Повышение безопасности и совершенствование оценки условий труда операторов мобильных колесных машин в агропромышленном производстве - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Повышение безопасности и совершенствование оценки условий труда операторов мобильных колесных машин в агропромышленном производствеРабота выполнена на кафедре «Безопасность жизнедеятельности» ФГОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия» Научный консультант: доктор технических наук, профессор Горшков Юрий Германович. Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Пьядичев Эдуард Васильевич; Защита состоится «___» ___________ 2010 г., в ___ час 00 мин на заседании диссертационного совета Д 220.060.05 при Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу: 196601, г.Научная новизна: обоснованы показатель уровня безопасности операторов мобильных машин агропромышленного производства с учетом влияния на него каждого элемента системы «человек - машина - среда» и оценочный показатель условий и охраны труда на основе методики интегральной оценки, учитывающей производственно обусловленную заболеваемость работников; обоснованы и разработаны: автоматические устройства, повышающие уровень безопасности операторов при движении колесных машин на скользких несущих поверхностях; нагревательные устройства электрического типа с автоматическим регулятором температуры для поверхностей сиденья, спинки кресла и пола кабины мобильной машины, улучшающие условия труда операторов в переходные и холодный периоды года; На защиту выносятся: обоснование показателя уровня безопасности операторов мобильных машин агропромышленного производства с учетом влияния на него каждого элемента системы «человек - машина - среда» и оценочного показателя условий и охраны труда на основе методики интегральной оценки, учитывающей производственно обусловленную заболеваемость работников; обоснование и разработка: автоматических устройств, повышающих уровень безопасности операторов при движении колесных машин на скользких несущих поверхностях; нагревательных устройств электрического типа с автоматическим регулятором температуры для поверхностей сиденья, спинки кресла и пола кабины мобильной машины, улучшающих условия труда операторов в переходные и холодный периоды года; На основе анализа приведенного материала определены следующие основные задачи исследования: обосновать показатель уровня безопасности операторов мобильных машин агропромышленного производства с учетом влияния на него каждого элемента системы «человек - машина - среда» и оценочный показатель условий и охраны труда на основе методики интегральной оценки, учитывающей производственно обусловленную заболеваемость работников;Предложен и обоснован показатель уровня безопасности операторов мобильных колесных машин агропромышленного производства (класс безопасности КБ), учитывающий влияние на него каждого элемента системы «человек - машина - среда». Обоснован показатель (класс условий труда КУТИ), оценивающий условия и охрану труда на основе интегральной методики (первый класс - оптимальные условия труда, второй - допустимые, третий - вредные, четвертый - опасные). Повышение уровня безопасности операторов мобильных машин характеризуется снижением эквивалентных показателей КБ и КУТИ (КБ ~ КУТИ > 1), что позволяет применять их для оценки эффективности мероприятий по охране труда. При этом эффективность организационных мероприятий по предложенному на основе КБ алгоритму рационального распределения операторов по мобильным машинам подтвердилась снижением среднего значения КБ с 2,5 до 2,3 и значения КУТИ с 3.2 до 3.1. Предложены и обоснованы антиблокировочные системы, работающие «по блокировке» и «по проскальзыванию» колеса, которые позволяют повысить устойчивость мобильной колесной машины при торможении (снизить смещение осей машины более чем на 60 %).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. Оптимальное давление воздуха в шинах колесных тракторов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2003. № 9. С. 15-18.

2. Богданов А. В. КПД колесного движителя с учетом потерь энергии и давления воздуха в шине // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2003. № 12. С. 19-20.

3. Богданов А.В., Горшков Ю.Г. Повышение тягово-сцепных свойств колесных машин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2004. № 12. С. 20-22.

4. Богданов А. В. К вопросу гидроскольжения автомобиля // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2005. № 7. С. 27-28.

5. Анализ буксования автомобиля ЗИЛ-4331 // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2005. № 4. С. 27-30.

6. Богданов А. В., Юсупов Р. Х., Горшков Ю. Г. и др. Влияние частоты проведения инструктажей по безопасности труда на травматизм и производственные заболевания // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2006. № 12. С. 24-26.

7. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Попова С. Ю. и др. Определение конструктивных параметров устройства для предотвращения проскальзывания ведущих колес мобильных машин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. № 3. С. 29-31.

8. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С. и др. Оценка тягово-сцепных свойств колесных машин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 3. С. 11-13.

9. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С. и др. Метод повышения тягово-сцепных и тормозных качеств колесных машин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 7. С. 14-16.

10. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Зайнишев А. В. и др. Улучшение тормозных качеств колесных машин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 8. С. 36-38.

11. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С. и др. Улучшение сцепных и тормозных качеств буксующих колес на скользких несущих поверхностях // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. № 9. С. 42-44.

12. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Зайнишев А. В. АБС для колесных машин с пневмоприводом тормозного устройства // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 9. С. 12-13.

13. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Старших В. В. и др. Автоматическое устройство для подогрева пола кабины // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 10. С. 7-9.

14. Богданов А. В., Юсупов Р. Х., Горшков Ю. Г. и др. Улучшение тормозных качеств колесных машин сельскохозяйственного назначения с использованием датчика Допплера // Вестн. МГАУ. 2007. № 3. Ч. 1. С. 7-10.

15. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С. и др. Автоматический электроподогрев пола в кабине мобильной машины // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2008. № 6. С. 48-49.

Труды, опубликованные в других изданиях

16. Богданов А. В., Старших В. В., Горшков Ю. Г. и др. Механика процесса гидроскольжения автомобиля // Совершенствование условий и безопасности труда в сельском хозяйстве: Тр. / ЧИМЭСХ. 1983. С. 38-44.

17. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Куликов Б. М., Старших В. В. Анализ затрат мощности на качение пневматического колеса // Повышение технико-экономических показателей сельскохозяйственных тракторов: Тр. / ЧИМЭСХ. 1985. С. 60-62.

18. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. Оптимальное соотношение давлений воздуха в шинах колесного трактора // Снижение динамичности работы тракторов, их систем и механизмов в эксплуатационных условиях: Тр. / ЧИМЭСХ. 1988. С. 16-22.

19. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. О повышении эффективности использования энергонасыщенных колесных тракторов // Уральские нивы. 1988. № 5. С. 41-42.

20. Богданов А. В., Старших В. В., Горшков Ю. Г. Влияние колееобразования на управляемость автомобиля и усталость водителя // Совершенствование условий и безопасности труда в сельскохозяйственном производстве: Тр. / ЧИМЭСХ. 1989. С. 18-23.

21. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Старших В. В. и др. Снижение потерь энергии на качение пневматической шины как фактор повышения экономичности колесных машин и безопасности движения // Совершенствование условий и безопасности труда в сельскохозяйственном производстве: Тр. / ЧИМЭСХ. 1990. С. 10-17.

22. Богданов А. В., Уткина С. В. Комплексная оценка условий труда // Совершенствование условий и безопасности труда в сельском хозяйстве: Тр. ЧГАУ. 1990. С. 25-33.

23. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Ганькова О. А. Аттестация рабочих мест по условиям труда по методике интегральной оценки условий труда на основе норматива потерь рабочего времени от заболеваемости с временной утратой трудоспособности // Материалы Всероссийского совещания «Проблемы реформирования отраслей социальной сферы и совершенствования управления охраной труда». М., 1999. С. 120-125.

24. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Ганькова О. А. Аттестация рабочих мест по методике интегральной оценки // Охрана труда и социальное страхование. 2001. № 2. С. 33-36.

25. Богданов А. В. Устранение кинематического несоответствия в колесных машинах с блокированным приводом ведущих мостов при качении по твердым опорным поверхностям // Наука. 2003. № 3. С. 21-24.

26. Богданов А. В. Обоснование рационального давления воздуха в пневматических движителях колесных машин с блокированным приводом ведущих мостов на транспортных работах в сельском хозяйстве: автореф. дис. … канд. техн. наук. Челябинск, 2003. С. 127.

27. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Старунова И. Н. и др. Обеспечение повышенного сцепления пневматических шин на скользких дорогах // Вестн. с.-х. науки Казахстана. 2005. № 4. С. 60-63.

28. Богданов А. В. Оценка экономической эффективности мероприятий по охране труда // Охрана труда и техника безопасности в сельском хозяйстве. 2005. № 11. С. 56-57.

29. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С. и др. Показатель безопасности функционирования системы «оператор - машина - среда» при выполнении транспортно-технологических процессов в сельскохозяйственном производстве: сб. материалов Международной выставки-Интернет-конференции. / ОРЕЛГАУ. 2005. С. 154-156.

30. Богданов А. В. Определение класса безопасности мобильного средства // Материалы юбилейной XLV науч.-техн. конф. / ЧГАУ. Челябинск. 2006. Ч. 4. С. 75-79.

31. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С. и др. Определение уровня безопасности операторов мобильных средств сельскохозяйственного назначения // Безопасность жизнедеятельности. 2006. № 5. С. 2-6.

32. Богданов А. В., Старцев А. В., Попова С. Ю. Оценка экономической эффективности от внедрения нового оборудования с учетом изменений условий труда // Безопасность жизнедеятельности. 2006. № 8. С. 42-44.

33. Богданов А. В., Попова С. Ю. Рациональное распределение операторов по мобильным машинам // Материалы международной XLVI науч.-техн. конф. / ЧГАУ. Челябинск. 2007. Ч. 3. С. 125-127.

34. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Попова С. Ю. Исследование буксования мобильных колесных машин на скользких участках дороги // Автомобильные дороги и организация дорожного движения: сб. науч. тр. Уральского филиала МАДИ (ГТУ). 2007. С. 64-70.

35. Богданов А. В. Улучшение условий и охраны труда на основе использования оценочных показателей уровня безопасности работников // Безопасность жизнедеятельности. 2007. № 12. С. 2-3.

36. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Старунова И. Н. и др. Пути повышения уровня безопасности операторов мобильных машин // Известия ОГАУ. 2007. № 4. С. 77-79.

37. Богданов А. В. Определение состояния условий труда на основе методики интегральной оценки // Вестн. ЧГАУ. Т. 52. 2008. С. 21-23.

38. Богданов А. В. Электронагревательное устройство для сиденья и спинки кресла // Материалы международной XLVIII науч.-техн. конф. / ЧГАУ. Челябинск. 2009. Ч. 3. С. 49-54.

39. Богданов А. В. Улучшение показателей микроклимата в кабинах мобильных машин // Безопасность жизнедеятельности. 2009. № 5. С. 8-10.

40. Богданов А.В. Определение критической скорости гидроскольжения (аквапланирования) быстроходных колесных машин: Материалы IV международной науч.-практ. конф. / ЮУРГУ. Челябинск, 2009. Т. 1, С. 54-57.

Авторские свидетельства, патенты

41. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. Программа для расчета оптимальных значений давления воздуха в шинах колесных машин с блокированным приводом ведущих мостов при движении по твердым опорным поверхностям: Свидетельство Роспатента об официальной регистрации программы для ЭВМ 2000610907 Рос. Федерация. №2000610767; заявл. 17.07.00; опубл. 14.09.00.

42. Богданов А. В. Аттестация рабочих мест по условиям труда по методике интегральной оценки условий труда на основе норматива потерь рабочего времени от заболеваемости с временной утратой трудоспособности: Свидетельство Роспатента об официальной регистрации программы для ЭВМ 2000611049 Рос. Федерация. №2000610766; заявл. 17.07.00; опубл. 19.10.00.

43. Богданов А. В., Горшков Ю. Г., Дмитриев М. С., Гребенщикова О. А., Полунин И. А., Алексеев А. А. Устройство для улучшения сцепных и тормозных качеств буксующих колес на скользких несущих поверхностях: пат. 2332308 Рос. Федерация. №2007107554; заявл. 28.02.07; опубл. 27.08.08.

44. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. Регулятор температуры поверхности нагревательного устройства электрического типа для сиденья кабины мобильной машины: пат. 74223 Рос. Федерация. №2008107452; заявл. 26.02.08; опубл. 20.06.08.

45. Богданов А. В., Горшков Ю. Г. Нагревательное устройство электрического типа для сиденья и спинки кресла кабины мобильной машины: пат. 74222 Рос. Федерация. №2008107453; заявл. 26.02.08; опубл. 20.06.08.

Размещено на .ur

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Предложен и обоснован показатель уровня безопасности операторов мобильных колесных машин агропромышленного производства (класс безопасности КБ), учитывающий влияние на него каждого элемента системы «человек - машина - среда». Первый класс безопасности характеризует наивысший, второй - высокий, третий - средний, четвертый - низкий, пятый недопустимый уровни безопасности.

2. Обоснован показатель (класс условий труда КУТИ), оценивающий условия и охрану труда на основе интегральной методики (первый класс - оптимальные условия труда, второй - допустимые, третий - вредные, четвертый - опасные). Для определения КУТИ создано программное обеспечение (свидетельство Роспатента № 2000611049).

3. Повышение уровня безопасности операторов мобильных машин характеризуется снижением эквивалентных показателей КБ и КУТИ (КБ ~ КУТИ > 1), что позволяет применять их для оценки эффективности мероприятий по охране труда. При этом эффективность организационных мероприятий по предложенному на основе КБ алгоритму рационального распределения операторов по мобильным машинам подтвердилась снижением среднего значения КБ с 2,5 до 2,3 и значения КУТИ с 3.2 до 3.1.

4. Для обоснования конструктивных параметров устройств разбрасывания сыпучих материалов (патент на изобретение № 35298), позволяющих снизить буксование на скользких участках пути более чем на 20 %, предложено выражение для расчета начальной скорости вылета частицы с найденным значением коэффициента kp (kp = 0,0023 Н ? с2/м2).

5. Предложены и обоснованы антиблокировочные системы, работающие «по блокировке» и «по проскальзыванию» колеса, которые позволяют повысить устойчивость мобильной колесной машины при торможении (снизить смещение осей машины более чем на 60 %).

6. Обоснованы и разработаны нагревательные устройства электрического типа с автоматическим регулятором температуры (патенты на полезную модель № 74222 и № 74223) для поверхностей сиденья, спинки кресла и пола кабины мобильной машины, позволяющие в переходные и холодный периоды года обеспечивать температуры поверхностей от 18 до 22 °С (в пределах нормируемых оптимальных значений).

7. Разработана математическая модель определения критической скорости гидроскольжения (аквапланирования) автомобиля, которая позволяет совершенствовать параметры колес и автомобилей и рассчитывать безопасную скорость движения машин с целью установки ограничительных знаков на покрытых водой участках дорог. Установлено, что уменьшение слоя воды на дороге с 50 до 30 мм способствует повышению критической скорости гидроскольжения грузовых машин на 16…20 %, снижая вероятность возникновения ДТП.

8. Установка рациональных давлений воздуха в шинах на основе разработанной математической модели с программным обеспечением (свидетельство Роспатента № 2000610907) позволяет улучшить устойчивость прямолинейного движения трактора типа Т-150К. При этом смещение трактора от заданного направления движения (с загруженным на 50% полуприцепом) снижается более чем на 30 %.

9. Повышение уровня безопасности операторов за счет внедрения предлагаемых организационных и технических мероприятий подтверждается снижением показателей КБ и КУТИ (снижение средних значений КБ с 4,40 до 1,33 и значений КУТИ с 3.4 до 3.1 в зависимости от вида мероприятий). Подсчитанный годовой экономический эффект посредством предложенного выражения составляет 4,5…21,0 тыс. руб. на одну машину в зависимости от вида мероприятий по охране труда.