CC BY
32
УДК 629.3.014.2
DOI 10.24411/2409-3203-2019-12025
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ШУМА НА ЭРГОНОМИКУ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ТРАКТОРА
Доржеев Александр Александрович
к.т.н., доцент кафедры «Тракторы и автомобили» ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ Россия, г. Красноярск Доржеева Екатерина Владимировна студентка 2-го курса магистратуры направления 35.04.06 «Агроинженерия»
ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ Россия, г. Красноярск
Аннотация: проведен обзор работ по совершенству технических систем в отношении снижения шума на рабочих местах в сельскохозяйственном производстве, обозначены основные результаты, достигнутые в данном разделе исследований; предложена структурная схема программы исследований влияния шума на эргономику сельскохозяйственных тракторов и самоходных машин, включающая частные методики, ранжирование с применением анкетирования экспертов и последующим использованием коэффициентов весомости как единичных, так и комплексных показателей; сопоставление результатов ранжирования частных методик с экспериментальными исследованиями позволит сформировать критерий дифференциальной оценки уровня шума, являющийся важным в эргономическом совершенстве сельскохозяйственных тракторов; частные методики, включающие ранжирование проходят апробацию среди работников АПК, студентов и сотрудников ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ, основные положения по разработке частных методик ранжирования и критерия дифференциальной оценки уровня шума в кабинах самоходных колесных машин подготовлены в виде заявки на изобретение, их суть и технический результат в работе не раскрываются.
Ключевые слова: эргономика, сельскохозяйственный трактор, шум на рабочем месте оператора, влияние шума на оператора, структурная схема, единичные показатели, комплексный показатель.
THE STRUCTURAL SCHEME OF THE STUDY OF THE EFFECT OF NOISE ON THE
ERGONOMICS OF THE FARM TRACTOR
Dorjiev Alexander А.
Ph. D., associate Professor of the Department " Tractors and cars» Krasnoyarsk State Agrarian University Russia, Krasnoyarsk Dorzhieva Ekaterina V. student of the 2nd year of master's degree direction 35.04.06 " Agroengineering» Krasnoyarsk State Agrarian University Russia, Krasnoyarsk
Abstract: the review of works on perfection of technical systems concerning noise reduction at workplaces in agricultural production is carried out, the main results achieved in this section of researches are designated; the block diagram of the program of researches of influence of noise on ergonomics of agricultural tractors and self-propelled cars including private techniques, ranking with application of questionnaire of experts and the subsequent use of
140
coefficients of weight of both single, and complex indicators is offered; comparison of results of ranking of private techniques with experimental researches will allow to form criterion of differential estimation of noise level which is important in ergonomic perfection of agricultural tractors; private methods, including ranking are tested among agricultural workers, students and employees of the Krasnoyarsk state UNIVERSITY, the main provisions for the development of private methods of ranking and criteria for differential evaluation of noise level in the cabins of self-propelled wheeled vehicles are prepared in the form of an application for the invention, their essence and technical result are not disclosed in the work.
Keywords: ergonomics, agricultural tractor, noise at the operator's workplace, the impact of noise on
Ряд исследований в области охраны труда доказывает, что выпускаемые и находящиеся в эксплуатации сельскохозяйственные тракторы и комбайны по-прежнему требуют некоторого совершенствования безопасности и эргономики [1-5]. В частности, по уровню шума, многие машины оцениваются лишь по единичным показателям, как правило - максимально допустимым.
На стадиях проектирования сельскохозяйственных самоходных машин и тракторов, машиностроители основное внимание сосредотачивают на показателях скорости и ширины захвата, определяющих экономическую эффективность. В методику ее расчета не входят микроклимат, уровень шума, вибрации, прилагаемые усилия на рычагах и скорость их перемещения, которые в процессе эксплуатации вызывают значительные физические и нервно-психические напряжения у операторов. Производительность машинно-тракторных агрегатов (МТА), полученная на машинно-испытательных станциях, не соответствует производственным условиям с точки зрения возможностей человека и влияния на него эргономических факторов (параметров) поста управления. В этой связи задача повышения эффективности использования МТА выдвигает необходимость комплексной оценки их и среды обитания операторов с учетом требований эргономики [4].
Под эргономикой понимается область знаний, комплексно изучающих трудовую деятельность человека в системах «человек-машина-среда» с целью обеспечения ее эффективности, безопасности и комфорта. Шум в этой науке имеет особую роль. На сегодняшний день степень проработанности вопросов оценки и снижения уровня шума достаточно охватывает мобильные энергетические средства (МЭС) отечественного и зарубежного производства, однако неоднозначность частных методик и их расхождение со стандартами требует некоторых уточнений. Имеются также и некоторые противоречия [1] относительно максимально допустимых значений уровня шума в рабочих зонах операторов сельскохозяйственных тракторов.
Защитой от шума путем реализации инженерно-технических решений занимался В.Ю. Радоучкий. Автор разработал и обосновал конструкцию акустического экрана с воздушным регулируемым промежутком, что позволяет повысить эффективность экрана во всем диапазоне нормируемых частот. Апробация на примере предприятия ОАО «Белагромаш-сервис» с шумными технологическими процессами данные исследования позволили достичь нормативных показателей, что снизило многие болезни или причины преждевременного ухода на пенсию персонала [7]. Исследователем С. Сулаймановым установлено, что выбор акустически оптимальной компоновки МТА и базовой машины (трактора), разработка шумозащитного комплекса на стадии проектирования или комплектования МТА с учетом характеристик вибрационного и шумового полей, места установки кабины позволяют значительно снизить уровень шума на рабочем месте операторов МЭС. При этом эффективность комплекса шумозащитных средств по снижению шума основных источников на пути распространения составила 8 дБА. Также разработаны капоты для снижения шума уборочных машин и дизеля базового трактора на 3-4 дБА. Увеличение расстояния между двигателем в 2 раза и его полная виброизоляция от остова машины дает снижение шума в кабине на 7 дБА. Предложена рациональная схема
141
крепления кабины к остову трактора с комбинированной (вертикальной и наклонной) установкой виброизоляторов на шести точках с равномерным распределением силы тяжести кабины по опорам и характеристик вибрационного поля места крепления опорных кронштейнов. Эффективность виброизоляции кабины составила 8-13 дБА. Полученные в работе данные подтвердили достоверность сформулированных условий расчета шумовиброзащитной кабины. На основании проведенных исследований установлены основные принципы создания шумобезопасных технологических процессов и хлопковых МТА [8]. Разработаны научно обоснованные технические решения, позволяющие снизить уровень звука на рабочем месте операторов (в кабине) до 78-79 дБА. Шумонагруженность технологических операций снизилась на 10-20 дБА [3].
Исходя из проделанного анализа, результатов исследований [2,3,4,5,7] и состояния вопроса [1], предлагается структурная схема (рис.) оценки влияния шума на эргономику сельскохозяйственных тракторов, включающая частные методики.
Рисунок - Структурная схема исследований влияния шума на эргономику сельскохозяйственных тракторов и самоходных машин
Согласно программе, включающей структурную схему, на первом этапе проводится исследование природы источников шума, сравнительная оценка влияния шума на оператора трактора при прямом и косвенном воздействии. Объектами исследования выступают кабины сельскохозяйственных тракторов и комбайнов, рабочие места операторов самоходных машин, в том числе и стенды-симуляторы для оценки эргономических показателей мобильных энергетических средств. Выходными параметрами на данном этапе являются единичные показатели влияния шума на операторов мобильных машин. Полученные данные эргономических показателей в отношении уровня шума позволяют установить соответствие (не соответствие) большинства серийных машин для АПК, согласно действующим стандартам и заявленным характеристикам заводом-изготовителем.
На втором этапе проводится обоснование взаимосвязей условий работы МТА и отдельных элементов структуры суммарного шума на рабочем месте оператора. Поэтапно оценивается влияние режимов работы двигателя и отдельных его систем (механизмов, агрегатов), элементов трансмиссии и ходовой части, рабочего и вспомогательного оборудования МЭС. На данном этапе также учитывается влияние режимов работы МТА в целом и взаимосвязь факторов шума и воздействий на оператора. Связь эмпирических зависимостей с выходными параметрами позволят по классическим методикам провести оценку весомости показателей суммарного шума в кабине с/х трактора.
На третьем этапе проводится анализ классических и частных методик оценки уровня шума в кабине МЭС и влияние его на операторов в три стадии:
- первая стадия третьего этапа исследований заключается в оценке уровня шума в кабине трактора по ГОСТ Р 53490-2009 (соответствует / не соответствует), здесь используются единичные показатели стандарта, повторность и другие условия методики стандарта;
- вторая стадия заключается в оценке уровня шума ранжированием с применением анкетирования экспертов с последующим использованием коэффициентов весомости как единичных, так и комплексных показателей;
- на третьей стадии проводится разработка и использование критерия дифференциальной оценки уровня шума на основе частных методик.
Сопоставление результатов ранжирования частных методик с экспериментальными исследованиями позволит сформировать критерий дифференциальной оценки уровня шума, являющийся важным в эргономическом совершенстве сельскохозяйственных тракторов.
Частные методики, включающие ранжирование проходят апробацию среди работников АПК, студентов и сотрудников ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ. Основные положения по разработке частных методик ранжирования и критерия дифференциальной оценки уровня шума в кабинах самоходных колесных машин подготовлены в виде заявки на изобретение.
Список литературы:
1. Доржеев, А.А. Различие в подходах оценки уровня шума в кабинах сельскохозяйственных тракторов / А.А. Доржеев, Е.В. Доржеева / Проблемы современной аграрной науки [Электронное издание]: мат-лы междунар. науч. конф. 15 октября 2019 г. // отв. за вып. В.Л. Бопп, Ж.Н. Шмелева; Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2019. - С. - 98-100.
2. Разработка и исследование методов и средств оценки качества биотехнической системы на основе психофизического шкалирования на примере тракторов [Текст]: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.13.09 / Л.М. Камозин. - Курск, 1995. - 20 с.
3. Савельев, А.П. О необходимости улучшения условий труда на рабочих местах в кабинах мобильных энергетических средств / Савельев А.П., Глотов С.В., Еналеева С.А., Васькянин В.А. /Наука, техника и образование. 2018. № 6 (47). С. 29-33.
143
4. Митрофанов, П.Г. Улучшение условий и охраны труда работников АПК путем совершенствования эргономических параметров рабочих мест и внедрения организационно-технических мероприятий: дис. ... доктора техн. наук: 05.26.01. - Санкт-Петербург, 1999. - 568 с.
5. Шапров, М.Н. Способы повышения комфортности работы механизаторов за счет снижения шума в кабине трактора / Шапров М.Н., Мартынов И.С. // Известия Нижневолжского агроуниверститетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2011. № 3(19) - с. 206-212.
6. ГОСТ Р 53490-2009 Тракторы сельскохозяйственные. Шум на рабочем месте оператора. Методы и условия измерений (ИСО 5131:1996).
7. Радоучкий В.Ю. Улучшение условий труда работников шумных производств агропромышленного комплекса на примере ОАО «Белагромаш-Сервис»: автореф. дис....канд. техн. наук: 05.26.01 / Радоучкий Владимир Юрьевич. Орел, 2004. 16 с.
8. Сулайманов, С. Улучшение условий труда операторов путём совершенствования виброаккустических параметров мобильных хлопковых машинотракторных агрегатов: дис.. докт. техн. наук: 25.06.01 / Сулайманов Суккатула. СПб., 1992. 586 с.
УДК 629.3.015.4
DOI 10.24411/2409-3203-2019-12026
АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ПЕРЕДНЕЙ ПОДВЕСКИ ЭЛЕКТРОТРАЙКА
Ефанов Сергей Александрович
к.т.н. доцент кафедры «Конструкторско-технологической информатики» ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный
университет им. Н. П. Огарёва» Россия, г. Саранск Чугунов Михаил Владимирович к.т.н., заведующий кафедрой «Конструкторско-технологической информатики» ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный
университет им. Н. П. Огарёва»
Россия, г. Саранск Пьянзин Антон Михайлович студент
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный
университет им. Н. П. Огарёва» Россия, г. Саранск
Аннотация: В статье описывается процесс моделирования случая преодоления препятствия в виде «Лежачего полицейского» электромобилем BravoEgo и анализ динамики его передней подвески. 3 D модель рамы электромобиля BravoEgo с подвеской и рулевой тягой построена в среде SolidWorks. В качестве среды для анализа динамики конструкции используется штатный функционал SolidWorks Motion с учетом в расчетах свойств материалов, массы, сил инерции, трения, силы тяжести, упругих и демпфирующих свойств элементов конструкции.
Система SolidWorks Motion позволяет выполнять точное моделирование и анализ эффектов движения элементов в сборках с пружинами, демпферами и двигателями.
