Пути повышения эффективности устройств защиты оператора при опрокидывании лесопромышленного трактора

Модернизация конструкции устройства защиты оператора при опрокидывании лесной машины. Применение энергопоглощающих опор двухстороннего действия, позволяющих снизить риск нанесения травм работнику на тракторе в случае возникновения аварийной ситуации.

Рубрика Безопасность жизнедеятельности и охрана труда
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 27.07.2017
Размер файла 348,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пути повышения эффективности устройств защиты оператора при опрокидывании лесопромышленного трактора

И.Г. Скобцов

Аннотация

Статья посвящена совершенствованию конструкции устройства защиты оператора при опрокидывании лесной машины путем применения энергопоглощающих опор двухстороннего действия, позволяющих снизить риск нанесения травм оператору в случае возникновения аварийной ситуации. Эффект аварийного энергопоглощения достигается в ходе пластического деформирования элементов опор. Представлена конструкция, описан принцип действия опор по созданию дополнительного защитного эффекта в случае возникновения аварийной ситуации.

Ключевые слова: устройство защиты при опрокидывании, лесная машина энергопоглощающая опора, конструкция, пластическая деформация.

Для лесной техники, работающей в условиях пересеченной местности, характерны такие аварийные ситуации, как опрокидывание и удар кабины о грунт, падение на кабину деревьев, веток и сучьев. При этом велика опасность нанесения повреждений оператору лесопромышленного трактора. Одним из путей повышения безопасности труда является оснащение кабин лесных тракторов устройствами защиты при опрокидывании (ROPS - Roll-Over Protective Structure), которые бы позволяли, согласно требованиям действующих стандартов [1, 2], выдерживать определенные внешние нагрузки и поглощать определенное количество потенциальной энергии при деформировании. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, проводившихся в данной области [3] показали, что, зачастую, не все кабины отечественных лесозаготовительных машин в полной мере отвечают требованиям безопасности.

Возможные пути повышения эффективности устройств защиты оператора представляются автору работы следующими:

1) оптимизация геометрических параметров ROPS (с применением методов механики разрушения [4, 5] или теории катастроф [6 - 8]);

2) использование при проектировании и производстве конструкций материалов с высокими прочностными свойствами;

3) использование в системе ROPS дополнительных элементов (например, опорных устройств), дающих возможность создания дополнительного эффекта аварийного энергопоглощения в случае опрокидывания машины.

Остановимся на последнем из вышеперечисленных путей. Предлагаемое в данной работе опорное устройство может применяться в лесопромышленном комплексе на лесосечных машинах, машинах первичного транспорта леса, а также на лесохозяйственных тракторах при проведении лесовосстановительных работ.

Устройство (рис.1) для установки кабины 1 на раме лесопромышленного трактора включает в себя болт крепления кабины 3, опорную гайку 4, направляющую 5, амортизатор 6, фильеру 7, стержень 8, трубу 9, стакан 10 и боковые крышки-ограничители 11.

Кабина 1 вместе с каркасом безопасности (системой ROPS) 2 крепится болтом 3 к опорной гайке 4, установленной внутри направляющей 5 на амортизаторе 6.

Направляющая 5 оснащена боковыми крышками-ограничителями 11, исключающими перемещение конструкции в плоскости, перпендикулярной направлению движения машины.

К нижней части направляющей 5 посредством резьбового соединения крепится первый энергопоглощающий элемент - стержень 8, имеющий гладкий и нарезной цилиндрические участки, а также конический участок, совпадающий с сужающимся каналом фильеры 7.

Фильера 7 имеет внутренний канал с конической рабочей зоной, а также наружную коническую рабочую зону (рис.1).

Фильера размещена в верхней развальцованной части трубы 9 - второго энергопоглощающего элемента - таким образом, чтобы ее наружная рабочая зона совпадала с границей развальцованного участка трубы 9, при этом оси фильеры 7, стержня 8 и трубы 9 должны совпадать. Труба 9 и фильера 7 со стержнем 8 установлены в стакане 10, жестко закрепленном на раме машины.

Рис. 1 Конструкция опоры двухстороннего действия
оператор лесной риск аварийный
Работа предлагаемой энергопоглощающей опоры осуществляется следующим образом. В случае возникновения аварийной ситуации, например, опрокидывания машины, кабина подвергнется воздействию боковой ударной нагрузки F (рис.2) со стороны грунта. Сила F вызовет реакции в опорах: одна из них будет работать на растяжение (реакция R1), другая - на сжатие (реакция R2 на рис.2).
Под действием реакции R1 защитный пояс 2 кабины 1, связанный болтом 3 и гайкой 4 с направляющей 5, начнет оказывать растягивающее воздействие на стержень 8, также связанный с направляющей 5. В результате воздействия стержень 8 начнет пластически деформироваться - удлиняться, перемещаясь в осевом направлении сквозь сужающийся канал неподвижной фильеры 7, создавая предохранительный эффект аварийного энергопоглощения.
Под действием реакции R2 защитный пояс 2 кабины 1 вместе с болтом 3 и опорной гайкой 4 начнут оказывать сжимающее воздействие на амортизатор 6, находящийся внутри направляющей 5. Амортизатор 6 будет деформироваться до тех пор, пока защитный пояс 2 не коснется направляющей 5, после чего направляющая 5 начнет силовое воздействие на фильеру 7, перемещая ее вниз в осевом направлении по трубе 9. Труба 9 начнет пластически деформироваться - развальцовываться - в результате воздействия фильеры 7, поглощая энергию удара.

Таким образом, в случае опрокидывания лесозаготовительной машины, ударная нагрузка, действующая на кабину, будет направлена на формоизменение стержня 8 и трубы 9, тем самым, создавая эффект поглощения основной части энергии удара в результате пластического деформирования стержня 8 и трубы 9 волочением.

Рис.2 Схема возникновения аварийной ситуации

В случае падения на кабину 1 массивного предмета обе опоры будут работать на сжатие, при этом защитный эффект будет произведен путем пластического деформирования труб 9 в обеих опорах.

Выводы. Проблема технического перевооружения российского лесного комплекса в условиях доминирования иностранной лесозаготовительной техники [9, 10] требует скорейшего решения вопросов проектирования, производства и эффективной эксплуатации современных отечественных машин для леса. Проектирование конкурентоспособных лесных машин должно производиться в обязательном соответствии с требованиями международной системы стандартов по безопасности. В статье обосновывается необходимость включения в систему ROPS лесопромышленного трактора дополнительного устройства защиты оператора - энергопоглощающей опоры. Представлена конструкция опоры, описан принцип ее действия по созданию дополнительного защитного эффекта в случае возникновения аварийной ситуации.

Работа выполнена при поддержке Программы стратегического развития (ПСР) Петрозаводского государственного университета в рамках реализации комплекса мероприятий по развитию научно-исследовательской деятельности на 2012 - 2016 г.г.

Литература

1. ISO 8082-1:2009 Self-propelled machinery for forestry - Laboratory tests and performance requirements for roll-over protective structures - Part 1: General machines.

2. ISO 8083:2006 Machinery for forestry - Falling object protective structures (FOPS) - Laboratory tests and performance requirements.

3. Питухин А.В., Шиловский В.Н., Скобцов И.Г., Кяльвияйнен В.А. Повышение эксплуатационной технологичности лесозаготовительных машин. Петрозаводск: Петропресс, 2012. 240 с.

4. Pitukhin A. V. Fracture Mechanics and Optimal Design // Int. Journal for Numerical Methods in Engineering. 1992. Volume 34, № 3. pp. 933-940.

5. Pitukhin A.V. Optimal Design Problems Using Fracture Mechanics Methods // Computers and Structures. 1997. Volume 65, № 4. pp. 621-624.

6. Pitukhin A., Skobtsov I. The Estimation of Reliability Function in Terms of the Catastrophe Theory // Applied Mechanics and Materials. 2014. Volume 607. pp. 817-820. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.607.817.

7. Pitukhin A., Skobtsov I. The Statement of Optimal Design Problem with the Cusp Catastrophe Theory Application // Applied Mechanics and Materials. 2015. Volume 709. pp. 530-533. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.709.530.

8. Pitukhin A., Skobtsov I. The Statistical Catastrophe Theory and Optimal Probability Based Design // Applied Mechanics and Materials. 2015. Volume 741. pp. 283-286. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.741.283.

9. Шегельман И.Р. Исследование направлений модернизации техники и технологии лесозаготовок // Инженерный вестник Дона. 2012. № 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2012/866.

10. Рудаков М.Н., Шегельман И.Р. Формирование технологической платформы лесного сектора России как фактор повышения доходов лесопромышленных регионов России // Инженерный вестник Дона. 2012. №3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2012/892.

References

1. ISO 8082-1:2009 Self-propelled machinery for forestry. Laboratory tests and performance requirements for roll-over protective structures. Part 1: General machines.

2. ISO 8083:2006 Machinery for forestry. Falling object protective structures (FOPS) . Laboratory tests and performance requirements.

3. Pitukhin A.V., Shilovskiy V. N., Skobtsov I.G., Kyalviyaynen V. A. Povyshenie ekspluatatsionnoy tekhnologichnosti lesozagotovitelnykh mashin [The Increasing of Exploitation Technological Efficiency of Forest Machines]. Petrozavodsk: Petropress Publ., 2012. 240 p.

4. Pitukhin A. V. Int. Journal for Numerical Methods in Engineering. 1992. Volume 34, № 3. pp. 933-940.

5. Pitukhin A.V. Computers and Structures. 1997. Volume 65, № 4. pp. 621-624.

6. Pitukhin A., Skobtsov I. Applied Mechanics and Materials. 2014. Volume 607. pp. 817-820. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.607.817.

7. Pitukhin A., Skobtsov I. Applied Mechanics and Materials. 2015. Volume 709. pp. 530-533. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.709.530.

8. Pitukhin A., Skobtsov I. Applied Mechanics and Materials. 2015. Volume 741. pp. 283-286. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.741.283.

9. Shegel'man I.R. Inzhenernyy vestnik Dona, (Rus). 2012. № 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2012/866.

10. Rudakov M.N., Shegel'man I.R. Inzhenernyy vestnik Dona, (Rus). 2012. № 3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2012/892.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Характеристика предприятия ОАО "Новосибхимфарм" и рабочего места оператора ЭВМ. Управление охраной труда. Проведение аттестации, инструктажей, наличие средств коллективной и индивидуальной защиты. План мероприятий по совершенствованию условий труда.

    курсовая работа [29,3 K], добавлен 09.09.2012

  • Особенности восприятия человеком поступающей из окружающей среды информации с помощью органов зрения, слуха, осязания. Общие свойства сенсорного входа человека-оператора. Формы размещения панелей, зона досягаемости оператора, эргономические показатели.

    контрольная работа [710,9 K], добавлен 14.09.2010

  • Принцип работы атмосферно-вакуумной трубчатой установки. Построение структурной схемы ее надежности. Определение полей поражающих факторов. Разработка сценариев развития аварий, мероприятий по предотвращению аварийной ситуации и ликвидации ее последствий.

    курсовая работа [398,4 K], добавлен 13.11.2015

  • Получение трихлорсилана методом плазмохимического гидрирования тетрахлорсилана. Архитектурно-строительные решения по отдельным корпусам. Расчет основного оборудования, вентиляция и кондиционирование, противопожарная защита. Анализ аварийной ситуации.

    дипломная работа [606,9 K], добавлен 28.05.2014

  • Функциональные обязанности, права и ответственность оператора ЭВМ. Опасные и вредные производственные факторы при обслуживании компьютера. Основные принципы организации рабочего места. Технические и санитарно-гигиенические условия безопасности труда.

    курсовая работа [114,1 K], добавлен 24.09.2014

  • Изучение деятельности оператора ПК в условиях производства. Конструкция рабочего места и расположение всех его элементов: сиденья и органов управления. Методика оценки антропометрических характеристик человека с целью использования их при проектировании.

    реферат [244,8 K], добавлен 30.01.2011

  • Проблема обеспечения безопасности средств и систем, связанных с обработкой информации. Экономическая целесообразность защиты информации. Оценки эффективности защиты информации. Виды защиты: физическая, электромагнитная, криптографическая и активная.

    контрольная работа [40,6 K], добавлен 14.11.2008

  • Особливості умов праці оператора ЕОМ. Вимоги до виробничих приміщень. Колір і коефіцієнти віддзеркалення. Освітлення. Параметри мікроклімату. Шум і вібрація. Електромагнітне і іонізуюче випромінювання. Ергономічні вимоги до робочого місця. Режим праці.

    реферат [122,2 K], добавлен 07.04.2008

  • Решение проблем безопасности жизнедеятельности, классификация средств индивидуальной и коллективной защиты. Применение противогазов, изолирующих костюмов, индивидуальных противохимических пакетов, средств защиты ног и рук, средств коллективной защиты.

    курсовая работа [34,3 K], добавлен 27.10.2010

  • Факторы, влияющие на организацию условий труда. Травмы и профессиональные заболевания. Создание оптимальных условий труда. Организация рабочего места оператора ЭВМ. Микроклимат помещения и защита от излучений. Производственное освещение и защита от шума.

    реферат [24,6 K], добавлен 16.05.2011

  • Методы и средства защиты информации в сетях. Анализ системы обеспечения информационной безопасности ОАО "Альфапроект". Модернизация программной защиты для разграничения доступа. Разработка алгоритма программы, ее внедрение в систему ИБ предприятия.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 14.08.2015

  • Описания средств защиты органов дыхания от вредных газов, паров, аэрозолей и пыли. Исследование устройства, принципа действия и правил подбора респираторов. Характеристика предназначения войсковых, гражданских и промышленных фильтрующих противогазов.

    практическая работа [1,8 M], добавлен 12.12.2012

  • Понятие и виды средств коллективной защиты. Нормализация воздушной среды и освещения. Обеспечение защиты от различных излучений и поражения электрическим током. Устройства для защиты от шума, вибраций, ультразвука и прочих неблагоприятных факторов.

    презентация [2,1 M], добавлен 21.04.2014

  • История развития средств индивидуальной защиты органов дыхания. Роль и место средств индивидуальной защиты в общей системе защиты в ЧС мирного и военного времени. Назначение и классификация средств защиты кожи. Медицинские средства индивидуальной защиты.

    курсовая работа [57,0 K], добавлен 03.06.2014

  • Классификация средств индивидуальной защиты по защищаемым участкам. Средства защиты органов дыхания: фильтрующие и изолирующие средства защиты органов дыхания. Специфика применения средств защиты кожи, комплектация и назначение медицинских средств защиты.

    контрольная работа [31,0 K], добавлен 24.03.2010

  • Рассмотрение основных видов средств защиты органов дыхания. Классификация, устройство и принципы действия противогазов, респираторов, простейших средств индивидуальной защиты. Изучение способов обеспечения кожи от воздействия химических веществ.

    презентация [3,1 M], добавлен 11.08.2014

  • Негативные воздействия на человека в сферах производственной деятельности и быта и ликвидация их последствий. Использование, накопление, хранение и выдача средств индивидуальной защиты. Применение промышленных противогазов. Средства защиты кожи.

    реферат [23,9 K], добавлен 06.11.2012

  • Схема ядерного реактора, принцип его действия. Режим аварийной защиты. Сервопривод ручного и автоматического управления. Биологическая защита установки от излучений. Бетонная шахта реактора и ее оборудование. Конструктивное исполнение гидрозатворов.

    реферат [89,2 K], добавлен 15.11.2013

  • Определение санитарных норм и правил рабочего места. Изучение требований к микроклимату, освещенности рабочего места, режиму труда и отдыха. Рассмотрение специфики работы оператора службы авиационной безопасности. Анализ влияния интроскопа на человека.

    реферат [986,7 K], добавлен 08.02.2015

  • Характеристики шумов, их разновидности, влияние на производственный персонал и гигиеническое нормирование. Средства коллективной защиты на пути распространения, акустическая обработка помещений. Классификация средств защиты и расчет глушителей шума.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 27.03.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.