Аналіз існуючих нормативно-правових документів в сфері регулювання вібраційних навантажень на оператора сільськогосподарських, будівельно-дорожніх, горнодобивающюх, вантажоперевізних, вантажно-розвантажувальних, землерийних транспортно-технологічних машин показав, що в них прості прямолінійні (поздовжні, поперечні, вертикальні) вібровозмущенія на робочому місці водія регламентовані в повному обсязі, вимоги однозначні і уніфіковані. Однак, в реальних умовах роботи, в технологічній машині діють вібронагрузкі не тільки лінійні, але і кутові, викликають галопування, погойдування і виляння кабіни або майданчика оператора і, як наслідок, збільшення вібраційних навантажень на оператора машини. У зв'язку з цим, для оцінки вібронагрузок в подальших дослідженнях передбачається враховувати не тільки лінійні, але і кутові коливання, що дозволить об'єктивно оцінити умови праці оператора водія транспортно-технологічної машини і створити ефективні засоби віброзахисту.

Анотація наукової статті з механіки і машинобудування, автор наукової роботи - Сиротін Павло Володимирович, Лебединський Ілля Юрійович, Кравченко Віталій Володимирович, Тетянин Дмитро Павлович


ANALYSIS OF REQUIREMENTS AND REGULATIONS TO VIBRATION PARAMETERS AT WORKPLACE OF TRANSPORT AND TECHNOLOGICAL MACHINES

Analysis of existing regulatory and legal documents in the field of regulation of vibration loads on the operator of agricultural, construction, road, mining, transportation, loading and unloading, excavating transport and technological machines showed that in them simple rectilinear (longitudinal, transverse, vertical) vibro-perturbations in the workplace The driver is regulated in full, the requirements are unambiguous and unified. However, under real operating conditions, the vibro load is not only linear, but also angular, causing galloping, waggling and wagging of the operator's cabin or platform, and, as a consequence, increasing the vibrational loads on the operator of the machine. In this connection, in order to estimate vibro-loadings in further studies, it is intended to take into account not only linear but also angular oscillations that will allow an objective assessment of the working conditions of the driver of the transport-technological machine and create effective means of vibration protection.


Область наук:

  • Механіка і машинобудування

  • Рік видавництва: 2017


    Журнал

    Архіваріус


    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ ВИМОГ І РЕГЛМЕНТОВ ДО ПАРАМЕТРІВ ВІБРАЦІЇ НА РОБОЧОМУ МІСЦІ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ МАШИН'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ ВИМОГ І РЕГЛМЕНТОВ ДО ПАРАМЕТРІВ ВІБРАЦІЇ НА РОБОЧОМУ МІСЦІ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ МАШИН»

    ?АНАЛІЗ ВИМОГ І РЕГЛМЕНТОВ ДО ПАРАМЕТРІВ ВІБРАЦІЇ НА РОБОЧОМУ МІСЦІ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ МАШИН

    Сиротін Павло Володимирович,

    к.т.н., доцент, завідувач кафедри «Автомобілі та транспортно-технологічні комплекси»,

    Лебединський Ілля Юрійович,

    студент,

    Кравченко Віталій Володимирович,

    магістр

    Тетянин Дмитро Павлович

    студент

    Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої освіти «Південно-Російський державний політехнічний університет (НПІ) імені М.І. Платова »

    м Новочеркаськ

    В даний час для виконання різних видів сільськогосподарських, будівельно-дорожніх, гірничодобувних, вантажоперевізних, вантажно-розвантажувальних, землерийних робіт передбачено використання спеціалізованої техніки, яка має суттєві відмінності щодо компонування, технічних, експлуатаційних і масо-габаритних характеристиках. З метою забезпечення продуктивності, екологічності та безпечних умов праці при експлуатації таких машин існує ряд нормативно-технічних документів, в яких вимоги і методики оцінки властивостей машин, дещо відрізняються [Г-8, Г-2]. У зв'язку з чим, дана робота присвячена аналізу існуючих стандартів, що регламентують параметри плавності ходу, як одного з основних показників населеності самохідних транспортно-технологічних машин.

    Вібрація відноситься до факторів, що володіє високою біологічною активністю. Вираженість відповідних реакцій організму обумовлюється силою енергетичного впливу і біомеханічними властивостями людського тіла як складної коливальної системи. Потужність коливального ефекту і тривалість дії є головними параметрами, що визначають розвиток вібраційних захворювань, структура яких залежить від частоти і амплітуди коливань, тривалості впливу, місця докладання і напрямки осі вібраційного впливу, демпфуючих властивостей організму, явищ резонансу і інших умов. Між реакціями організму і рівнем впливає вібрації немає лінійної залежності. Причиною цього явища є ефект резонансу коливань вібруючих елементів і внутрішніх органів людини [Ч-1].

    Підвищення частоти коливань більше 0,7 Гц викликає резонансні коливання в органах людини. Область резонансу для голови в положенні сидячи при вертикальних вібраціях від 20 до 30 Гц, при горизонтальних від 1,5 до 2 Гц. Особливе значення резонансу проявляється по відношенню до органів зору. Зорові розлади переважно з'являються в діапазоні від 60 до 90 Гц, що відповідає резонансу очних яблук. Для органів грудної клітини та черевної порожнини, резонансними є частоти від 3 до 3,5 Гц. Для тіла в цілому, в положенні сидячи резонанс настає на частотах від 4 до 6 Гц., Крім того, розвивається професійне захворювання - вібраційна хвороба, останнім часом займає друге місце серед професійних захворювань робітників. Якщо параметри впливу лежать нижче межі зони допустимого впливу, то свідчень впливу вібрації на стан здоров'я в рамках проведеного аналізу не виявлено. Для параметрів в межах зони допустимого впливу відзначений потенційний ризик, обумовлений впливом вібрації на здоров'я людини. Якщо ж параметри лежать вище меж зазначеної зони, ризик здоров'ю людини, пов'язаний з впливом вібрації, стає дуже великою. [Г-1, Г-2, Г-4, Г-7].

    Таблиця 1

    Резонанси частот коливань органів людини

    Симптоми дії вібрації

    заколисування

    Резонансні коливання тіла

    Утруднене дихання

    Вплив на зір

    Вплив на серцево-судинну сістему_

    Погіршення координації рук і опори на ступні_

    Погіршення якості роботи людини-оператора_

    Нагрівання тканин, руйнування клітин

    10

    Частота, Гц ^ 100 101 102 103 104

    Основним завданням забезпечення вібраційної безпеки є запобігання умов, при яких вплив вібрації призведе до професійного захворювання - вібраційної хвороби, погіршення стану здоров'я і до значного зниження комфортності умов праці (особливо для осіб, які потребують при виконанні робіт підвищеної уваги з метою уникнення можливих аварійних ситуацій) [Г -1].

    Вібрація, створювана машинами та обладнанням здатна привести до збоїв і втрати працездатності вузлів і механізмів машин, а також служити причиною надмірної стомлюваності операторів машин.

    Це може спричинити за собою виникнення аварійно-небезпечних ситуації. Тому контроль рівня вібрації є необхідним заходом забезпечення безпечної експлуатації технічних об'єктів [Г-1, Г-7].

    За способом передачі вібронагрузкі на оператора водія транс-портно-технологічної машини розрізняють загальну і локальну вібрацію [Г-1]: загальна передається через опорні поверхні на тіло сидить або стоїть людини; локальна - через руки, ноги сидячої людини і на передпліччя, що контактують з вібруючими поверхнями.

    У напрямку дії вібрацію відповідно до напряму осей ортогональної системи координат (рис. 1) поділяють на: вертикальну, що дієперпендикулярно до опорної поверхні (Хо); горизонтальну, від спини до грудей (Уо) і від правого плеча до лівого (Zo).

    Для локальної вібрації напрямок осей Хл, Ул, Zn і їх зв'язок з рукою людини показані на рис. 2. Вісь ХП - збігається або паралельна осі місця охоплення джерела вібрації (рукоятки, ложемента, рульового колеса, важеля управління, оброблюваного вироби, утримуваного в руках). Ось Zn лежить в площині, утвореної віссю Хл і напрямком подачі або прикладання сили, і спрямована уздовж осі передпліччя. Ось Ул спрямована від долоні.

    За часовою характеристикою різниться:

    1) постійна вібрація, для якої спектральний або коректований по частоті контрольований параметр за час спостереження змінюється не більше ніж в 2 рази (на 6 дБ);

    2) непостійна вібрація, для якої ці параметри за час спостереження змінюються більш ніж в 2 рази (на 6 дБ) [Г-4, Г-5].

    Вимірювання вібрації на робочому місці оператора-водія виробляють на сидіння, на підлозі і на пристроях управління [Г-1, Г-4, Г-7].

    Основний вимірюваноївеличиною є віброприскорення (а). В області дуже низьких частот і низьких рівнів вібрації вимірюваноївеличиною може бути віброшвидкість (v), яка потім буде перетворена в віброприскорення шляхом диференціювання по часу (t), за допомогою виразу.

    а = м = м2 = - ^ пікМ = -owsmCwt) = anHKsin (wt + п),

    де ш = 2п / - кутова частота; 5пік - максимальне зміщення точки від початкового положення; t - час, с; АПіК - максимальне прискорення вимірюваної точки.

    Віброприскорення прямо пов'язано з силою, що викликала вібрацію. Віброприскорення характеризує силовий динамічний взаємодія елементів всередині агрегату, що викликало дану вібрацію. Відображається амплітудою (Пік, Peak) - максимальним по модулю значенням прискорення в вимірюваному сигналі. Застосування виброускорения теоретично ідеально, так як п'езодатчік (акселерометр) вимірює саме прискорення і його не потрібно перетворювати [Г-4].

    б

    Мал. 1. Напрямок координатних осей при дії вібрації [Г-4, Г-7]:

    а- локальної; б - загальної

    В існуючих стандартах віброприскорення вимірюється в метрах на секунду в квадраті [м / с 2] або в G, де Ш = 9,81 м / с 2; а так-же в децибелах [дБ].

    Для середньостатистичної людини прийняті наступні реакції на вплив вібрації різного рівня:

    - менше 0,315 м / с2 - дискомфорт не відчувається.

    - від 0,315 до 0,63 м / с2 - легке відчуття дискомфорту.

    - від 0,5 до 1 м / с2 - прийнятне відчуття дискомфорту.

    - від 0,8 до 1,6 м / с2 - виразне відчуття дискомфорту.

    - від 1,25 до 2,5 м / с2 - відчуття сильного дискомфорту.

    - понад 2 м / с2 - крайня ступінь дискомфорту.

    У деяких випадках для оцінки вибронагруженности використовують інший показник-віброшвидкість:

    Віброшвидкість це швидкість переміщення контрольованої точки обладнання під час її переміщення уздовж осі вимірювання.

    На практиці вимірюється не максимальне значення віброшвидкості, а її середньоквадратичне значення СКЗ (RMS). Фізична суть параметра СКЗ віброшвидкості полягає в рівності енергетичного впливу на опори машини реального вібрації і фіктивного постійного, чисельно рівного за величиною СКЗ. Використання значення СКЗ обумовлено ще тим чинником, що раніше вимірювання вібрації велися стрілочними приладами, вони все за принципом дії є інтегруючими, і показують саме середньоквадратичне значення сигналу. [Г-3, Г-4]

    Для вимірювання СКЗ віброшвидкості використовуються віброметри. У більш складних приладах (віброаналізатор) завжди присутній режим віброметра [Г-4].

    Віброшвидкість вимірюється в міліметрах на секунду [мм / сек] або дюймів в секунду [in / s]: 1 in / s = 25,4 мм / сек, а так-же децибелах, де повинен бути зазначений рівень 0 дБ. Якщо не вказано, то береться значення 5 | 10-5мм / сек [Г-4].

    Для оцінки амплітуди динамічних коливальних процесів можна використовувати такий показник, як вібропереміщення:

    Вібропереміщення (віброзміщення) показує максимальні межі переміщення контрольованої точки в процесі вібрації. Відображається розмахом (подвійною амплітудою, Пік-Пік, Peak to peak). Вібропереміщення це відстань між крайніми точками переміщення вимірювального елемента уздовж осі вимірювання.

    Вібропереміщення вимірюється в лінійних одиницях: в мікрометрів [мкм], в міліметрах [мм] і в Мілс, міллідюймах [mils] 1000 mils = 1 дюйм, 1 mil = 25,4 мкм 1000 mils = 25,4 мм [Г- 4].

    Стандартами [Г-7] і [Г-5] передбачені вимоги до параметрів вібрації при різних умовах. Так, в [Г-7] передбачені максимальні вібронагрузкі на оператора при 8 год безперервної дії (табл. 1).

    5 = SnuKsin = 5ПІК sin (2 nf) = 5nHKsin (wt)

    Таблиця 1

    Санітарні норми одночіслових показників вібраційної навантаженням-_кі на оператора для тривалості зміни 8 год. [Г-7] _

    Вид вібрації Категорія вібрації за санітарними нормами Напрямок дії Нормативні, кориговані по частоті і еквівалентні кориговані значення

    віброприскорення віброшвидкість

    мс2 дБ мс-110-2 дБ

    Локальна - Хл, ^ л, 2л 2, про 126 2, про 112

    Загальна 1 2о про, 56 115 1,1 Ю7

    Уо, Хо о, 4 112 3,2 116

    2 2о, Уо, Хо о, 28 Ю9 про, 56 Ю1

    3 тип а 2о, У о, Хо про, 1 1ОО о, 2 92

    3 тип в 2о, У о, Хо о, О14 83 о, О28 75

    Такі вимоги є універсальними, оскільки визначають режим повного робочого дня оператора. Однак, недоліком цих норм є виняток одиничних ударних навантажень зі значним рівнем прискорень, або віброшвидкості. Тому, на наш погляд, більш об'єктивним є стандарт [Г-5], який регламентує, перш за все, пікові навантаження (табл. 2 і 3).

    Таблиця 2

    Санітарні норми спектральних показників вібраційного нагруз-

    ки на оператора. Локальна вібрація [Г-5]

    Среднегеометрические частоти октавних смуг, Гц Нормативні значення в напрямках

    віброприскорення віброшвидкості

    мс2 дБ мс-110-2 дБ

    8 1,4 123 2,8 115

    16 1,4 123 1,4 Ю9

    31,5 2,7 129 1,4 Ю9

    63 5,4 135 1,4 Ю9

    125 1о, 7 141 1,4 Ю9

    25о 21,3 147 1,4 Ю9

    5ОО 42,5 153 1,4 Ю9

    1ТОВ 85, про 159 1,4 Ю9

    Таблиця 3

    Допустимий сумарний час безперервної дії вібрації Тн _на працюючого за зміну [Г-5] __

    Показник перевищення вібраційного навантаження на оператора D, дБ Тн, хв Показник перевищення вібраційного навантаження на оператора D, дБ Тн, хв

    1 381 7 95

    2 302 8 76

    3 240 9 60

    4 191 10 48

    5 151 11 38

    6 120 12 30

    Аналіз існуючих нормативно-правових документів в сфері регулювання вібраційних навантажень на оператора сільськогосподарських, будівельно-дорожніх, горнодобивающюх, вантажоперевізних, погру-зочно-розвантажувальних, землерийних транспортно-технологічних машин показав, що в них прості прямолінійні (поздовжні, поперечні, вертикальні) вібровозмущенія на робочому місці водія регламентовані в повному обсязі, вимоги однозначні і уніфіковані. Однак, в реальних умовах роботи, в технологічній машині діють вібронагрузкі не тільки лінійні, але і кутові, викликають галопування, погойдування і виляння кабіни або майданчика оператора і, як наслідок, збільшення вібраційних навантажень на оператора машини. У зв'язку з цим, для оцінки вібронагрузок в подальших дослідженнях передбачається враховувати не тільки лінійні, але і кутові коливання, що дозволить об'єктивно оцінити умови праці оператора водія транспортно-технологічної машини і створити ефективні засоби віброзахисту.

    Список використаних джерел

    Г-1 - 1. ГОСТ 12.1.012 Система стандартів безпеки праці. Вібраційна безпека

    Г-2 - 2. ГОСТ ІСО 8041-2006 Вібрація. Вплив вібрації на людину

    Г-3 - 3. ГОСТ 12.4.094-88 Методи визначення динамічних характеристик тіла людини при впливі вібрації

    Г-4 - 4. ГОСТ 31191.1-2004 Вимірювання загальної вібрації на робочому місці

    Г-5 - 5. ГОСТ 12.2.120-2005 Система стандартів безпеки праці. Кабіни й робочі місця операторів тракторів і самохідних сільськогосподарських машин

    Г-6 - 6. ГОСТ 12.2.019-2005 Система стандартів безпеки праці. Трактори і машини самохідні сільськогосподарські

    Г-7 - 7. СанПіН 1102-73 Санітарні норми і правила по обмеженню вібрацій і шуму на робочих місцях тракторів, сільськогосподарських меліоративних, будівельно-дорожніх машин і вантажного автотранспорту

    Г-8 - 8. ГОСТ 26568-85 Вібрація. Методи і засоби захисту. Класифікація

    Ч-1 - 9. Черненко А.Б., Гасанов Б.Г. Пневматичні системи вторинного підресорювання кабін багатовісних автомобілів /Юж.-Рос. держ. техн. ун-т (НПІ) .- Новочеркаськ: ЮРГТУ, 2012. - 200 стор., з іл.

    Енерговитрат при РОБОТІ ТРАНСПОРТНОГО ЗАСОБУ

    Сергєєв Микола Вікторович,

    к.т.н., доцент кафедри «Трактори і автомобілі»

    Азово-Чорноморський інженерний інститут ФГБОУ ВО Донський ГАУ

    Сальников Олександр Іванович

    студент 1 курсу групи ЕТМ-11 факультет «Інженерно-технологічний»

    Азово-Чорноморський інженерний інститут ФГБОУ ВО Донський ГАУ

    м Зерноград

    анотація

    Серед можливих шляхів зниження енерговитрат при виконанні польових робіт певне значення набувають ті напрямки, які пов'язані зі зменшенням втрат потужності при реалізації сили тяги мобільного машини. До основних факторів, що обумовлюють такі втрати, слід віднести опір коченню машини, буксування її ведучих коліс і коливальні процеси в вузлах і агрегатах машини. Втрати збільшуються при криволінійному русі мобільного кошти, так як позначається посилює вплив на зазначені фактори бічного відведення шин. Тому поліпшення керованості колісної машини і зменшення її чутливості до зовнішніх впливи безумовно сприяє зниженню енерговитрат при виконанні польових робіт. Безсумнівно визначальним фактором зниження енерговитрат є досконалість конструкції колісного рушія і, отже, досконалість пневматичної шини як основного його елемента.

    Summary

    Among the possible ways to reduce fuel consumption per a hectare those areas that are associated with a reduction of power losses in the implementation of mobility machine traction acquire a certain value. The main factors which determine such losses are the rolling resistance of the machine, its driving wheels slippage and oscillatory processes in units and aggregates of the machine. Losses increase in the curvilinear motion of mobile agents as aggravating effect on the marked influence factors for tire slip acts. Therefore, improving the wheeled vehicle controllability and reducing its sensitivity to external perturbations cer-


    Ключові слова: Вібрація /VIBRATION /НАВАНТАЖЕННЯ /LOAD /КОЛИВАННЯ /OSCILLATIONS

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити