Эргономические характеристики и средства обеспечения благоприятных условий труда на сельскохозяйственной технике

Конструкция рулевого колеса должна обеспечивать регулировку наклона относительно горизонтальной плоскости и по высоте (вдоль оси колонки). Регулировки должны быть бесступенчатыми. Регулировка может проводиться и ступенчато, однако в таком случае количество фиксаций должно соответствовать требованиям, установленным нормативными документами.

Диапазоны регулировок  и количество фиксаций при ступенчатой  регулировке должны соответствовать требованиям, установленным нормативными документами.

Люфт рулевого колеса при работающем двигателе не должен превышать значений, установленных нормативными документами.

Конструкция рулевого управления должна обеспечивать управление движением даже в случае выхода из строя усилителей.

Рисунок 2 - Зоны расположения педалей двустороннего действия

Расположение основных и вспомогательных органов управления для сельскохозяйственных машин с реверсивным постом управления должно соответствовать нормативным документам на конкретные модели машин.

2. Производственная санитария на рабочем месте тракториста

2.1. Климатическая комфортабельность (вентиляция, отопление)

Ненормальные климатические  условия в кабине трактора вредно отражаются на здоровье оператора и являются одной из причин, способствующей возникновению ДТП. Под влиянием повышенной или пониженной температуры в кабине трактора у оператора притупляется внимание, снижается острота зрения, увеличивается время реакции, быстро наступает усталость, появляются ошибки и просчеты, которые могут привести к ДТП или к снижению качества выполнения технологической операции тракторным агрегатом. Установлено, что наиболее приемлемой температурой в кабине трактора является температура 20 ...22ºС. При снижении температуры до 13ºС степень относительной опасности ДТП возрастает в 1,5 раза, а при повышении ее до 27°С — в 1,6 раза.

Одним из требований техники  безопасности и гигиены труда  является исключение возможности проникновения в кабину водителя отработавших газов, которые содержат ряд токсичных компонентов, в том числе оксид углерода. В зависимости от доли оксида углерода в воздухе и длительности работы оператора в такой атмосфере воздействие на оператора бывает различным.

Оксид углерода засасывается в кабину вместе с отработавшими газами при технических неисправностях автомобиля. Лишенный всякого запаха и цвета, оксид углерода в течение длительного времени остается совершенно незаметным. При этом работающий человек отравляется в три раза быстрее по сравнению с человеком, находящимся в состоянии покоя.

Исследования воздушной  среды в кабинах операторов показали, что в отдельных случаях содержание оксида углерода достигает 125 мг/м³, что в несколько раз превышает предельно допустимую концентрацию для рабочей зоны оператора. Поэтому длительное вождение трактора крайне опасно из-за возможности отравления оператора оксидом углерода.

Условия, в которых  человек не испытывает перегрева или переохлаждения, резкого движения воздуха и других неприятных ощущений, можно считать в тепловом отношении комфортными.

Комфортные значения температуры и влажности воздуха, рекомендуемые различными исследователями, несколько отличаются.

В настоящее время  в России микроклиматические условия  на автомобилях и тракторах регламентированы.

В кабине трактора в теплый период года температура воздуха не должна превышать для всех зон 28°С при относительной влажности 40…60%: При этом в теплый период года (температура наружного воздуха 10ºС и выше) для зон с расчетной средней температурой в 13 ч дня самого жаркого месяца до 25 °С температура воздуха в кабине не должна превышать 28 °С. Для зон с расчетной средней температурой воздуха в 13 ч дня самого жаркого месяца 25... 30ºС температура воздуха в кабине не должна превышать 31°С, а для зон с расчетной средней температурой воздуха в 13 ч дня самого жаркого месяца свыше 30ºС температура воздуха в кабине не должна превышать 33ºС.

Перепад температур в  кабине трактора не должен превышать 3ºС, а относительная влажность воздуха — 60%. В районах с повышенной влажностью допускается увеличение относительной влажности на 10%.

В периоды с температурой наружного воздуха ниже 10ºС температура воздуха в кабине должна быть не ниже 14°С.

Направление и скорость движения воздуха в кабине должны регулироваться. Скорость движения воздуха в зоне дыхания оператора не должна превышать 1,5 м/с.

Средневзвешенная температура  всех внутренних поверхностей кабины трактора (за исключением поверхностей стекол и панели, расположенной под щитком приборов) должна быть не выше 35°С.

Устройства системы  вентиляции должны создавать в закрытой кабине избыточное давление не менее 10 Па.

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны  кабины трактора регламентируются ГОСТ 12.2.019 — 86, в частности: оксид углерода (СО) — 20 мг/м³; оксиды азота в пересчете на NO₂ — 5 мг/м³; углеводороды суммарные (С_nН_m) — 300 мг/м³; акролеин (C₂H₃CHO) — 0,2 мг/м³.

Температурные условия  и подвижность воздуха в кабинах  тракторов обеспечиваются системами отопления, вентиляции и кондиционирования.

В настоящее время  существуют различные системы вентиляции и отопления кабин и салонов автомобилей и кабин тракторов, отличающиеся компоновкой и конструкцией отдельных узлов. Наиболее экономичной и широко применяемой на современных автомобилях является система отопления, использующая теплоту водяного охлаждения двигателя. Совмещение систем отопления и общеобменной вентиляций кабины позволяет повысить экономичность всего комплекса устройств обеспечения микроклимата в кабине в течение года.

Системы отопления и  вентиляции отличаются в основном расположением воздухозаборника на наружной поверхности автомобиля, типом применяемого вентилятора и его расположением относительно радиатора отопителя (на входе или на выходе из радиатора), типом применяемого радиатора (трубчато-пластинчатый, трубчато-ленточный, с интенсифицированной поверхностью, матричный и др.), методом управления работой отопителя, наличием или отсутствием обводного воздушного канала, рециркуляционного канала и т.д.

Забор воздуха снаружи  кабины в отопитель производится в месте минимальной запыленности воздуха и максимального динамического давления, возникающего при движении автомобиля. В грузовых автомобилях и тракторах воздухозаборник располагают на крыше кабины. В воздухозаборнике устанавливают водоотражательные перегородки, жалюзи и крышки, приводимые в действие изнутри кабины.

Для обеспечения подачи воздуха в кабину и преодоления аэродинамического сопротивления радиатора и воздуховодов используется вентилятор осевого, радиального, диаметрального, диагонального или другого типа. В настоящее время наибольшее распространение получил двухконсольный радиальный вентилятор, так как он имеет относительно малые размеры при большой производительности.

Для привода вентилятора  применяют электродвигатели постоянного тока. Частоту вращения электродвигателя и соответственно рабочего колеса вентилятора регулируют двух- или трехступенчатым переменным резистором, включенным в цепь питания электродвигателя.

От конструктивного  и технологического исполнения теплопередающей поверхности радиатора зависят производительность теплоты отопителя и его аэродинамическое сопротивление. Для повышения эффективности теплоотдачи от радиатора усложняют форму его каналов, по которым движется воздух, применяют различные турбулизаторы.

Решающую роль в эффективном  равномерном распределении температур и скоростей воздуха в кабине играет воздухораспределитель. Насадки воздухораспределителя выполняют различной формы: прямоугольной, круглой, овальной и т.д. Их размещают перед стеклом ветрового окна, вблизи стекол дверей, в центре панели приборов, у ног оператора и в других местах, определяемых требованиями к распределению приточных воздушных потоков в кабине.

В насадках устанавливают  различные заслонки, поворотные жалюзи, управляющие пластины и т.д. Привод к заслонкам и поворотным жалюзи чаще всего располагают непосредственно в корпусе воздухораспределителя.

Компоновка системы  вентиляции и отопления зависит  от конструкций тракторов, кабины, отдельных узлов и их размещения.

В отличие от автомобильных  систем отопления и вентиляции в  тракторах большее внимание уделяется  очистке поступающего в кабину воздуха. Это связано с тем, что при выполнении тракторным агрегатом технологического процесса (обработка почвы) вокруг кабины трактора создается облако пыли. При пахоте, посеве озимых и яровых культур, культивации и бороновании около кабины сельскохозяйственных тракторов весной и осенью преобладает пыль минерального происхождения с частицами размером 1... 5 мкм и с концентрацией вблизи от очага образования до 1400 мг/м³. При этом на транспортных работах запыленность воздуха около кабины трактора значительно ниже.

Экспериментальные исследования, выполненные ФГУП НАТИ на тракторе Т-150К, показали, что запыленность воздуха  на уровне нижней части кабины с  ее боковых сторон достигает 185 мг/м³, спереди — 180 мг/м³, а сзади — 280 мг/м³. Запыленность воздуха на уровне крыши кабины составляет уже 48 мг/м³, а на расстоянии 0,5 м от верха крыши кабины 36 мг/м³.

В настоящее время  получили распространение кондиционеры — устройства для искусственного охлаждения воздуха, поступающего в  кабину (кузов). По принципу действия кондиционеры подразделяются на компрессионные, с воздушной холодильной машиной, термоэлектрические и испарительные.

Автоматическое управление режимом работы отопителя некоторых тракторов производится изменением расхода воды или воздуха через радиатор отопителя. При автоматическом регулировании за счет изменения расхода воздуха параллельно радиатору выполняют обводной воздушный канал, в котором устанавливают заслонку с приводом от электродвигателя.

Как уже отмечалось, важное место в системе вентиляции кабины трактора из-за особенностей условий работы занимает очистка вентиляционного воздуха от пыли.

Самым распространенным способом является очистка вентиляционного воздуха при помощи фильтров из картона, синтетических волокнистых материалов, модифицированного пенополиуретана и др. Однако для эффективного использования таких фильтров, отличающихся небольшой пылеемкостью, с меньшим числом технических обслуживании необходимо снижать концентрацию пыли на входе в фильтр. Для предварительной очистки воздуха на входе в фильтр устанавливают пылеотделители инерционного типа с непрерывным удалением уловленной пыли.

Основные принципы обеспыливания  вентиляционного воздуха основаны на использовании одного или нескольких механизмов осаждения частиц пыли из воздуха: инерционный эффект отделения в эффекты зацепления и осаждения.

Для изготовления фильтров используются материалы органического происхождения и искусственные. К органическим материалам относится хлопок, шерсть. Они имеют низкую термостойкость, высокую влагоемкость. Общим недостатком всех фильтрующих материалов органического происхождения является их подверженность гнилостным процессам и отрицательному действию влаги. К синтетическим и минеральным материалам относятся: нитрон, имеющий высокую стойкость к воздействию температур, кислот и щелочей; хлоран, имеющий низкую термостойкость, но высокую химическую стойкость; капрон, характеризующийся высокой устойчивостью к истиранию; оксалон, имеющий высокую термостойкость; стекловолокно и асбест, отличающиеся высокой термостойкостью, и др.

Высокие показатели пылеулавливаюших, прочностных и регенера-аионных  параметров имеет фильтрующий материал из лавсана.

Широкое применение в  фильтрах с импульсной продувкой  воздуха при регенерации фильтра получили нетканые иглопробивные лавсановые фильтрующие материалы. Эти материалы получают уплотнением волокон с последующей прошивкой или иглопрокалыванием.

Недостатком таких фильтрующих  материалов является прохождение более мелких частиц пыли через отверстия, образованные иглами.

Существенным недостатком  фильтров из любого фильтрующего материала является необходимость их замены или технического обслуживания с целью регенерации (восстановления) фильтрующего материала. Частичная регенерация фильтра может быть проведена непосредственно в системе вентиляции обратной продувкой фильтрующего материала очищенным воздухом из кабины автомобиля или струйной локальной продувкой воздухом от компрессора с предварительной очисткой сжатого воздуха от паров воды и масла.

Конструкция фильтров из тканых или нетканых фильтрующих  материалов для систем вентиляции кабин  должна иметь максимальную поверхность фильтрации при минимальных размерах и аэродинамическом сопротивлении. Установка фильтра в кабине и его смена должны быть удобными и обеспечивать надежную герметичность по периметру фильтра.

В настоящее время  на самоходных машинах в ряде случаев  применяются установки кондиционирования воздуха (УКВ) с парокомпрессионной холодильной машиной в связи с отработанностью их конструкции за рубежом. Используемые в этих установках холодильные агенты - хладоны (фреоны) марок R-12 и R-22 отвечают таким требованиям, как безвредность для организма человека, невоспламеняемость и взрывобезопасность, инертность в отношении металлов и смазочных масел, умеренность давления конденсации в диапазоне рабочих температур УКВ.