Повышение безопасности и совершенствование оценки условий труда операторов мобильных колесных машин в агропромышленном производстве

После включения устройства происходит повышение температуры поверхности от начальной tнач до среднего значения требуемой величины . Затем она не меняется (tпов_ср = соnst). Так как нагрев поверхности до требуемых температур (рисунок 11) близок к линейному закону, то можно записать

(30)

где кt - коэффициент пропорциональности, С/мин; ? - время нагрева, мин.

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

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

(31)

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

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

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

С учетом рисунка 13 составим уравнение импульсов

(32)



где - конечная скорость - скорость жидкости в возникающей брызговой струе (|| = Vд, м/с); - начальная скорость - скорость жидкости относительно пластины (|| = Vд, м/с); t - малый промежуток времени, с; mж - масса объема жидкости за промежуток времени t, кг.

Масса жидкости mж плотностью найдется следующим образом

mж = •Впр•ж•Vд•t, (33)

где Впр•ж•Vд•t - объем жидкости за промежуток времени t, м3; ж - толщина слоя жидкости, м; Впр - ширина протектора шины, м.

Проектируя уравнение импульсов (32) на ось ОХ и делая ряд преобразований с учетом равенства (33) и того, что || = || = Vд, получим выражение для определения гидродинамической выталкивающей силы Fгд

(34)

Угол наклона пластинки пл (рисунок 13) зависит от свободного rс и динамического rд радиусов колеса: . Тогда

(35)

Отсюда можно определить вертикальную составляющую гидродинамической выталкивающей силы

. (36)

Зависимость (36) получена на основе схемы глиссирования пластинки в момент начала гидроскольжения. Поэтому вертикальная составляющая Fв равна по значению нормальной нагрузке на колесо Gк, а скорость Vд - скоростиVкр

(37)

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

(38)

Для практических расчетов по формуле (38) вместо ж следует воспользоваться величиной толщины слоя жидкости над выступами шероховатости дороги . Если больше высоты выступов протектора Нпр, то будем считать, что шина «опирается» на воду по всей своей ширине. Если наоборот, то шина «опирается» на воду только выступами протектора. Тогда при ширина протектора Впр как бы уменьшается на сумму длин углублений в рисунке протектора (Впр - Lугл)

(39)

где Lугл - сумма длин углублений в рисунке протектора на отрезке, равном ширине протектора, м; lуглi - длина i-го углубления в рисунке протектора, м; n - количество углублений на отрезке, равном ширине протектора.

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

(40)

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



Таким образом, по системе (40) можно рассчитать критическую скорость гидроскольжения и проследить влияние на нее нагрузки Gк, геометрических размеров шин, плотности и толщины слоя жидкости на дороге. С точки зрения безопасности движения система (40) будет полезна при разработке новых моделей шин, транспортных средств и устройств предотвращения гидроскольжения. Обоснованное ограничение скорости движения по значению Vкр на мокрых участках дорог позволит не допустить резкого ухудшения тормозных качеств, курсовой и траекторной устойчивости всех участников движения, что приведет к уменьшению числа ДТП.

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

По мере износа гидромеханического рулевого управления трактора Т-150К ухудшается устойчивость его прямолинейного движения. Одна из причин - кинематическое несоответствие в блокированном приводе ведущих мостов. Такая ситуация (рисунок 15) наблюдается при выполнении транспортных работ с обоими ведущими мостами на твердых опорных поверхностях, чаще всего при движении трактора с малонагруженными или порожними полуприцепами и прицепами. В этом случае радиусы качения колес задней оси трактора из-за относительно невысокой нагрузки на нее, как правило, больше радиусов качения колес передней оси. Тогда окружные скорости задних колес должны быть выше, чем у передних. Поэтому задняя полурама трактора как бы подталкивает переднюю. При нарушении соосности полурам они начинают «складываться» ввиду разности их действительных скоростей как по модулю, так и по направлению. Разность скоростей передней и задней полурам способствует появлению скорости соединяющего их шарнира . Это увеличивает угол складывания ?с полурам, который обуславливает смещение трактора Асм от заданного направления движения.

Размещено на http://www.allbest.ru/

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

(41)

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

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

(42)

где Рп, Рз - давления воздуха в шинах колес передней и задней осей, МПа; Рmах, Рmin - максимально и минимально допускаемые давления воздуха в шинах, МПа; Rzп, Rzз - нормальные реакции опорной поверхности, действующие на колеса переднего и заднего моста, Н.

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

(43)

где , - радиусы качения передних и задних колес в ведомом режиме, м; п, з - коэффициенты тангенциальной эластичности шин передних и задних колес, 1/Н.

При отсутствии кинематического несоответствия кроме равенств rкп = rкз и Мп = Мз наблюдается и равенство = . Тогда уравнение (43) примет вид

п = з. (44)

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

 (45)

где , , - характеристические константы для данной шины.

С учетом зависимости (45) равенство (44) примет вид

(46)

После преобразований соотношения (46) получим, что

(47)

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

(48)

На рисунке 16 построены линия 1 на основе системы (48) и линия 2 по существующему выражению. Они показывают, что с повышением реакции опорной поверхности на колесо величина рационального давления воздуха в шине возрастает. Но по абсолютным значениям между этими линиями имеется разница до 50 %, так как существующее выражение выведено из условия равенства радиусов качения колес в ведомом режиме.

Поэтому оно не учитывает дополнительное изменение радиуса под действием крутящего момента, подведенного к колесу, и имеет значительную погрешность. Совпадение наблюдается только при одинаковых реакциях опорной поверхности на передние и задние колеса.

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

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

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

Таблица 7 - Фрагмент сравнительного анализа оценочных показателей

Рабочее место	Класс условий труда	Совпадение
	по нормативным документам	на основе методики интегральной оценки	по классу	по классу и степени
Водитель автомобиля	3.1	3.1	да	да
Кладовщик	2	2	да	да
Наладчик КИПиА	2	3.1	нет	нет
Машинист резальных машин	3.1	3.4	да	нет

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

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

Показатель КУТи, как и предложенный показатель КБ, может быть использован и для оценки эффективности мероприятий по охране труда. На основе класса безопасности КБ также возможно рациональное распределение операторов по мобильным машинам (таблица 8) с помощью разработанного алгоритма (таблица 6).

Эффективность рационального распределения операторов по шести тракторам подтверждается снижением оценочных показателей, подсчитанных до (, ) и после (, ) внедрения организационных мероприятий (рисунок 17).

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

Размещено на http://www.allbest.ru/

В формуле (20) для расчета начальной скорости полета частицы сыпучего материала на основе лабораторных исследований определен коэффициент kp, среднее значение которого составило 0,0023 Нс2/м2. Также найдены зависимости начальной скорости частицы Vн(0,4), Vн(0,5) и Vн(0,6) от расстояния S, на которое вылетает частица, при высоте точки вылета, соответственно, H = 0,4 м, Н = 0,5 м и Н = 0,6 м

(49)

(50)

(51)

Таблица 8- Показатели распределения операторов по машинам

Колесная машина: трактор Т-150К	До внедрения мероприятий	После внедрения мероприятий
	Квалификация оператора (КЛ), класс	Травмобезопасность (КТ), класс	Условия труда (КУТ), класс	Уровень безопасности (КБ), класс	Квалификация оператора (КЛ), класс	Травмобезопасность (КТ), класс	Условия труда (КУТ), класс	Уровень безопасности (КБ), класс
инв. № 4568	1	2	3.1	1	3	2	3.1	3
инв. № 687	1	2	3.2	2	3	2	3.2	3
инв. № 0058	3	2	3.2	4	1	2	3.2	2
инв. № 2228	2	2	3.1	2	2	2	3.1	2
инв. № 026	2	2	3.1	2	2	2	3.1	2
инв. № 14	3	2	3.3	4	1	2	3.3	2

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

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

Размещено на http://www.allbest.ru/

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

В расчетах средних значений смещений передней |Ап.средн| и задней |Аз.средн| осей при торможении без АБС, а также смещений передней || и задней || осей при торможении с АБС, использовался модуль величины смещения оси в каждом опыте. При этом |Ап.средн| = 1,41 м, |Аз.средн| = 1,15 м, || = 0,54 м, || = 0,42 м. На основе выражения (21) можно подсчитать относительное уменьшение смещений передней Ап.отн и задней Аз.отн осей машины при работе АБС.



(52)

(53)

Таблица 9 - Фрагмент измерений смещения осей автомобиля при торможении

Смещение при торможении без АБС, м	Смещение при торможении с АБС, м
передней оси (Ап)	задней оси (Аз)	передней оси ()	задней оси ()
0,85	0,77	0,45	0,08
-0,22	0,45	0,25	0,35
1,63	1,05	0,73	0,65
1,01	2,53	-0,31	0,15
1,97	0,56	-0,41	0,27
-2,32	-1,00	-0,15	-0,05
1,24	0,26	1,42	0,81
3,29	1,99	-0,19	-0,28

В среднем смещения передней и задней осей более чем на 60 % меньше при торможении с АБС, работающей «по блокировке» колеса. Эффективность АБС подтверждается и снижением показателей, подсчитанных до (, ) и после (, ) ее внедрения на трех автомобилях (рисунок 20).

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

tпов = 0,00055 - 0,02584 + 0,54453 - 5,29712 + 23,67-18,525.(54)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кривые, построенные по экспериментальной (54) и теоретической (30) зависимостям при найденном коэффициенте кt = 12,54 С/мин, представлены на рисунке 21. Из него видно, что в первые три-четыре минуты идет интенсивный нагрев поверхности, затем ее температура поддерживается в оптимальных пределах (18…22 С). Кривые, построенные по теоретической и экспериментальной зависимостям, близки между собой. Расхождения составляют не более 11%. Аналогичная ситуация наблюдается с электронагревательными устройствами для спинки кресла и ног оператора.

Таким образом, предложенные электронагревательные устройства и регулятор температуры улучшают показатели микроклимата. Это улучшение подтверждается снижением оценочных показателей, вычисленных до (, ) и после (, ) внедрения устройств для семи машин (рисунок 22).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эксперименты по определению критической скорости гидроскольжения Vкр с целью проверки адекватности системы (48) проводились с автомобилем ЗИЛ-4331. Известно, что при достижении Vкр передние колеса под действием гидродинамической силы воды отрываются от поверхности качения и, теряя контакт с дорогой, начинают замедлять свое вращение. Задние колеса продолжают вращаться, так как менее подвержены гидроскольжению. Поэтому начало замедления передних колес, которое фиксировалось установленным на машину сравнителем угловых ускорений, соответствовало достижению критической скорости гидроскольжения Vкр. На основе экспериментальных данных получено выражение для определения Vкр

Vкр = 0,0083 - 1,435 + 111,45. (55)

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



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

Размещено на http://www.allbest.ru/

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

Для удобства и ускорения проведения экспериментов трактор был оборудован системой регулирования давления воздуха в шинах непосредственно из кабины с автоматическим его поддержанием во время эксплуатации (рисунок 25).



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

По результатам регрессионного анализа получена экспериментальная зависимость (62) для определения рациональных давлений

(56)

Рисунок 26 - Зависимость расхода топлива Ge от давления в шинах задней оси Рз (загрузка полуприцепа на 75 %; распределение реакций опорной поверхности 2Rzп = 51300 Н, 2Rzз = 31800 Н)

Таблица 10 - Рациональные значения давлений воздуха в шинах

Машинно-тракторный агрегат	Реакция опорной поверхности на колеса передней оси 2Rzп, Н	Реакция опорной поверхности на колеса задней оси 2Rzз, Н	Рациональное давление в шинах передней оси, МПа	Рациональное давление в шинах задней оси, МПа
Трактор с пустым полуприцепом (загрузка 0 %)	53650	33400	0,18	0,072
Трактор с полуприцепом, загруженным на 25 %	53020	35300	0,18	0,078
Трактор с полуприцепом, загруженным на 50 %	52270	37900	0,18	0,094
Трактор с полуприцепом, загруженным на 75 %	51300	41800	0,18	0,119
Трактор с полуприцепом, загруженным на 100 %	50280	45850	0,18	0,141

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

Сравнительные эксперименты подтвердили (таблица 11), что смещение трактора Асм от заданного направления движения на участке длиной 50 м при движении с порожним полуприцепом примерно на 50 % ниже с рациональными давлениями воздуха в шинах. С полуприцепом, загруженным на половину, эта цифра несколько меньше - около 30%. Практически одинаковое смещение Асм наблюдаются при относительно высоких нагрузках на крюке (высоких растягивающих усилиях), что характерно для движения трактора с полностью груженым полуприцепом.



Размещено на http://www.allbest.ru/

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

Таблица 11 - Результаты сравнительных экспериментов

Машинно-тракторный агрегат	Реакция опорной поверхности на переднюю ось 2Rzп, Н	Реакция опорной поверхности на заднюю ось 2Rzз, Н	Смещение трактора Асм от направления движения при рациональных давлениях, м	Смещение трактора от направления движения при давлениях воздуха в шинах, предлагаемых в справочной литературе, м
				Рп = 0,16 МПа, Рз = 0,18 МПа
			Рп = 0,18 МПа
Трактор с порожним полуприцепом (загрузка 0 %)	53650	33400	0,97 (Рз = 0,072 МПа)	2,18
Трактор с полуприцепом, загруженным на 50 %	52270	37900	0,85 (Рз = 0,094 МПа)	1,19
Трактор с полуприцепом, загруженным на 100 %	50280	45850	0,63 (Рз = 0,141 МПа)	0,65

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

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

Средние производственно обусловленные нетрудоспособности работников до и после внедрения мероприятий по охране труда найдутся из формул



где , - сверхнормативная (производственно обусловленная) нетрудоспособность работников до и после внедрения мероприятий, чел.дней/год; , - нормативная утрата трудоспособности i-го работника до и после внедрения мероприятий, чел.дней/год; , - фактическая утрата трудоспособности i-го работника до и после внедрения мероприятий, чел.дней/год; n, m - количество людей на рабочем месте (в структурном подразделении) до и после внедрения мероприятий, чел.

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

(59)

При этом годовая экономия Эдоп с учетом ВУТсред

Эдоп = ВУТсред•Счел.дн.•m, (60)

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

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

(61)

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

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

(62)

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

Годовой экономический эффект, рассчитанный на основе предложенного выражения (62), составляет 4500… 21000 рублей на одну машину в зависимости от мероприятий по охране труда (таблица 14). При внедрении устройств для разбрасывания сыпучих материалов за счет снижения буксования также будет наблюдаться экономический эффект, связанный с уменьшением расхода топлива (около 10 %) и повышением производительности труда примерно на 15 % (по актам внедрения научно-исследовательской работы). Установка рациональных давлений в шинах трактора Т-150К позволит уменьшить и расход топлива до 15 %. Оценка условий труда с применением показателя КУТи снижает в 1,5…3 раза стоимость проведения работ по сравнению с традиционными методами.

Таблица 14 - Годовой экономический эффект (отнесен на одну машину)

Наименование мероприятий	Установка устройств для разбрасывания сыпучих материалов	Установка антиблокировочных систем	Установка электронагревательных устройств	Установка рациональных давлений в шинах	Снижение вероятности гидроскольжения	Рациональное распределение операторов по машинам
Эг охр,, руб/год	14463	21310	15373	12286	18537	4502

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

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

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

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

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

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

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

7. Разработана математическая модель определения критической скорости гидроскольжения (аквапланирования) автомобиля, которая позволяет совершенствовать параметры колес и автомобилей и рассчитывать безопасную скорость движения машин с целью установки ограничительных знаков на покрытых водой участках дорог. Установлено, что уменьшение слоя воды на дороге с 50 до 30 мм способствует повышению критической скорости гидроскольжения грузовых машин на 16…20 %, снижая вероятность возникновения ДТП.

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

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

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Труды, опубликованные в других изданиях

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

28. Богданов А. В. Оценка экономической эффективности мероприятий по охране труда // Охрана труда и техника безопасности в сельском хозяйстве. 2005. № 11. С. 56-57.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Авторские свидетельства, патенты

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

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

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

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

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

Размещено на Allbest.ur

...