автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Улучшение условий и охраны труда операторов комплекса скрепер-толкач путем инженерно технических решений

Елисеев Дмитрий Васильевич

УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ И ОХРАНЫ ТРУДА ОПЕРАТОРОВ КОМПЛЕКСА СКРЕПЕР-ТОЛКАЧ ПУТЁМ ИНЖЕНЕРНО ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

Специальность 05.26.01 - Охрана труда (отрасль АПК)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 ИЮЛ 2011

Санкт - Петербург - Пушкин - 2011

4851481

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Орловский государственный университет»

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Загороднпх Анатолий Николаевич

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Шкрабак Владимир Степанович

кандидат технических наук Кокарев Святослав Петрович

Ведущая организация

Всероссийский научно-исследовательский институт социального развития села

ФГОУ ВПО Орёл ГАУ

Защита диссертации состоится « 30 » сентября 2011г. В 14.30 на заседании диссертационного совета Д220.060.05 при ФГОУ ВПО "Санкт - Петербургский государственный аграрный университет", 196601, Санкт - Петербург - Пушкин, Академический проспект, д. 23, ауд. 2529. Факс (8- 812) 465-05-05, электронный адрес: ис11зекг@ spbgau.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Санкт -Петербургский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан 2011г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Общая характеристика диссертационной работы

Актуальность темы. Развитие агропромышленного комплекса (АПК) сопровождается возведением и реконструкцией таких объектов, как территориальные дороги. За последние годы в стране построено и реконструировано 47 тыс. км автодорог, находящихся в ведении АПК.

Принятие и реализация Президентской программы «Дороги России» сыграли ключевую роль в строительстве, реконструкции, ремонте и содержании территориальных дорог АПК.

Скреперы сегодня является наиболее эффективной и распространенной системой производства земляных работ при строительстве этих объектов, причём в экономическом отношении их работа более выгодная, чем комбинация погрузочных л транспортирующих машин. Объем земляных работ, выполняемых скреперами в АПК, достигает 30-50 % общего объема.

Ручное управление этими агрегатами требует высокого мастерства операторов, поскольку они контролируют большое число непрерывно меняющихся параметров, связанных с изменением глубины резания или скорости движения скрепера. Такая особенность труда операторов приводит к их утомляемости, в результате чего выбранные ими режимы часто не располагаются в оптимальной области. Это приводит к тому, что происходит буксование движителей скрепера. Самоходные скреперы, ковши которых заполняются за счёт тягового усилия, требуют использования трактора-толкача при наборе грунта. Практическое отсутствие в России специальных толкачей вынуждает использовать для этих целей бульдозеры.

В момент стыковки скорость толкача может на 7-8 км/ч превышать скорость скрепера, что приводит к большим динамическим нагрузкам металлоконструкции, трансмиссии, привода и в конечном итоге травмированию операторов этих агрегатов, за счёт воздействия на них кратковременных ударных вибраций.

Статистика показывает, что в период с 2002г. по 2005г. в нашей стране зарегистрировано 119 несчастных случаев происшедших с операторами скреперов и бульдозеров.

Разработка системы контроля стыковки комплекса скрепер-толкач и противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач, позволит улучшить условия и охрану труда операторов за счёт безопасной стыковки и исключения в момент стыковки воздействия на них кратковременных ударных вибраций, что позволит исключить их травмирование. Это и определяет актуальность выбранного направления исследования.

Цель работы - улучшение условий и охраны труда операторов комплекса скрепер-толкач путём инженерно-технических решений.

Задачи исследования:

1. Провести анализ производственного травматизма и профзаболеваний, вредных и опасных факторов при эксплуатации дорожно-строительной техники в АПК;

2. Теоретически обосновать применение метода анализа видов, последствий и критических отказов системы скрепер-толкач;

3. Разработать новый способ контроля стыковки комплекса скрепер-толкач для создания безопасных условий труда операторам;

4. Разработать техническое устройство противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач;

5. Провести экспериментальные исследования по оценке эффективности применения и / использования разработанных технических устройств при эксплуатации дорожно- / строительной техники в АПК; с

^ /1

. / <

6. Разработать и внедрить учебный стенд для исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера;

7. Провести расчёт ожидаемой экономической эффективности результатов исследования.

Объест исследования. Условия и охрана труда операторов комплекса скрепер-толкач.

Предмет исследования. Техническое состояние комплекса скрепер-толкач.

Научная новизиа:

- предложена методика и результаты анализа видов, последствий и критических отказов комплекса скрепер-толкач;

- предложена методология разработки: способа контроля стыковки скрепера с толкачом и технического устройства противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач для создания безопасных условий труда оператора;

- проведена экспериментальная и экспертная оценка эффективности применения способа контроля стыковки комплекса скрепер-толкач и устройства противоударной защиты оператора;

- разработан учебный стенд для исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Практическую ценность работы представляет разработанные способ контроля стыковки комплекса скрепер-толкач и техническое устройство противоударной защиты операторов комплекса скрепер-толкач, позволяющие улучшить условия труда операторов и учебный степд для исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера.

Результаты работы реализованы в натурных образцах функционирующих устройств, экспериментальном стенде ддя исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера.

К защите предъявляются следующие научные результаты:

1. Анализ производственного травматизма и профзаболеваний, вредных и опасных факторов при эксплуатации дорожно-строительной техники в АПК;

2. Метод анализа видов, последствий и критических отказов системы скрепер-толкач;

3. Способ контроля стыковки скрепера с толкачом для создания безопасных условий труда операторам;

4. Техническое устройство противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач;

5. Экспериментальные исследования по оценке эффективности применения способа контроля стыковки комплекса скрепер-толкач и устройства противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач;

6. Учебный стенд для исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера;

7. Расчёт экономической эффективности результатов исследования.

Внедрение.

Оборудование для контроля стыковки комплекса скрепер-толкач и противоударной защиты операторов внедрено в производство и используется в ООО «ДЭП-57» г. Орёл.

Учебный стенд стыковки и соосности движения комплекса. скрепер-толкач используется в учебном процессе при подготовке специалистов, обучающихся в ОрёлГТУ

по специальности 170900 «Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» в лекциях, лабораторных и практических занятиях, а так же при проведении курсового и дипломного проектирования.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на следующих международных научно-практических конференциях: Научно-технической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов «Неделя науки», Орёл: ГОУ ВГТО ОГУ, 2008-2009, III Международной выставке-Интернет-конференции «Энергообеспечение и строительство», (2009 г.), г.Орёл; Международной научно-практической конференции «Перспективные шшовации в науке, образовании, производстве и транспорте -2010», (2010 г.), г.Одесса; Учёном Совете Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 печатных работах, из них 1 ВАК, подана заявка на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит введение, 5 глав, общие выводы, список литературы из 113 наименований и 4-х приложений. Основной текст изложен на 147 страницах и включает 61 рисунок и 17 таблиц.

Во введении обоснована тема диссертации, отмечена научная новизна и изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние проблемы и выбор направления исследования» дан анализ применения дорожно-строительной техники в АПК, который показал что при возведении и реконструкции территориальных дорог широко используются скреперы, которые осуществляют послойную разработку, транспортирование и отсыпку грунтов I и II категорий по трудности разработки и предварительно разрыхлённых грунтов III и IV не содержащих сосредоточенных каменистых включений.

Приведён анализ травматизма и профзаболеваний при эксплуатации дорожно-строительной техники в АПК, который показал:

- наибольший процент числа травмированных операторов (38,2%), от общего количества пострадавших, приходится на предприятия Агропромстроя, причём (44,1%) от общего количества пострадавших, приходится на операторов скрепера и (35,3%) на операторов толкача;

- наибольшее количество травм (47.9%), происходящих с операторами скреперов и толкачей, приходи тся на такой травмирующий объект, как кабина;

- основными причинами травмирования являются опасные действия пострадавшего или другого лица (46.2%), неудовлетворительная организация трудового процесса (40,3%);

- до 40% заболеваний прямо или косвенно связаны с неудовлетворительными условиями труда;

- в структуре нозологических форм профессиональных заболеваний и отравлений преобладают заболевания, связанные с физическими перегрузками и перенапряжением отдельных органов работающих (18,54%), а так же заболевания, связанные с воздействием физических факторов (43,25%).

Выполнен анализ вредных и опасных факторов, который выявил следующее:

1. В процессе работы скрепера в технологическом цикле создаются опасные факторы: повышенный уровень шума, повышенная или пониженная температура (влажность) воздуха рабочей зоны и поверхностей оборудования, повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны и прочие.

2. При работе на скрепере оператор контролирует большое число непрерывно меняющихся параметров. Данная особенность труда оператора требует от него больших

физических усилий и вызывает определённое нервно-эмоциональное напряжение, точнее -сдвиги нервного напряжения:

е, =КЧе„-еа), (1.1)

где е! - показатель нервно-эмоционального напряжения, бит; К- коэффициент преобразования информации в эмоциональное напряжение; Си - информация, получаемая водителем при движении от 1-го рздпргшпеля, бит; ец - информация (алгоритм), вырабатываемая центральной нервной системой водителя на основе накопленного жизненного опыта, бит.

3. Самоходные скреперы, ковши которых заполняются за счёт тягового усилия, требуют использования трактора-толкача при наборе грунта. Практическое отсутствие в России специальных толкачей вынуждает использовать для этих целей бульдозеры. Однако в момент стыковки скорость толкача может на 7-8 км/ч превышать скорость скрепера, что приводит к большим динамическим нагрузкам металлоконструкции, трансмиссии, привода и в конечном итоге травмированию операторов этих агрегатов, за счёт воздействия на них кратковременных ударных вибраций.

Во второй главе «Теоретические исследования процесса возникновения опасностей при совместной работе скрепера и толкача» дан анализ методологии оценки аварийности, травматизма и безопасности труда операторов дорожно-строительной техники, который выявил наиболее приемлемый метод анализа видов, последствий и критичности отказов (АВПКО), который позволяет оценить влияние операции стыковки скрепера с толкачом на безопасность операторов самого процесса.

Идея анализа критичности операции состоит в учете следующих факторов: частоты дефекта, обусловленного потерей точности операции стыковки и вероятности выявления этого события и последствий отказа. Здесь под точностью технологического процесса (операции) понимается его свойство обеспечивать близость действительных и номинальных значений параметров производимой стыковки. Нарушение точности операции как раз приводит к дефекту, т.е. не выполнением скрепером своих технологических функций (например, забор грунта).

Для анализа точности процесса стыковки толкача и скрепера может использоваться следующий основной показатель - индекс воспроизводимости Ср, под которым понимают отношение между допуском Т на анализируемый параметр и полем рассеяния значений параметра:

Ср = Т /ю = Т / б<т,

(2.1)

где и - поле рассеяния, принимается равным 6о; о — среднеквадратичное отклонение параметра технологической функции.

В этом случае поле рассеяния определится как область значений параметра, соответствующая вероятности их появления 0,9973.

Чем выше величина Ср, тем меньше уровень дефектности 5, обеспечиваемой данным технологическим процессом. Для параметра, распределение которого отлично от нормального, точность операции характеризуют коэффициентом точности Кт, который определяется по формуле (предполагается, что распределение близко к распределению Релея):

Кт = Т/2,745ц,

(2.2)

где ц - среднее значение параметра.

Следовательно, процесс стыковки скрепера с толкачом по своим технологическим параметрам может характеризоваться коэффициентом точности.

Величина Ср (или Кт) может быть оценена экспертно специалистами рабочей группы или рассчитана путем отбора мгновенных выборок и последующего анализа точности процесса.

Выяснив эту связь, переходим к расчету критичности операции при АВПКО процесса, проводимого в целях анализа влияния технологической операции на безопасность процесса стыковки.

На рнс.2.1 представлена схема учета факторов при расчете критичности операции.

Критичность операции

Рис.2.1 - Схема учета факторов при расчете критичности операции

Таким образом, критичность операции С рассчитывают по формуле:

С = ВгВ2-Вз, (2.3)

где В] — оценка частоты (вероятности) наступления потенциального отказа; В2 — оценка вероятности выявления отказа (дефекта) до его проявления; Вз — оценка тяжести последствий отказа (дефекта)..

При этом коэффициент В1 находим по табл.2.1, учитывая возможное значение индекса воспроизводимости процесса Ср (или коэффициента точности Кт).

Значение коэффициента Вг определяем по табл.2.2 в зависимости от принятой системы контроля технологического процесса.

Значение коэффициента Вз определяем по табл.2.3.

АВПКО позволяет оценить влияние операции на безопасность самого процесса. Влияшге сказывается в том, что отказ в операции, т.е. нарушение одной или нескольких характеристик операции, может вызвать критические последствия для процесса.

Таблица 2.1 - Значение коэффициента В!

Характеристика частоты дефекта Ассоциируемое значение Ср Значение В1, баллы

Практически невозможен <1,67 1

Очень редкий 1,33 2

Редкий 1,00 3

Возможен 0,83 4

Весьма возможен 0,71 5

Частый 0,63 7-8

Очень частый >0,56 9-10

Таблица 2.2 - Значения коэффициента В2

Характеристика вероятности выявления нарушения точности Значение В2, баллы

Очень высокая, так как это событие легко идентифицируется 1 -2

Высокая 3-4

Умеренная, так как это событие сложно идентифицировать 5-6

Низкая 7-8

Очень высокая. Это событие нельзя идентифицировать 9-10

Таблица 2.3 - Значения коэффициента В3

Последствия нарушения операции Значение ВЗ, баллы

Незначительные. Нарушение операции легко устраняется 1-2

Значительные. Нарушение операции приводит к простою оборудования и нарушает технологический процесс 3-4

Очень значительные. Нарушение операции вызывает остановку производства. 5-6

Критические. Нарушение операции вызывает остановку производства и может вызвать некоторые разрушения. Угроза для безопасности людей и окружающей среды отсутствует. 7-8

Критические. Нарушение операции связано с безопасностью для людей и окружающей среды. 9- 10

Анализ критичности операции начинаем с разделения технологического процесса на отдельные операции. Затем проводим анализ возможных опасностей в результате потенциальных нарушений операций.

Выделение наиболее значимых операций осуществляем путем сравнения критичности ¡-й операции С], с предельным значением Сь= 125. Если С, > Ск, то ¡-я операция признается критической, и поэтому необходима обязательная разработка корректирующих мер.

С учётом этого были разработаны на уровне патентов: новая система управления сближением толкача со скрепером (рис.2.2) и техническое устройство противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач.

На панели управления 3 отображается значение скорости скрепера, автоматически формируемое устройством управления 1. Оператор толкача, наблюдая за скоростью скрепера, управляет движением толкача, приближаясь к скреперу. При первом мягком соприкосновении с буфером 4 скрепера последний формирует визуальную переменную информацию от состояния датчиков, расположенных на буфере, и отображает эту информацию на панели 3. Содержание этой информации включает указание о расположении толкача относительно скрепера к направлении, перпендикулярном движению скрепера. Оператор толкача ориентируется по этой информации и управляет толкачом до

Рис. 2.2 - Структура комплекса скрепер-толкач: 1 - устройство управления скрепером; 2 - скрепер; 3 - панель управления (визуальной индикации) на задней стенке ковша; 4 — буфер скрепера с датчиками; 5 - толкач; 6 - указатель скорости толкача; 7 -датчик скорости движения

Такой подход к управлению сближением комплекса скрепер-толкач позволил сформулировать систему управления как объект, относящийся к конечным управляющим автоматам (КУА), которые в общем виде описываются функцией переходов из одного состояния в другое и функцией выходов:

¥ = <Х,Х,Х,у,Ч!,Ъа>, (2.4)

где X - множество входных сигналов; У - множество выходных сигналов: Z - множество внутренних состояний; Zo - начальные состояния; ф (Ъ., X) - функции переходов: ЧР (/., X) -функции выходов.

Сущность разработки технического устройства противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач поясняется чертежами, представленными на рис.2.3-2.5.

Рис.2.3 - Толкач скрепера

Рис.2.4 - Амортизирующее устройство толкача скрепера

Рис.2.4 -Упрощённый вид двухрядного двухстороннего (в разрезе) в-образного секционного

элемента в изометрии

Двухслойная фронтальная часть демпфирующего блока 3, получив ударное воздействие, упруго деформируется, при этом эластичная внешняя часть 4 после снятия воздействия приобретает первоначальную форму, а жесткий внутренний слой 5 предотвращает ее разрушение торсионами 6, 7. Передний торсион, размещенный под углом 10° к базовой поверхности, работает до заданной нагрузки в пределах упругих деформаций, а при увеличении нагрузок свыше определенного значения, начинает работать задний торсион. размещённый между базовой поверхностью и задним торсионом под углом 9° в пределах пластических деформаций. Таким образом, торсионы 6, 7 обеспечивают рассеяние кинетической энергии за счет чередующихся процессов упругого кручения рабочих частей под нагрузкой и самопроизвольного восстановления их формы после снятия нагрузки, поглощая энергию динамического ударного воздействия толкача скрепера при стыковке. Пористый наполнитель 8 с эластичными волокнами размещенный во внутренней полости демпфирующего блока 3 дополнительно снижает ударное воздействие и исключает самопроизвольное перемещение торсионов 6, 7 внутри демпфирующего блока 3.

Для обоснования эффективности торсионных энергопоглощающих устройств были проведены расчеты параметров движения толкача во время столкновения. Решение уравнения проводилось на ЭВМ в среде МаЛСас! численным методом Эйлера. Результаты расчетов параметров движения толкача со скрепером показаны на рис.2.5 и рис.2.6.

0 0,05 0.1 0,15 0,2 0,25 0,3 035 0,4 0,4:

Рис.2.5 - Результаты численного расчёта перемещения толкача при столкновении со скрепером

0,05 0,1 0.15 0.2 0,25 0,3 0 3 5 0.4 0.45

Рис.2.6 - Расчётная схема столкновения толкача со скрепером оборудованного энергопоглощающим устройством

В конструкции толкача применяется 4 энергопоглощающих устройства, имеющего следующие характеристики: материал элемента - сталь 40х, диаметр рабочей части 4 см,

длина рабочей части 30 см, угол развертки раскосов (рычагов) Р = 90°. Исходные данные для расчета: масса транспортного средства - 8 ООО кг, скорость в момент столкновения -10 км/ч.

В третьей глав« «Экспериментальные исследования работы комплекса скрепер-толкач в производственных условиях» приведены результаты экспериментальных исследований и результаты анализа видов, последствий и критичности отказов (АВПКО) системы скрепер-толкач.

Экспериментальные исследования проводились на строительстве ответвления автомобильной дороги «Перемышль-Белев» км 51+300 - км 61+300 в Тульской области при работе самоходного скрепера Д357П с вместимостью ковша 8 м3 на базе одноосного тягача МоАЗ-546П и толкача - бульдозера ДЗ-171 на базе трактора Т-170 рис.3.1. Замеры вибраций выполнялись прибором В1ие1&1<Уаег акселерометром типа 4507 001 по методике, приведенной в ГОСТ 12.1.012-90 « ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования».

2 1

Рис.3.1 - Экспериментальные исследования при работе самоходного скрепера Д357П (1) и толкача бульдозера ДЗ-171 (2)

Экспериментальные исследования проводились в три этапа: на первом этапе осуществлен натурный эксперимент без использования оборудования контроля стыковки и соосности движения, на втором этапе - натурный эксперимент с использованием оборудования контроля стыковки и соосности движения, на третьем этапе — натурный эксперимент с использованием оборудования контроля стыковки и соосности движения и оборудования противоударной защиты, установленного на толкаче.

При проведении экспериментальных исследований первого этапа, замеры вибраций на сиденье и руле производились при различных значениях разности скоростей скрепера VI толкача в момент стыковки, которые принимались равными 3 км/ч, 6 км/ч, 9 км/ч.

Анализ значений виброускорения по общей вибрации на сиденье скрепера в горизонтальной плоскости показал ее превышение в момент стыковки от 2 до 10 раз рис.3.2. Максимальные значения виброускорения приходятся также на частоту 4 Гц при различных режимах стыковки.

Рис.3.2 - Значения виброускорения на сиденье скрепера в горизонтальной плоскости: а - разность скоростей скрепера и трактора-толкача в момент стыковки 3 км/ч; б - разность скоростей скрепера и трактора-толкача в момент стыковки 6 км/ч; в - разность скоростей скрепера и трактора-толкача в момент стыковки 9 км/ч; г — нормативное значение

Значения внброускорения по общей вибрации на сиденье скрепера в вертикальной плоскости (рис.З.З) превышают допустимые нормы до частоты 40 Гц от 1,5 до 7 раз, причем максимальные значения приходятся на частоты от 20 до 24 Гц.

Ю

У У

У У

У

Л У у

/ * У У

/ \ у

г Л - у

а \ \ у/

• ---

20

40 Г. Гц

60

Рис.З.З - Значения виброускорения на сиденье скрепера в вертикальной плоскости: а - разность скоростей скрепера и трактора-толкача в момент стыковки 3 км/ч; б - разность скоростей скрепера и трактора-толкача в момент стыковки 6 км/ч; в - разность скоростей скрепер а л трактора-толкача в момент стыковки 9 км/ч; г - нормативное значение

Результаты измерения значений локальной вибрации на руле скрепера (рис.3.4) показали значительное превышение (от 1,5 до 6 раз) нормативного значения в момент стыковки, причем превышение норм наблюдается на низких частотах до 20 Гц, где максимальные значения виброускорения приходятся на частоту 4 Гц при различных режимах стыковки.

ю

в

я 6

4

2

О

0 20 40 60 00

¡.Гц

Рис.3.4 - Значения виброускорения на руле скрепера: а - разность скоростей скрепера и трактора-толкача в момент стыковки 3 км/ч; б - разность скоростей скрепера и трактора-толкача в момент стыковки 6 км/ч;в - разность скоростей скрепера и трактора-толкача в момент стыковки 9 км/ч; г - нормативное значение

Для проведения экспериментальных исследований второго этапа скрепер и толкач были оснащены оборудованием контроля стыковки и соосности движения. Проведённые измерения виброускорений: а) по общей вибрации на сиденье скрепера в горизонтальной и вертикальной плоскостях рис.3.5, рис.3.6 и б) по локальной вибрации на руле скрепера рис.3.7, выявили, что их показатели незначительно превышают нормативные значения в процессе стыковки толкача со скрепером.

Рис.3.5 - Значения виброускорения на сиденье скрепера в горизонтальной плоскости: а - режим забора грунта с использованием оборудования контроля стыковки и соосности движения; б- нормативное значение

О 20 40 60 ВО

I Гц

Рис.3.6 - Значения виброускорения на сиденье скрепера в вертикальной плоскости: а - режим забора грунта с использованием оборудования контроля стыковки и соосности движения;

б — нормативное значение

**

У

у

Ж

✓

Г-^--' у

—а---

0 20 40 ВО ВО 100 120

I, Гц

Рис.3.7 - Значения виброускорения на руле скрепера: а - режим забора грунта с использованием оборудования контроля стыковки и соосности движения;

б— нормативное значение

Это связано с тем, что операторы этих агрегатов в процессе работы контролируют большое число непрерывно меняющихся параметров, связанных с изменением глубины резашм или скорости движения. Такая особенность труда операторов требует больших физических усилий и нервного напряжения, что приводит к повышению утомляемости и снижению скорости переработки информации. В результате чего они допускают ошибки при стыковке.

Для проведехшя экспериментальных исследований третьего этапа скрепер был оснащен оборудованием контроля стыковки и соосности движения, а толкач оборудованием противоударной защиты. Проведенные измерения виброускоренин: а) по общей вибрации на сиденье скрепера в горизонтальной и вертикальной плоскостях рис.3.8, рис.3.9 и б) по локальной вибрации на руле скрепера рис.3.10, выявили, что их показатели не превышают нормативных значении в процессе стыковки толкача со скрепером.

У

у

/

У

/

У

а—^ ..

□ 20 40 60 ао

г, Гц

Рис.3.8 - Значения виброускорения на сиденье скрепера в горизонтальной плоскости: режим забора грунта с использованием оборудования контроля стыковки и соосности движения и оборудования противоударной защиты; б- нормативное значение

у

у

___—"

—'"' ^ _

0 20 40 60 80 100 120

Г Гц

Рис.3.9 - Значения виброускорения на сиденье скрепера в вертикальной плоскости: режим забора грунта с использованием оборудования контроля стыковки и соосности движения и оборудования противоударной защиты; б- нормативное значение

ю ----

Рис.3.10 - Значения виброускорения на руле скрепера: режим забора грунта с использованием оборудования контроля стыковки и соосности движения и оборудования противоударной защиты; б- нормативное значение.

Величина критичности С оценивалась эксперте специалистами рабочей группы из 5 человек. В качестве экспертов привлекались специалисты дорожно-строительной техники в возрасте от 28 до 46 лет и стажем работы от 6 до 26 лет.

Критичность стыковки толкача и скрепера до использования разработанных нами новых устройств приведена в табл.3.1.

Таблица 3.1- Критичность стыковки толкача н скрепера

Операция Нарушение операции Причина нарушения Средства обнаружен ия В 1 Вг Вз С

1.Мансврирован Потеря функции Отказ двигателя Есть 3 2 2 12

ие н подъезд

толкача к скреперу Неупорядоченности Неисправность Нет 2 4 9 72

движения системы управления

2.Стыковка Неравномерность Непараллелыюсть Нет 7 6 5 25

скрепера с стыковки двух плоскостей 0

толкачом стыковочных узлов

Отсутствие Отказ двигателя Нет 7 4 6 16

стыковочного 8

контакта

Повышенная сила Высокая скорость Нет 5 5 9 22

удара при подъезда толкача 5

стыковке Отсутствие системы амортизации при ударе Нет 5 7 9 31 5

3.Совместное Потеря Отсутствие Нет 5 4 8 16

движение выполняемо» контакта при 0

толкача и функции стыковке

скрепера

Излишние заглубление скрепера Есть 4 6 8 19 2

4.0гьезд Потеря функции Отказ двигателя Есть 3 2 2 12

толкача от

скрепера

Анализ последней колонки таблицы, содержащей значения критичности операции, показывает, что операция «Стыковка скрепера с толкачом» является наиболее критичной. Этот вывод демонстрирует диаграмма Парето на рис.3.11, где приведены значения критичности рассмотренных операций. Кроме того, сопоставляя рассчитанные значения критичности операций с величиной Ск= 125, можно прийти к этому же выводу.

Для снижения величины критичности операции «Стыковка скрепера с толкачом» целесообразно разработать корректирующие меры. Анализ табл.3.1 (колонки Bi, В2 и Вз) показывает, что наиболее перспективным направлением повышения безопасности является разработка противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач и разработка системы контроля стыковки комплекса скрепер-толкач, что будет способствовать повышению надежной работы и вероятности обнаружения нарушения операции.

Используя уже описанный подход, можно оценить эффективность разработанных нами корректирующих мер.

Рис.3.11 - Диаграмма Парето, иллюстрирует наиболее значимую для безопасности операцию

В результате расчета ожидаемая критичность операции «Стыковка скрепера с толкачом» после корректирующих воздействий, связанных с внедрением наших разработок будет равна (при отказе) С = 4* 4* 5 = 80. Следовательно, корректирующие меры эффективны.

В четвёртой главе «Разработка и внедрение учебного стенда для исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера» представлен разработанный учебный стенд, предназначенный для исследования параметров процесса стыковки и последующего движения толкача и скрепера.

Общий вид учебного стенда приведен на рисунке 4.1.

Рис.4.1 - Общий вид учебного стенда стыковки и соосности движения комплекса скрепер-толкач

Структурно базовый вариант стенда включает персональный компьютер и контроллер. В полный комплект стенда входят осциллограф и частотомер. Разработанный стенд выполняет следующие функции:

- моделирование двух движущихся транспортных средств (скрепера и толкача) с датчиками движения, соприкосновения и параметров движения с отображением их на графических средствах персонального компьютера;

- передача информации с моделей транспортных средств на контроллер;

- обработка контроллером полученной информации по специальному алгоритму с отображением результата на световой и звуковой индикации контроллера и выводом ее на

стандартно подключаемые контрольно-измерительные приборы; Основные технические данные:

- в режиме стыковки:

- условная скорость движения транспортных средств на модели, км/ч..........................0-10

- точность фиксации и отображения скорости, км/ч.........................................................0,05

- количество групп датчиков соприкосновения по три в каждой группе, шт......................8

- количество световых индикаторов положения второго транспортного

- средства, во фронтальном положении, шт..............................................................8

- количество тональностей звукового сигнала, шт...............................................................8

- напряжение питания контроллера, В (постоянного тока /

переменного тока 50+1Гц)....................................................................................(10-30)/220;™

- потребляемая мощность контроллером, Вт.......................................................................10

- габаритные размеры контроллера, мм..................................................................220x130x80

- габаритные размеры стенда с учебным столом, мм... 1 ЗООх 1 ОООх 1200

В пятой главе «Оценка экономической эффективности результатов исследования» излагается социально-экономическая эффективность результатов исследований, которая определяется достигнутым снижением ущерба за счет создания безопасных условий труда и снижения заболеваемости.

Общий экономический ущерб, от внедрения предлагаемых технических решений, достигает 1 200 000 рублей на одном предприятии (на примере ООО «ДЭП-57» г.Орёл).

Общие выводы

1. Анализ травматизма и профзаболеваний при эксплуатации дорожно-строительной техники в АПК показал:

- самый большой процент числа травмированных операторов (38,2%), от общего количества пострадавших, приходится на предприятия Агропромстроя, причём (44,1%) от общего количества пострадавших, приходится на операторов скрепера и (35,3%) на операторов толкача;

- наибольшее количество травм (47.9%), происходящих с операторами скреперов и толкачей, приходится на такой травмирующий объект, как кабина;

- до 40% заболеваний прямо или косвенно связаны с неудовлетворительными условиями труда;

- в структуре нозологических форм профессиональных заболеваний и отравлений преобладают заболевания, связанные с физическими перегрузками и перенапряжением отдельных органов работающих (18,54%), а так же заболевания, связанные с воздействием физических факторов (43,25%).

Анализ вредных и опасных производственных факторов выявил, что основными факторами влияющими на операторов комплекса скрепер-толкач являются кратковременные ударные вибрации, возникающие при стыковке скрепера и толкача, поскольку скорость толкача превышает скорость скрепера на 7-8 км/ч.

2. Анализ методологий оценки аварийности, травматизма и безопасности труда операторов дорожно-строительной техники выявил наиболее приемлемый метод анализа видов, последствий и критичности отказов (АВПКО), который позволяет оценить влияние операции стыковки скрепера с толкачом на безопасность операторов самого процесса. Нарушение одной или нескольких характеристик операции, вызывает критическое последствие (С) для процесса стыковки, которое рассчитывается путем сравнения критичности ¡-го последствия С], с предельным значением Ск= 125.

3. Разработан новый способ управления сближением комплекса скрепер-толкач, который заключается в том, что формируется визуальная информация: о скорости движения скрепера и ее отображение для наблюдения машинистом толкача, об отклонении толкача от оси симметрии по специальному алгоритму, о полном соприкосновении скрепера с толкачом. Такой подход к управлению сближением комплекса скрепер-толкач позволил сформулировать систему управления как объект, относящийся к конечным управляющим автоматам (КУА), которые в общем виде описываются функцией переходов из одного состояния в другое и функцией выходов.

4. Разработано техническое устройство противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач, в конструкции которого применяется 4 энергопоглощающих устройства, имеющего следующие характеристики: материал элемента - сталь 40х, диаметр рабочей части 4 см, длина рабочей части 30 см, угол развёртки раскосов (рычагов) })=90°.

5. Анализ экспериментальных данных выявил, что показатели общей вибрации на сиденье скрепера в горизонтальной и вертикальной плоскостях и локальной вибрации на руле скрепера, в момент стыковки толкача со скрепером, значительно превышают требования ГОСТ, наибольшие их значения зафиксированы на низких частотах (до 40 Гц), к которым наиболее чувствительны все органы человека; после оснащения комплекса скрепер-толкач оборудованием нового способа управления сближением толкача со скрепером и техническим устройством противоударной защиты операторов, эти показатели не превышают нормативных значений.

Расчёт ожидаемой критичности (С) в процессе стыковки толкача со скрепером после корректирующих воздействий, связанных с внедрением оборудования нового способа управления сближением толкача со скрепером и технического устройства противоударной защиты операторов показал, что она равна (при отказе) 80 (при допустимой 125).

6. Разработан учебный стенд для исследования параметров процесса стыковки и последующего движения толкача и скрепера.

7. Ожидаемая экономическая эффективность от внедрения предлагаемых технических решений, достигает 1 200 000 рублей на одном предприятии (на примере ООО «ДЭП-57» г.Орёл).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Елисеев Д.В. Повышение безопасности труда операторов комплекса скрепер-толкач [Текст] / Загородних А.Н., Елисеев Д.В. // Сборник материалов III Международной выставке-Интернет-конференции «Энергообеспечение и строительство», часть 2. - Орёл, 2009, -С.155-160.

2. Елисеев Д.В. Анализ основных направлений повышения эффективности и безопасной работы скреперов [Текст] / Загородних А.Н., Елисеев Д.В. // Сб. научн. трудов Международной научно-практической конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте», том 5. - Одесса, 2010, - С.84-89.

3. Елисеев Д.В. Толкач скрепера [Текст] / Елисеев Д.В., Загородних А.Н., Тюриков Б.М.. Загородних H.A. // Заявка № 2010134047/03(048374). - Положительное решение о выдаче патента от 14.09.2010 г.

4. Елисеев Д.В. Травматизм при эксплуатации системы скрепер-толкач [Текст] / Загородних А.Н., Елисеев Д.В. // Охрана труда и техника безопасности в сельском хозяйстве. -2011. -№ 1,- С.117-124.

5. Елисеев Д.В. Инженерно-технические решения для улучшения условий труда операторов системы скрепер-толкач [Текст] /Загородних А.Н., Елисеев Д.В. // Охрана труда и техника безопасности в сельском хозяйстве. - 2011. - №2. - С.125-133.

6. Елисеев Д.В. Экспериментальные исследования работы системы скрепер-толкач в производственных условиях [Текст] /Загородних А.Н., Елисеев Д.В. // Учёные записки Орловского государственного университета. Серия «Естественные, технические и меднаинише науки», №4. - Орёл, издательство ОГУ, 2011, С.272-281.

Подписано в печать 17.06.2011 г. Формат 60x80 1/16 Печать оперативная. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Объем 1,13 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 52 Отпечатано с готового оригинал макета на полиграфической базе редакционно-издательского отдела ФГБОУ ВГЮ «Орловский государственный университет» 302026 г. Орел, ул. Комсомольская, 95 Тел. (4862) 74-45-08

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Применение дорожно-строительной техники в агропромышленном комплексе.

1.2 Анализ производственного травматизма и профзаболеваний при эксплуатации дорожно-строительной техники в агропромышленном комплексе.

1.3 Анализ вредных и опасных факторов, влияющих на операторов дорожно-строительной техники.

1.4 Анализ существующих систем и устройств, снижающих динамические нагрузки при стыковке толкача со скрепером.

Глава 2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОПАСНОСТЕЙ ПРИ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЕ СКРЕПЕРА И ТОЛКАЧА.

2.1 Методология оценки аварийности, травматизма и безопасности труда операторов дорожно-строительной техники.

2.2 Разработка способа контроля безопасной стыковки комплекса скрепер-толкач.

2.2.1 Анализ взаимодействия комплекса скрепер-толкач.

2.2.2 Представление системы управления в виде конечного управляющего автомата.

2.2.3 Схемы микроавтоматов сближения толкача и скрепера.

2.2.4 Принципиальная электрическая схема системы контроля стыковки и соосности движения комплекса скрепер-толкач.

2.3 Разработка оборудования для контроля стыковки комплекса скрепер-толкач.

2.4 Разработка устройства противоударной защиты операторов комплекса скрепер-толкач.

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ КОМПЛЕКСА СКРЕПЕР-ТОЛКАЧ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ.

3.1 Экспериментальные исследования по измерению виброускорения при стыковке комплекса скрепера и толкача.

3.2 Результаты анализа видов, последствий и критичности отказов (АВПКО) комплекса скрепер-толкач.

3.3 Математическая обработка результатов экспертных заключений методом шкальных оценок.J.

3.4 Математическая обработка результатов экспериментальных исследований.

Глава 4. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ УЧЕБНОГО СТЕНДА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА СТЫКОВКИ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО СООСНОГО ДВИЖЕНИЯ ТОЛКАЧА И СКРЕПЕРА.

4.1. Учебный стенд стыковки и соосности движения комплекса скрепер-толкач».

4.2. Инструкция пользователя учебным стендом.

4.3. Описание алгоритма программы микроконтроллера.

4.4. Алгоритм программы и её загрузка в микроконтроллер.

Глава 5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Развитие агропромышленного комплекса ( АПК ) сопровождается возведением и реконструкцией таких объектов, как территориальные дороги. За последние годы в стране построено и реконструировано 47 тыс. км автодорог, находящихся в ведении АПК.

Принятие и реализация Президентской программы «Дороги России» сыграли ключевую роль в строительстве, реконструкции, ремонте и содержании территориальных дорог АПК.

Скреперы сегодня является наиболее эффективной и распространенной системой производства земляных работ при строительстве этих объектов, причём в экономическом отношении их работа более выгодная, чем комбинация погрузочных и транспортирующих машин. Объем земляных работ, выполняемых скреперами в АПК, достигает 30-50 % общего объема.

Ручное управление этими агрегатами требует высокого мастерства операторов, поскольку они контролируют большое число непрерывно меняющихся параметров, связанных с изменением глубины резания или скорости движения скрепера. Такая особенность труда операторов приводит к их утомляемости, в результате чего выбранные ими режимы часто не располагаются в оптимальной области. Это приводит к тому, что происходит буксование движителей скрепера. Самоходные скреперы, ковши которых заполняются за счёт тягового усилия, требуют использования трактора-толкача при наборе грунта. Практическое отсутствие в России специальных толкачей вынуждает использовать для этих целей бульдозеры.

Однако в момент стыковки скорость толкача может на 7-8 км/ч превышать скорость скрепера, что приводит к большим динамическим нагрузкам металлоконструкции, трансмиссии, привода и в конечном итоге травмированию операторов этих агрегатов, за счёт воздействия на них кратковременных ударных вибраций.

Статистика показывает, что в период с 2005г. по 2010г. в нашей стране зарегистрировано 119 несчастных случаев происшедших с операторами скреперов и бульдозеров. Анализ травматизма операторов при эксплуатации скреперов и толкачей показал, что самый большой процент числа травмированных операторов (38,2 %), от общего количества пострадавших, приходится на предприятия Агропромстроя, причём (44,1%) от общего количества пострадавших приходится на операторов скрепера и (35,3%) на операторов бульдозера, где 41% пострадавших приходится на операторов. Наибольшее количество травм, происшедших с операторами скреперов и бульдозеров (47,9%) приходится на такой травмирующий-объект, как кабина.

Разработка способа контроля стыковки комплекса скрепер-толкач и устройства противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач, позволит улучшить условия и охрану труда операторов за счёт безопасной стыковки, комплекса скрепер-толкач и исключения в момент стыковки воздействия на них кратковременных ударных вибраций, что позволит исключить их травмирование. Это и определяет актуальность выбранного направления исследования.

Диссертационная работа выполнена в ГОУ ВПО Орловском государственном университете.

Цель работы — улучшение условий и охраны труда операторов комплекса скрепер-толкач путём инженерно-технических решений.

Задачи исследования:

1. Провести анализ производственного травматизма и профзаболеваний, вредных и опасных факторов при эксплуатации дорожно-строительной техники в АПК; •

2. Теоретически обосновать применение метода анализа видов, последствий и критических отказов комплекса скрепер-толкач;

3. Разработать новый способ контроля стыковки комплекса скрепер-толкач для создания безопасных условий труда операторам;

4. Разработать техническое устройство противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач;

5. Провести экспериментальные исследования по оценке эффективности применения и использования разработанных технических устройств при эксплуатации дорожно-строительной техники в АПК; I

6. Разработать и внедрить учебный стенд для исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера;

7. Провести расчёт ожидаемой экономической эффективности результатов исследования.

Объект исследования. Условия и охрана труда операторов комплекса скрепер-толкач.

Предмет исследования. Техническое состояние комплекса скрепер-толкач.

Научная новизна:. I

- предложена методика и результаты анализа видов, последствий и критических отказов комплекса скрепер-толкач;

- предложена методология разработки: способа контроля стыковки скрепера с толкачом и технического устройства^ противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач для создания безопасных условий труда оператора;

- проведена экспериментальная и экспертная оценка эффективности применения способа контроля стыковки комплекса скрепер-толкач и устройства противоударной защиты оператора;

- разработан учебный стенд для исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Практическую ценность работы представляет разработанные способ контроля стыковки комплекса скрепер толкач и техническое устройство противоударной защиты операторов комплекса скрепер толкач, позволяющие улучшить условия труда операторов и учебный стенд для исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера.

Результаты работы реализованы в натурных образцах функционирующих устройств, экспериментальном стенде для исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера.

Методы исследований. Исследования проводились с применением математической статистики и теории вероятности, математического моделирования, метода анализа видов, последствий и критических отказов (АВПКО). Обработка результатов исследований осуществлялась при помощи стандартных программных пакетов ПК.

К защите предъявляются следующие научные результаты:

1. Анализ производственного травматизма и профзаболеваний, вредных и опасных факторов при эксплуатации дорожно-строительной техники в АПК;

2. Метод анализа видов, последствий и критических отказов комплекса скрепер-толкач;

3. Способ контроля- стыковки скрепера с толкачом для создания безопасных условий труда операторам;

4. Техническое устройство противоударной защиты операторов, в комплексе скрепер-толкач;

5. Экспериментальные исследования !по оценке эффективности применения способа контроля стыковки комплекса скрепер-толкач и устройства противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач;

6. Учебный стенд для исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера;

7. Расчёт экономической эффективности результатов исследования.

Внедрение.

Оборудование для контроля стыковки «комплекса скрепер-толкач и противоударной защиты операторов внедрено в производство и используется в ООО «ДЭП-57» (Дорожно-эксплуатационное предприятие) г.Орёл (Приложение 1).

Учебный стенд стыковки и соосности движения комплекса скрепер-толкач используется в учебном процессе при подготовке специалистов, обучающихся в ОрёлГТУ по специальности 170900 «Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» в лекциях, лабораторных и практических занятиях, а так же при проведении курсового и< дипломного проектирования. !

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на следующих международных научно-практических конференциях: Научно-технической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов «Неделя науки», Орёл: ГОУ ВПО ОГУ, 2008-2009, III Международной выставке-Интернет-конференции «Энергообеспечение и строительство», (2009 г.), г.Орёл; Международной научно-практической конференции- «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте -2010», (2010 г.), г.Одесса; Научной конференции профессорско -преподавательского состава Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, Санкт-Петербург: СП ГАУ, 2011.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 печатных работах, получен патент на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация» содержит введение, 5 глав, общие выводы, список литературы из 113 наименований и 4-х приложений. Основной текст изложен на 147 страницах и включает 61 рисунок и 17 таблиц.

Общие выводы

1. Анализ травматизма и профзаболеваний при эксплуатации дорожно-строительной техники в АПК показал:

- самый большой- процент числа травмированных операторов - (3 8,2%), от общего количества пострадавших, приходится на предприятия Агропромстроя, причём (44,1%). от общего количества пострадавших, приходится на операторов скрепера и (35;3%) на операторов толкача;

- наибольшее: количество травм (47.9%), .происходящих с операторами скреперов» и> толкачей» приходится, на такой травмирующий объект, как кабина; до 40%? заболеваний- прямо или косвенно связаны с неудовлетворительными условиями труда;

- в, структуре нозологических форм, профессиональных заболеваний и отравлений преобладают заболевания, связанные с физическими перегрузками и перенапряжением, отдельных органов работающих (18,54%); а так же заболевания, связанные' с воздействием физических факторов (43,25%).

Анализ вредных и опасных факторов* выявил, что основными факторами влияющими на операторов комплекса скрепер-толкач являются: кратковременные ударные вибрации, возникающие при стыковке скрепера и толкача, поскольку скорость толкача превышает скорость, скрепера на 7-8 км/ч. 1

2'. Анализ, методологий оценки аварийности, травматизма и безопасности труда операторов дорожно-строительной- техники^ выявил наиболее приемлемый метод анализа видов, последствий и критичности отказов (АВПКО), который позволяет оценить влияние операции стыковки скрепера с толкачом на безопасность операторов самого процесса. Нарушение одной или нескольких характеристик операции, вызывает критическое последствие (С) для процесса стыковки, которое рассчитывается путем сравнения критичности ¡-го последствия С;, с предельным значением Ск= 125. I

3. Разработан новый способ управления сближением комплекса скрепер-толкач, который заключается в том, что формируется визуальная информация: о скорости движения скрепера и ее отображение для наблюдения машинистом толкача, об отклонении толкача от оси симметрии по специальному алгоритму, о полном соприкосновении скрепера с толкачом. Такой подход к управлению^ сближением комплекса скрепер-толкач позволил сформулировать систему управления как объект, относящийся к конечным-управляющим автоматам (КУА), которые в общем виде описываются- функцией переходов из одного состояния в другое и I функцией выходов.

4. Разработано техническое устройство противоударной, защиты операторов в комплексе скрепер-толкач, в конструкции которого применяется 4 энергопоглощающих устройства, имеющего* следующие характеристики: материал элемента — сталь 40х, диаметр рабочей части 4 см, длина рабочей части 30 см, угол развёртки*раскосов.(рычагов) Р=90°.

5. Анализ экспериментальных данных выявил, что показатели общей вибрации на сиденье скрепера в горизонтальной и вертикальной плоскостях и локальной вибрации на руле скрепера, в мрмент стыковки толкача со скрепером, значительно превышают требования' ГОСТ, наибольшие их значения* зафиксированы на низких частотах (до 40 Гц), к которым наиболее чувствительны все органы человека; после оснащения комплекса скрепер-толкач оборудованием нового способа управления* сближением толкача со скрепером и техническим устройством противоударной защиты операторов, эти показатели не превышают нормативных значений.

Расчёт ожидаемой критичности (С) в процессе стыковки толкача со скрепером после корректирующих воздействий, связанных с внедрением оборудования нового способа управления сближением толкача со скрепером и технического устройства противоударной защиты операторов показал, что она равна (при отказе) 80 (при допустимой 125).

6. Разработан учебный стенд для исследования параметров процесса стыковки и последующего движения толкача и скрепера.

7. Ожидаемая экономическая эффективность от внедрения предлагаемых технических решений, достигает 1 200 ООО рублей на одном предприятии (на примере ООО «ДЭП-57» г.Орёл).

131

1. Национальная программа совершенствования и развития сети автомобильных дорог России на период до 2010 г. «Дороги России XXI века» Москва, 2001 год.

2. Хмара J1.A., Колесник Н.Л., Станевский В;Л. Модернизация и повышение производительности строительных машин. Киев: Буд1вельник, 1992.-152с.

3. Баловнев В.И., Ронинсон Э.Г., Толмачев А.И. и др. Современные скреперы с механизированной загрузкой; — М: ЦНИИТЭСтроймаш, 1990: -41с.

4. Залко А.И., Ронинсон Э.Т. Современные скреперы. — М.: ЦНИИТЭСтроймаш, 1983.-51с. '

5. Western Constraction, 1989, № 8, p. 45-47.10: Петренко, В:Ф. Исследование системы машин "толкач-скрепер": Дисс. канд. техн- наук. - М.: МИСИ, 1975. - 173 с.

6. Забегалов Г.В., Калинин B.C., и др. Бульдозер толкач ДЗ — 125. — Строительные и дорожные машины;, 1981, № 9, с. 7—8 •

7. Загородных А.Н., Севрюгина Н:С., Загородних H.A. Теоретические основы повышения безопасности и эффективности работы самоходной техники.- Орел: Орел ГТУ. — 2005. 301 с.

8. Доклад «О реализации государственной политики в области охраны труда Российской Федерации в 2008 году». — М: Министерство здравоохранения и социального развития РФ. — 2009. — 59 С.

9. Загородних А.Н., Елисеев: Д.В. Повышение безопасности? труда операторов комплекса скрепер-толкач: Сборник; материалов; «Энергообеспечение и строительство»^. III Международная* выставка-Интернет-конференция, часть 2. — Орёл^ 2009^ с.155-160.

10. Загородних A.Hl, Елисеев; Д.В. Повышение безопасности^ труда, операторов- комплекса скрепер-толкач. Сборник материалов; «Энергообеспечение и строительство», III Международная выставка-Интернет-конференция, часть 2. Орёл, 2009., - с. 155-160:

11. ГОСТ 12.0.003-74 «ССБТ. Опасные и вредные производственные» факторы» (CT СЭВ 790-77) Классификация.19; А.С.СССР № 1303677. Ковш скрепера. Попов В IL, Артёмьев K.A., Завьялов А.М. Опубл. в Б.И;, 15.04.1987.,

12. А.С.СССР № 1694790. Рабочее оборудование скрепера. Глебов В.Д., Тархов А.И., Иванова В.М. и др: Опубл. в Б.И., 30.11.1991.I

13. А.С.СССР № 1684435. Сцепное устройство. Мелашевич В.В., ХмараШ.А., Жиляев В.В. Опубл. в Б;И:,Л5.10;199Г.

14. А.С.СССР № 1481335. Скрепер. Глебов В.Д., Иванова В.М., Тархов

15. A.И. и др. Опубл. в Б.И., 23.05.1989.

16. А.С.СССР № 1469036. Скрепер. Щемелёв A.M., Любченко A.A., Щемедёв A.A. Опубл. в Б.И., 30.03.1989.

17. А.С.СССР № 1460132. Самоходной скрепер. Щемелёв A.M., Берестов Е.И., Щемелёв A.A. Опубл. в Б.И., 23.02.1989.

18. А.С.СССР'№ 1691479. Скрепер. ГлебовВ.Д., Тархов А.И., Иванова В1М. шдр. Опубл. bsB.H.1, 15.11.1991.

19. A.C. №' 219453; Упругий буфер: Полянин В.А., Орловский A.C. Опубл. вБ.И. 30:05.1968. Бюллетень № 18.

20. A.C. № 1004544. Рабочий орган толкача. Розенфельд Н.В., Нике

21. B.В., Гречишников Б.А. Опубл. в Б.И. 15.03.1983. Бюллетень №10.

22. A.C. № 1082906. Скреперный агрегат. Щемелёв A.M., Берестов Е.И. Опубл. в Б.И. 10.03.1984. Бюллетень № 12.

23. A.C. № 1456514. Толкач скрепера. Глебов В.Д.-, Ивашова В.М., Ветлицын A.M. Опубл. в Б.И. 07.02.1989. Бюллетень № 5.

24. A.C. № I754556. Рабочий орган «толкача1. Резенфельд Н:В:, Дубовик

25. C.B. Опубл. в B.W. 15.08.1992. Бюллетень № 30.

26. A.C. № 1216991'. Скреперный агрегат Шемелёв A.M. Берестов Е.И., Шепелёв A.A. Опубл. в Б.И. 07.03.1986. Бюллетень № 9.

27. Шкрабак B.C. и др. Динамика летального травматизма по видам мобильной техники и сельскохозяйственного оборудования // Сборник научных трудов. С-ПбГАУ. - 1998. -С. 177-1821.

28. Гальянов И:В. Прогнозирование числа- дорожно-транспортных происшествий и пострадавших в» них // Сборник научных, трудов-«Теоретические и. практические аспекты охраны труда в АПК». — 1995. -Орёл: ВНИИОТ. С.96-101.

29. Гальянов И.В. К вопросу об управлении безопасностью труда на транспортных работах // Сборник научных трудов «Вопросы управления безопасностью труда на транспортных работах».- 1998. Орёл: ВНИИОТ.- 0.82.90.

30. Илларионов В.А., Куперман А.И., Мишурин В.М. Правила дорожного движения и основы безопасного управления автомобилем.- М: -Транспорт, 1995.-445 с.

31. Амбарцумян В.В. и др. Безопасность дорожного движения // М: Машиностроение: 1997. - 228 с.

32. Олянич Ю;Д. Снижение риска травмирования механизаторов путём усовершенствования техники и технологии // Автореферат диссертации«. докт. техн. наук.-С-И. 1998; - 67 с.

33. Ермаков Ф;Х. Повышение безопасности движения? на перекрёстках улиц, пешеходных: переходах и пересечениях дорог путём совершенствования организационно-технических; мероприятий^ // Диссертация докт. техн; наук.- С-П, 1998.- 530 с.

34. Гальянов И.В., Шкрабак B.C. и др. Анализ причин несчастных случаев в АПК // Сборник научных трудов «Проблемы охраны труда труда в АПК и пути их решения».- С-ПбГАУ. 1999:- С.83-93;

35. Шкрабак: B.C. и др. Анализ- состояния- охраны труда в АПК // Сборник научных трудов. С-ПбГАУ. - 1999. - С.229-235.

36. Шкрабак В.В. Повышение безопасности операторов, мобильных сельскохозяйственных агрегатов за счёт инженерно-технических мероприятий // Диссертация; канд. техн. наук. С-П. - 19991 - 167 с.

37. Лопатин А.Н. Повышение безопасности операторов средствIмеханизации мелиоративных работ за счёт инженерно-технических мероприятий // Автореферат диссертации канд. техн. наук. С-П. - 2001. - 18 с.

38. Амбарцумян В.В. и др. Системный анализ проблем обеспечения безопасности дорожного движения // Учебное пособие для вузов.- С-ПРАУ. -1999.-351 с.

39. Афанасьев В.Н. Анализ временных рядов* и прогнозирование // М: Финансы и статистика. — 2001.-228 с.

40. Клинковштейн Г.И. Организация дорожного движения // Учебник для вузов.- М.:Транспорт. 2001.-246 с.

41. Новиков O.A., Уваров В.Н: Вероятностные методы решения задач автомобильного транспорта,- М.:Транспорт. 1979.-199 с.

42. Бочаров В.И. Вероятностный метод оценки электробезопасности защитных заземлений // Сборник научных трудов институтов охраны труда ВЦСПС.- М. 1986,- С.84-86.

43. Уемов А.И. Системный подход и общая теория систем / А.И.Уемов.- М.:Мысль. 1978.-271 с.

44. Рябцев Б.И. Комплексная эргономическая оценка сельскохозяйственной техники /ВКН/ Комплексные оценки, уровня* безопасности технологических процессов и оборудования // Сборник ВЦСПС, ВЦНИИОТ, ВНИИОТ.-Тбилиси. 1997.

45. Улицкий Е.Я. Научные основы безопасности машин- и механизированных процессов в сельскохозяйственном производстве // Труды ВИМ, т.46.- М. 1970.- С.336-365.

46. Улицкий Е.Я., Иткин Б.А. Техника безопасности на предприятие сельского хозяйства. М.: Колос. - 1970.-159 с.

47. Копылов Г.Н., Шкрабак B.C., Вайткус П. Теоретический аналзЕЗЕраспределения травматизма в сельскохозяйственном производстве и егзг~-«суправляющий прогноз // Научные труды Литовской СХА «Охрана трудам: т.З.- Вильнюс: Мокслас. 1990. - С.37-44.

48. Русак О.Н. Разработка критериев оценки условий труда //Тезис докладов Всесоюзной^межвузовской конференции по охране труда.- Казань. 1974'. С. 14.59: Русак О.Н. Труд без опасности. Л'.: Лениздат. - 1986.- С.92.

49. Носов В.Б. Безопасность труда // Под ред. Амбарцумяна В В.- К/Е

50. Машиностроение. 1994.- С. 144.

51. Юрков. М.М: Улучшение условий и охраны труда оператор о: мобильных сельскохозяйственных, агрегатов за счёт совершенствова! методов их оценки; и инженерно-технических мероприятий // Диссерта1 докт.техн.наук.- СПб. 1997.I

52. Канарев Ф.М, Бугаевский В.В., Пережогин М.А. и др. Охрана трудд.^ // Под ред. Ф.М.Канарева, 2 издание.- М.: АгрсУпромиздат. 1998.- 351' с:

53. Елисейкин В.А., Дапкунас И.В., Чепелев Н.И. и др> Алгори-:управления безопасностью деятельности сельскохозяйственного предприятие^^: //Информационный» листок№77-91.- Красноярск: ЦНТИ. -1991.- 4 с.

54. Лурье А.Б. Моделирование сельскохозяйственных агрегатов и систем управления // Лурье А.Б., Нагорский Н.С., Озеров В.Г.: Под редгщ; Лурье А.Б.- Л.: Колос. 1979.-312 с.I

55. Елисейкин В.А., Дапкунас И.В., Чепелев Н.И. Общая' концепциез^Е:прогнозирования чрезвычайных ситуаций в сельскохозяйственном производстве // Информационный листок №68-91.- Красноярск: ЦНТИ. -1991.-4 с.

56. Копылов Г.Н. Обоснование прогнозирующей полосы рассеивания коэффициента частоты травматизма в сельскохозяйственном производстве //

57. Браун Дэвид Б. Анализ и разработка систем обеспечения техники безопасности // Перевод с английского-Жовинского А.Н. «Системный подход к технике безопасности».- М.: Машиностроение. 1979. - 360.с.

58. Wissner I.E. «How System Safety Relates to Industrial Safety», National Safety News, May, 1966.

59. Peters G.A. and Hall F.S. «Design1 for Safety» Prodyct. Engineering, Sept. 1965.

60. Rockwell T.N. «А System Approach to Minimising Safety Effectivenes», ASSE Journal, Dek.l961.

61. Miger B. «Weapons System Assurance», ASSE Journal, Feb.1969.

62. Гогиташвили F.F. Количественная оценка уровня охраны тргудд // Комплексная оценка безопасности технологических процессов и оборудования.- Тбилисш 1974.- С. 153-156.

63. Елисейюшг В.А, Котович. А.Н., Курбатов М.П. т др Применение программ ируемых микрокалькуляторов* в задачах управления охраной труда // Мёханизация и электрификация-сельского хозяйства.-1987. №11.- С.21• I23. ' . ; ': '

64. Шкрабак B.C., Елисейкин В.А., Чепелев Н.И. Способ оценки состояния; охраны трудам на- производственных объектах с применением персональных компьютеров // Информационный листок №188-91.-Красноярск: ЦНТИ. 1991. - 2 с.

65. Вышинский В.В., Чернявский В.Б. Управление безопасностью труда на промышленном предприятии (Техника безопасности).-К.:Техника.,1985.-127 с.

66. Левицкий A.A., Сибаров Ю.Г. Охрана труда в локомотивном хозяйстве // Третье издание переработанное и дополненное. М. ¡Транспорт.- 1989.-216 с.

67. Бектобеков Г.В., Борисова H.H., Кортков В.И. и др. // Под общей редакцией Русака О.Н. «Справочная книга по охране труда». М.: Машиностроение.* - 1989. - 452 с.

68. Козлов В.И: Модели и алгоритмы решения задач безопасности труда. Рига: Зинате. - 1978: - 131' с.

69. Козлов В:, Марквард Э. Методика* исследований и оценка санитарно-гигиенических условий труда на основе социологических анкет /Теория.и:практика охраны труда. — Рига. 1979. - С. 35-46.

70. Эргономическая оценка уровня качества промышленной продукции и технологических процессов.- Методические рекомендации/Под редакцией« Мунипова В.М. -,Ж: ВНИИТЭИ. 1980. - 44 с.

71. Мальцева О.М., Строкина А.Н., , Позднякова Р.З. и др. Методические рекомендации по. оценке соответствия производственного оборудования.эргономическим требованиям. М.: ВЦНИИОТ ВЦСПС. -1982.- 59 с.

72. Вермов Г.П. и др. Критерии оценки безопасности труда в угольных шахтах /Безопасность труда в промышленности. 1974. - № 10. - С.41.

73. Ушаков К.З., Сафонский В.И. Прогноз безопасности труда и оценка технических решений /Безопасность труда в промышленности. — 1972 № 11. - С.18-21.

74. Тополкароев А.Т. и др. Научные основы комплексной оценки производственной безопасности / Улучшение условий труда в горячих производствах и горнодобывающей промышленности. — Тбилиси. 1975. -С.61-69.

75. Тополкароев А.Т. и др Количественная оценка производственной безопасности / Улучшение условий труда, в горячих производствах игорнодобывающей промышленности. Тбилиси. - 1975. - С.70-76.

76. Александровская JI.H., Аронов И.З., Елизаров А.И. и др. Статистические методы анализа безопасности сложных технических систем. М. Логос. - 2001. - 232 С.

77. Загородних А.Н., Елисеев Д.В. Инженерно-технические решения для улучшения условий труда операторов системы скрепер-толкач. // Охрана труда и техника безопасности в сельском хозяйстве. 2011. - №2. - С. - .

78. Лазарев' B.F., Пийль Е.И. Синтез управляющих автоматов. М.Энергия, 1978.

79. Перегудов» ФЛЯ;, Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ: / Учебное пособие для вузов — М.: Высшая школа 1989. — 367 с.

80. Нечеткие множества и теория возможностей. Последние достижения. / Под. Ред. Ягера Р. Я. -М.: Радио и связь, 1986.

81. Прикладные нечеткие- системы / пер. с япон. под ред. Т. Тэрано, К. Асан, М. Сугэно М.: Мир, 1993. - 368 с.1021 Сташин В.В. иг др. Проектирование цифровых устройств наjоднокристальных1 микроконтроллерах. — М.: Энергоатомиздат, 1990. 224 с.

82. Игнатов А. П. Микропроцессорные* устройства связи и радиовещания. Томск.: Радио и связь. Томское отделение, 1990. - 400 с.

83. Заявка № 2010134047/03(048374). Толкач скрепера. Елисеев Д.В.,I

84. Загородних А.Н., Тюриков Б.М:. Загородних H.A. Положительное решение о выдаче патента от 14.09.2010 г.

85. ГОСТ Л2.1.012-90 « ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования».

86. ГОСТ 25100-95 "Грунты. Классификация".

87. ГОСТ 5180-84 "Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик".

88. ГОСТ 12536 79 "Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава".

89. Завадский Ю.В. Статическая обработка эксперимента. Учебное пособие. М.: Высшая школа, 1976. — 270 с.

90. Румшинский JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента. — М.: Высшая школа, 1971. — 192 с.

91. ГОСТ 8.207-86. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения. — М.: издательство стандартов, 1986. — 9 с.

92. Constraction Methods and Equipment, 1974, № I, p. 18-19.iiо внедрении завершённой научной работы; в производство

93. Наименование: внедрённого мероприятия: Устройство системы контроля- й: стьгковкИ; скрепера с толкачом и устройство противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач.

94. Наименование орга11нзац11и внед|рившей разработку и сё адрес: ООО <<ДЭТШ57>> ЩЬрожногэксплуатац^

95. Срок:ивиедрения:май-июнБ201№го

96. В соответствии с изложенным, обе сторонБ1Считают, что ; внедрение фукционируемого оборудования устройства;; системы ^контроля и стыковки скрепера с; толкачом и: устройствапротйвоударной зЩйтьгоператоров в :комплексе?скрбпер^ол

97. Разработанное .оборудование рекомендуется; использования в дорожно-эксплу;шшщоннь1Х: агропромБШленнош^комплексарегиона;

98. Представительорганизаци и р ОЩШя&нер?1. Исполнители:^р^таШЩководш канд;тЬхншаук, доцент:1. Соискательдля. широкрго организациях1. ЛоктезА.А.1. ЗагороднихА.Н.

99. Рис. П 2.1. Функциональная схема микроавтоматов МА1 и МА4

100. Рис. П 2.2. Функциональная схема микроавтомата МА2а2