А. В., Зайнишев А. В. и др. Улучшение тормозных качеств колесных машин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 8. С. 36-38.

65. Горшков Ю. Г., Богданов А. В., Попова С. Ю. Исследование буксования мобильных колесных машин на скользких участках дороги // Автомобильные дороги и организация дорожного движения: сб. науч. тр. Уральского филиала МАДИ (ГТУ). 2007. С. 64-70.

66. Горшков Ю. Г., Богданов А. В., Попова С. Ю. и др. Затраты мощности на качение пневматического колеса // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2005. № 2. 15-16.

67. Горшков Ю. Г., Богданов А. В., Попова С. Ю. и др. Определение конструктивных параметров устройства для предотвращения проскальзывания ведущих колес мобильных машин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. № 3. С. 29-31.

68. Горшков Ю. Г., Богданов А .В., Попова С. Ю. и др. Анализ буксования автомобиля ЗИЛ-4331 // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2005. № 4. С. 27-30.

69. Горшков Ю. Г., Богданов А. В., Светлакова Н. В. и др. Способ улучшения сцепных и тормозных качеств колесных машин // Вестн. науки КГУ. 2004. № 4. С. 35—40.

70. Горшков Ю. Г., Богданов А. В., Старунова И. Н. и др. Пути повышения уровня безопасности операторов мобильных машин // Известия ОГАУ. 2007. № 4. С. 77-79.

71. Горшков Ю. Г., Богданов А. В., Суханов Н. В. и др. Обеспечение благоприятных условий труда и отдыха беременных женщин // Совершенствование условий и безопасности труда в сельскохозяйственном производстве: Тр. / ЧГАУ. 1990. С. 38-46.

72. Горшков Ю. Г., Валеев Г. А. Скорость движения и дорожно-транспортные происшествия: сб. науч. тр. / ЧИМЭСХ. 1991. 350 с.

73. Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С., Кельдышев В. А. и др. Автоматический электроподогрев пола в кабине мобильной машины // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2008. № 6. С. 48-49.

74. Горшков Ю. Г., Завора В. А., Богданов А. В. и др. Метод определения внутренних потерь при качении пневматической шины // Актуальные вопросы эксплуатации и ремонта машинно-тракторного парка: Тр. / Алт. СХИ. 1984. С. 78-85.

75. Горшков Ю. Г., Куликов Б. М., Богданов А. В. и др. Анализ затрат мощности на качение пневматического колеса // Повышение технико-экономических показателей сельскохозяйственных тракторов: Тр. / ЧИМЭСХ. 1985. С. 60-62.

76. Горшков Ю. Г., Михайлов В. К. Качение автомобильного колеса по двухслойной поверхности // ЧИМЭСХ. Челябинск, 1978. С. 141-115.

77. Горшков Ю. Г., Старунова И. Н., Богданов А. В. и др. Обеспечение повышенного сцепления пневматических шин на скользких дорогах // Вестн. с.-х. науки КГУ. 2005. № 4. С. 60-63.

78. Горшков Ю. Г., Старших В. В., Богданов А. В. и др. Автоматическое устройство для подогрева пола кабины // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 10. С. 7-9.

79. ГОСТ 7057-01. Тракторы сельскохозяйственные. Методы испытаний. М.: 2001.24 с.

80. Гохман В. А., Ромаданов В. А. Общий курс автомобильных дорог. М.: Высшая школа, 1976.

81. Гришкевич А. И. Автомобили. Теория. Мн.: Вышейшая школа, 1986. 208 с.

82. Гузенков П. Г. Детали машин. М.: Высшая школа, 1982.

83. Гуревич JI. В., Меламуд Р. А. Тормозное управление автомобиля. М.: Транспорт, 1978.

84. Гусаров В. М. Теория статистики: учеб. пособие для вузов. М.: Аудит, ЮНИТИ, 1998. 247 с.

85. Двенадцатиканальный магнитоэлектрический осциллограф К12-22. Паспорт. Виброприбор, 1973. 72 с.

86. Дегтяренко В. Н. Автомобильные дороги и автомобильный транспорт промышленных предприятий. М.: Высшая школа, 1981. 261 с.

87. Деденко JI. Г., Керженцев В. В. Математическая обработка и оформление результатов эксперимента. М.: МГУ, 1977. 112 с.

88. Денисов А. А. Сопротивление перекатыванию и буксование трактора К-700 при различных почвенных условиях // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1971. №1. С. 12-13.

89. Денисов В. Г. Человек и машина в системе управления. М.: Знание, 1973. 64 с.

90. Дмитриев М. С. О системном подходе к оценке уровня безопасности системы «человек — машина среда» при выполнении транспортно-технологических процессов сельскохозяйственного производства // Материалы XLV науч.-техн. конф. / ЧГАУ. Челябинск. Ч. 4. 2006.

91. Дьяконов В. П., Абраменкова И. В. Mathcad 7.0 в математике, физике и Internet. М.: Нолидж, 1999: 352 с.

92. Евграфов А. И., Петрушов В. А. Расчет нормальной жесткости шин для определения их эксплуатационных показателей // Автомобильная промышленность. 1977. №3. С. 20-22.

93. Ечеистов Ю. А. Качение автомобильного колеса по твердой дороге // Автомобильная промышленность. 1964. №3. С. 18-19.

94. Жуков К. П., Кузнецова А. К., Масленникова С. Н. Расчет и проектирование деталей машин. М.: Высшая школа, 1978. 244 с.

95. Завалишин Ф. С. Методы исследований по механизации сельскохозяйственного производства. М.: Колос, 1982. 231 с.

96. Закин Я. X. Автомобильный поезд и безопасность движения. М.: Транспорт, 1991. 126 с.

97. Землянский Б. А., Дронова И. Ф. Эксплуатация тракторов Т-150 и Т-150К. М.: Россельхозиздат, 1975. 208 с.

98. Иванов М. Н., Иванов В. Н. Детали машин. М.: Высшая школа, 1975. 547 с.

99. Изаков Ф. Я. Планирование эксперимента и обработка опытных данных: учеб. пособие. Челябинск. 2003. 103 с.

100. Испытательная техника: справочник. В 2-х кн. / Под ред. В. В. Клюева. М.: Машиностроение, 1982, кн. 1. 540 с.

101. Испытательная техника: справочник. В 2-х кн. / Под ред. В. В. Клюева. М.: Машиностроение, 1982, кн. 2. 560 с.

102. Кассандрова О. Н., Лебедев В. В. Обработка результатов наблюдений. М.: Наука, 1970. 104 с.

103. Кленников В. М., Кленников Е. В. Теория и конструкция автомобиля. М., 1967.312 с.

104. Кнороз В. И. и др. Сцепление автомобильных шин с дорогой // О взаимодействии колеса с опорной поверхностью: Тр. / НАМИ. 1959, вып. 9. 231 с.

105. Коллинз Д., Моррис Д. Анализ дорожно-транспортных происшествий. М.: Транспорт, 1971. 146 с.

106. Коцарь Ю. А. Влияние давления воздуха в шинах на распределение крутящих моментов по колесам трактора К-701: Тр. / Саратов. СХИ. 1982. С. 122-126.

107. Коцарь Ю.А. Повышение эффективности транспортных процессов энергонасыщенными тракторами класса 50 кН: дис. . канд. техн. наук. Саратов, 1986. 185 с.

108. Крамер Г. Математические методы статистики. М.: Мир, 1975. 648 с.

109. Круглов JI. Аквапланирование на изношенных амортизаторах // Автомобили. 1998. № 9. С. 15-17.

110. Курлович В., Гриб Е., Панич А. Дорожно-транспортные происшествия // Строительство и недвижимость. 2007. № 30. С. 17-20.

111. Левин И. А., Ткаченко Ю. А. Исследование привода ведущих мостов автомобиля 6x4// Автомобильная промышленность. 1966. № 6. С. 22-26.

112. Лефаров А. X. Топливная экономичность автомобиля-тягача МАЗ-501 с межосевым дифференциалом // Автомобильная промышленность. 1966. № 8. С. 29-30.

113. Лихачев В. С. Испытание тракторов. М.: Машиностроение, 1974. 268 с.

114. Лопатин А. Н. Повышение безопасности операторов средств механизации мелиоративных работ в АПК за счет инженерно-технических мероприятий: автореф. дис. . канд. техн. наук. СПб, 2002. 26 с.

115. Любимец М. И., Давыдов В. Л. Конструкция, основы теории и расчета машин. М.: Транспорт, 1994, 137 с.

116. Межотраслевые методические рекомендации. Количественная оценка тяжести труда. М.: НИИ труда, 1988. 120 с.

117. Методические рекомендации по расчету показателей временной нетрудоспособности на основе пофакторного анализа для выявления резервов роста производительности труда. М.: НИИ труда, 1986. 87 с.

118. Методические указания по определению социально-экономической эффективности улучшения условий и охраны труда в сельском хозяйстве. Орел: ВНИИОТСХ, 1985. 32 с.

119. Методические указания по оценке травмобезопасности рабочих мест для целей их аттестации по условиям труда от 01.09.1999 г.

120. Митрофанов П. Г. Эксплуатационно-эргономическая оценка машинно-тракторных агрегатов: дис. канд. техн. наук. Челябинск, 1978. 218 с.

121. Митрофанов П. Г., Митрофанов С. П. Эргономические основы охранытруда в АПК: монография. Курган, 2006. 420 с.

122. Михайлов В. Г., Волгонский В. И. О выборе оптимального внутреннего давления воздуха в шине 18.00-25 // Автомобильная промышленность. 1973. №5. С. 22-23.

123. Михайловский Е., Цимбалин В. Теория трактора и автомобиля. М. Колос, 1960. 336 с.

124. Московкин В. В., Петрушов В. А. Влияние нормальной нагрузки и внутреннего давления воздуха на коэффициент сопротивления качению колеса с пневматической шиной в ведомом режиме: Тр. / НАМИ. М., 1971. Вып. 131. С. 32-40.

125. Наземные тягово-транспортные системы: энциклопедия. Ред. совет: И. П. Ксеневич и др. М.: Машиностроение, 2003.

126. Немчинов М. В. Сцепные качества дорожных покрытий и безопасность движения автомобиля. М.: Транспорт, 1985. 154 с.

127. Новицкий П. В., Зограф И. А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1985. 248 с.

128. Олянич Ю. Д. Снижение риска травмирования механизаторов путем совершенствования техники и технологии: дис. . докт. техн. наук. СПб.-Пушкин, 1998. 548 с.

129. Отключение переднего моста для автомобилей типа НИВА. Руководство по эксплуатации. Тольятти, 2007. 10 с.

130. Петрушов В. А. Зависимость нормального прогиба пневматической шины от нормальной нагрузки и внутреннего давления воздуха: Тр. / НАМИ. 1976. Вып. 158. С. 3-11.

131. Петрушов В. А. Определение констант связи между свободным радиусомколеса, внутренним давлением воздуха в шине, радиусом качения в ведомом режиме и нормальной нагрузкой: Тр. / НАМИ. 1964. Вып. 69. С. 30-49.

132. Петрушов В. А. Признаки циркуляции мощности в блокированном приводе автомобилей и автопоездов: Тр. / НАМИ. 1965. Вып. 76. С 29-37.

133. Петрушов В. А. Приложение уравнения неразрывности механики сплошных сред к анализу кинематики эластичного колеса: Тр. / НАМИ. 1964. Вып. 69. С. 11-19.

134. Петрушов В. А., Шуклин С.А., Московкин В.В. Сопротивление качению автомобилей и автопоездов. М.: Машиностроение, 1975. 225 с.

135. Платонов В. Ф., Леиашвили Г. Р. Гусеничные и колесные транспортно-тяговые машины. М.: Машиностроение, 1986. 296 с.

136. Полканов И. П. Методические указания по оценке результатов исследований. Ульяновск, 1973. 21 с.

137. Попов В. А., Денисов А. А. О распределении моментов по колесам трактора К-700 // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1969. № 9. С. 18-20.

138. Попов Д. Н., Панаиотти С. С., Рябинин М. В. Гидромеханика: Учеб. для вузов; Под ред. Д. Н. Попова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 384 с.

139. Попова Е. П. Определение экономической эффективности мероприятий по организации дорожного движения. М.: МАДИ, 1985. 54 с.

140. Попова С. Ю. Повышение уровня безопасности операторов мобильных колесных машин сельскохозяйственного назначения организационными и техническими мероприятиями: дис. . канд. техн. наук. Орел. 2006. 126 с.

141. Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 31 августа 2007 г. № 569 «Об утверждении Порядка проведения аттестации рабочих мест по условиям труда» // Спавочник специалиста по охране труда. 2008.

142. Путин В. А. Автомобильные колеса с арочными шинами. Челябинск: Южно-Уральское кн. изд., 1968. 164 с.

143. Путин В. А. Автомобильные колеса с регулируемым давлением воздуха в шинах. Челябинск. 1974. 98 с.

144. Раймпель Й. Шасси автомобиля: Амортизаторы, шины и колеса. М.: Машиностроение, 1986. 320 с.

145. Роик В. В. Кому предоставлять льготы и компенсации // Охрана труда и социальное страхование. 1990. № 12. С. 16-18.

146. Русак О. Н. Труд без опасности. Л.: Лениздат, 1986. 192 с.

147. Рославцев А. В., Кальченко Б. И., Авдеев В. М. Исследование устойчивости движения и управляемости трактора Т-150К // Тракторы и сельхозяй-ственные машины. 1986. № 11. С. 30-31.

148. Розенблат В. В., Солонин Ю. О. Оценка тяжести труда и нормирование времени на отдых с использованием пульсометрии: информлисток. Свердловск: ЦНТИ, 1969. 15 с.

149. Сайгитов Р. Э. Экономическая эффективность использования грузового автотранспорта в сельском хозяйстве: дис. . канд. экон. наук. Махачкала. 2004. 168 с.

150. СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений». Постановление № 21 Госкомсанэпиднадзора России от 01.10.1996 г. // Информационно-издательский центр Минздрава России. 1997.

151. Санитарные правила по гигиене труда водителей автомобилей. Утв. Главным государственным санитарным врачом СССР 5 мая 1988 г. № 4616-88.

152. Сборник нормативно-методических документов по переводу на новые условия хозяйствования учреждений здравоохранения. Ч. 1. МЗ СССР. М, 1989. С. 200-207.

153. Седов Л. И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1977.210 с.

154. Седов Л. И. Механика плотной среды. Т.2. М.: Наука, 1973. 313 с.

155. Семенов Д. А. Льготы, компенсации // Охрана труда и социальное страхование. 1991. № 6. С. 4-5.

156. Славуцкий А. К. Проектирование, строительство, содержание и ремонт сельскохозяйственных дорог. М.: Высшая школа, 1972.

157. Смирнов Г. А. Теория движения колесных машин. М.: Машиностроение, 1981.271 с.

158. Сорокин Ю. Г. Снижение травматизма и профессиональной заболеваемости работников АПК путем разработки и внедрения инженерных и организационно-технических мероприятий: автореф. дис. . канд. техн. наук. СПб., 2000. 47 с.

159. Справочник по скоростной сельскохозяйственной технике. М.: Колос, 1983.287 с.

160. Станишевская Е. Осторожно: мокрая дорога // Автоинформ плюс. 2006. №5(71). С. 15-16.

161. Старунова И. Н. Улучшение условий и охраны труда операторов мобильных колесных машин сельскохозяйственного назначения за счет инженерно-технических мероприятий: дис. . канд. техн. наук. Орел. 2003. 151 с.

162. Старцев А. В. Повышение эффективности использования полноприводных тракторных транспортных агрегатов путем улучшения устойчивости движения: дис. . докт. техн. наук. Челябинск. 1999. 336 с.

163. Старцев А. В., Богданов А. В., Попова С. Ю. Оценка экономической эффективности от внедрения нового оборудования с учетом изменений условий труда // Безопасность жизнедеятельности. 2006. № 8. С. 42-44.

164. Старших В. В., Горшков Ю. Г., Богданов А. В. Влияние колееобразова-ния на управляемость автомобиля и усталость водителя // Совершенствование условий и безопасности труда в сельскохозяйственном производстве: Тр. / ЧИМЭСХ. 1989. С. 18-23.

165. Старших В. В., Горшков Ю. Г., Богданов А. В. и др. Механика процессагидроскольжения автомобиля // Совершенствование условий и безопасности труда в сельском хозяйстве: Тр. / ЧИМЭСХ. 1983. С. 38-44.

166. Сушко Б. А. Теоретические исследования функционирования системы «оператор машина — среда» // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1976. № 12. С. 5-8.

167. Счетчик расхода топлива ИП179 ПС: Паспорт. Куб НИИТ и М, 1988. 26 с.

168. Табашников А. Т., Любашин Г. Я. Качество и технический уровень сельскохозяйственных машин // Техника и оборудование для села. 2001. №7. С. 7-9.

169. Твердунов И. АБС лекарство, но не панацея // За рулем. 1998. № 2. С. 18-21.

170. Тензоусилители Топаз-3, Топаз-3-01, Топаз-4, Топаз-4-01. Паспорт, НПО «Прибор», 1980. 59 с.

171. Трактор Т-150К. Харьков: Прапор, 1983. 265 с.

172. Трактор Т-150К (Устройство и эксплуатация); Под ред. Б. П. Кашубы и И. А. Коваля. М.: Колос, 1976. 321 с.

173. Трудовой кодекс Российской Федерации (в редакции Федерального закона от 30.06.2006 № 90-ФЗ). М.: ООО «Ветрастар», 2006. 278 с.

174. Указания, инструкции и справочные материалы по количественной оценке качества производственной среды для предприятий местной промышленности Ярославской области / Багров А. А., Маку шин В. Г., Оболенская Г. И. и др. Ярославль: НИИ труда, 1987. 140 с.

175. Указания по решению задач социально-гигиенического и социально-экономического исследования на предприятиях народного хозяйства СССР / Багров А. А., Макушин В. Г., Семенов Д.А. и др. М.: НИИ труда, 1985. 96 с.

176. Ульянов Ф. Г. Повышение проходимости и тяговых свойств колесных тракторов на пневматических шинах. М.: Машиностроение, 1964. 352 с.

177. Фалькевич Б. С. Теория автомобиля. М. Машиностроение, 1963. 239 с.

178. Фалькевич Б. С., Диваков Н. В. Испытания автомобиля. М.: Машиностроение, 1952. 240 с.

179. Филюшкин А. В. Влияние типа силового привода трехосного автомобиля на расход топлива при движении по твердой опорной поверхности // Автомобильная промышленность. 1966. №1. С. 14-17.

180. Филюшкин А. В. Особенности распределения крутящих моментов в трансмиссии трехосного автомобиля в зависимости от типа силового привода//Известия вузов. 1965. С. 148-153.

181. Ходовые системы тракторов: (Устройство, эксплуатация, ремонт): справочник / В. М. Забродский, А. М. Файнлейб, Л. Н. Кутин и др. М.: Агро-промиздат. 1986. 271 с.

182. Цукерберг С. М., Захаров С. П. Шины для автомобилей повышенной проходимости. М.: Госхимиздат, 1960. 78 с.

183. Черноиванов В. И., Бледных В. В., Северный А. Э. и др. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве: Учеб. пособие Под ред. В. И. Черноиванова. М.-Челябинск: ГОСНИТИ; ЧГАУ, 2003. 992 с.

184. Чудаков Д. А. Основы теории и расчета тракторов и автомобилей. М.: Колос, 1972. 364 с.

185. Чудаков Д. А. О тяговой динамике тракторов с четырьмя ведущими колесами // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1957. № 5. С. 8-12.

186. Чудаков Е. А. Качение автомобильного колеса. М.: Машгиз, 1947. 72 с.

187. Чудаков Е. А. Теория автомобиля. М.: Машгиз, 1950, 341 с.

188. Чудаков Е. А. Циркуляция мощности в системе бездифференциальной тележки с эластичными колесами. М.-Л.: АН СССР, 1947. 215 с.

189. Шины для сельскохозяйственной техники: справ, пособие. М.: Химия, 1986. 112 с.

190. Шкрабак В. С. Охрана труда. Л.: Агропромиздат, 1990. 247 с.

191. Шкрабак В. С., Казлаускас Г. К. Охрана труда. М.: Агропромиздат, 1989. 480 с.

192. Шкрабак В. С., Луковников А. В., Тургиев А. К. Безопасность жизнедеятельности в сельскохозяйственном производстве. М.: КолосС, 2004. 512 с.

193. Штеренлихт Д. В. Гидравлика: учеб. для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1984. 640 с.

194. Шушкевич В.А. Основы электротензометрии. Минск: Вышейшая школа, 1975. 352 с.

195. Экономика использования сельскохозяйственных машин. М.: Россельхо-зидат, 1976. 167 с.

196. Электрические измерения неэлектрических величин. М.: Энергоатомиздат, 1987. 192 с.

197. Эффективность капитальных вложений. Сборник методических рекомендаций. М.: Экономика, 1999. 128 с.

198. Юсупов P. X., Горшков Ю. Г., Богданов А. В. и др. Влияние частоты проведения инструктажей по безопасности труда на травматизм и производственные заболевания // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2006. № 12. С. 24-26.

199. Юсупов P. X., Горшков Ю. Г., Богданов А. В. и др. Улучшение тормозных качеств колесных машин сельскохозяйственного назначения с использованием датчика Допплера // Вестник МГАУ. 2007. № 3. Ч. 1. С. 710.

200. Ягодов О. П., Соколов Б. Ф. Практика тензометрирования. Метод, пособие. Челябинск, 1972. 83 с.

201. Ярмощевич Ю. И. О применении на тракторе 4x4 межосевой муфты свободного хода // Тракторы и автомобили. 1962. № 11. С. 6-9.

202. Ярмощевич Ю. И. Тяговая динамика трактора с четырьмя ведущими колесами: автореф. дис. . канд. техн. наук. Минск. 1964. 173 с.

203. Ivey Don L., Kees Charle J., Neill A.H., Brenner C. Interaction of vehicle androad surface. Higway Reserch Record. 1971. № 376. P. 40-53.

204. Home W. B., Leland T. Runway slipperiness and slush. Ras Journal. 1963. № 633, P. 18-36.

205. Martinez J. E., Lewis J. M., Stocker A. J. A study ot variables associated with wheel spin-down and hydroplaning. Highway Research Record. 1972. № 396, P. 33-44.

206. Schwenke T., Wolfgang K. Fahrzeuglage und Fahrweg beruhrungslos erfassen // Landtechnik. 2003. Jg. 58. № 2. S. 98-99.