CC BY
88
| Н.Н. Турова // N.N. Turova natalya_turova@inbox.ru
канд. техн. наук, доцент Кемеровский государственный университет, кафедра Техносферная безопасность candidate of technical sciences, associate professor of technosphere safety department, Kemerovo State University, 650056 Kemerovo, Stroiteley blvd. 47
I Н.В. Васильченко // N.V. Vasilchenkonatalivasi@yandex. ru
канд. техн. наук, доцент Кемеровский государственный университет, кафедра Техносферная безопасность candidate of technical sciences, associate professor of technosphere safety department, Kemerovo State University, 650056 Kemerovo, Stroiteley blvd. 47
Е.И. Стабровская // E.I. Stabrovskaya helist@ inbox.ru
Стабровская канд. техн. наук, доцент Кемеровский государственный университет, кафедра Техносферная безопасность
candidate of technical sciences, associate professor of technosphere safety department, Kemerovo State University, 650056 Kemerovo, Stroiteley blvd. 47
I М.В. Просин // M.V. Prosin prosinmv@yandex.ru
канд. техн. наук, доцент Кемеровский государственный университет, кафедра Техносферная безопасность candidate of technical sciences, associate professor of technosphere safety department, Kemerovo State University, 650056 Kemerovo, Stroiteley blvd. 47
УДК 613.6.01:658.382
ЭРГОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАБОЧЕГО МЕСТА МАШИНИСТА ЭКСКАВАТОРА НА ПРИМЕРЕ ЭКГ-10
ERGONOMIC ASSESSMENT OF THE EXCAVATOR OPERATOR WORKPLACE ON THE EXAMPLE OF EKG-10
В статье изложен материал исследования эргономической оценки рабочего места машиниста экскаватора. Данный вид техники на сегодняшний день широко применяется в карьерах и на горных выработках, а также в строительной отрасли. Рабочим местом машиниста экскаватора является кабина—это отдельное помещение на экскаваторе, в котором расположены аппаратура и приборы, необходимые для управления. В работе были проанализированы эргономические требования к кабине экскаватора, разработана контрольная эргономическая карта для машинистов, а также были предложены эргономические решения для правильной организации рабочего места, создание комфортных условий в кабине экскаватора, грамотного распределения нагрузок, которые, без сомнения, обеспечат наилучший трудовой процесс, снижение утомляемости и предотвращение возникновения профессиональных заболеваний.
The article presents the material of the excavator operator's workplace ergonomic assessment study. This type of equipment is widely used today in quarries and open pit mines, as well as in the construction industry. Excavator operator's workplace - the cab is a separate room on the excavator, which contains the equipment and instruments necessary to control the machine. In the course of the work, the ergonomic requirements for the excavator's cabin were analyzed, an ergonomic control card for operators was developed, and ergonomic solutions were proposed for the correct organization of the workplace, creating comfortable conditions in the excavator's cabin, competent distribution of loads, which undoubtedly ensure the best work process, fatigue reduction and occupational diseases' prevention.
Ключевые слова: ЭРГОНОМИКА, ИНЖЕНЕРНАЯ ПСИХОЛОГИЯ, ЭКСКАВАТОР, РАБОЧЕЕ МЕСТО, МАШИНИСТ, ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ.
Key words: ERGONOMICS, ENGINEERING PSYCHOLOGY, EXCAVATOR, WORKPLACE, OPERATOR, CONTROLS.
Введение
Экскаваторами называются землеройные машины, предназначенные для копания и перемещения грунта. Они использовались еще в Древнем Египте и Древнем Риме как средство механизации работ по углублению русел рек и каналов. Документально историю землеройной техники, в частности экскаваторов, можно начать писать с начала
15 века, когда в венецианском издании «Кодекс Джованни Фонтана» 1420 года был опубликован рассказ о ковшедолбежной землечерпалке, использовавшейся для углубления дна каналов, расширения морских гаваней. Но официально идея создания землеройных машин принадлежит Леонардо да Винчи, который в начале 16 века предложил схемы экскаваторов-драглайнов. С тех пор прошло много лет, и экскавато-
ры-драглайны проделали длинный путь технической эволюции: из деревянных конструкций с конопляными тросами они превратились в настоящих металлических исполинов с вместимостью ковша до 170 кубических метров. У экскаваторов появилась кабина, из которой и идет полное управление машиной. Машинист экскаватора находится внутри 12 часов в смену, и от того, комфортно ли ему в кабине, удобно ли ему управлять экскаватором, напрямую зависит производительность труда и, самое важное, психофизиологическое здоровье машиниста экскаватора. Сегодня экскаваторы широко применяются в карьерах и на горных выработках, а также в строительной отрасли.
Объект исследования и обсуждение результатов
Объект исследования - кабина машиниста экскаватора.
Предмет исследования - производственная деятельность машиниста экскаватора. Экскаватор карьерный гусеничный ЭКГ-10 с ковшом емкостью 10 м3 предназначен для разработки и погрузки в транспортные средства полезных ископаемых и пород вскрыши на открытых горнорудных карьерах [3].
Рабочим местом машиниста экскаватора является кабина — специальное отдельное помещение на экскаваторе, которое служит рабочим местом машиниста и в котором расположены органы управления, аппаратура и приборы, необходимые для управления экскаватором, для регулирования и контроля работы всех его систем. На протяжении рабочей смены машинист находится в кабине экскаватора без
возможности ее покинуть. Поэтому правильно организованное рабочее место, обеспечение удобной позы для машиниста экскаватора, а также комфортные условия в кабине экскаватора, распределение нагрузок, которые отвечают требованиям эргономики и инженерной психологии, обеспечивают наилучший трудовой процесс, уменьшение утомляемости и предотвращение возникновения профессиональных заболеваний [3].
Проведение эргономической оценки - это выявление и исправление несовершенств трудового процесса с целью создания благоприятных условий труда. Эргономическая оценка системы и ее элементов должна производиться исходя из комплексных критериев, отражающих степень эффективности (производительность, точность, надежность) и гуманности (соответствие возможностям человека, безопасность для здоровья, уровень напряженности функций физиологических систем и утомления человека, степень эмоционального воздействия на него). Характерной чертой эргономических исследований является тесное объединение ранее разобщенных исследовательских методик. Поэтому эргономические исследования должны всегда начинаться с всестороннего исследования рабочей среды, трудового процесса, психических и физиологических реакций рабочих на производстве 1].
На основе тщательного изучения различных схем исследования трудового процесса обнаружили, что на практике могут быть использованы только весьма объективные и простые
Рисунок 1. Экскаватор ЭКГ-10 Figure 1. EKG-10 Excavator
схемы, понятные как для людей с техническим образованием, так и для врачей.
В данной работе произведена эргономическая оценка рабочего места машиниста экскаватора ЭКГ-10. Тема, затронутая в работе, является актуальной. Практика подсказывает, что оптимизация эргономических показателей позволяет человеку наиболее эффективно использовать машину в производственной деятельности, что соответственно способствует увеличению выработки на предприятиях.
На первом этапе проведения эргономической оценки были рассмотрены и проанализированы эргономические требования к кабине экскаватора. Анализ результатов показал:
1. Распределение функций между человеком и машиной следует определять степенью автоматизации исполнительных операций при управлении и контроле состояния механизмов.
2. Схемы автоматизированного управления экскаватором должны предусматривать полную или частичную автоматическую коррекцию технологических операций процессов копания (черпания), перемещения стрелы и ковша. Должны быть предусмотрены системы регулирования нагрузок в механизмах, ограничения координат перемещения ковша, блокировочных устройств, устройств защиты, дистанционного контроля (по требованию заказчика), диагностирования состояния оборудования и счетчик количества загруженных транспортных средств.
3. Обзор и видимость объектов преимущественного и периодического наблюдений должны быть обеспечены из области расположения точки зрения (ОРТЗ) с учетом возможных изменений рабочей позы машиниста. Оценку обзорности с рабочего места машиниста проводят по коэффициенту обзорности (КО), который должен быть не менее 0,6/0,5. На участке лобового остекления не должно быть визуальных помех в направлении нормальной линии взгляда машиниста, сидящего в рабочей позе.
4. В кабине должно быть предусмотрено место для средств связи с участниками совместной работы в пределах досягаемости с рабочего места машиниста.
5. Основные и аварийные органы управления (ОУ) должны быть расположены в зоне комфорта, вспомогательные - в пределах зон досягаемости в соответствии с ГОСТ 27258 [9].
6. При размещении ОУ на панелях управления следует соблюдать минимальные расстояния между ними в соответствии с ГОСТ 21753 [5], ГОСТ 22613 [6], ГОСТ 22614 [7 и ГОСТ 22615 [8].
На втором этапе была разработана контрольная эргономическая карта для машинистов экскаватора. Эргономическая карта служит для систематизации и анализа различных факторов, влияющих на трудовой процесс и производительность труда, а также реакции организма работника на степень рабочей нагрузки. Анализ обработанных данных показал, какие факторы и параметры рабочего места не устраивают машинистов экскаватора, а именно:
- невозможность изменить положение или отдохнуть при работе сидя при пользовании одной или несколькими педалями;
- обивочные материалы не удовлетворяют требованиям гигиены;
- существуют неудобства в связи с постоянной или периодической вибрацией;
- работа не предполагает правильное чередование режима труда и отдыха, а также динамических и статических видов нагрузки.
По субъективному мнению машинистов экскаватора, многие факторы и параметры их не устраивают и не соответствуют санитарно -гигиеническим требованиям. Для разработки предлагаемых эргономических решений субъективного мнения машинистов экскаватора недостаточно, поэтому на третьем этапе были произведены возможные замеры параметров кабины экскаватора ЭКГ-10, которые показали:
1. Расположение ОУ (органов управления) в зоне комфорта и досягаемости определяют по ГОСТ 27258 [9] и соответствует фактическому.
2. Удобство рабочей позы характеризуется величиной отклонения корпуса от нормированного положения при автовскрыше (погрузка в самосвалы) 250 раз за смену (12 часов), также характеризуется длительностью отклонения корпуса от нормированного положения (10 - 15 секунд).
3. Длительность сосредоточенного наблюдения в норме, более 75% времени рабочей смены, что соответствует классу вредности труда 3.2.
4. Число объектов преимущественного наблюдения 5 - 7 объектов, что соответствует норме.
5. Темп работы характеризуется числом переключений органов управления за 1 час 30 рабочих движений.
Многие замеряемые параметры требуют профессионального оборудования, поэтому их замеры не являются возможными. Но, если сопоставлять субъективные ощущения машиниста экскаватора с нормируемыми данными из различных ГОСТ, то превышение нормируемых
данных по вибрации, освещенности, шуму будет явным 4], [10].
- улучшить искусственное освещение забоя путем увеличения прожекторов;
В связи с вышеизложенным на четвертом этапе на базе всех анализов и фактических замеров, были предложены следующие эргономические решения:
- на правый пульт управления следует поставить кронштейн с планшетом для удобства заполнения данных;
- установить отсутствующие аварийные блокировки;
- педали управления выполнить из материала, предотвращающего скольжение, или выполнить накладки, предотвращающие скольжение;
- установить кондиционер и систему очистки поступающего в кабину воздуха;
- следует добавить два перерыва по 15 минут для снижения статического напряжения.
- следует установить на рабочем месте сиденье с обивочным материалом, соответствующим требованиям гигиены с функцией регулировки спинки кресла;
На основе анализа полученных данных было выявлено, что определенные параметры рабочего места машиниста экскаватора не соответствует требуемым нормам. Данное несоответствие было выявлено в результате анализа эргономической контрольной карты и фактических замеров этих параметров. Поэтому были предложены эргономические решения, способствующие улучшению показателей исследуемых параметров.
Заключение
- внедрить в рабочее место машиниста экскаватора (в кресло) амортизационную систему. Кабину экскаватора крепить к рабочей платформе через амортизационные прокладки;
- рекомендуется частично снизить уровень шумов в кабине с помощью звукопоглощающих материалов, изготовленных из войлока или другого звукопоглощающего материала;
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абрамов, А.А. Основы эргономики. Учеб. пос. - М.: РГОТУПС, 2001г., 194 с.
2. Анохин, А.Н. Методы экспертных оценок. - Обнинск: ИАТЭ, 1996. - 148 с.
3. Беркман, И.Л. Универсальные одноковшовые экскаваторы. Учебник для проф.-техн. училищ / И. Л. Беркман, А. В, Раннев, А. К. Рейш // Издательство «Высшая школа», 1997. - 534 с.
4. Вудсон, У Справочник по инженерной психологии для инженеров и художников-конструкторов / У. Вудсон, Д. Коновер // Пер. с англ. А.М. Пашутина под ред. В.Ф. Венда. - М.: Мир, 1968. - 517 с.
5. ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности. - Введ. 1984-30-06. - Москва: Издательство стандартов, 2008. - 13 с.
6. ГОСТ 21753-76. Система «Человек-машина». Рычаги управления. Общие эргономические требования. - Введ. 1997-01-01. - Москва: Государственный комитет по стандартам, 1986. - 6 с.
7. ГОСТ 22613-77. Система «Человек-машина». Выключатели и переключатели поворотные. Общие эргономические требования. - Введ. 1978-30-06. - Москва: Государственный комитет по стандартам, 1987. - 6 с.
8. ГОСТ 22614-77. Система «человек-машина». Выключатели и переключатели клавишные и кнопочные. Общие эргономические требования. - Введ. 1978-30-06. - Москва: Государственный комитет по стандартам, 1978. - 10 с.
9. ГОСТ 22615-77. Система «человек-машина». Выключатели и переключатели типа «Тумблер». Общие эргономические требования. - Введ. 1978-30-06. - Москва: Издательство стандартов, 1993. - 6 с.
10. ГОСТ 27258-87. Машины землеройные. Зоны комфорта и досягаемости органов управления. - Введ. 1988-0101. - Москва: Государственный комитет по стандартам, 1987. - 17 с.
11. Сергеева, С.Ф. Психология труда, инженерная психология и эргономика / Труды Международной научно-практической конференции «Эрго 2014». - СПб.: Межрегиональная эргономическая ассоциация, 2014. — 452 с.
REFERENCES
1. Abramov, A.A. (2001). Osnovy ergonomiki [Fundamentals of Ergonomics]. Textbook. Moscow: RGOTUPS [in Russian].
2. Anokhin, A.N. (1996). Metody ekspertnykh otsenok [Expert assessment methods]. Obninsk: IATE [in Russian].
3. Berkman, I.L., Rannev, A. V., & Reish, A. K. (1997). Universalnyie odnokovshevyie ekskavatory [All-purpose single-bucket excavators]. Textbook for prof.-tech. schools. Higher school [in Russian].
4. Woodson, W., & Conover, D. (1968). Spravochnik po inzhenernoi psikhologii dlia inzhenerov I khudozhnikov-konstruk-torov [Handbook of Engineering Psychology for Engineers and Design Artists]. Moscow: Mir [in Russian].
5. GOST 12.1.003-83 Sistema standartov bezopasnosti truda. Shum. Obshchiye trebovaniya bezopasnosti. - Vved. [Occupational safety standards system. Noise. General safety requirements. - Introduction. 1984-30-06. - Moscow: Standards Publishing House, 2008 [in Russian].
6. GOST 21753-76. Sistema «Chelovek-mashina». Rychagi upravleniya. Obshchiye ergonomicheskiye trebovaniya. -Vved. [System "Man-machine". Control levers. General ergonomic requirements. - Introduction]. Moscow: State Committee for Standards [in Russian].
7. GOST 22613-77. Sistema «Chelovek-mashina». Vyklyuchateli i pereklyuchateli povorotnyie. Obshchie ergonomi-cheskie trebovania. - Vved. [System "Man-machine". Breakers and swing switches. General ergonomic requirements. - Introduction]. Moscow: State Committee for Standards [in Russian].
8. GOST 22614-77. Sistema «chelovek-mashina». Vyklyuchateli i pereklyuchateli klavishnyye i knopochnyye. Obshchi-ye ergonomicheskiye trebovaniya. - Vved. [The "man-machine" system. Key switches and button switches. General ergonomie requirements. - Introduction]. Moscow: State Committee for Standards [in Russian].
9. GOST 22615-77. Sistema «chelovek-mashina». Vyklyuchateli i pereklyuchateli tipa «Tumbler». Obshchiye ergonomicheskiye trebovaniya. - Vved. The "man-machine" system. Breakers and toggle switches. General ergonomic requirements. - Introduction]. Moscow: Publishing house of standards [in Russian].
10. GOST 27258-87. Mashiny zemleroinye. Zony komforta i dosiagaiemosti organov upravlenia. - Vved. [Earth-moving machines. Comfort zones and reach of controls. - Introduction]. Moscow: State Committee for Standards [in Russian].
11. Sergeeva, S.F. (2014). Psikhologiya truda, inzhenernaia psikhologia i ergonomika [Labor psychology, engineering psychology and ergonomics]. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference "Ergo 2014". Mezh-dunarodnaia nauchno-prakticheskaia konferentsia «Ergo 2014» - International Scientific and Practical Conference "Ergo 2014".Sankt Peterburg: Interregional Ergonomic Association, 452 p. [in Russian].
горный геологическим музеи и
научная библиотека
ГРУППА КОМПАНИЙ « ВОСТЭКО И ГОРНЫЙ-ЦОТ» НАО «НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ» КУЗБАССКИЙ ТЕХНОПАРК
от лат. слова «fluere» - «течь» из-за его легкоплавкости
фосфоресцирует после облучения ультрафиолетовым светом и при нагревании
обнаружен Георгием Агриколой и назван» в 1529 году - «флюорес»
может быть в любом цвете и встречается в самых красивых и ярких оттенках — от изумрудно-зеленого до фиолетового и черного
СОСНОВЫЙ БУЛЬВАР 1, 4 ЭТАЖ
