Модернизация экскаватора ЭО-4324 с разработкой новой конструкции рабочего органа, с целью повышения эффективности работы при разработке пр

Общие требования безопасности при работе одноковшовых экскаваторов изложены в ГОСТ 12.3.033-84 «Система стандартов безопасности труда. Строительные машины. Общие требования безопасности при эксплуатации».

 

 

5.2 Разработка мероприятий по улучшению условий труда и техники безопасности экскаватора

 

При работе экскаваторов возникает  шум, который является одним из факторов ухудшающее условие труда. Действие шума на организм человека проявляется в поражении органов слуха и нарушении систем (сердечно-сосудистой, центральной нервной), а также ослаблении памяти, изменении кожной чувствительности.

По международному стандарту ISO 6395 (действует в Японии и странах ЕС) уровень шума, создаваемый работой строительного оборудования, определяется величиной излучаемой звуковой энергии и зависит от характера работ и методов их проведения.

Различия в оценке уровня шума по методикам, принятым в Японии и странах  ЕС, сводятся к тому, что в Японии, например, за середину шасси экскаватора принимают центр верхней поворотной платформы, а в Европе – центр поворота экскаватора. Регламентируемый уровень шума для стран ЕС связан с выходной мощностью двигателя, а для Японии он разделяется на три ступени в соответствии с мощностью двигателя. Для гарантированной защиты окружающей среды принят допустимый уровень шума 100– 106 дБ.

В Республике Казахстан при разработке мероприятий по снижению шума  в  строительных машинах руководствуются СНиП РК 1.02.007-94 и ГОСТ ССБТ 12.1.004-91.

Мероприятия по защите от шума сводятся не только к совершенствованию технических характеристик оборудования, но и к определению источников шума, что важно для эффективного его блокирования. При расчете степени влияния источника шума следует оценить уровень (величину) мощности звукового излучения (давления), звуковых колебаний и отраженного звука. Рекомендуется использовать методики, позволяющие измерять шумовые параметры каждой единицы строительного оборудования и анализировать частотные составляющие звуковых колебаний при различных углах излучения звука.

На силовых агрегатах гидравлических экскаваторов используются системы  охлаждения с лопастными вентиляторами. Если лопасти вентиля тора испытывают незначительное сопротивление, то движение потока охлаждающего воздуха является ламинарным, его струи про ходят параллельно валу вентилятора. При использовании теплообменников в потоке охлаждающего воздуха возникают вихри, его движение приобретает турбулентный характер. Воздушные струи отклоняются от осевого направления, изменяют скорость, и охлаждение становится неидеальным, что способствует возникновению шума и вибраций. Использование схемы охлаждения с осевыми вентиляторами не исключает действия на лопасти значительного сопротивления, при этом двигатель охлаждается не лучшим способом. Основной причиной возникновения высокого уровня шума на вентиляторе является большая зона охвата лопастей и прерывистость поступающего через радиатор воздуха, что приводит к турбулентному характеру течения и, следовательно, к высокому шумовому эффекту. Подсос воздуха в вентилятор осуществляется не только через радиатор, часть всасываемого через ограничитель вентилятора воздуха поступает к лопастям в противоположном направлении, что способствует возникновению шума. Шумовой фон можно снизить подбором зазора между лопастями вентилятора и его ограничителем. Сопротивление воздуха, проталкиваемого лопастями, зависит от объема и площади внутренней поверхности двигателя, а также от параметров теплообменника (например, при использовании кожухов в зимнее время).

Изменение режимов охлаждения возможно, например, путем изменения результирующего вектора скорости воздушного потока, проходящего через лопасти. В большинстве случаев основной объем воздуха проходит через теплообменник без особых препятствий, но на кромках ограничителя лопастей происходит срыв потока воздуха. Для того чтобы воздух проходил без сопротивления, необходимо оптимизировать кромки ограничителя в соответствии с расходом воздуха путем подбора опытным путем параметров, при которых имеет место незначительное гидравлическое сопротивление при максимальном расходе воздуха. В последние годы для уменьшения действующих на лопасти усилий и снижения сопротивления кромкам ограничителя лопастей придают полукруглую (торообразную) форму. Форма лопастей вентилятора также имеет значение: в радиальном направлении лопасти расширяются, их кромки не имеют заостренных переходов.

Доказано, что форма лопасти, сходная  с треугольником, издает меньший  шум. Тот же эффект дает скошенная в направлении вращения форма лопастей, а также неравномерное расположение лопастей по цилиндрической поверхности вала вентилятора, изменение шага лопастей, благодаря чему можно значительно снизить пики звуковых колебаний, зависящих от частоты вращения вала.

Глушитель почти полностью блокирует шум отработавших газов, генерируемых двигателем, в то же время он играет роль демпфера при резком расширении этих газов. Для гашения шума на глушителе можно изменять проходное сопротивление с учетом допустимого давления в двигателе, а также путем изготовления деталей глушителя из шумопоглощающего материала. В последнее время получила распространение так называемая техника активного регулирования уровня шума.

В большинстве случаев шум, возникающий при подаче наружного воздуха в двигатель, является проблемой миниэкскаваторов, на которых используются двигатели без турбонаддува с тремя либо четырьмя всасывающими патрубками. В этом случае можно использовать метод глушения шума, уменьшая его частотные составляющие (например, составляющие детонационного шума), что в настоящее время является решаемой задачей. Необходимо учитывать эффект от шумопоглотителей, например, в случае согласования частот детонационного шума на резонансных режимах в трубопроводах всасывающего коллектора.

Шум при работе гидросистем гидравлических экскаваторов возникает вследствие неламинарного течения рабочей жидкости (РЖ) в трубопроводах и гидравлических устройствах. Обычно шум возникает на регулирующих (управляющих) клапанах, при работе гидравлических двигателей и насосов. Для подавления пиковых шумовых колебаний эффективно исключение резонансных акустических эффектов в отдельных частях гидроустройств. Вероятность резонансных явлений зависит от правильности выполнения прорезей на рабочем узле насосов. Имеются так называемые «мертвые» точки на выходной и входной сторонах.

Если резонансный режим насосов  смягчен и задача заключается  в снижении шума от гидроэлементов, необходимо насколько возможно уменьшить  давление и использовать специальные резонансные поглотители звука: на гидравлических экскаваторах боковые гидравлические ответвления, на дробильном оборудовании резонансные поглотители с аккумулирующими устройствами, хотя на практике требуется также учет сдвига поглощаемых резонансных частот и изменения объема воздуха, находящегося под давлением РЖ.

Снижение шума возможно при наличии  устройств глушения звуковых колебаний, в случае применения которых на двигателе  возможно ухудшение теплового баланса  и как следствие увеличение гидравлического сопротивления при прохождении охлаждающего воздуха. Для экранирования двигателя необходимо перед определением расхода охлаждающего воздуха и уровня шума в зоне каждого отверстия (щелей) определить место проведения измерений. В настоящее время трудно даже ориентировочно оценить уровень шума, исходящего из отверстий (щелей) в двигателе. Используя анализ процессов протекания воздушных потоков и применяя для расчета программное обеспечение 3D-CAD, можно получить определенную точность измерения.

Затраты на блокирование шума оказываются большими. Например, установка пенополиуретановых прокладок и экранов хорошо снижает шум на строительном оборудовании, поглощение звуковых колебаний – удовлетворительное, особенно в зонах высокочастотных звуковых колебаний. Эффект блокирования низкочастотных составляющих звуковых колебаний с помощью таких экранов и прокладок небольшой для двигателя и гидросистем. Если для повышения поглощения звуковых колебаний увеличить площадь экранов и прокладок, то возможно возникновение шума в других местах.

 

 

5.3 Мероприятия по улучшению  пожарной безопасности машины

 

Пожарная безопасность – это  такое состояние объекта, при  котором исключается возможность  пожара, а в случае возникновения  предотвращается его опасное  воздействие на людей и обеспечивается защита материальных ценностей. Пожарная безопасность при эксплуатации экскаваторов регламентируется ГОСТ ССБТ 12.1.003-83.

Пожарная безопасность обеспечивается системами предотвращения пожара и  пожарной защитой. Под системой предотвращения пожара имеется ввиду комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на исключение возможности возникновения пожара. Под системой пожарной защиты понимают комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара и ограничение материального ущерба от него.

При эксплуатации строительно-дорожных машин в пожары в большинстве  случаев возникают по следующим  причинам: у строительных машин с  электроприводом – из-за перегрузки электродвигателей, электрооборудования, электропроводов и электросетей, в результате чего они нагреваются свыше допустимых норм или искрят; у машин с двигателями внутреннего сгорания – из-за воспламенения оставшейся внутри двигателя горючей смеси; неправильного расположения баков с горюче-смазочными материалами, масло- и топливопроводов по отношению к трубопроводу выхлопных газов и глушителю; применение открытого огня для запуска двигателей при низких температурах; самовоспламенение различных масел и горючего под картером двигателя; отсутствие искрогасителей на выпускных трубах; курение при заправке машин топливом.

Пожары возникают также в  случаях утечки горючего из топливопроводов  и приборов; утечки отработанных газов  в выпускных трубах; неисправности кранов, перекрывающих топливопроводы; неисправности карбюратора и самовозгорание использованных обтирочных материалов.

Пожарная защита обеспечивается: ограниченным применением горючих и трудногорючих  веществ и материалов; предотвращением  распространения пожара с использованием средств его тушения, строительных конструкций с необходимыми пределами огнестойкости и горючести; эвакуацией людей; системой противодымной защиты; средствами пожарной сигнализации или извещением о пожаре, а также организацией пожарной охраны объекта.

В целях пожарной безопасности работать на погрузчики оснащают положенными средствами огнетушения (например, углекислотными огнетушителями, в которых огнегасящее вещество не является электропроводным)

При обнаружении даже незначительных подтеканий топлива из бака, топливопроводов или других агрегатов топливоподачи работу на погрузчиках прекращают.

При работе необходимо следить  за тем, чтобы на машине или в непосредственной близости от места ее стоянки не было замасленной или пропитанной топливом ветоши и других обтирочных материалов. Выполнять регулировочные, сборочно-демонтажные, ремонтные и другие работы на погрузчике вдали от источников открытого огня (горящих факелов, спичек).

Заправлять топливом машины допускается  только при заглушенном двигателе и выключенном зажигании.

При возникновении пожара машины или около нее водитель в первую очередь перекрывает краники топливопровода. Затем для быстрого прекращения горения при пожарах необходимо выполнить два основных условия: прекратить доступ воздуха (кислорода) в зону горения, так как горение возможно при содержании кислорода в воздухе не менее 14% (всего в воздухе содержится до 21% кислорода); охладить зону горения ниже температуры самовоспламенения, тогда процесс горения прекращается даже при наличии достаточного доступа воздуха.

Гасить пламя следует огнетушителем, песком, землей или надо накрыть его брезентом или войлоком, чтобы прекратить доступ воздуха к пламени. При воспламенении топлива на машине или под ней запрещается заливать пламя водой, так как это может вызвать взрыв. Если потушить пожар машины своими силами невозможно, необходимо вызвать ближайшую пожарную команду частыми звуковыми сигналами, по телефону, радио или любыми другими средствами связи.

Склад горюче-смазочных материалов размещают вдали от производственных помещений и стоянок машин. Территорию склада отделяют от других сооружений полосой противопожарной безопасности шириной не менее 10 м. Емкости горюче-смазочных материалов заземляют для отвода от них статического электричества и возможного удара молнии.

 

 

5.4 Схема измерительных приборов  в кабине экскаватора

 

Контрольно-измерительные приборы в кабине - помогают контролировать протекающие процессы, осуществлять безопасную эксплуатацию машин и оборудования, определять предельно допустимые значения параметров. В кабине размещают только самые необходимые устройства и приборы для управления машиной и выдачи информации о работе.

Органы управления и контрольные  приборы в кабине экскаватора  показаны на рисунке 5.1.

 

1 - рычаг управления сцеплением пускового двигателя, 2 - рукоятка воздушной заслонки карбюратора пускового двигателя, 3 - рычаг подачи топлива, 4 - рукоятка крана бензобака пускового двигателя, 5 - маховик шторки радиатора, б - кнопка выключателя магнето пускового двигателя, 7 - кнопка звукового сигнала, 8 - контрольная лампа выключения батареи, 9 - водяной термометр двигателя, 10 - контрольная лампа указателей поворота, 11 - переключатель указателя поворота, 12 - амперметр, 13 - контрольная лампа дальнего света, 14 - манометр пневмосистемы тормозов, 15 - переключатель ближнего и дальнего света фар, 16 - манометр двигателя, 11- рулевое колесо, 18 - тахоспидометр, 19 - контрольная лампа нагрева спирали электрофакельного подогревателя, 20 - выключатель стартера, 21 - рукоятка фиксатора рулевого колеса, 22 - рычаги гидрораспределителя, 23 - рычаг гидроусилителя силы сцепления, 24 - рычаг механизма отбора мощности, 25 - сиденье, 26 - рукоятка управления силовым регулятором, 27 - тяга управления раздаточной коробкой, 28 - педали тормоза, 29 - рычаг переключения передач, 30 - педаль подачи топлива, 31 - педаль сцепления, 32 - рычаг переключения понижающего редуктора, 33 - центральный переключатель, 34 - рукоятка аварийной остановки двигателя

Рисунок 5.1 – Органы управления и контрольные приборы самоходного колесного экскаватора

 

Измерительные приборы размещены в кабине в местах, расположенных в поле зрения машиниста, находящегося на рабочем месте. Щитки измерительных приборов в кабинах оборудуются устройствами подсветки шкал приборов с освещенностью не менее 1,2 Лк.

Для обозначения приборов, включателей  и рычагов применяют символику, в которой учтены общепринятые обозначения (рисунок 5.2).

 

 

1 - сигнальное устройство, 2 - манометр, 3 - плафон кабины, 4 - рабочая фара на кабине, 5 - передняя фара дальнего света, 6 - вентилятор, 7 - передняя фара ближнего света, 8 - габаритные огни, 9 - указатели поворота, 10 - лампы освещения приборов, 11 - стеклоомыватель, 12 -контрольные приборы, 13 - стояночный тормоз, 14 - водяной насос, 15...18 - положения рычагов гидрораспределителя (соответственно подъем рабочего органа, нейтральное положение, опускание оборудования, плавающее положение оборудования)