Эргономическое усовершенствование рабочего места экскаваторщика

МИНИСТЕРСТВО  НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ  им. Д. СЕРИКБАЕВА

Горно-металлургический факультет

Кафедра: Безопасность жизнедеятельности и  охрана окружающей среды 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ ЭРГОНОМИКА В ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ПРОЦЕССЕ

НА ТЕМУ:

ЭРГОНОМИЧЕСКОЕ  ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА ЭКСКАВАТОРЩИКА  
 
 
 
 

  Усть-Каменогорск

  2011 г.

  СОДЕРЖАНИЕ 

Введение

1  Общее сведения о профессий…………………………………………………4 

1.2  Требования к индивидуальным особенностям специалиста……………...4 

1.3  Медицинские  противопоказания профессии машиниста  экскаватора…...4 

1.4  Требования  к профессиональной подготовке  машиниста экскаваторов…5 

1.5  Воздействие  вредных факторов на рабочего…………………………….…5 

2  Виды экскаваторов……………………………………………………………..6 

3  Повышение  комфорта на рабочем месте  оператора машины -здоровье работника………………………………………………………………………….8 

4  Органы управления  и контрольно измерительные приборы………………11 

5  Рекомендации  по улучшению рабочего места  тракториста………………..21 

6  Заключение…………………………………………………………………….22 

7  Список использованной  литературы………………………………………...23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  ВВЕДЕНИЕ 

  По  мере перехода к комплексной автоматизации  производства возрастает роль человека как субъекта труда и управления. Человек несет ответственность  за эффективную работу всей технической  системы и допущенная им ошибка может  привести в некоторых случаях  к очень тяжелым последствиям.

  С точки зрения обеспечения эффективности деятельности человека важное значение имеют такие факторы, как утомление, монотонность операций, перцептивная и интеллектуальная нагрузка, условия работы, физические факторы окружающей среды, биомеханические и физиологические факторы. Во-вторых, это задачи проектирования новых средств деятельности, относящихся преимущественно к обеспечению взаимодействия человека и машины. К таким средствам относят визуальные и слуховые индикаторы, органы управления, специальные входные системы ЭВМ, новые инструменты и приборы. В-третьих, это задачи системного характера, связанные с распределением функций между оператором и машиной, с организацией рабочего процесса, а также задачи подготовки, тренировки и отбора операторов.

  Эргономика  занимается комплексным изучением  и проектированием трудовой деятельности с целью оптимизации орудий, условий  и процесса труда, а также профессионального  мастерства.

  Ее  предметом является трудовая деятельность, а объектом исследования – системы  «человек – орудие труда – предмет  труда – производственная среда».

  Эргономика  относится к тем наукам, которые  можно различать по предмету и  специфическому сочетанию методов, применяемых в них. Она в значительной мере использует методы исследований, сложившиеся в психологии, физиологии и гигиене труда. Проблема состоит  в координации различных методических приемов при решении той или  иной эргономической задачи, в последующем  обобщении и синтезировании полученных с их помощью результатов. В ряде случаев этот процесс приводит к созданию новых методов исследований в эргономике, отличных от методов тех дисциплин, на которые она возникла.

  1 ПРОФЕССИЯ ЭКСКАВАТОРЩИКА 

  1.1 Общая характеристика профессии машиниста экскаватора  

  Машинист  экскаватора управляет землеройной  машиной, предназначенной для разработки грунта при строительстве фундамента здания, дорог, канатов и других сооружений. Наряду с основными производственными  операциями (наполнение ковша грунтом, подъем и опускание ковша, поворот  стрелы к месту выгрузки ковша, перемещение  экскаватора) машинист осуществляет техническое  обслуживание машины, несложный ремонт, учитывает объем произведенной  работы, расход горюче-смазочных материалов.

  В зависимости от квалификации (профессия  имеет 4-6 разряды) экскаваторщик выполняет  работы на одноковшовых и роторных экскаваторах с ковшом различной  вместимости - от 0,15 куб.м (4 разряд) до 4,0 куб.м (6 разряд). Трудности в выполнении производственных операций связаны с составом и состоянием разрабатываемого грунта, однообразной рабочей позой, напряжением зрения, слуха (экскаваторщик на слух определяет едва заметные отклонения в работе двигателя и механизмов, сигналы транспортных средств об их готовности грузить грунт). 

  1.2 Требования к индивидуальным особенностям специалиста  

  Профессия машиниста экскаватора мужская, связана со значительными физическими  нагрузками. Для эффективной работы машинисту бульдозера необходимы достаточное  здоровье, физическая сила и выносливость, высокая острота слуха и зрения, высокая скорость и точность сенсомоторных  реакций, развитый глазомер, умение распределять и быстро переключать внимание, хорошая  зрительная память, склонность к работе с техникой.

  Работает  в две смены, индивидуально или  в составе комплексной бригады.  

  1.3 Медицинские противопоказания профессии машиниста экскаватора 

  К неблагоприятным факторам профессии  машиниста экскаватора, отрицательно сказывающимся на здоровье работающего, относятся повышенный уровень шума, вынужденная рабочая поза, загазованность воздушной среды, поэтому существует перечень ограничений для приема на работу и обучение по этой специальности: болезни суставов и позвоночника (выраженный полиартрит, остеохондроз), язвенная болезнь желудка, заболевания  сосудов (тяжелый эндартериит, варикозное расширение вен нижних конечностей, тромбофлебит), бронхиальная астма  и другие хронические заболевания легких, а также болезни, сопровождающиеся приступами головокружения и потерей сознания. Для подтверждения профессиональной пригодности по здоровью необходимо прохождение специальную медицинскую комиссию. 

  1.4 Требования к профессиональной подготовке машиниста экскаваторов 

  Машинист  должен знать устройство, принципы работы и технические характеристики обслуживаемых экскаваторов и их оборудования, причины возникновения неисправностей и способы их устранения, горно-геологическую характеристику своего участка, физико-механические свойства разрабатываемых пород, правила переезда через канавы, железнодорожные пути, мосты; слесарное дело Машинист экскаватора должен уметь различать состав и состояние грунта, выбирать место стоянки экскаватора, оценивать грунт по его внешнему виду, управлять экскаватором, ремонтировать его. 

  1.5  На работающего воздействуют следующие опасные и вредные производственные факторы:  

   - неблагоприятные метеорологические условия;

   - рудная и породная пыль в карьере;

   - выхлопные газы от двигателей внутреннего сгорания;

   - шум при работе горной техники;

   - буровзрывные работы;

   - работающие, движущиеся механизмы,  подвижные рабочие органы механизмов;

   - обрушение кусков породы с бортов карьера;

   -  падение экскаватора при оползании края котлована;

   -  поражение электрическим током;

   -  ультрафиолетовое излучение от электросварочных работ;

   -  установка экскаватора на площадке, когда расстояние от наружного края гусеницы до бровки траншеи (котлована) менее 1м;

   -  нахождение людей вблизи рабочей машины;

   -  работа под проводами ЛЭП;

   -  осколки мерзлого грунта при его рыхлении клин – бабой.

  Экскаваторщик должен пользоваться установленными средствами индивидуальной и коллективной защиты, выдаваемой ему специальной одеждой  и обувью. Должен знать и уметь  оказывать первую доврачебную помощь пострадавшим, пользоваться первичными средствами пожаротушения.

  Каждый  экскаваторщик должен обладать здоровым чувством опасности, беспокоиться о  своем здоровье и безопасности. Никакая  сколько угодно подробная инструкция не может предусмотреть все возможные  ситуации, могущие привести к травме или аварии, в связи с этим экскаваторщик  не должен выполнять ни какую работу, которая по его мнению может причинить вред его здоровью.

    Экскаваторщик не должен выполнять  указания руководителя, если эти  указания противоречат настоящей  инструкции или здравому рассудку.

2. ВИДЫ ЭКСКАВАТОРОВ

  Экскаватором  называют землеройную машину, выполняющую  операции по отделению грунта от массива  и перемещению его в отвал  или транспортные средства в пределах зоны досягаемости рабочего оборудования. Экскаваторы оборудуют одним  или несколькими ковшами. В первом случае их называют одноковшовыми, во втором — многоковшовыми.

  Одноковшовые  экскаваторы. Рабочий процесс одноковшового экскаватора (экскавация) состоит из последовательно выполняемых операций: отделения грунта <п массива, заполнения им ковша, транспортирования грунта в ковше к месту разгрузки, разгрузки грунту из ковша, возвращения последнего в забой на исходную позицию. Совокупность этих операций составляет рабочий цикл экскаватора в результате выполнения которого выдается одна порция продукции в объеме разгруженного аз ковша грунта. По этому признаку в соответствии с принятой ранее классификацией строительных иашин одноковшовые экскаваторы относят к машинам цикличного действия.

  По  назначению одноковшовые экскаваторы  делят на строительные — для выполнения земляных работ, погрузки и разгрузки  сыпучих материалов; строительно-карьерные  — для выполнения работ по назначению строительных экскаваторов, а также  для разработки карьеров строительных материалов и добычи полезных ископаемых открытым способом; карьерные— для работы в карьерах; вскрышные — для снятия верхнего слоя грунта или горной породы перед карьерной разработкой; туннельные и шахтные- для работы под землей при строительстве подземных сооружений и разработке полезных ископаемых.

  Одноковшовые  экскаваторы могут разрабатывать  грунты выше и ниже уровня своей стоянки соответственно рабочим оборудованием прямой и обратной лопат. Для увеличения рабочей зоны, например, при разработке котлованов больших размеров, на погрузочных и разгрузочных, а также на вскрышных работах на экскаваторы устанавливают рабочее оборудование драглайна. Для отрывки глубоких котлованов, ям, колодцев используют рабочее оборудование грейфера, для планировочных работ — специальное планировочное оборудование и т. п. На экскаваторы может быть установлено также крановое, сваебойное и другое сменное рабочее оборудование—всего более. Одноковшовый экскаватор может иметь только один вид рабочего оборудования или комплектоваться его сменными видами, устанавливаемыми на машину в зависимости от выполняемых работ. В первом случае экскаваторы   называют   специальными, а во втором — универсальными. К последним относится большинство строительных экскаваторов. В нашей стране более 90 % выпускаемых одноковшовых экскаваторов являются универсальными. Используемые на массовых разработках горных пород открытым способом специальные карьерные экскаваторы имеют только один вид рабочего оборудования — прямую лопату.

  Вскрышные экскаваторы имеют одинаковую с  карьерными машинами базу и отличаются от последних главным образом  размерами рабочего оборудования —  ковшом большей вместимости, увеличенным  его вылетом — расстоянием  от оси вращения экскаватора до центра масс ковша. Это позволяет более  полно использовать энергетические параметры силовой установки, прочностной  ресурс машины и другие характеристики с целью получения наибольшей производительности на. разработке вскрышных грунтов, менее прочных по сравнению с залегающей под ними горной породой. Для работы в карьерах широко применяют мощные шагающие драглайны, которые используют как на погрузке взорванной породы, так и на вскрышных работах. Карьерные и вскрышные экскаваторы, а также шагающие драглайны относятся к горным машинам. Однако их широко используют на строительстве крупных земляных сооружений, например плотин, дамб, водохранилищ, каналов и т. п.

  Одноковшовые  экскаваторы различают по исполнению рабочего оборудования, элементы которого могут быть соединены между собой и с базой машины шарнирами и канатами или иметь жесткие шарнирные сочленения. Последние присуши гидравлическим экскаваторам. Жесткое сочленение позволяет более полно использовать массу экскаватора для реализации больших усилий на зубьях ковша, благодаря чему представляется возможным разрабатывать грунты с повышенными площадями поперечных сечений срезов, что существенно повышает производительность этих машин.

  Многоковшные экскаваторы применяются для рытья траншей, каналов, добычи глины и других, нерудных строительных материалов в карьерах.

  По  назначению многоковшовые экскаваторы  разделяются на траншейные, карьерные  и ирригационные; по способу работы — на экскаваторы продольного  копания и экскаваторы поперечного  копания. На открытых горных работах  применяются полноповоротные роторные экскаваторы большой производительности.

  Многоковшовые экскаваторы по конструкции рабочего оцгада делятся на роторные и цепные. Рабочий орган экскаваторов первой группы представляет собой вращающееся относительно своей горизонтальной оси рабочее колесо (ротор), на котором укреплены ковши.

  Ковши многоковшовых цепных экскаваторов закрепляются на цепях, образующих криволинейный  замкнутый контур.

  Применение  значительного количества ковшей рабочего органа экскаватора обеспечивает непрерывное  копание грунта, уменьшает необходимые  усилия, снижает инерционные нагрузки и способствует повышению производительности машины.

  Разрабатываемые траншеи могут быть прямоугольного, трапецеидального или ступенчатого профиля. Вырытый и разрыхленный грунт ссыпается в сторону  от траншеи. 
 

    3 Повышение комфорта на рабочем  месте оператора машины 

    Все машины, участвующие в технологических  операциях при добыче полезных ископаемых характеризуются повышенной вибрационной и эмоционально-физической нагруженностью оператора. Многочисленные исследования медиков и специалистов в области эргономики показывают, что помимо развития профессиональных заболеваний (остеохондроз, сердечно-сосудистые заболевания, язвенная болезнь и т.п.), которые ведут к потере трудоспособности высококвалифицированного работника и затратам немалых средств на его лечение, дискомфорт на рабочем месте приводит к преждевременной усталости, увеличению перерывов в технологическом процессе и, в конечном итоге – к падению сменной выработки и уменьшению прибыли всего предприятия в целом.

    Анализ  результатов гигиенических исследований показал, что все обследованные  группы рабочих (водители большегрузных  автомобилей и автопогрузчиков, машинисты карьерных экскаваторов, буровых станков, промышленных бульдозеров) подвергаются комплексному воздействию  общей вибрации, превышающей предельно-допустимые значения. Имеет место зависимость  частоты жалоб на боли в пояснице от стажа в профессии и дозы воздействующей вибрации. Частота жалоб  среди рабочих, подвергающихся воздействию  вибрации, значительно выше, чем  у лиц контрольной группы, что  свидетельствует о профессиональном характере этих нарушений. 

Таблица 1. Степень выраженности вибронарушений у рабочих 
 

    Исследованиями  установлено, что степень выраженности вибрационных нарушений, а именно, наличие  синдрома вегетативно-сенсорной полиневропатии (1-я степень вибрационной болезни) и синдрома вегетативно-сенсорной полиневропатии в сочетании с вторичным пояснично-крестцовым корешковым синдромом (2-я степень вибрационной болезни) зависит от уровней вибрации и ее стажевой экспозиции (см. таблицу).

    Как показывает опыт работы комплекса карьерных  машин, тяжелые условия труда  и, в особенности, повышенная вибронагруженность рабочих мест приводят к значительной утомляемости машинистов экскаваторов и водителей автосамосвалов. В начале смены график движения, погрузки и разгрузки строго выдерживается, самосвалы не скапливаются в очереди в местах погрузки и выгрузки. По мере накопления усталости у машинистов и водителей к середине и, особенно, к концу смены график движения начинает сбиваться. Нарушение ритмичности приводит к образованию очередей (простоям) машин в местах погрузки и выгрузки. Потери производительности труда при этом оценивают до 15-30%. Уменьшение вибронагруженности рабочих мест приводит к снижению утомляемости и к повышению производительности труда операторов машин за счет выдерживания графика движения.

    Основным  средством, создающим комфортные условия  труда экскаваторщика, машиниста  бурового станка, бульдозериста, водителя карьерного самосвала и машиниста  локомотива, является сиденье оператора. Решение задачи создания сидений, совершенных  с точки зрения эргономики и виброзащиты, заняты специалисты разных стран, в том числе и России. Однако вследствие малых отчислений на перспективные разработки, разрозненности усилий специалистов в данной области, а также желания удешевления производства, российскими производителями к настоящему времени еще не созданы модели, отвечающие мировым стандартам. Отечественная промышленность не выпускает посадочное место с удовлетворительными характеристиками с точки зрения эргономики, антропометрии, тепло- и влагообмена. У всех известных моделей российских сидений полностью отсутствует пневмоподвеска, хотя во всем остальном мире это является современной тенденцией.

    Существуют  два подхода к разработке и  производству виброзащитных сидений, предназначенных для установки в транспортно-технологическом оборудовании. Первый из них, наиболее распространенный – когда фирма-производитель техники изготавливает также и сиденья. В последние годы весьма эффективным показал себя второй подход – когда сиденья для самых различных типов самоходных машин разрабатываются и производятся специализированными предприятиями, которые могут сконцентрировать крупные научно-технические силы для решения проблем, связанных с созданием совершенных с точки зрения комфорта и виброзащиты водительских сидений.

    Номенклатура  сидений достаточно широка, и всегда можно найти наиболее приемлемый вариант на все случаи жизни. Например, кресло экскаваторщика изготавливается  с пневмоподвеской и пневморегулированием по трем параметрам: изменяется уровень местоположения по высоте, угол наклона и профиль спинки. Если на машине отсутствует бортовая пневмосеть, то фирма предлагает модель со встроенным микрокомпрессором.

    Как показывают специальные исследования, недооценка роли комфорта на рабочем  месте оператора машины производственного  назначения существенным образом влияет на производительность труда. Из-за несовершенства конструкции сиденья, не обеспечивающих требований соответствующих стандартов, квалифицированный работник должен прерывать или совсем оставить по болезни свою работу на самом пике профессиональной формы. Повышение  комфорта является большим резервом повышения прибыльности добывающих и строительных предприятий. Исследованиями немецких специалистов установлено, что убытки из-за вынужденного отсутствия квалифицированного работника в течение одной смены могут достигать в среднем 1000 DM, а эргономические и трудомедицинские улучшения на рабочем месте в короткое время могут привести к снижению производственной нормы текучести рабочей силы и количества больничных листов до 25% и к повышению производительности труда до 40%.

    Проблема  оценки экономического эффекта от повышения  комфорта на рабочем месте представляет собой сложную задачу, решением которой  заняты специалисты разных стран.

    Нашими  специалистами разработана методика расчета экономического эффекта  от снижения вибронагруженности на рабочем месте. Методика дает возможность подсчитать условный годовой ущерб от воздействия вибрации на водителей. Разница между ущербом от воздействия вибрации на базовом образце (серийном) и между ущербом на проектируемом (с повышенной по сравнению с базовым образцом виброизоляцией) дает экономический эффект от мероприятий по снижению уровня вибрации на рабочем месте. Расчет экономического эффекта основывается на оценке уровня мощности вибрации, действующей на водителя, с использованием медико-статистических данных, которые увязывают уровни вибрации с вероятностью развития профзаболеваний и временной нетрудоспособности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  4 ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭКСКАВАТОРОМ

  Рисунок 1. Схема расположения органов управления и приборов в кабине экскаватора

  1 - педаль управления отвалом; 2 - звуковой  сигнал; 3 - рулевое колесо; 4 - педаль  тормоза; 5 - включатель стеклоочистителя  и омывателя; 6 – ускоритель хода; 7 - стопор поворотной платформы; 8 - электронная панель; 9 - включатель электрофакельного подогревателя; 10 - включатель «массы»; 11 - включатель стартера; 12 - рычаг управления поворотом платформы и рукоятью; 13 - рычаг управления подачей топлива; 14 - рычаг управления гидромолотом и добавка хода; 15 - рычаг управления передвижением; 16 - включатель стояночного тормоза; 17 - включатель переключения передач и включения переднего моста; 18 - включатель фар; 19* – включатель подогревателя; 20 - включатель вентилятора; 21 - включатель отопителя; 22 - включатель фар на кабине и стреле; 23 - включатель габаритных огней; 24 – ручка фиксации пульта; 25 - рычаг управления стрелой и ковшом; 26 – ручка фиксации рулевой колонки; 27 - переключатель поворотов; 28 – рычаг останова двигателя.

  Рисунок 2. Дисплей отображения информаций 
 

  Условные  обозначения: 

  - давление  масла в двигателе

  - температура  охлаждающей жидкости в двигателе

  - давление  воздуха

  - температура  рабочей жидкости в гидробаке

  - уровень  топлива

  - напряжение  бортовой сети

  - уровень  рабочей жидкости в гидробаке (не подключен)

  - засоренность  фильтра в гидробаке (не подключен)

  - указатель  поворота

  - дальний  свет фар

Рисунок 3. Электронная панель

  Электронная панель предназначена для отображения  параметров работы двигателя, электрооборудования  и гидросистемы экскаватора и для предупредительной световой, звуковой сигнализации о недопустимом отклонении контролируемых параметров.

  На  дисплее высвечиваются цифровые значения контролируемых параметров работы. ВНИМАНИЕ! При включении «массы» на дисплее электронной панели приборов ЭПП-4 в окнах 1 и 2 (рис. 3) в течение 10 с будет высвечиваться количество моточасов (часов наработки) с точностью до 0,1 ч. Через 10 с в окнах 1 и 2 появятся показания напряжения в сети и температуры в гидросистеме.

  На  блоке индикации параметры работы контролируются с помощью цветовых индикаторов. Зеленый цвет индикатора свидетельствует о нормальном, соответствующем  заданному параметре. Красный - о недопустимом отклонении (превышении или снижении ниже допустимого) параметра работы двигателя или системы экскаватора. 

  Таблица 2. Наименование и назначение органов управления