Файл: Повышение рабочих скоростей машинно-тракторных агрегатов сб. науч. тр.pdf

Для определения расхода топлива скоростных МТА относительно серийных на разных видах работ формула (15) примет вид:

ные тракторы МТЗ-80 с двигателем СМД-14 менее эко­ номичны по сравнению с тракторами МТЗ-50. Перерас­

ском хозяйстве БССР на семь-восемь видов их приходит­ ся 70—90% энергозатрат тракторов.

Большими потенциальными возможностями резкого увеличения производительности обладают скоростные агрегаты в условиях освоенных мелиорированных торфя- но-болотных почв.

Общая площадь мелиорированных земель в Б С С Р равна 1231,4 тыс. га, в том числе 525,1 тыс. га составляет пашня. На площади около 800 тыс. га возделываются раз­ личные сельскохозяйственные культуры и травы.

Механизированные работы на торфяниках в БССР со­ ставляют 13—14% всех энергозатрат тракторов.

С учетом работы скоростных МТА в условиях освоен­ ных мелиорированных торфяно-болотных почв повыше­ ние производительности их по сравнению с серийными аг­ регатами составит в целом для колесных тракторов 36, гусеничных — 40 %.

Скоростные гусеничные тракторы расходуют в сред­ нем примерно столько ж е топлива на 1 га обработанного поля, сколько и серийные. Колесные тракторы МТЗ-80 по топливу менее экономичны — на 9—10%.

Расчет, экономической эффективности скоростных МТА выполнен с условием, что внедрение скоростной техники в сельское хозяйство республики будет происходить на базе ее полного перевооружения. Срок окупаемости но­ вой техники принят равным 4 года.

Экономический эффект определяется по разности при­ веденных затрат для серийных и новых скоростных МТА.

Верхний лимит цены новых тракторов, при котором замена серийных тракторов новыми энергонасыщенными сохраняет неизменной величину приведенных затрат, получен равным 3750 руб. для гусеничных тракторов Т-150 и 3500 руб. — для колесных тракторов МТЗ-80.

У К А З А Т Е Л Ь Л И Т Е Р А Т У Р Ы

1. В р у б л е в с к и й В. Э. Сравнительная эффективность исполь­ зования различных видов транспорта на сельскохозяйственных пе­ ревозках. Труды ЦНИИМЭСХ, т. I I I . Минск, 1964.

2.В о л о д и н Б. Г., Г а н и н М. П., Д и н е р И. Я. и др. Руковод­ ство для инженеров по решению задач теории вероятностей. Л., Судпромгиз, 1962.

ИТОГИ РАБОТ ПО УЛУЧШЕНИЮ УСЛОВИИ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ НА ПОВЫШЕННЫХ СКОРОСТЯХ

(до 9—15 км/ч)

УЛИЦКИЙ Е. Я.

(ВИМ)

Исследования условий труда при повышении рабочих скоростей машинно-тракторных агрегатов до 9—15 км/ч

Так как к началу работ конкретных данных по усло­ виям труда на тракторах было недостаточно, а методики оценки условий труда практически отсутствовали, то на первом этапе работ внимание было сконцентрировано на разработке методик и оценке условий труда на серийных машинах и тракторах-макетах Э-151 и МТЗ-80.

Условия труда механизаторов характеризуются уров­ нем шума, величиной низкочастотных случайных колеба­ ний, температурой рабочей зоны, загрязненностью рабо­ чей среды пылью и газами и эргономическими показате­ лями. Охарактеризуем вкратце каждую из указанных опасностей на серийных машинах.

Шум. Ни один из выпускаемых серийно в настоящее время тракторов и комбайнов не отвечает действующим санитарным нормам. Допустимый уровень шума на от­ дельных частотах превышает 15—20 дб.

Низкочастотные случайные колебания (НСК). При действующих нормах от 0,05 до 0,12 g, в зависимости от направления колебаний и полосы частот, колебания на выпускаемых машинах достигают 0,35 g и более.

Микроклимат. По действующим нормам, температура в кабинах машин не должна превышать температуру на­ ружного воздуха, а при наличии кондиционера не превы­ шать ее более чем на 2—3°, но не должна быть выше 28°.

Фактически температура воздуха в кабинах машин до­ стигает 40—45°.

10 мг. Фактически в кабинах тракторов запыленность достигает 80—100 мг/м3 . При норме 0,2 мг/л содержание С О фактически в 2—4 раза больше.

Эргономические показатели. Так как конструкторы тракторов не учитывали ранее эргономические показате­ ли, то при работе на подавляющем большинстве тракто­ ров, особенно гусеничных, трактористы находятся в ста­ тически напряженной позе.

Следует также отметить, что санитарные нормы, рег­ ламентирующие условия труда, вызывают серьезные сомнения, так как они не учитывают воздействия на че­ ловека комплекса производственных опасностей.

На первом этапе были также отработаны методики оценки условий труда по отдельным показателям. Весьма плодотворным оказалось сотрудничество врачей и инже­ неров, позволившее решать вопросы комплексно. При этом медицинские показатели являлись критериями для оценки тех или иных инженерных решений.

Второй этап работ состоял в разработке инженерных мероприятий, направленных на решение конкретных за­ дач, обеспечивающих нормальные условия труда.

Снижение низкочастотных случайных колебаний яв­ ляется весьма важной технической задачей, однако реше­ ние ее встречает значительные трудности. Эти трудности определяются прежде всего несовершенством действую­ щих норм [2] . Кроме этого, до последнего времени методы измерений НСК не позволяли получить сопоста­

В частности, были проанализированы методы получения спектральной плотности с осциллограмм и кинограмм, снятых с помощью длиннофокусной оптики; была также проведена телеметрическая запись колебаний на магнит­ ную пленку. Установлено, что наиболее полную характе­ ристику процесса дает спектральный анализ ускорений НСК в третьоктавных или октавных полосах, результаты которого можно сравнивать с рекомендациями JSO TK-108.

Для получения спектров колебаний была разработана

методика измерений, основанная на магнитной записи сигналов с последующим транспонированием частот.

С помощью разработанного виброизмерительного тракта был проведен ряд измерений, которые позволили оценить эффективность отдельных мероприятий по сниже­ нию колебаний (например, эффективность амортизаторов сидений, упругих элементов ходовой части и т. д.).

Тракторные заводы стали широко применять упругую подвеску тракторных сидений. Это позволяет на 15—35%,; снизить уровень колебаний, однако не обеспечивает ком­ фортных условий механизатору.

Дальнейшие пути снижения уровня колебаний сле­ дующие: уменьшение входного воздействия путем улуч­ шения рельефа;

создание оптимальной системы подвески тракторов, (как остова, так и сиденья или их сочетания).

Возможности улучшения рельефа ограничены техно­ логией выполнения работ. Но в целях выравнивания рельефа представляется перспективным разработать в ряде случаев новые технологические приемы обработки почвы.

Системы подвески можно разделить на линейные и не­ линейные в зависимости от того, описывается или нет их динамическая реакция системой линейных дифференци­ альных уравнений. Далее, системы можно разделить на активные и пассивные в зависимости от того, требуется или нет внешняя энергия изолятору для выполнения его функций.

В результате проведенных анализа и синтеза вибро- и ударноизолирующих систем, а также сравнения типов подвески трактора можно сказать, что линейная пассив­ ная система подвески практически исчерпала свои воз­ можности. Несколько более перспективны системы подвески с нелинейной статической характеристикой. Однако нелинейные амортизаторы, достаточно хорошо изолирующие вибрацию, не изолируют в такой же степени ударные воздействия, часто встречающиеся при движе­ нии трактора. Стремление ослабить вибрацию неизбежно влечет за собой ухудшение изолирующей способности против ударных воздействий и наоборот.

Активная подвеска исключает многие недостатки пас­ сивных систем и позволяет добиться очень низкой собст­ венной частоты сиденья, минимального смещения его и минимального ускорения на сиденье тракториста.

Таким образом, наиболее перспективным средством снижения НСК является применение активных систем

При исследовании шумовых характеристик машин были поставлены задачи определения акустической ак­ тивности отдельных узлов и выявления путей прохожде­ ния шума. Был применен корреляционный метод исследо­ вания шума с использованием соответствующего математического аппарата и методики, разработанной СибВИМом на базе полярного электронного коррелятора типа КВПШ-8М. Эта методика позволила по полученным взаимным корреляционным функциям определить соотно­ шение между шумом, проходящим по металлическим кон­ струкциям, и шумом, передающимся по воздуху. Было установлено, что на тракторе Э-151 большая часть шума двигателя поступает в кабину по металлическим конструк­ циям. Представилось возможным определить относитель­ ную акустическую активность отдельных узлов тракторов.

Аналогичным методом были выявлены вторичные источники шумов и определена их роль в формировании шума на рабочем месте.

Эти исследования позволили еще в 1963 г. выдвинуть конкретные требования по снижению шума на тракторах: создание замкнутых кабин-капсул, амортизация опор двигателя, устранение жесткой связи кабин .с остовом трактора, установка эффективных звукопоглощающих покрытий на полу и передней стенке кабин, ужесточение панелей и ограждений кабин, установка глушителей воз­ душного шума.

Результаты проведенных исследований позволили разработать мероприятия, которые обеспечили снижение уровня шума на перспективных тракторах до действую­ щих норм.

Дальнейшие пути снижения шума на рабочих местах машин — акустическое совершенствование рабочего про­ цесса двигателей и введение акустического контроля дви­ гателей и тракторов на заводах-изготовителях.

До последнего времени микроклимат в кабинах ма­ шин и загрязнения воздуха пылью и газом создавали весьма тяжелые условия труда для механизаторов, так как конструкция кабин не обеспечивала защитных функ-

ций и способствовала значительному повышению темпе­ ратуры в кабине.

Естественным путем снижения запыленности и зага­ зованности воздуха в кабинах была бы их герметизация, но она неизбежно приводит к резкому повышению темпе­ ратуры. Поэтому главным путем улучшения этих показа­ телей является нормализация микроклимата. Расчеты показывают, что улучшение микроклимата за счет сниже­ ния теплопритоков в кабину трактора не решает вопроса его нормализации. Самый радикальный путь — конди­ ционирование воздуха. Установлено, что потребная холодопроизводительность кондиционера должна лежать в пределах 1000—2000 ккал/ч в зависимости от объема тракторной кабины.

В последние годы на зарубежных тракторах и ком­ байнах («Вагнер», «Кейс», «Джон-Дир» и др.) стали по­ являться фреоновые кондиционеры. Проведено исследо­ вание кондиционера на тракторе «Вагнер» и кондиционе­ ра КТ-3, разработанного по техническому заданию ГОСНИТИ и ХТЗ. Кондиционер КТ-3, установленный на тракторе Т-125, показал вполне удовлетворительные ре­ зультаты. Однако высокая стоимость и сложность фрео­ новых кондиционеров не позволяют в ближайшее время надеяться на оснащение ими тракторов. Поэтому была поставлена задача изыскать более простые и деше­ вые средства нормализации микроклимата в кабинах машин.

В целях изыскания новых путей создания комфортных условий ВИМом совместно с НАТИ, НИИАвтоприбором и Московским Н И И гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана был поставлен ряд опытов по исследованию локального охлаждения тракториста потоком охлажденного воздуха, который подается на голову и грудь. Проведенные в кли­ матической камере опыты показали перспективность этого метода. Для осуществления локального охлажде­ ния на тракторе был применен охладитель конструкции НИИАвтоприборов, выполненный на полупроводниковых элементах. Исследования, проведенные на тракторах раз­ личных марок, также показали перспективность локаль­ ного охлаждения. Перепады температур в зоне дыхания механизатора составляли 8—12° относительно окружаю­ щего воздуха. Физиологическими исследованиями уста­ новлено, что при работе с охладителем физиологические функции механизатора нормализуются.

Несомненную перспективность имеет применение на тракторах кондиционеров испарительного типа. Дешевые и конструктивно простые испарительные кондиционеры, созданные ГПКТБМ (г. Ташкент), ХТЗ, ВгТЗ и другими организациями, начинают находить применение.

Совместно с Саратовским институтом сельской гигие­ ны представителями ХТЗ и К Н И И Т И М а были проведены испытания испарительного кондиционера на тракторе Т-150. В процессе испытаний испарительный кондиционер обеспечивал снижение температуры в кабине по сравне­ нию с наружной на 3—5°.

Следует, однако, заметить, что главным недостатком испарительных кондиционеров является зависимость их холодопроизводительности от внешних условий (влажно­ сти и температуры наружного воздуха). Это ограничива­ ет область их применения зонами невысокой влажности. Другим недостатком кондиционеров испарительного типа является повышение влажности воздуха в кабинах.

Главной задачей исследований эргономических пока­ зателей на рабочих местах тракторов и других машин является согласование их конструкции с рабочими харак­ теристиками человека, выражающееся в рациональной компоновке рабочего места, обеспечивающей минимум энергозатрат и максимум комфортности.

Анализ компоновки рабочих мест на различных трак­ торах показал разнобой в их геометрических параметрах. В результате биомеханического анализа рабочей позы тракториста, проведенного совместно с Саратовским институтом сельской гигиены, установлено, что тракто­ рист на серийных машинах работает в статически напряженной рабочей позе, что вызывает преждевремен­ ное утомление его. Кроме того, нерациональная рабо­ чая поза не обеспечивает трактористу необходимого об­ зора.

В целях определения оптимальных геометрических параметров рабочего места и рационального расположе­ ния органов управления был спроектирован специальный стенд, который позволял изменять геометрические пара­ метры сиденья, расположение органов управления и уси­ лия, действующие на них.

К работе на стенде были привлечены сотрудники Саратовского института сельской гигиены, которые путем физиологических тестов исследовали на стенде группу механизаторов, задавая им программу манипуляций

по