книги из ГПНТБ / Шпигель, А. Ю. Кабины управления грузоподъемных кранов (обзорная информация)

ловое излучение, облучающее кабину. В этом случае возмож­ но применение двойного остекления фонаря кабины. Внут­

реннее остекление выполняется обычным стеклом, а наруж­ ное— жаропрочным. Пространство между ними можно про­ дувать холодным воздухом для предотвращения проникно­ вения тепла в кабину. Внутренняя отделка таких кабин дол­ жна выполняться из материалов, отражающих тепловое из­

лучение.

Для кабин, предназначенных для работы на объектах с неблагоприятными условиями труда (температура воздуха, запыленность, загазованность) и на открытом воздухе, мож­ но предусмотреть дополнительные типовые конструкции,

предназначенные для размещения в них кондиционеров и калориферных установок.

ВНИИПТМАШ совместно с Ленинградским филиалом ВНИИ технической эстетики (ВНИИТЭ) разработал новую унифицированную конструкцию кабин для мостовых элек­ трических кранов общего назначения грузоподъемностью 5—50 т и кранов, работающих в условиях среднего и тяже­ лого температурных режимов.

В процессе совместной работы двух институтов были ис­ следованы несколько промежуточных вариантов типов ка­ бин. Конструкции их изображены на рис. 2,и, к, л, м.

Кабина (рис. 2,и) с вертикальным расположением стекол верхнего пояса и наклонным — нижнего пояса. Кабина удо­ влетворяет большинству требований. Недостаток — перпен­ дикулярное в плане расположение стекол по отношению друг к другу, создающие возможность возникновения бликов, а также большое количество переплетов верхнего пояса.

Конструкция кабины (рис. 2,к) принципиально не отлича­ ется от предыдущей, за исключением большего наклона сте­ кол нижнего пояса.

Обе кабины имеют четкий объем, гармонирующий с сов­

ременными конструкциями кранов. Пол фонаря кабины име­

ет минимальную площадь, что является хорошим показате­ лем обзорности. Но в силу указанных недостатков эти каби­ ны были отвергнуты.

Вариант кабины (рис. 2,л) с самостоятельным объемом фонаря, врезанным в основной объем кабины. Наряду с дос­ тоинствами этого варианта, выражающимися в хорошей об­ зорности, кабина имеет конструктивные и технологические недостатки.

Форма кабины (рис. 2,м) проста и целесообразна в кон­ структивном и технологическом отношениях. Фонарь кабины

состоит всего из двух типоразмеров стекол. При снятии ниж­ него ряда стекол получается открытый варинт кабины. Нак­ лон стекол нижнего обзора продлен на всю длину кабины,

что придает целостность всему объему. Четкая и лаконичная

9

форма кабины с трехгранным фонарем и остеклением ниж­ него пояса отвечает большинству требовании.

В то же время, тщательный анализ выявляет наряду с

пояса стекол и ухудшен обзор в нижней боковой плоскости из-за наличия стыка переплетов среднего и нижнего поясов стекол.

Таким образом, был разработан окончательный вариант кабины, которая отличается от предыдущей кабины тем, что вместо двух нижних поясов стекол имеется одно наклонное.

Проект унифицированных кабин (рис. 3) открытого и закрытого типа и кабины с кондиционером получил одобре­ ние научно-технического совета ВНИИПТМАШа, ВНИИТЭ, Госгортехнадзора и Главной санитарной инспекции СССР. Кабина рекомендована для серийного изготовления.

Рис. 3. Унифицированные кабины открытого и закрытого типа:

а — закрытая кабина; б — открытая кабина; в —закрытая кабина с кондиционером.

10

Основной базовой моделью кабины является кабина зак­ рытая— (рис. 3,а). Открытый вариант (рис. 3,6) получается

из закрытого путем удаления верхнего пояса остекления. Ка­ бина с кондиционером (рис. 3,в) получается путем пристрой­ ки сзади кабины закрытого типа площадки для кондиционера.

Кабины могут быть подвешены к мостовому крану в то­ рец моста слева и справа, а также в центре. Они могут иметь вход с торца или с фронта.

Кабины закрытого типа с установкой кондиционера типа СКК-2 предназначены для кранов, работающих в горячих цехах среднего и тяжелого температурного режимов, харак­

теризующихся соответственно следующей температурой окру­

жающей среды:

от +280 C до ÷40o C и незначительной мощностью лучис­

того тепла;

от +40o C до +550 C и повышенной мощностью лучистого тепла.

Кабина имеет внутренний объем 5,2 м3. Прямоугольная форма кабины переходит в трехгранный фонарь. Для увели­ чения обзорности встроены стекла в полу кабины и в верх­

ней части распашной двери.

Верхний оконный пояс, состоящий из трех стекол одного размера, расположен строго вертикально — это исключает

отблески, мешающие работе крановщика. Всего имеется во­ семь стекол четырех типоразмеров.

При снятии верхнего пояса стекол закрытой кабины по­ лучается вариант открытой кабины. Применено стекло марки

«Сталинит» полированное по ГОСТ 5727—57. Металличес­

кие рамки фонаря открытых и закрытых кабин имеют одина­ ковые размеры и обеспечивают минимальную ширину пере­ плетов при надежной механической прочности и жесткости.

Крепление стекол к рамкам осуществляется при помощи резинового уплотнительного профиля. Для протирки наруж­

В кабинах, предназначенных для работы на открытом воздухе, предусмотрены специальные откидывающиеся щит­ ки — светофильтры.

Металлоконструкции открытых и закрытых кабин унифи­ цированы; сборка производится из одних и тех же деталей

посредством контактной сварки.

Каркас кабины выполнен из гнутого профиля с деревян­ ными брусьями. Внешняя облицовка кабины выполнена из стального листа толщиной 2 мм, являющегося несущим эле­ ментом всей конструкции.

Неостекленная часть кабины закрытого типа покрыта

тепловой изоляцией.

11

Кабины закрытые с кондиционером герметизованы с теп­ лоизоляцией боковых стенок, пола и потолка; фонарь — с двойным остеклением.

Кондиционер типа СКК-2 (сухой крановый) имеет сле­

дующие параметры: холодопроизводительность—2000 /<цл/час; производительность по воздуху—500 л?/час; воздухообмен— 50 л* 3/час.

Габариты кабины 2300× 1696×2147 мм. Масса 830 кг (в закрытом варианте).

Помимо кресла-пульта, определяющего габариты и фор­ му фонаря, в кабине размещаются: защитная панель типа ПЗК-150, откидывающееся кресло для стажера, лестница, огнетушитель, пульт аварийного и ремонтного освещения и другие необходимые предметы.

шарнирно. Узел подвески выдерживает нагрузки, возникаю­ щие при работе крана, и обеспечивает жесткое крепление кабины, исключающее ее раскачивание.

Лобовое стекло установлено на петлях и может откиды­

ваться вперед на 45°.

Для выхода на кран через люк предназначена склады­ вающаяся лестница, шарнирно подвешенная к потолку ка­

бины.

Входная дверь открывается внутрь кабины и снабжена электрическим контактом. Разводка проводов в кабине вы­

полнена под полом в трубах.

Предусмотрено несколько цветовых решений интерьеров в зависимости от климатических условий. Кабины, поставляе­ мые в страны с тропическим климатом, должны окрашивать­ ся эмалями марки XB-113Т. Во всех остальных случаях ка­ бину и оборудование рекомендуется окрашивать эмалями марок ПФ-115 и ПФ-133.

Окраска кабины в серо-голубые тона рекомендуется для цехов и участков с повышенным температурным режимом.

Окраска в желто- п красно-бежевые тона рекомендуется для цехов с пониженным температурным режимом или для ис­ пользования под открытым небом в условиях умеренного климата.

Внутри кабина обшивается декоративным материалом. Предельно допустимая температура в кабине с конди­

ционером не должна превышать 28° С.

Крановщик, сидя в кресле, имеет возможность наблюдать

за строповкой груза, а также за грузозахватным органом и грузом в течение полного цикла работы крана, не вставая с кресла.

12

В унифицированной кабине предусмотрена установка кресла-пульта управления колончатого типа со встроенными силовыми контроллерами типа ККТ-60А. Пульт выполнен в

виде двух колонок и имеет минимальные габариты. На од­ ной из колонок располагается аварийный выключатель типа ВУ-220Д. Кресло полужесткое, имеет регулировку в верти­

кальной и горизонтальной плоскостях. Предусмотрена также педаль звукового сигнала, удобно расположенная под ногой крановщика.

Кабины открытого типа предназначены для кранов, рабо­ тающих в закрытых помещениях при температуре от +IO0C

до +28° С.

«Требований научной организации труда при конструирова­

нии машин и оборудования по основным изделиям» (ВНИИПТМАШ), разработан отраслевой стандарт «Каби­ ны управления мостовых электрических кранов и расположе­ ние сидения и рукояток управления. Типы и основные раз­ меры».

Условный годовой экономический эффект от внедрения новых унифицированных кабин (за счет уменьшения коли­ чества стекол и их типоразмеров, снижения трудоемкости

изготовления рам, уменьшения количества шаблонов и пресс-форм), исходя из годовой потребности в кабинах, сос­ тавит 48 000 руб.

Накопленный при создании новой унифицированной ка­

бины опыт дал возможность сформулировать общие требо­ вания к любой кабине, которая будет создаваться в ближай­ шем будущем.

Остекление кабины необходимо выполнять стеклом одно­ го типоразмера: оно не должно отражать света от наружных и внутренних источников.

Конструкция металлических рамок фонаря открытых и закрытых кабин должна быть одного типоразмера и обеспе­ чивать минимальную ширину переплетов при надежной ме­ ханической прочности и жесткости. Крепление стекол к ра­ мам целесообразно осуществлять резиновым уплотнитель­ ным профилем.

Фонарь закрытых кабин должен иметь необходимое коли­

чество фрамуг, обеспечивающих свободную протирку наруж­ ных поверхностей стекол из кабин.

Рекомендуемые размеры кабины:

высота от пола до любой выступающей точки на потол­ ке— светильника, ручки люка — не менее 1,8 м;

ширина пола — 1,1 м; длина иола — 2,0 м.

В потолке закрытой кабины для выхода на рабочую ило-

13

щадку крана необходимо предусматривать люк размером

500×500 л/л/.

В OTKiJbiTOH кабине рекомендуется размер от пола до верхней кромки остекленного ограждения не менее 1 Μ.

/Дверь для входа в кабину может быть распашной (от­ крывающейся внутрь кабины) или раздвижной. Дверной проем должен быть не менее l800×500 мм.

Помимо пульта управления, в кабине размещается сле­ дующее оборудование:

осветительный матовый плафон, расположенный таким образом, чтобы исключить снеговые блики па остеклении фонаря кабины;

солнцезащитный козырек; калориферная установка;

вентилятор для обдува крановщика; педаль звукового сигнала (сирены), удобно расположен­

ную под йогой крановщика;

огнетушитель, расположенный в легкодоступном месте; стационарная складная лестница для выхода из кабины

на мост крана; предохранительный блок -- контакт двери;

предохранительный блок контакт люка; защитная панель; пульт аварийного и ремонтного освещения;

место для инструмента и для личных вещей крановщика;

кресло стажера полужесткое, без спинки, откидное с самовозвратом.

Применительно к этим требованиям ВНИИПТМАШ раз­ работал отраслевой стандарт, который распространяется на

открытые и закрытые кабины управления мостовых электри­ ческих. кранов общего назначения и специальных (грейфер­ ных. магнитных и т. д.) при числе механизмов крана не бо­

крана не регламентируется при условии соблюдения правил Госгортехнадзора.

Стандарт не распространяется на кабины управления

кранов, для которых но условиям работы главная обзорность из кабин должна быть больше, чем 60° от горизонта вверх, 90° от горизонта вниз и 210° кругового обзора. Отраслевой стандарт не распространяется также на кабины управления копровых крапов, на кабины всех типов кранов, ■ управление которыми !Производится от кнопочных пультов, кранов, рабо­ тающих в условиях химических и радиоактивных сред, горя­

чих цехах, при температуре окружающей среды ниже минус

-Ю'С. при уровне производственных шумов выше норм, уста­ новленных Госсанинспекцней Министерства здравоохранения

СССР.

14

Кресла-пульты

При рассмотрении существующих конструкции кабин уместно остановиться на некоторых конструкциях известных

пультов с точки зрения их соответствия требованиям эргоно­

мики и технической эстетики.

В результате исследовании, проведенных ВНИИПТМАШем совместно с ВНИИТЭ установлена необходимость разработ­ ки унифицированной конструкции кабины и схемы размеще­ ния органов управления в виде комбинированного креслапульта.

Существующие кабины управления кранами оборудуются пультами с командоконтроллерами и с силовыми контрол­ лерами.

Пульты с командоконтроллерами занимают минимальное пространство в кабине, что дает возможность обеспечить хо­ рошую обзорность и удобство посадки крановщика.

Пульты с силовыми контроллерами, хотя в последнее время удалось сократить их габариты, занимают значитель­

ное пространство, что ограничивает обзорность и удобство посадки.

Однако силовые контроллеры обеспечивают непосредст­ венное управление приводами механизмов кранов, в то вре­ мя как для командоконтроллеров нужны промежуточные громоздкие, тяжелые и дорогие магнитные станции. Поэтому управление кранами посредством силовых контроллеров яв­ ляется предпочтительным, в связи с чем в настоящем обзоре рассматриваются лишь кресла-пульты с силовыми контрол­ лерами.

В процессе эксплуатации кранов, являющихся машинами

циклического действия, во всей полноте проявляется связь человека с машиной, которой он управляет. Количество ре­ гулируемых параметров и команд на рабочем месте кранов­

а) оптимальное распределение функции между человеком и машиной в системе «человек—машина»;

б) соответствие системы управления и контроля психофи­ зиологическим возможностям человека;

в) рациональное конструктивное решение рабочего мес­ та: размещение органов управления с учетом оптимальной и максимальной досягаемости; размещение контрольно-измери­

15

тельной аппаратуры в поле зрения оператора; обеспечение ра­

циональной рабочей позы;

г) создание оптимального санитарно-гигиенического ре­ жима на рабочем месте или в кабине управления.

Органы управления и индикаторы должны обеспечить:

оптимальное число рабочих движений; равномерное распределение нагрузки между левой и пра­

вой рукой с учетом асспметрип рук; расположение рычагов с учетом последовательности дви­

жении, прилагаемых усилий и частоты использования; соответствие формы рукояток формам, способствующим

безошибочному и легкому переключению рычагов в течение всей рабочей смены;

расположение индикатора перед оператором с учетом оп­ тимальных зон поля зрения;

графическое решение шкал индикаторов; цветовой контраст фона и надписей на индикаторах;

освещение индикаторов;

соответствие движения стрелок индикаторов направлению движения органов управления.

Условия рабочей среды — показатель, характеризующий

соответствие комплекса раздражений, воспринимаемых чело­ веком от окружающей среды, так называемым «комфортным условиям», обеспечивающим человеку нормальную деятель­ ность, малую утомляемость и нормальную работоспособ­ ность, т. е. соответствие уровней шума, вибрации, освещенно­ сти, загазованности и температурного режима условиям фи­ зиологического комфорта.

Обзор из кабины должен быть таким, чтобы крановщик, сидя в кресле, мог наблюдать за строповкой груза, а также за грузозахватными органами и грузом в течение полного цикла работы всех механизмов крана. Общий обзор из ка­

бины для крановщика, сидящего в кресле, должен быть от

Кресло пульта управления должно быть полужесткого типа, стационарное, с регулировкой рабочих положений ио

высоте, в горизонтальной плоскости и угла наклона спинки сидения.

Контроллеры управления механизмами крана целесооб­

разно располагать слева и справа от кресла и выполнять в

виде кнопочных или рычажных пультов. На одном из пуль­ тов следует расположить аварийный выключатель. Жела­ тельна установка контроллеров двойного действия, управля-

16

ющих посредством одной рукоятки двумя механизмами. Раз­ меры пульта должны быть минимальными.

К креслу крановщика предъявляются следующие требо­ вания:

конструкция кресла должна соответствовать антропомет­

рическим и физиологическим данным человека; правильной посадкой машиниста следует считать ту, которая создает ра­ бочую зону, соответствующую физиологическому понятию «оперативного покоя»;

рационально спроектированное рабочее кресло должно создавать надежную опору корпуса сидящего человека, оно должно обеспечивать крановщику необходимую подвижность в работе; сиденье и спинка должны равномерно восприни­

мать своей поверхностью вес человека.

Выбор размеров кресла крановщика следует сообразовы­

вать с данными, приведенными в отраслевом стандарте ВНИИПТМАШа.

При этом органы управления (пульт, индикаторы) выби­ раются и размещаются в соответствии со следующими ос­ новными требованиями и принципами эргономики:

соответствие органов управления антропометрическим

данным человека; пульт, панели, индикаторы должны нахо­ диться в поле зрения оператора; поле зрения человека: 18°—

зона мгновенного зрения; 30° — зона эффективного зрения; 124° — поле полного зрения;

установка пульта и панели приборов должна предусмат­ ривать работу оператора в удобной позе.

На выбор установки влияет также характер производст­

венного процесса.

Физиологический анализ рабочих процессов показал, что

положение «сидя» при работе является наиболее выгодным. Поэтому следует предусматривать сиденья на рабочих мес­ тах всюду, где это технически возможно. Однако выбор ра­

бочей позы обусловлен особенностями трудового процесса и

зависит от величины и направления усилии, необходимой точности движений, величины рабочей зоны.

Наиболее важные и часто используемые органы управле­ ния размещаются в нормальной рабочей зоне, работа в ко­ торой наименее утомительна. Размеры и расположение рабо­ чих зон ног зависят от рабочей позы оператора. Изменения зон, как показали исследования, в зависимости от роста че­ ловека весьма незначительны и компенсируются изменением высоты сидения и расстоянием от него до нижних органов управления.

Компоновку пультов или панелей рекомендуется произ­ водить на основе следующих принципов:

функциональной организации, означающей группирова­ ние. индикаторов и органов управления по их футгкцпяff, ≈≈≈

' » "с, Г'ѵГ'г'-'м

- 17 '

группировки приборов в зависимости от их значимости для данной группы операции;

расположения приборов с учетом особенностей каждого из них (точность, считываемое™, скорость восприятия, удоб­ ство манипулирования органами управления);

последовательного размещения приборов и органов уп­

равления в соответствии с последовательностью операций;

размещения наиболее часто используемых элементов в самых удобных для восприятия и манипулирования местах;

совместимости направления движения указателя и орга­ на управления.

Изложенные требования легли в основу при рассмотре­ нии конструкций кресел-пультов. Здесь не приводится все IIX многообразие, а выделены только характерные типы.

На отечественных кранах наиболее часто устанавливает­ ся кресло-пульт производства московского завода «Динамо», представляющее собой мягкое кресло типа автомобильного, под которым расположены силовые контроллеры.

Это кресло-пульт имеет низкие эргономические качества, так как оно громоздко, не регулируется по высоте и накло­ ну спинки, не имеет подлокотников. Ручки контроллеров на­ ходятся в неудобной для работы зоне.

Кроме этого кресла-пульта, для управления кранами в

кабинах отечественного производства используются силовые контроллеры, расположенные на тумбочках типа этажерок. У этих пультов ручки управления также находятся в зонах, неудобных для обслуживания, что совершенно неприемлемо для длительной работы в течение рабочей смены.

Существует несколько типовых схем размещения органов

управления в кабинах кранов: Харьковского завода ПТО им. Ленина; ташкентского завода «Подъемник»; Комсомоль- ского-на-Амуре завода ПТО; Бурейского механического за­ вода; завода «Сибтяжмаш», ВНИИПТМАШа.

Из них наиболее часто применяемыми схемами независи­

мого размещения органов управления являются схемы Бу­ рейского механического завода, ташкентского завода «Подъ­

емник», Харьковского и Комсомольского-на-Амуре заводов ПТО.

Анализ устройств и размещения пультов управления кра­ нами и практический опыт позволяют определить преиму­

щества и недостатки принятых конструктивных решений. Когда контроллеры прикреплены к передней и боковой

стенкам нижнего пояса кабины (кабина Бурейского механи­

ческого завода), остеклять нижний пояс кабины для улуч­ шения обзорности при таком расположении контроллеров нецелесообразно, так как контроллеры и электропроводка к ним будут закрывать остекление.

18