автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Улучшение условий и безопасности труда операторов колесных машин в сельскохозяйственном производстве за счет организационных и технических мероприятий

005043473

На правах рукописи

КАЛУГИН Антон Александрович

УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ И БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ОПЕРАТОРОВ КОЛЕСНЫХ МАШИН В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ЗА СЧЕТ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ

Специальность 05.26.01 - Охрана труда (отрасль АПК)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 МДЗ 2012

Санкт-Петербург-Пушкин - 2012

005043473

Работа выполнена на кафедре «Безопасность жизнедеятельности» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Челябинская государственная агроинженер-ная академия».

Научный руководитель: Горшков Юрий Германович,

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Белов Валерий Васильевич,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», профессор кафедры вычислительной техники и информационного обеспечения АПК

Шкрабак Владимир Владимирович,

доктор технических наук, доцент, Автономная некоммерческая научно-исследовательская организация «Институт медоварения», г. Санкт-Петербург,

заместитель генерального директора по научно-инновационной деятельности

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Курганская государственная

сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева»

Защита состоится «25» мая 2012 г., в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 220.060.05 на базе ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» по адресу: 196601, г. Санкт-Петербург-Пушкин, Академический проспект, д. 23, ауд. 2-519, факс (812)465-05-05,

e-mail: uchsekr@spbgau.ru

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

Автореферат разослан «25» апреля 2012 года и размещен на официальном сайте Минобрнауки РФ.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Салова Тамара Юрьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Выполнение основных технологических и транспортных операций в агропромышленном комплексе Российской Федерации (АПК РФ) требует большого числа колесных машин различного назначения, которые характеризуются высокой маневренностью и скоростями движения, что делает их весьма опасными для человека-оператора.

Высокий уровень травматизма и профессиональной заболеваемости в АПК РФ вызваны и тем, что значительная часть парка техники состоит из изношенных машин, требующих для безопасной работы дополнительных мер: повышения проходимости и тягово-сцепных свойств, приспособленности к эксплуатации в условиях низких температур, оснащения средствами предотвращения дорожно-транспортных происшествий (ДТП) и др. Необходимо отметить, что для оценки уровня безопасности операторов технологических и транспортных машин отсутствуют достаточно полные и объективные методики. Отсюда следует, что повышение безопасности и улучшение условий труда операторов колесных машин за счет внедрения организационных и технических мероприятий является актуальной задачей.

Цель работы. Повышение безопасности и улучшение условии труда операторов мобильной колесной техники за счет внедрения и совершенствования организационных и технических мероприятий.

Объект исследования. Условия труда и безопасность операторов мобильных машин в сельскохозяйственном производстве.

Предмет исследования. Закономерности влияния конструктивных параметров колесных машин на условия и безопасность труда оператора^

Научную новизну исследований составляют: предложенный и обоснованный показатель оценки внедряемых мероприятий по охране труда, позволяющий оценить значимость и эффективность последних, отличающийся тем, что учитывает все основные факторы условий труда и класс травмобезопасно-сти рабочего места; предложенный и обоснованный комплексный показатель оценки опасности травмирования оператора в кабине мобильной колесной машины, позволяющий оценить тяжесть травмирования оператора об элементы кабины, отличающийся тем, что он учитывает скорость движения машины, антропометрические размеры оператора и его расположение относительно элементов конструкции кабины; разработанные и обоснованные устройства, улучшающие условия и безопасность труда оператора трактора МТЗ-80 за счет снижения буксования; аналитическое исследование влияния смещения поперечной координаты центра тяжести и изменения радиусов ведущих колес в зависимости от наклона поверхности дорог на устойчивость трактора; Разработанные и обоснованные устройства для предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания в холодный период года, отличающиеся простотой конструкции и не требующие высокой квалификации при их монтаже, эксплуатации и техническом обслуживании; разработанное и обоснованное автоматическое устройство ограничения допустимой скорости движения, позволяющее снизить число и тяжесть ДТП с участием колесной техники.

Практическую значимость имеют: оценочный показатель эффективности внедряемых мероприятий по охране труда Мот, позволяющий выбирать для последующего внедрения наиболее значимые организационные и технические мероприятия; комплексный показатель оценки опасности травмирования оператора в кабине колесной машины К0, позволяющий оценивать и прогнозировать степень тяжести травмирования оператора при совершении дорожно-транспортного про.исшествия в зависимости от скоростного режима, антропометрических размеров оператора и его расположения относительно элементов

конструкции кабины; разработанные конструкции весовых догружателей сцепного веса на колесном тракторе МТЗ-80, позволяющие улучшить боковую устойчивость, а также снизить буксование колесных движителей на 9... 13%; устройство ограничения допустимых скоростных режимов транспортных средств обеспечивающее снижение количества ДТП в среднем на 18...20% за счет автоматического ограничения скорости движения; разработанные устройства предпускового разогрева ДВС, позволяющие снизить производственно обусловленную заболеваемость работников сокращением времени пуска двигателя в холодный период года на 35...50% по сравнению с машинами, необорудованными средствами облегчения запуска ДВС.

Реализация результатов исследований. Полученные автором результаты исследования используются в процессе обучения студентов ФГБОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия», ФГБОУ ВПО «Курганский государственный университет».

Предложенные технические устройства внедрены на предприятиях и организациях Челябинской области и г. Челябинска: ООО «Климовское», п. Кли-мовка (2011 г.), ООО «Элком-Инвест» (2010 г.), ООО «КапиталСтрой» (2010 г.), ООО «Доминанта» (2010 г.). Указанные предприятия имеют сельскохозяйственное направление.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на ежегодных международных научно-технических конференциях ЧГАУ и ЧГАА (2008-2011гг.), ЮУрГУ (2008-2011 гг.), КГУ (2010 г.), КГСХА (2010 г.), СПбГАУ (2011 г.).

Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 22 научных статьях, 9 из которых опубликованы в ведущих рецензируемых научно - практических журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ для публикаций трудов соискателей, также получены 3 патента на полезную модель и решение о выдаче патента на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена общим объемом 180 стр, из них машинописного текста на 121 стр., содержит 24 таблицы, 45 рисунков, состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, 7 приложений. Список использованной литературы включает в себя 134 наименования, в том числе 1 на иностранном языке, а также 4 ссылки на ресурсы сети Интернет.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко изложена актуальность диссертационной работы, сформулированы цель, объект и предмет исследования, научная новизна основных положений, выносимых на защиту и практическая значимость результатов исследования.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» представлен анализ основных источников опасности в системе АПК РФ, статистических данных по условиям труда и травматизму операторов мобильной техники, существующих методов оценки условий и безопасности труда. Проанализированы существующие технические средства, улучшающие условия и безопасность труда операторов мобильной техники. Проведенный анализ показал, что большая часть технологических операций в системе АПК РФ выполняется изношенной и морально устаревшей техникой, необорудованной достаточным количеством средств обеспечения безопасных и нормальных условий труда, что предопределяет высокий уровень травматизма и профессиональных заболеваний работающих.

Проблемам улучшения условий и безопасности труда операторов мобильных машин посвящены работы Шкрабака B.C., Лапина А.П., Русака О.Н., Галь-

янова И.В., Горшкова Ю.Г., Митрофанова П.Г., Олянича Ю.Д., Рябцева Б.И., Носова В.Б., Юркова М.М. и других ученых.

Несмотря на большое количество исследований, в настоящее время отсутствует единая методика оценки внедряемых организационных и технических мероприятий по охране труда, которая бы учитывала их значимость. Нет достоверного показателя опасности травмирования оператора в кабине мобильной колесной машины, учитывающего основные факторы тяжести травмирования. Недостаточно распространены простые по конструкции и относительно недорогие технические устройства, позволяющие снизить влияние таких вредных факторов, как буксование колесной техники, превышение допустимых скоростных режимов, относительно длительное нахождение оператора в условиях низкой

температуры окружающего воздуха.

На основании изложенного выдвинута следующая гипотеза: обеспечение безопасности и улучшение условий труда оператора мобильной колесной машины может быть достигнуто за счет внедрения эффективных организационных и технических мероприятий.

В связи с вышеизложенным, для подтверждения выдвинутой гипотезы поставлены следующие задачи исследования:

- обосновать показатель оценки эффективности внедряемых мероприятий по охране труда, учитывающий их значимость на основе изменения класса условий труда;

- обосновать комплексный показатель опасности, дающий количественную оценку тяжести травмирования оператора в кабине колесной машины при столкновении, ударе колеса машины о неподвижное препятствие, опрокидывании, и других видах ДТП;

- обосновать и разработать технические устройства, улучшающие условия и безопасность труда операторов колесных машин в сельскохозяйственном производстве за счет снижения буксования, сокращения времени предпускового разогрева ДВС автомобилей, ограничения скорости движения транспортных средств по дорогам сельской местности;

- дать технико-экономическую оценку результатов исследования.

Во второй главе «Теоретические

предпосылки улучшения условий и безопасности труда операторов мобильных колесных машин» приведено обоснование показателей оценки эффективности внедряемых мероприятий по охране труда и оценки степени тяжести травмирования оператора в кабине мобильной машины.

Показатель эффективности мероприятий по охране труда Мот позволяет учитывать не только количество мероприятий, но и их значимость:

мот=1к„, (1)

мот = т;к„

ы

ест КУГ, ? 5, то К,= - 5

если КУГ, ?4, »» ¿Г„= -4

если КУГ, Т 3. то К, = -3

ест КУГ, Т2, то к,"-2 (-)

если КУГ, Т I, то К, = -1

если КУГ, = солй, то К, = О

если КУГ, 4-1, па К, = 1

если КУГ' 4-2.то К,= 2

если КУГ, 4- 3. то К,= 3

ест КУГ, I 4, ко К, = 4

если КУГ, Ьъ.гж К, = 5

где К„ - значимость внедряемого мероприятия; п - номер внедряемого мероприятия. Из (1) видно: чем выше значимость каждого мероприятия по охране труда, тем выше общий показатель Мот, то есть суммарный положительный

эффект от внедрения.

Определение значимости Кп внедряемых мероприятий основано на показателе КУТ„, который определяется по методике интегральной оценки и может учитывать любые факторы условий труда, травмобезопасность рабочего места и состояние производственной среды.

Когда мероприятие эффективно, класс условий труда снижается и значимость мероприятия принимает положительные значения. Так, если КУТИ снижается на 2 единицы, то Кп = 2 и т.д.

Если мероприятие не изменяет условия труда (класс условий труда остается прежним), его значимость равна нулю: если КУТИ = const, то Кп = 0.

Когда мероприятие неэффективно (класс условий труда становится выше), то его значимость принимает отрицательное значение.

С учетом выражения (1), система для определения показателя Мот имеет следующий вид (2). По системе (2) определяется величина Мт в зависимости от изменения КУТ„ и количества внедряемых мероприятий по охране труда п. При внедрении равного количества мероприятий более эффективны мероприятия, имеющие большую значимость.

Рисунок 1 - Схематичное изображение статистического распределения вероятности травмирования частей тела оператора об элементы конструкции кабины

Разработка и внедрение мероприятий по улучшению условий и безопасности труда может быть малоэффективно без оценки тяжести травмирования оператора на рабочем месте (в кабине мобильной колесной машины) при совершении ДТП. Комплексный показатель опасности травмирования оператора Ка1 позволяет на основе ряда факторов прогнозировать степень тяжести травмирования при совершении ДТП. Из-за различного положения относительно элементов конструкции кабины оператор и пассажир получают травмы различной степени тяжести, что можно обусловить коэффициентом кх, учитывающим распо-

ложение человека относительно элементов конструкции кабины и определяемым из суммы процентов, статистически приходящихся на травмирование различными элементами (рисунок 1)

Для примера оценки травмирования головы оператора о зеркало заднего вида. Оператор среднего роста (175 см) и среднего телосложения (массой 70 кг) попадает в ДТП при скорости движения 80 км/ч с помощью промежуточных коэффициентов.

Коэффициент относительной опасности каждого из элементов конструкции кабины для головы оператора составит:

,. =к>,гол к.,ззв _49 15=7 3? (3)

оззв 100% 100% '

Коэффициент, учитывающий скоростной режим движения колесной машины при движении со скоростью 80 км/ч, составит:

,. V, _бо (4)

80

Коэффициент, учитывающий антропометрические размеры оператора, составит:

= урф. .160-60^78 (5)

" Цр.-Оср, 175-70 •

Тогда значение комплексного показателя Кш для травмирования головы оператора о зеркало заднего вида составит:

Ко=(£^) • К • ка = (£ к01) • ку • ка = 7,35 - 0.75 • 1,27 =7.01 <б>

¡=1 1ии ¡=1

Для определения величины комплексного показателя при травмировании головы оператора о все задействованные в травмировании элементы, составим следующее уравнение:

':':ка=к»>''ка=2(к»ззв+к°««++ ши ¡=1 ¡=1

+к„1К.+к„КОТ + к„!1с1)-ку-ка= 7,35.1,8.26,55.2,45.6,37.1,96.1,33.1,27 = 27,2

Аналогично определяется количественное значение травмирования для травмирования остальных частей тела оператора.

В третьей главе «Обоснование и разработка технических устройств, улучшающих условия и безопасность труда операторов колесных машин» приведено обоснование и разработка устройств, улучшающих условия и безопасность труда операторов при выполнении транспортно-технологических сельскохозяйственных операций. Возникновение таких явлений, как буксование колесной машины, приводит к снижению работоспособности оператора, возникновению опасных ситуаций, приводящих к ДТП. С целью повышения тягово-сцепных качеств колесных сельскохозяйственных тракторов, улучшения их устойчивости предлагается автоматическое устройство - догружатель сцепного веса (патент №110357 РФ) (рисунок 2). Принцип работы устройства основан на перемещении бака с жидкостью в сторону левого или правого ведущего колеса. Перемещение происходит за счет приводного механизма, соединенного с гидроцилиндром.

Так как известно, что положение центра тяжести оказывает существенное

влияние на динамические качества колесной тракторной техники, то для обоснования эффективности работы машины, оборудованной дог-ружателем, определяем поперечную координату центра тяжести в статическом положении (рисунок 3):

/////// 7//~7

Рисунок 2 - Общая принципиальная схема весового догружателя с автоматическим перемещением массы: 1 -передаточный механизм гидроцилиндра; 2 - приводная шестерня передаточного механизма; 3 - зубчатая рейка съемного бака; 4 - съемный бак с жидкостью; 5 -обрезиненные ролики; 6 - рама с кронштейнами для крепления на тракторе МТЗ-80

X .=-

,0.-а+0„-Хе С +Ок

(7)

С,

где - статический момент трактора относительно осей X и У (8,=Оа • а+С6 • Хс|); Хс, - расстояние от центра левого колеса до центра

тяжести догружателя. С помощью уравнения (7) была получена зависимость величины смещения поперечной координаты центра тяжести бака ХС1 от увеличения весовой нагрузки на ведущее колесо Ол(п) (рисунок 4). Анализ

зависимости, представленной на рисунке 4, показывает, что между увеличением нагрузки на ведущее колесо и расстоянием смещения координаты центра тяжести существует линейная зависимость.

Зная величины смещения поперечной координаты центра тяжести и величины нагрузки на ведущие колеса, можно определить предельные условия движения колесной машины по горизонтальной поверхности, которые выразятся следующим неравенством:

°л(п,->- или тв>- , (8)

Рисунок 3 - Схема основных действующих сил координат центра тяжести трактора МТЗ-80 с установленным весовым догружателем Хс1 (аю

С.

ф

ф

0 1367 1334 1301 1269 1220 1 204 1171

Рисунок 4 - График зависимости смещения поперечной координаты центра тяжести Хсі от увеличения весовой нагрузки на ведущее колесо

колеса; Ол(п)-вес, приходя щийся на одно ведущее колесо; ф - коэффициент сцепления; Ї- коэффициент сс

где ув - коэффициент загруз ки ведущего колеса весо? машины; С,- общий вес приходящийся на ведущи

противления качению. Выполнение условия (8) позволяет судить о возможности движения трактора МТЗ-80 по различным типам несущих поверхностей без догружателя и с ним. Это показывают величины коэффициентов у и <р (таблица 1).

Таблица 1-Средние значения коэффициентов f и ср и их соотношения -.

№ п\п Тип несущей поверхности и ее состояние ґ Ф -й Я|о° У '-° Л(П) г 0 с (при максимальной догрузке одного ведущего колеса) ґп>„, <Р......

1 2 л 4 5 6 7

1 Дорога с асфальтобетонным покрытием 0,015...0,02 0,7...0,8 0,6 0,77 0,02

2 Грунтовая дорога (в распутицу) 0,1...0,3 0,15...0.3 0,6 0,77 0,6

3 Целина глинистая, размокшая 0,2...0,35 0,15...0,25 0,6 0,77 1,3

4 Целина снежная 0,1...0,3 0,2... 0,4 0,6 0,77 0,5

5 Луговина болотистая, покрытая дерном 0,15...0,3 0,1...0,4 0,6 0,77 1,5

6 Свежевспаханное поле 0,35...0,36 0,4...0,45 0,6 0,77 0,8

7 Стерня злаковых (после дождя) 0,29... 0,32 0,4... 0,45 0,6 0,77 0,7

ординаты центра тяжести, можно сделать вывод: при максимальной загрузке колеса (крайнем положении догружателя) машина (трактор) будет двигаться без буксования по поверхностям, указанным в пунктах 1, 2, 4 и 7 таблицы 1. Нами также аналитически рассмотрена возможность использования предложенного догружателя для улучшения устойчивости колесного трактора при работе на поперечном уклоне (рисунок 5). В результате анализа представленной схемы трактора с догружателем было получено уравнение изменения радиусов ведущих колес Я' ^, оборудованных шинами марки Ф-2А. Уравнение (9) позволяет судить о характере движения трактора на поперечном уклоне, анализировать состояние устойчивости трактора в обычном состоянии и с применением предложенного весового догружателя:

КГ!ст=Кст ±Дг>

где Яст - статический радиус ведущего колеса (Яст=730 мм); Дг - величина

изменения статического радиуса колеса под весовой нагрузкой.

На тягово-сцепные качества мобильной машины оказывает влияние площадь контакта шины колеса с опорной поверхностью, а также давление в шинах и нагрузка, приходящаяся на пневматическое колесо На основании этого нами также проведены экспериментальные исследования по полученным значениям нагрузки на колесо и давления воздуха в шине (таблица 2, рисунок 9).

Таблица 2 - Изменение площади контакта шашек протектора с поверхностью дороги при различных давлениях воздуха в тракторной шине марки Ф-2А

кг Р- -г см" 1 1.1 1,2 1.3 1,4 1,5 1,6 1,7 1.8

Б, см' пр^ 0=1500 кі 290 270 260 248 240 230 220 215 210

с\Г при 0=2000 кг 465 460 450 435 420 400 385 370 350

Значительная доля работ в сельскохозяйственном производстве приходится на транспортные работы, в которых задействованы легковые и грузовые автомобили.

По данным ГИБДД Челябинской области более 25% ДТП происходит из-за превышения скоростей движения машин. В связи с этим, разработано и обосновано автоматическое устройство ограничения допустимых скоростных режимов автотранспортных средств (рисунок 6а, 66) (патент №111486 РФ). Принципиальная схема устройства в варианте для карбюраторного двигателя представлена на рисунке 6 (а). В этом случае ограничение скорости достигается за счет временного разрыва цепи катушки зажигания ДВС. Схема устройства в варианте для двигателя с системой впрыска топлива представлена на рисунке 6 (б). В данном случае ограничение скорости движения достигается путем временного прекращения подачи топлива.

Применение устройства позволяет снизить число и тяжесть ДТП, возникающих из-за превышения допустимой скорости движения за счет автоматического поддержания скоростного режима. Большое число транспортных и технологических операций в сельском хозяйстве приходится на холодное время года и межсезонье. Приспособленность конструкции мобильных колесных машин к работе в такие периоды влияет на условия труда операторов - это выражается в необходимости находиться в условиях низкой температуры на время пуска двигателя машины. В связи с этим, предлагается устройство для разогрева ДВС мобильных колесных машин в условиях низких температур (рисунок 7). Оно представляет собой горелку инфракрасного излучения с подключаемым газовым баллоном, устанавливаемую в гнездо нижней части корпуса устройства на необходимое для подогрева время. Также разработан вариант устройства, в котором источником тепла служит газовая горелка с подключаемым газовым баллоном (обоснование представлено в диссертации).

шесного трактора при его движении на поперечном уклоне с догружателем

nepf.tf4Hl.le потреби!ешI (НПруЛЛ'.-е освещение стоп-сигналы и Др. >

Потребители. работающие ПрИ ?ЙМКНуТ011 цепи чаллгання С> двигателя

•{ маьсденно!

Рисунок 6 - Принципиальная схема автоматического устройства ограничения допустимом скорости движения транспортного средства: а)-для карбюраторных ДВС 1 - генератор, I аккумуляторная батарея: 3 - замок зажигания; 4 - катушка зажигания; 5 - реле с нормально замкнутыми контактами; - 6-лампа внутренней предупредительной сигнализации; 7 - зуммер внутренней предупредительной сигнализации; 8-лампы наружной сигнализации скоростного режима; 9 - герметичные контакты (герконы); б) - для ДВС с впрыском топлива: 10 -шток электромагнита; 11 - возвратная пружина; 12 - узкий топливопровод; 13 - топливная камера; 14 - широкий топливопровод; 15-регулятор подачи топлива

Оба варианта предлагаемой конструкции могут быть оснащены насадкой, к патрубкам которой подсоединяются несгораемые шланги, с помощью которых (одновременно с разогревом двигателя) можно подогреть аккумулятор, впускной патрубок, карбюратор и др.

Для обоснования основных рабочих параметров подогревателей определялась тепловая мощность, передаваемая от греющего теплоносителя (продуктов сгорания газа) к нагреваемому (тосолу) через поверхность нагрева теплообменного

аппарата: О = М,Д.г,„ = МтСт(Ттк -Т?),кВт, (Ю)

кг

где Мг и Мт - массовые расходы продуктов сгорания (газа) и тосола, —,

кДэдс

дг . высшая теплота сгорания газовой смеси, - («50000), г|п - поверхностный КПД теплообменного аппарата, доли ед. или % («0,85), Ст - изобарная

массовая теплоемкость тосола, («2,9), Ттк и Ттн - конечная и начальная

кг • К

температуры тосола, °С(* +20 и-30 "С соответственно).

жов

вход

\ ч' •••>, І )

І- '1

ч ¡иадмі

1 1 О —: 1

------:

/ В

Рисунок 7 - Принципиальная схема газового инфракрасного предпускового подогревателя ДВС: 1 -фигурный патрубок; 2 - гайка; 3 - уплотнительная шайба; 4 - корпус подогревателя; 5 - крышка подогревателя; 6 - патрубок горячего воздуха; 7 -шарнир крышки подогревателя; 8 - сетка инфракрасной горелки; 9 —кнопка пьезоподжига; 10 — штуцер для соединения с газовым редуктором; 11 — керамический нагревательный элемент; 12 - обратный клапан

излучающей поВерхности-вОСГс

Рисунок 8 - График зависимости температуры тосола 1,°С от длины нагреваемой поверхности фигурного патрубка нагревателя Ь,м

Рисунок 9 — Изменение площади контакта Б шашек протектора с поверхностью дороги при различных давлениях воздуха Р в шинах марки Ф-2А: 1 - при нагрузке на шину в=2000 кг; 2 -при нагрузке на шину 6=1500 кг

В результате расчетов был построен график зависимости температуры тосола 1:0С от длины нагреваемой поверхности фигурного патрубка нагревателя Ь,м (рисунок 8). Полученные в ходе обоснования параметров предлагаемых устройств данные показывают, что их применение позволит существенно сократить время, затрачиваемое на предпусковой подогрев ДВС мобильных колесных машин, а значит — сократить время пребывания операторов в условиях низкой температуры окружающего воздуха, что благоприятно скажется на уменьшении числа производственно обусловленных заболеваний.

В четвертой главе «Методика и результаты экспериментальных исследований» представлены методики и результаты экспериментальных исследований, проведенных с целью проверки основных теоретических положений, а также работоспособности и эффективности предлагаемых технических устройств. Для оценки изменения площади контакта шины тракторного колеса при работе с весовым догружателем переменной массы были получены кривые по опытным величинам давления воздуха в шине и нагрузки на колесо (рисунок 9).

Анализ графика, представленного на рисунке 9, позволяет сделать вывод, что при увеличении весовой нагрузки на ведущие колеса, площадь контакта шин с опорной поверхностью увеличивается, улучшая тягово-сцепные качества трактора. Далее были получены экспериментальные зависимости коэффициента раздельного буксования от коэффициента сцепления

—- Г\

I. ПЫх* т 2 е» -0.0368

- ♦

ч

ведущих колес трактора МТЗ-80 (рисунок 10).

Анализ экспериментальных зависимостей, представленных на рисунке 10, показывает, что при работе трактора МТЗ-80 с догружателем на поверхности ,, «глинистая целина мокрая»

буксование снижается на 9... 13 %.

Для оценки динамики движения транспортного потока на дорогах сельскохозяйственных районов Челябинской области проводились эксперименты по замерам фактических скоростей движения автомобилей (2008...2010 гг.). Анализ этих данных выявил, что скоростной режим в 90-95% случаев не соблюдается. Данные таблицы 3 показывают, что скорость движения превышается в среднем на 10... 15%, а в отдельных случаях и до 50% от допустимой.

Таблица 3 -Экспеприментальная оценка динамики транспортного потока в

Рисунок 10 -Экспериментальные зависимости изменения коэффициента сцепления <р от коэффициента раздельного буксования 5: 1 - без догружателя сцепного веса; 2-е догружателем сцепного веса

Год наблюдения Движение по дорогам сельских населенных пунктов (до 60 км/ч)

2008 70...81

2009 67 ... 77

2010 70... 79

во 90 Скорость

движения, ш/ч

Аппроксимированные зависимости разницы скоростей движения машин от количества совершенных ДТП: 1 - при превышении скоростного режима в населенном пункте (от 60 км/ч); 2 - при превышении скоростного режима вне населенного пункта (от 90 км/ч)

Анализ статистических данных ГИБДД УВД за 2006...2010 гг. по сельскохозяйственным районам Челябинской области (населенным пунктам) и дорогам показывает, что при разности скоростей машин от 10 до 20 км/ч (от допустимой скорости движения до 60 км/ч, рисунок 11, кривая 1) количество ДТП достигает 1518%, а вне населенных пунктов (кривая 2) (допустимая скорость движения до 90 км/ч) количество ДТП значительно снижается и составляет около 12%. Это можно объяснить плотностью транспортного потока в населенных пунктах

и дистанцией между машинами. Для подтверждения работоспособности предложенного автоматического устройства ограничения скорости проводились лабораторные испытания автомобиля ВАЗ 2106 (рисунок 12). Испытания проводились при вывешивании ведущих колес автомобиля ВАЗ 2106 и их «разгоном» до допустимой скорости (до 60 км/ч). Основным критерием в проведении серии данных опытов служило время срабатывания всех элементов предлагаемого устройства:

Т =1 -и -к

'ср гер упр *-реле;

шшш

Рисунок 12-Приборы автомобиля ВАЗ 2106, оборудованного автоматическим устройством ограничения допустимого скоростного режима: 1 - герметичные контакты на спидометре и стрелка спидометра с магнитом; 2 - блок световой и звуковой сигнализации

10 1 2 а 31

у= -0.0825 к" + 3.4865Х- 62.1 38

2 1 ' г =0.9093

),8955 ♦ 1

где 1:гер- время срабатывания герметичных контактов, с (1гер =0,025); 1:упр - время обработки сигнала блоком управления, с <Чупр =0,035); 1:реле- время срабатывания реле

в цепи катушки зажигания, с (1реле=0,2).

Полученные значения времени срабатывания устройства определяют его достаточно эффективное применение для ограничения допустимой скорости движения.

Испытания устройства предпускового подогрева ДВС проводились на автомобиле УАЗ 2206. Эксперименты представляли собой сравнение нескольких циклов холодного запуска непрогретой машины без предложенного устройства и с ним в течение г. шш трех рабочих дней (при температуре -24,8...-

32,5°С). Экспериментально установлено (рисунок 13), что при использовании подогревателя время запуска ДВС значительно сокращается.

В пятой главе «Технико-экономическая оценка результатов исследования» приведены данные по

Рисунок 13 — Экспериментальные зависимости времени нагрева тосола т от температуры наружного воздуха Тнар: 1 - без подогревателя; 2-е подогревателем

эффективности внедрения устройств, улучшающих тягово-сцепные качества мобильных колесных машин. Годовой экономический эффект от их внедрения составил около 100 тыс. руб. на одну машину. Годовой экономический эффект от улучшения условий труда - порядка 90 тыс. руб. на единицу техники. Величина ежемесячной экономии от снижения ДТП за расчетный период оценивается в 59 тыс. руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Анализ статистических данных показывает, что в системе АПК РФ около 40% погибших работников составляют трактористы-машинисты колесных машин, что приводит к существенному снижению эффективности и безопасности выполнения сельскохозяйственных операций. При этом на АПК приходится около 10 % всех ежегодно регистрируемых в РФ профессиональных заболеваний. Исследования показали, что превышение скорости движения от установленных приводит к увеличении опасности травмирования в среднем на 25... 30%.

2. Предложенный показатель эффективности внедряемых мероприятий по охране труда Мот, позволит оценить и выбрать наиболее значимые мероприятия для улучшения условий и безопасности труда операторов колесных машин. Внедрение мероприятий, выбранных с помощью показателя Мот, позволит снизить степень вредности класса условий труда в среднем на 1 ...2 единицы.

3. Разработанный комплексный показатель опасности травмирования оператора в кабине колесной машины Ко позволяет прогнозировать степень тяжести травмирования оператора с учетом основных факторов травмирования.

4. Предложенные нами устройства догружателей сцепного веса для колесного трактора рекомендуется использовать на колесных тракторах типа МТЗ-80, что позволит снизить буксование колесных движителей на 9... 13%.

5. Уточненная математическая модель изменения площади контакта шины колеса позволяет определить требуемое расстояние перемещения весового дог-ружателя в зависимости от веса, приходящегося на ведущие колеса машины и смещения координаты центра тяжести в пределах, что позволяет обеспечить догрузку ведущих колес от 73 до 267 кг без учета основной нагрузки на колеса

от массы самого трактора.

6. Применение автоматического устройства ограничения скорости движения колесных машин обеспечит снижение количества ДТП в среднем на 18... 20%.

7. Предложенные устройства для предпускового подогрева ДВС рекомендуется использовать для регионов с относительно длительным холодным периодом года. Это позволяет улучшить условия труда и снизить производственно обусловленную заболеваемость операторов путём сокращения времени предпускового подогрева на 35...50%.

8. Расчет экономической эффективности результатов исследований показал, что годовой экономический эффект от внедрения устройств, улучшающих тягово-сцепные качества мобильных колесных машин, составит около 100 тыс. руб. на одну машину. Экономический эффект от улучшения условий труда -порядка 90 тыс. руб. на единицу техники. Величина ежемесячной экономии от снижения ДТП за расчетный период оценивается в 59 тыс. руб.

Основные положения диссертации опубликованы: в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Калугин, A.A. [и др.] Газовый предпусковой подогреватель ДВС [Текст] / A.A. Калугин, Ю.Г. Горшков, В.М. Усков и др. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - М., 2010 - №9 - С. 24-26.

2. Калугин, A.A. Гидравлическая система для повышения тягово-сцепных качеств колесных сельскохозяйственных тракторов [Текст] / A.A. Калугин, Ю.Г. Горшков, И.Н. Старунова // Тракторы и сельхозмашины - М., 2010, №9 -С. 52-54.

3. Калугин, A.A. [и др.] Автоматическое устройство принудительного ограничения скорости движения АТС [Текст] / A.A. Калугин, Ю.Г. Горшков, A.B. Зайнишев и др. // Автомобильная промышленность. - М., 2011, №1 - С. 2325.

4. Калугин, A.A. [и др.] Газовый инфракрасный предпусковой подогреватель для ДВС [Текст] / A.A. Калугин, Ю.Г. Горшков, В.М. Усков // Автомобильная промышленность. - М., 2011, №2 - С. 29-31.

5. Калугин, A.A. [и др.] Весовой догружатель - средство повышения тягово-сцепных качеств автотракторной колесной техники [Текст] / A.A. Калугин, Ю.Г. Горшков, Г.А. Ларионова и др. // Тракторы и сельхозмашины. - М., 2011, №2-С. 33-35.

6. Калугин, A.A. [и др.] Рабочие параметры весового догружателя колесного трактора [Текст] / A.A. Калугин, Ю.Г. Горшков, И.Н. Старунова и др. // Тракторы и сельхозмашины. - М., 2011, №4 - С. 27-28.

7. Калугин, A.A. [и др.] Математическое моделирование процесса деформации шины колесного трактора, оборудованного весовым догружателем переменной массы [Текст] / A.A. Калугин, Ю.Г. Горшков, O.E. Акулич и др. // Тракторы и сельхозмашины. — М., 2011, №6 - С. 27-28.

8. Калугин, A.A. [и др.] Догружатель ведущих колес трактора [Текст] / A.A. Калугин, Ю.Г. Горшков, Ю.Б. Четыркин и др. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - М., 2011, №7 - С. 22-23.

9. Калугин, A.A. Методика оценки травмирования операторов мобильных колесных машин [Текст] / A.A. Калугин, Н.С. Сергеев // Достижения науки и техники АПК. - М., 2011, №7 - С. 29-32.

Авторские свидетельства, патенты

10.Пат. 108739 Российская Федерация, МПК7 В 60 В 39/00, В 62 D 37/04. Устройство для улучшения устойчивости и тягово-сцепных качеств транспортных средств [Текст] / Калугин A.A., Горшков Ю.Г., Лещенко Е.А.; заявитель и патентообладатель Челябинская государственная агроинженерная академия. - № Ю8739; заявл. 13.04.2011; опубл. 27.09.2011 Бюл. № 27. 2 е.: ил.

11.Пат. 110357 Российская Федерация, МПК7 В 62 D 37/04. Устройство для улучшения устойчивости и тягово-сцепных качеств транспортных средств [Текст] / Калугин A.A., Горшков Ю.Г., Лещенко Е.А и др..; заявитель и патентообладатель Челябинская государственная агроинженерная академия. -№ 110357;, заявл. 07.07.2011; опубл. 20.11.2011 Бюл. № 32. 2 е.: ил.

12.Решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2011113943/06(020653), Устройство для предпускового разогрева двигателя внутреннего сгорания [Текст] / Калугин A.A., Горшков Ю.Г., Усков В.М.; заявитель и патентообладатель Челябинская государственная агроинженерная академия.

13. Пат. 111486 Российская Федерация, МПК7 В 60 К 31/00. Установка ограничения допустимой скорости движения транспортного средства [Текст] / Калугин A.A., Горшков Ю.Г., Зайнишев A.B.; заявитель и патентообладатель Челябинская государственная агроинженерная академия. - № 111486; заявл. 07.07.2011; опубл. 20.12.2011 Бюл. № 35. 2 е.: ил.

в нерецензируемых изданиях

14.Калугин, A.A. Оценка организационных и технических мероприятий по повышению безопасности операторов мобильных колесных машин [Текст] / A.A. Калугин, Ю.Г. Горшков, A.B. Богданов // Охрана труда и техника безопасности в сельском хозяйстве. - М., 2011, №2 - С. 43-45.

15.Калугин, A.A. Повышение эффективности использования колесных тракторных агрегатов в технологических процессах сельскохозяйственного про-

изводства [Текст] / A.A. Калугин, Ю.Г. Горшков, И.Н. Старунова// Сборник материалов XLIX международнойнауч.-техн. конференции «Достижения науки - агропромышленному производству», - Челябинск - ЧГАА, - 2010, ч. 3-С. 106-112.

16.Калугин, A.A. Многофункциональный газовый предпусковой подогреватель [Текст] / A.A. Калугин, Ю.Г. Горшков, В.М. Усков, Е.В. Касымова // «Экология. Риск. Безопасность», сборник материалов Международной научно-практической конференции, т. 2, Курган - 2010 - С. 4-6.

17.Калугин, A.A. Улучшение условий труда операторов и повышение эффективности работы колесных тракторов за счет автоматических устройств-догружателей [Текст] / A.A. Калугин, Ю.Г. Горшков, A.B. Зайнишев, Е.И. Бердов, Е.А. Лещенко // Вестник ЧГАА, т. 57, Челябинск - 2010 - С. 41-45.

18.Калугин, A.A. Система обеспечения безопасной скорости движения автотранспортных средств [Текст] / A.A. Калугин, Ю.Г. Горшков, A.B. Зайнишев // Вестник ЧГАА, т. 57, Челябинск - 2010 - С. 46-50.

19.Калугин, A.A. Методика определения рациональной частоты проведения повторных инструктажей работникам АПК [Текст] / A.A. Калугин // Материалы LX научной конференции. - Челябинск: ЧГАУ, 2009 - С. 95-99.

20. Калугин, A.A. Обоснование параметров работы автоматического устройства для предотвращения буксования и опрокидывания транспортно-тракторного агрегата [Текст] / A.A. Калугин, Ю.Г. Горшков, Е.А. Лещенко // Сборник материалов L международной научно-технической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству». - Челябинск: ЧГАА, 2011. -Ч. VI.-203 с.

21.Калугин, A.A. Обоснование эффективности колесного трактора с автоматическим перемещением массы догружателя [Текст] / A.A. Калугин // Безопасность жизнедеятельности глазами молодежи: сборник материалов И-й Всероссийской студенческой конференции (с международным участием). - Челябинск: ЮУрГУ, 2011. - С. 182-186.

22.Калугин, A.A. Анализ движения колесного трактора с догружателем при работе на склонах [Текст] / A.A. Калугин, Е.А. Лещенко // Безопасность жизнедеятельности глазами молодежи: сборник материалов Н-й Всероссийской студенческой конференции (с международным участием). - Челябинск: ЮУрГУ, 2011.-С. 177-182.

Калугин Антон Александрович

УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ И БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ОПЕРАТОРОВ КОЛЕСНЫХ МАШИН В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ЗА СЧЕТ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ

Специальность 05.26.01 - Охрана труда (отрасль АПК)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Отпечатано в Челябинской государственной агроинженерной

академии

Подписано в печать «11» апреля 2012 г.

Формат 60x84/16

Объем 1,0 уч.-изд. л.

Тираж 100 экз. Заказ № 77

РИО ЧГАА. 454080, Челябинск,

пр. Ленина, 75, УОП ЧГАА.

61 12-5/3269

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ЧЕЛЯБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРОИНЖЕНЕРНАЯ

АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

КАЛУГИН Антон Александрович

УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ И БЕЗОПАСНО

ОПЕРАТОРОВ КОЛЕСНЫХ МАШИН В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ЗА СЧЕТ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ

Специальность 05.26.01 - «Охрана труда» (отрасль АПК)

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель: Заслуженный работник высшей школы РФ, доктор технических наук, профессор Ю. Г. Горшков

Челябинск - 2012

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ................................-............................................................................4

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.........................9

1.1. Анализ состояния условий и охраны труда в агропромышленном комплексе............................................................................................................9

1.2. Современные методы оценки условий и безопасности труда в системе АПК....................................................................................................13

1.3. Современные проблемы повышения безопасности мобильных колесных машин в процессе сельскохозяйственного производства..........17

1.3.1. Улучшение проходимости и тягово-сцепных свойств колесных машин в сельскохозяйственном производстве.............................................20

1.3.2. Улучшение курсовой и боковой устойчивости мобильных колесных машин сельскохозяйственного назначения..................................................27

1.3.3. Способы и методы ограничения скоростных режимов движения транспортных средств в системе АПК..........................................................29

1.3.4 Анализ способов и средств обеспечения безопасности операторов при пуске ДВС в холодное время года..........................................................37

1.4. Выводы, цель и задачи исследований....................................................42

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ УЛУЧШЕНИЯ УСЛОВИЙ И БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ОПЕРАТОРОВ МОБИЛЬНЫХ КОЛЕСНЫХ МАШИН..............................................................................................................44

2.1. Обоснование показателя эффективности внедряемых мероприятий по охране труда.....................................................................................................44

2.2. Обоснование комплексного показателя опасности травмирования оператора колесной машины..........................................................................49

2.3. Выводы по главе.......................................................................................58

3. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ, УЛУЧШАЮЩИХ УСЛОВИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА ОПЕРАТОРОВ КОЛЕСНЫХ МАШИН......................................................................................60

3.1. Разработка и обоснование догружателей сцепного веса, улучшающих условия и безопасность труда операторов колесных машин.....................60

3.2. Аналитическое исследование процесса обеспечения поперечной устойчивости колесного трактора МТЗ-80 при работе на уклоне.............68

3.3. Обоснование и разработка автоматического устройства ограничения допустимого скоростного режима.................................................................87

3.4. Обоснование и разработка устройств, улучшающих пуск ДВС колесных машин в условиях низких температур.........................................95

3.5. Выводы по главе.....................................................................................104

4. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ...........................................................................................105

4.1. Цель, программа и задачи экспериментальных исследований..........105

4.2. Условия проведения полевых экспериментальных исследований... 106

4.3. Приборы, измерительная аппаратура и оборудование для проведения полевых экспериментальных исследований...............................................110

4.4. Оценка погрешности приборов, измерений, точности и воспроизводимости результатов опытов....................................................114

4.5 Экспериментальное исследование изменения площади контакта шины с несущей поверхностью при использовании на тракторе МТЗ-80 весового догружателя переменной массы..................................................124

4.6. Наблюдения и анализ динамики транспортного потока при различных скоростных режимах машин.....................................................128

4.7. Методика и результаты исследования автоматического устройства для ограничения скоростного режима...............................................................131

4.8. Методика и результаты исследования процесса предпускового подогрева ДВС мобильной колесной машины...........................................134

4.9. Оценка эффективности внедряемых мероприятий по улучшению условий и безопасности труда операторов колесных машин...................136

5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ...........................................................................................141

5.1 Экономическая эффективность от мероприятий, направленных на снижение ДТП...............................................................................................141

5.2 Экономическая эффективность от внедрения устройств, улучшающих условия и безопасность труда операторов мобильных колесных машин 148

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.................................................... 152

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................154

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................162

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Значительная часть транспортных и технологических машин в агропромышленном комплексе Российской Федерации (АПК РФ) приходится на колесные машины: легковые, грузовые и специальные автомобили, колесные тракторы, зерноуборочные комбайны и др. Указанные технические средства характеризуются высокой маневренностью и скоростями движения, что делает их опасными объектами для человека (оператора) в системе «оператор-машина-среда» («О-М-С») сельскохозяйственного производства.

Состояние условий и безопасности труда операторов колесной техники определяется как характеристиками рабочего места, так и факторами внешней среды: параметрами микроклимата, степенью шума и вибрации, удобства пользования приборами и органами управления. Очевидно, что при нынешнем уровне износа эксплуатируемых колесных машин улучшение уровня условий и безопасности труда операторов должно сопровождаться разработкой и внедрением организационных и технических трудоохранных мероприятий.

В связи с вышесказанным, отметим, что в настоящее время в АПК РФ в виду высокого амортизационного износа колесной техники не удается полностью решить вопросы повышения проходимости и тягово-сцепных свойств, приспособленности к эксплуатации в условиях низких температур, оснащения техническими средствами предотвращения дорожно-транспортных происшествий (ДТП) и снижения тяжести травмирования и др. В связи с чем, оценка эффективности предлагаемых технических решений по повышению уровня условий и безопасности труда операторов выходит на первый план. Наряду с этим, количественная оценка и прогнозирование тяжести травм при совершении ДТП с участием существующей колесной техники может служить основанием для выявления «слабых мест» в системах активной и пассивной безопасности эксплуатируемой колесной техники. Для этого в настоящее время малораспространены достаточно полные и объективные методики.

Отсюда следует, что улучшение условий и безопасности труда операторов эксплуатируемых колесных машин за счет обоснованного внедрения организационных и технических мероприятий является актуальным для отрасли АПК.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с «Программой действий по улучшению условий и охраны труда на 2008...2011 годы», а также в соответствии с Межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития Агропромышленного комплекса Российской федерации на 2006-2010 гг. по направлению «Технологии и оборудование нового поколения для восстановления работоспособности сельскохозяйственной техники, обеспечивающие повышение ее работоспособности и надежности». Цель работы. Повышение безопасности и улучшение условий труда операторов мобильной колесной техники за счет внедрения и совершенствования организационных и технических мероприятий.

Объект исследования. Условия труда и безопасность операторов мобильных машин в сельскохозяйственном производстве.

Предмет исследования. Закономерности влияния конструктивных параметров колесных машин на условия и безопасность труда оператора. Методика исследования. В качестве основных методик применялись: логика научных исследований, методы математического моделирования, наблюдения, хронометражные работы, опросы целевых групп работников АПК, лабораторные и дорожные испытания колесной техники, оснащенной предлагаемыми техническими решениями. Расчеты выполнены с использованием программного обеспечения и ЭВМ, статистических методов обработки результатов исследований.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:

1. Предложен и обоснован показатель оценки внедряемых мероприятий по охране труда, позволяющий оценить значимость и эффективность последних, отличающийся тем, что учитывает все основные факторы условий труда и класс травмобезопасности рабочего места.

2. Предложен и обоснован комплексный показатель оценки опасности травмирования оператора в кабине мобильной колесной машины, позволяющий оценить тяжесть травмирования оператора об элементы кабины, отличающийся тем, что он учитывает скорость движения машины, антропометрические размеры оператора и его расположение относительно элементов конструкции кабины.

3. Разработаны и обоснованы устройства, улучшающие условия и безопасность труда оператора трактора МТЗ-80 за счет снижения буксования.

4. Аналитически дополнено исследование поперечной устойчивости трактора МТЗ-80 влиянием изменения радиусов ведущих колес в зависимости от наклона поверхности дорог и смещения координаты центра тяжести.

5. Разработаны и обоснованы устройства для предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания в холодный период года, отличающиеся простотой конструкции и не требующие высокой квалификации при их монтаже, эксплуатации и техническом обслуживании.

6. Разработано и обосновано автоматическое устройство ограничения допустимой скорости движения, позволяющее снизить число и тяжесть ДТП с участием колесной техники.

Практическая значимость. Оценочный показатель эффективности внедряемых мероприятий по охране труда Мот позволяет на основе сравнительной оценки и изменения класса условий труда КУТИ или его степени выбирать для последующего внедрения наиболее значимые с точки зрения охраны труда организационные и технические мероприятия.

Комплексный показатель оценки опасности травмирования оператора в кабине мобильной колесной машины К0 позволяет оценивать и прогнозировать тяжесть травмирования оператора при совершении дорожно-транспортного происшествия в зависимости от скоростного режима, антропометрических размеров оператора и его расположения относительно элементов конструкции кабины машины.

Использование разработанных конструкций догружателей сцепного веса на колесном тракторе МТЗ-80 позволяет снизить буксование колесных движителей на 9...13% при выполнении работ на поверхностях с различной несущей способностью, улучшить поперечную устойчивость трактора.

Автоматическое устройство ограничения допустимой скорости движения обеспечивает снижение количества ДТП в среднем на 18...20% и рекомендуется для оснащения эксплуатируемых в АПК легковых и грузовых автомобилей.

Применение разработанных устройств предпускового разогрева ДВС позволяет улучшить условия труда и снизить производственно обусловленную заболеваемость работников сокращением времени предпускового подогрева в холодный период года на 35...50% по сравнению с машинами, необорудованными средствами облегчения запуска ДВС.

Реализация результатов исследования. Полученные автором результаты исследования используются в процессе изучения студентами Курганского государственного университета дисциплины «Безопасность жизнедеятельности».

Разработанные технические устройства: догружатели сцепного веса, автоматическое устройство ограничения допустимой скорости движения, устройства для предпускового разогрева двигателей внутреннего сгорания внедрены на предприятиях и организациях Челябинской области и г. Челябинска: ООО «Климовское», п. Климовка (2011 г.), ООО «Элком-Инвест» (2010 г.), ООО «КапиталСтрой» (2010 г.), ООО «Доминанта» (2010 г.).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях (в том числе с международным участием) ЧГАА (2008-2011гг.), ЮУрГУ (20092011 гг.), КГУ (2010 г.), КГСХА (2010 г.), СПбГАУ (2011 г.). Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 18 работах, получены 3 патента на полезную модель и решение о выдаче патента на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 121 страницах машинописного текста, содержит 24 таблицы, 45 рисунков, состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, 7 приложений. Список использованной литературы включает в себя 134 наименования, в том числе 1 на иностранном языке, а также 4 ссылки на ресурсы сети Интернет.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ состояния условий и охраны труда в агропромышленном

комплексе

Развитие агропромышленного комплекса Российской Федерации предусматривает постоянный рост сельскохозяйственного производства за счет повышения производительности, качества работы и безопасности труда технологических процессов. Но несмотря на меры, принимаемые федеральными органами и органами исполнительной власти субъектов РФ, объединениями профсоюзов и организациями, состояние условий и охраны труда остается на весьма опасном уровне. В организациях АПК РФ число погибших составляет около 20 % от общего числа погибших на производстве в РФ (по данным ВНИИОТ, г. Орел в период 1997-2010 гг.). Наиболее травмоопасными отраслями (по критерию травматизма со смертельным исходом в) являются животноводство и растениеводство (таблица 1.1), техническое обслуживание и ремонт машин, транспортные работы и строительство [13].

Таблица 1.1 -Распределение погибших работников по отраслям и производствам АПК

Отрасли и производства % от общего числа погибших

Животноводство и растениеводство 50

Техническое обслуживание, ремонт машин и оборудования 20

Транспортные работы 10

Строительство 10

Другие отрасли и производства (лесозаготовка и деревообработка, переработка сельскохозяйственной продукции и т. д.) 10

Основные источники травмирования работников агропромышленного производства представлены в таблице 1.2. Из таблицы видно, что наибольшую опасность травмирования представляют тракторы и комбайны, грузовые и легковые автомобили и автобусы. Важным показателем состояния травматизма является количество опасных действий пострадавшего или другого лица, приведших к несчастному случаю. Данные таблицы 1.3 показывают, что около 70 % работников пострадали при нарушении требований охраны труда и Правил дорожного движения, в том числе из-за превышения скорости при

движении по сельским дорогам. Немалый процент пострадавших («15 %) обусловлен нарушением требований инструкций по охране труда [13].

Таблица 1.2 -Распределение погибших работников по основным источникам травмирования

Источники травмирования % от общего числа погибших

Тракторы всех марок, мобильные комбайны 35

Автомобили всех марок и автобусы 25

Электрооборудование, гроза, пожары 10

Другие (стационарные машины и оборудование, здания, сооружения, строительные конструкции, животные и т. д.) 30

Таблица 1.3 -Распределение погибших работников по опасным действиям

Опасные действия % от общего числа погибших

Нарушение правил дорожного движения, движения по территории организации 40

Нарушения требований правил по охране труда 30

Нарушение требований инструкций по охране труда 15

Другие (нарушение правил внутреннего распорядка и т. д.) 15

Профессиональный состав погибших работников представлен в таблице 1.4. Наибольший процент (около 50 % от общего количества погибших) приходится на трактористов, машинистов мобильных машин, комбайнеров и водителей автомобилей.

Таблица 1.4 - Примерное распределение погибших работников по профессиям _

Профессии рабочих, должности служащих % от общего числа погибших

Тракторист, машинист мобильных машин, комбайнер 40

Водитель автомобиля, автокрановщик 15

Слесарь, подсобный рабочий 10

Животновод 5

Вахтер, сторож 5

Другие (машинист, оператор стационарных машин, электрогазосварщик, электромонтер и т. д.) 25

Статистические данные ВНИИОТ показывают, что уровень производственно обусловленной заболеваемости работников весьма высок. Из сферы агропромышленного производства в связи с утратой трудоспособности и выходом на инвалидность ежегодно выбывает около 75 тыс. работников. Число за-

10

болеваний с профессиональной патологией в АПК стало самым высоким в России.