1.2. Описание промышленной установки.

Мостовой кран – кран мостового типа, мост которого опирается на надземный рельсовый крановый путь, а грузозахватный орган подвешен к грузовой тележке или электротали, перемещающейся по мосту. Мостовые краны общего назначения изготавливают грузоподъёмностью до 320т, специального назначения – до 630 т, пролёты – 60 м, высота подъёма – 50 м. Краны общего назначения используют при монтаже оборудования, производстве ремонтных работ, для технологических работ в цехах основного производства, на складах, при перегрузочных работах.

Металлоконструкция мостового крана состоит из двух основных частей: моста и тележки. Мост перекрывает рабочий пролёт производственного помещения или склада. Он состоит из двух главных и двух концевых балок. Через ходовые колёса механизма передвижения мост опирается на надземные крановые рельсы. Последние закреплены на подкрановых балках, смонтированных на консолях колонн здания или крановой эстакады. Колёса приводятся через передаточный механизм одним или двумя электродвигателями. Ходовые колёса кранов выполняют двухребордными либо безребордными с горизонтальными направляющими роликами. На главных балках закреплены рельсы, по которым перемещается тележка с помощью своего привода. На её раме размещены один или два механизма подъёма груза, каждый из которых состоит из крюковой подвески, канатного полиспаста, барабана, передаточного механизма, тормоза и электродвигателя. Механизмами крана управляют из кабины, подвешенной к металлоконструкции моста, что позволяет иметь наилучший обзор и безопасность работы, а при необходимости – на тележке (имеет возможность автономно перемещаться вдоль пролёта крана).

1.3. Анализ взаимодействия оператор – промышленная установка.

При улучшении условий труда крановщика повышается производительность труда и обеспечивается большая безопасность при производстве работ. При создании крана, компоновке рабочего места (кабины управления, разработке пультов и органов управления) учитывают требования эргономики — совокупность требований, предъявляемых к условиям труда, производственной среде и средствам производства. Очень важно приспособить систему управления краном к возможностям и особен­ностям человека. Эргономика стремится найти такое опти­мальное решение, при котором работа на кране не явля­лась бы утомительной, человек сохранял в течение рабочей смены физическую и умственную работоспособность, был обеспечен доступ к нему необходимой информации и созданы условия для принятия правильных решений.

Эргономика учитывает, что в течение различных периодов времени (смены, недели, года и т. д.) наблю­даются изменения производительности труда человека, которые зависят от физических факторов, утомления, ре­жима труда и отдыха. Наиболее продуктивным является время с 7 до 9 ч; с 18 ч начинается второй период такого времени. В 14-15 ч, а также около 3 ч утра происходит критический спад производительности, в это время наблю­дается наибольшее число ошибок. Человек не всегда оди­наково хорошо способен выполнять операции управления, так как основные психофизические характеристики, опре­деляющие его способность к управлению (внимание, восприятие, время, реакция, мышечная сила), не могут держаться на одном уровне длительное время. Они имеют периодические подъемы и спады, которые называются биоритмами и касаются различных проявлений жизни человека от ритмов дыхания и сердечной деятельности до многолетних ритмов творческой активности. Основным считается суточный биоритм изменения психологических характеристик и работоспособности.

К настоящему времени уже достаточно изучены максимальные и оптимальные возможности и скорости движе­ния частей человеческого тела, скорости реакции на сиг­налы органов чувств, зрительной информации и др. Их и берут в основу проектирования и оборудования пультов и кабин управления, а также оснащения рабочих мест средствами визуальной информации, сигнальными и про­филактическими устройствами различного назначения.

Установлено, что скорость реакций на сигналы «к себе» выше, чем «от себя»; сигнал «сверху вниз» тоже выпол­няется быстрее, чем «снизу вверх». Скорость же рук в горизонтальной плоскости меньше, чем в вертикальной. Для правой руки скорость движения «слева направо» больше, чем в обратном направлении. Кроме того, уста­новлены целесообразные с точки зрения минимального расхода энергии позы при выполнении работ различных видов. Например, точные движения лучше выполняются сидя, чем стоя, сидя удобнее выполнять операции с уси­лиями до 50 Н (при небольшом размахе движений рук). Операции, требующие значительного размаха рук и усилий более 100 Н, целесообразно выполнять стоя.

Оптимальный темп рабочих движений, составляет: для пальцев—6, для ладони—3 движения за 1 с, для рук и корпуса по 30, для ног—45 движений за 1 мин.

Рабочее место крановщика — часть пространства, в котором человек трудится и проводит большую часть рабочего времени. Оно непосредственно влияет на безо­пасность труда и сохранение здоровья, повышает эффек­тивность труда. Форма, размеры и организация рабочего места (кабины, пульта управления) определяются как конструктивными особенностями оборудования и эконо­мичностью, так и особенностями деятельности оператора.

Размеры рабочего места должны соответствовать анатомическому строению тела человека и особенностям; характерным для кранового оборудования его движений, обеспечивать удобную рабочую позу и целесообразные движения, нормальную физическую и психологическую нагрузку на человека. При конструировании кранов и их частей учитывают антропометрические данные (размеры) человека среднего роста для создания условий максималь­ной эффективности труда, безопасной работы и снижения травматизма. Рабочее место (рабочая зона, размеры составных частей рабочего места), предусмотренное для человека среднего роста, (мужчина 175 см, женщина 165 см), пригодно и может быть использовано всеми, чей рост на 12 см больше или меньше. Размеры рабочего места должны обеспечивать возможность быстрого подхода к нему, особенно при аварийной ситуации.

Учитывая, что крановщик работает сидя, при проекти­ровании кресла следует соблюдать следующие правила: высота кресла от уровня пола должна быть 400—500 мм, высота спинки 240—260 мм; кресло должно быть полу­жестким с подлокотниками и регулироваться от среднего положения вперед и назад на 75 мм, вверх и вниз на 50 мм; опора для ног и подлокотники должны переставлять­ся по высоте, а спинка иметь регулируемый угол наклона.

Понятие «видимость» характеризует расстояние, на которое может четко видеть человек с нормальным зрением. Видимость из кабины определяется расположе­нием кресла, конструкцией и размерами окон кабины, расположением ее на кране.

Размеры окон кабины в значительной степени с учетом угла зрения глаз крановщика определяют важный пара­метр — угол зрения. Углы зрения, считая от плоскостей, проведенных на уровне глаз, должны быть от горизонтали вверх 60°, вниз 90°, от вертикали — 135° в обе стороны. Обзор с рабочего места должен обеспечивать зрительную ориентацию в необходимых направлениях.

Органы управления — элементы крана для ручного или ножного включения — выключения регулирующих или силовых установок. При управлении возможны два вида нагрузок на мышцы человека: статическая и динами­ческая. В первом случае мышцы выполняют работу по удержанию органов управления в определенном поло­жении (например, нажатием на педаль). В связи с этим в мышцах через некоторое время возникает боль, а затем усталость, связанная с их недостаточным снабжением кислородом вследствие замедленного поступления крови. Во втором случае для преодоления внешней силы мышцы то сокращаются, то удлиняются, в связи с чем динами­ческая нагрузка характеризуется более или менее регулярным чередованием напряжения и расслабления мышц. Поэтому динамическая нагрузка как менее утомительная является предпочтительной.

Статическая нагрузка, возникающая при работе органами управления, не должна превышать 15 % макси­мального усилия руки (ноги) при данной рабочей позе оператора. При усилии, превышающем 25 % максимального усилия, усталость наступает через 5 мин, а при усилии, превышающем 50 %— не более чем через 1 мин.

При компоновке рабочего места и определении зон размещения органов управления учитывают требования, при которых число рабочих движений и их траектории минимальны, а необходимая операция совершается при наименьшем числе движений.

Органы управления следует располагать так, чтобы работа распределялась равномерно между правой и левой рукой крановщика. При этом правой рукой должны выпол­няться наиболее ответственные операции, требующие точ­ности или мускульной силы. Недопустимо такое размеще­ние органов управления, при котором требуются пере­крестные движения рук. Органы управления располагают так, чтобы по возможности свести рабочие движения к движениям предплечья, кисти, пальцев рук, допуская дви­жение плечевого сустава только в виде исключения. Ре­комендуемые углы сгибания руки при работе рукояткой: в локтевом суставе — около 80°, в плечевом суставе (от вертикали) вперед — до 35°, назад — до 15°. Основные органы управления, наиболее важные и часто исполь­зуемые, размещают в оптимальной рабочей зоне, ограни­ченной дугами, которые описываются каждой рукой при ее повороте в плечевом суставе. Аварийные и ответст­венные органы управления располагают в оптимальной зоне, второстепенные органы и индикаторные приборы — в предельной зоне.

Педали ножного управления конструируют так, чтобы ноги работали с наименьшим напряжением мышц. Они могут быть двух типов. Когда требуется малое усилие (до 25 Н), педаль выполняют таким образом, чтобы усилие к ней прикладывалось от поворота ступни вниз. При этом при повороте ступни из наклонного вверх до горизонталь­ного положения оптимальным углом считается 10°, макси­мальным 25°, из горизонтального до наклонного вниз положения — оптимальным углом считается 15°, макси­мальным 35°. Для создания большого усилия (300—500 Н) при ходе 90—100 мм педали конструируют такими, чтобы использовалась сила мышц всей ноги. Расстояние между педалями должно быть 200—450 мм, расстояние от спинки кресла до оси педали — около 935 мм. После сраба­тывания на весь ход педаль должна возвращаться в ней­тральное положение пружиной, с усилием 70—80 Н. Органы управления, осуществляющие пуск механизмов, должны быть окрашены в черный, серый или белый цвет, а органы управления, отключающие механизмы,— в красный.

Исполнение органов управления должно соответство­вать навыкам человека. Органы управления, приводимые в действие правой рукой, должны быть распо­ложены ниже или справа относительно связанных с ними индикаторов, а приводимые левой рукой — ниже или слева. Средства отображения информации — индикаторы следует компоновать на панелях в соответствии с эргоно­мическими принципами. Панель необходимо располагать так, чтобы обеспечить оператору наивысшую эффектив­ность работы. Все элементы панели должны быть хорошо обозримы, различимы и освещены.

Аварийные выключатели следует размещать рацио­нально по отношению к рабочей зоне оператора и его положению во время работы. Рекомендуемое расстояние от индикаторов на панели до оператора 300—800 мм. Вы­полнение надписей или обозначений на панели должно обеспечивать быстрое и надежное их понимание. Не реко­мендуется окрашивать поверхности панелей в яркие цвета, использовать резко контрастирующие тона. Нельзя выпол­нять их блестящими, отражающими световые лучи. Цвето­вое решение индикаторов следует выбирать светлее фона поверхности панели. У подвесных пультов заднюю и боко­вые стенки рекомендуется окрашивать в черный цвет.

Освещение, акустические и микроклиматические усло­вия рабочего места должны быть оптимальными. Рабо­чее место должно быть защищено от действия вибрации, а по форме и по цвету вызывать положительные эмоции.

Существенным фактором безопасной работы кранов­щика является количество и качество получаемой информации, особенно своевременной информации об опасной ситуации. Для этого применяют соответствующие знаки и цвета безопасности (ГОСТ 12.4. 026—76). Однако знаки безопасности не могут заменять средства безо­пасности, а также средства защиты.