Розробка інженерних рішень по обмеженню впливу небезпечних виробничих чинників на машиніста екскаватора

 

Небезпека перекидання

Стійкість екскаватора перевіряється по трьох розрахункових схемах.

а) Перше розрахункове положення (pиc.5.1).

Екскаватор знаходиться на горизонтальному майданчику, платформа упоперек ходової рами, стріла, на повному вильоті виробляється затискач вантажу.

Момент сил, що утримують екскаватор від перекидання, щодо т.О:

 

М_уд= G_nnr_nn.+G_хч.r_хч,

 

де G_nn. - вага поворотної платформи з механізмами;

G_хч. - вага ходової частини;

 

М_уд.= 70720∙2,75+61750∙1,6= 293280 Нм.

 

5.1. Розрахунок стійкості при захопленні вантажу.

 

Момент перекидаючий:

 

М_опр= G_cr_c.+G_исr_ис+G_извr_изв+ G_зr_з+G_цзr_цз;

 

де G_c - вага стріли; G_ис - вага циліндра стріли; G_изв - вага циліндра затискач; G_з - вага затискач; G_цз - вага циліндра зіву.

 

М_опр=17900∙1,5+1180∙2∙9,15+1180∙4,25+18000∙5,5+3900∙6,5=156569 Нм.

 

Коефіцієнт стійкості:

 

К = М_уд/М_опр=293280/156569=1,87.

 

К>1, екскаватор в цьому положенні стійкий.

б) Друге розрахункове положення (рис 6.2.).

Відповідає повороту на вивантаження, платформа упоперек рами, затискач на вильоті найбільшого радіусу.

Момент утримуючих сил:

 

М_уд=G_ппr_пп+G_хчr_хч=70720∙2,75+61750∙1,6=293280 Нм;

 

Момент перекидаючий:

 

М_опр=G_cr_c+G_исr_ис+G_извr_изв+G_зr_з+G_изr_из+G_гr_г,

 

де G_г – вага вантажу, що піднімається;

 

М_опр=17900∙1,5+1180∙2∙0,15+1180∙4,25+18000∙6,85+3900∙6,15+15000∙7,25=262254 Нм.

Коефіцієнт стійкості:

 

К=М_уд/М_опр=293280/262254=1,118

 

К>1, тобто екскаватор стійкий.

 

Рис.5.2. Розрахунок стійкості при повороті на вивантаження.

 

в) Третє розрахункове положення (рис.5.3.).

Відповідає руху екскаватора під уклон (α= 22°), стріла піднята до межі, затискач підвернуте під стрілу, тиск вітру у бік ухилу Р_в=250 Н/м².

Момент утримуючий:

 

М_уд=G_ппr_пп+G_хчr_хч=70720∙1,75+617501=195510 Нм.

 

Момент перекидаючий:

 

М_опр=G_исr_ис+G_cr_c+G_извr_изв+G_зr_з+G_изr_из+М_в,

 

де М_в – момент від сил вітру.

М_в = Р_вFg,

де F=7,975 м² - площа підвітряна;

g=1,9 м - висота додатку сили вітру.

 

М_в=250∙7,975∙1,9=3788 Нм

М_опр=1180∙2∙1+17900∙2,75+1180∙5,5+18000∙6+3900∙6,75+3788=182188 Нм.

 

Коефіцієнт стійкості:

 

К=М_уд/М_опр=195510/182188= 1,07

 

К>1, значит екскаватор устойчив. [3]

 

Рис.5.3 Розрахунок стійкості при пересуванні.

 

Попадання людини в зону роботи

Для того, щоб запобігти попаданню людини в зону роботи необхідно будувати загороди, встановлювати звукові сирени. робітники, які безпосередньо знаходяться в цих зонах повинні бути про інструктовані по техніці безпеки. Для того, щоб уникнути травматизму необхідне хороше освітлення робочої зони в темний час доби. На будмайданчиках робітники повинні бути в спецодягу і касках.

 

Розробка інженерних рішень по обмеженню дій шкідливих виробничих чинників на машиніста екскаватора

 

Підвищений рівень шуму

У тих випадках, коли джерело шуму не може бути усунений, ослаблений або захищений звукоізоляційною перешкодою, для боротьби з шумом використовують засоби звукопоглинання.

Звукопоглинання дає найбільшу ефективність в зоні відображеного звуку. Зменшення рівня звуку за рахунок звукопоглинання збільшується із зменшенням об'єму приміщень.

Звукопоглинальні облицьовування розміщують на стелі і на верхніх частинах стін. Максимальне звукопоглинання досягається при облицьовуванні не менше 60% загальної площі захищаючих поверхонь приміщень.

Розрахуємо звукопоглинальне облицьовування кабіни машиніста.

Визначимо ефективність її застосування і рівня звукового тиску на робочому місці після акустичної обробки кабіни. Розміри кабіни 1,5х1,8х1,5 м; об'єм кабіни V= 4,05 м³; площі захищаючих поверхонь, м підлоги - 2,7 м, стін - 2 м, стелі - 2,7 м, загальна площа S = 7,4 м.

Розрахункова точка видалення від двигуна r = 3м.

 

,

 

де n= 1 - кількість джерел звуку (двигун);

В₈₀₀₀ - постійна приміщення на частоті 8000Гц.

 

В₈₀₀₀=B₁₀₀₀ µ₈₀₀₀=6V/ 20=6∙4,05/20= 1/22

 

Розрахункова крапка знаходиться в зоні віддзеркалення, тобто r> r_пр [11]

Аналіз спектру рівня звукового тиску на робочому місці показав, що вживаний матеріал повинен мати високий коефіцієнт звукопоглинання. Вибираємо для звукопоглинання плити «Вініпор» напівжорсткі (ТУ В-бб-70).

 

Вібрація

Буває два види захисту від вібрації: пасивна і активна віброізоляція.

Пасивна віброізоляція (віброзахист) - це віброізоляція, не використовуюча енергію додаткового джерела.

Розглянемо для прикладу віброїзоляцію сидіння водія. Сидіння в самохідних будівельне - дорожніх машинах, автомобілях і тракторах повинні забезпечувати санітарно - гігієнічні умови для тривалої - роботи водіїв. Сидіння повинне пом'якшувати поштовхи і удари і частину вібрації, перевищуючу гігієнічні характеристики і норми вібрації по ГОСТ 2.1.1012-78*.

Типова схема підресорювання сидіння водія (рис.5.2) складається з наступних елементів: направляючого механізму 1, корпусу водія, що складається з параллелограмних важелів і забезпечуючого стабільність вертикального положення, при коливанні машини. Направляючий механізм, що сполучає посадочне місце водія з рамою ходової частини ·машини, виконує роль кінематичного і силового зв'язку; пружини 3, знижуючої амплітуду коливань сидіння від коливання машини при пересуванні по нерівностях дорогі; регулювального гвинта 4 для зміни жорсткості пружини залежно від маси тіла водія; гидроамортизатора 2, поглинаючого коливання сидіння при пересуванні машини по нерівностях дорогі.

Під активною віброїзоляцією розуміють таку ізоляцію, для якої використовується енергія додаткового джерела.

Дослідження показали, що пасивна віброізоляція не дозволяє повністю захистити сидіння від вібрації, а дає можливість понизити тільки до 50%. Більш афектно понизити вібрацію можна методом противовібрації збуджуючи дії протифази, що задається сидінню сидячою системою. В цьому випадку вібраційний захист із зворотним зв'язком і додатковою енергією, що підводиться, називається активним віброізоляцією. Цей метод для самохідних машин знаходиться у стадії пошуку, має на меті понизити рівень коливань до заданих санітарних норм.

Активна віброізоляція, як правило, заснована на замкнутій системі автоматичного управління. Подібна система підресорювання сидіння показана на рис.5.3. Сидіння водія 1 під впливом коливання його підстави переміщається на величину х. Це переміщення за допомогою акселерометра 2 перетвориться в прискорення х. Поступаючий від акселерометра сигнал за допомогою золотника 3 фіксує зсув акселерометра щодо сидіння, а гідронасос 4 і гідроциліндр 5 впливають на сидінні, притягаючи або відштовхуючи його від підстави. При активній віброізоляції сидіння енергії витрачається 5... 6 кВт.