книги из ГПНТБ / Богданович, Л. Б. Художественное конструирование в машиностроении

Таблица 1

Анализ рабочих поз

Неудобно Удобно

40

Оптимальные размеры рабочей зоны для разных стран неодинаковы, поскольку антропометрические данные на­ селения этих стран отличаются друг от друга. Так, сред­ ний рост взрослого мужчины в США составляет 176 см,

Рис. 14. Размеры свободного пространства.

а в Японии 164 см. В соответствии со среднесоюзными данными для населения СССР средний рост мужчины принят равным 168 см и женщины — 156 см.

Учет антропометрических данных при проектировании машин необходим для удобной работы как во время ее эксплуатации, так и в периоды ремонта и наладки маши­ ны. Поэтому в конструкции должны быть предусмотрены оптимальные габаритные размеры смотровых люков, окон, проемов между узлами и ответственными деталями. Так, рекомендуется выбирать: ширину проема, равной 75% глубины зоны досягаемости плюс 150 лш (рис. 14, а);

41

диаметр отверстия, равным НО мм, для того, чтобы мож­ но было просунуть руку по локоть (рис. 14, б); диаметр

общих видах машины в соответствии с правилами техни­ ческого черчения и начертательной геометрии вычерчи­

42

ваются контуры фигуры оператора в одной или нес­ кольких характерных рабочих позах. По такому чер­ тежу, называемому соматографической схемой, судят об удобстве обслуживания машины.

Часто для облегчения подобных графических работ пользуются моделью тела оператора с шарнирными со­ членениями (рис. 15). Изображения человеческого тела па соматографических схемах всегда упрощены, но они не противоречат принципам анатомии. Контурное изоб­ ражение фигуры оператора на такой схеме не заслоняет узлы и органы управления проектируемой машины. Это позволяет сравнительно легко представить себе размер машины, судить о масштабности изделия и удобстве рас­ положения органов управления.

Соматография не учитывает индивидуальных особен­ ностей каждого отдельного человека, так как ориенти­ руется на «среднего человека», размеры фигуры которого выведены эмпирически. Однако в некоторых случаях, например, при проектировании кабин средств транспор­ та, пассажирских кресел, рабочих мест диспетчерских пультов и т. д. ориентируются на размеры фигуры взрос­ лого мужчины высокого роста. Это обеспечит комфорт для людей всех категорий роста.

Соматографический анализ кабины подъемного агре­ гата «АзИНМАШ-36» представлен на рис. 16 (художест­ венное конструирование агрегата выполнено СХКБ Госплана Азербайджанской ССР совместно с АзНИИ неф­ тяного машиностроения). Первоначальная конструкция кабины не обеспечивала необходимого обзора (рис. 1б, а), оператору для наблюдения за рабочим инструментом при­ ходилось приподниматься над сиденьем. Такая неудоб­ ная рабочая поза вызывала быстрое утомление. В новой конструкции этот недостаток устранен (рис. 16, б). Ор­ ганы управления находятся в пределах досягаемости

43

46

Согласно принципу естественности движений они долж­ ны совершаться в пределах поля зрения, и каждое из них должно завершаться в положении, удобном для начала следующего движения; желательно, чтобы предыдущее

ипоследующее движения были бы плавно связаны.

Всоответствии с принципом одновременности дви­ жений обе руки по возможности должны одновременно начинать и заканчивать действия и по возможности вы­ полнять одну и ту же операцию. Если работает одна рука, то другая не должна бездействовать. Принцип сим­ метричности движений требует, чтобы при работе двумя

руками движения их были бы симметричными и противо­ положными по направлению.

Принцип ритмичности движений заключается в том, что движения должны быть не только пространственно ограниченными и простыми, но и ритмичными, причем предпочтение следует отдавать свободному ритму, отли­ чающемуся от вынужденного ритма работы машины.

Основные закономерности, связанные со скоростью

иточностью рабочих движений, следующие:

1.Время для выполнения движений растет с длиной пути, а время, необходимое для начала и прекращения движения постоянно и от пути не зависит.

2.Плавные движения по кривой быстрее движений по прямой или ломанной траектории.

3. Движения вперед и назад быстрее, чем движения в стороны; движения, выполняемые одной рукой, совер шаются наиболее точно и быстро под углом около 60° к направлению прямо вперед; движения, выполняемые одновременно двумя руками, совершаются быстрее иод углом около 30° к прямому направлению и точнее в на­ правлении прямо вперед.

4. При выполнении горизонтальных движений без визуального контроля, как говорят, «вслепую», наблю­

48

дается тенденция удлинять короткие расстояния и уко­ рачивать длинные, а при вертикальных движениях — тенденция преувеличивать как короткие, так и длинные расстояния.

5. Движения рук в горизонтальной плоскости осуще­ ствляются быстрее и точнее, чем в вертикальной.

4. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ МАШИН

Проектирование органов управления начинается с вы­ бора системы управления машины, которая должна быть надежной в работе, удобной в обслуживании, должна иметь оптимальное количество органов управления и за­ щищать машину от аварий, а оператора от травматизма при перегрузках или ошибочных действиях. При этом под удобством обслуживания понимается то, что система должна обеспечивать минимальные затраты времени на выполнение операций управления, антропометрическое соответствие, небольшую затрату физических сил при манипулировании органами управления, рациональное расположение приборов и органов управления, избавляю­ щее оператора от излишнего напряжения памяти и вни­ мания.

Выбор той или иной системы управления зависит не только от вышесказанного, но и от назначения машины. Например, для металлорежущего оборудования прини­ мается во внимание принадлежность его к той или иной технологической группе, весовой категории и другие факторы. На рис. 18 показаны области использования различных систем управления в современных металло­ режущих станках.

49

Приборы и органы управления машины должны быть расположены в рабочем пространстве в соответствии с ло­ гикой деятельности человека. Известный специалист в области эргономики Е. Дж. Мак-Кормик [42] рекомен­ дует так группировать и размещать сигнальные устрой­

менты помещались в самых удобных для восприятия или манипулирования местах.

В некоторых случаях вопрос о размещении органов управления и средств информации решается компромис­ сно, так как указанные рекомендации могут вступать

вконфликт между собой.

Взависимости от назначения органы управления мо­ гут быть разбиты на четыре основные группы. К первой

группе могут быть отнесены органы включения и вышло'

50

чения, осуществляющие пуск и останов машины (кнопки, педали, рукоятки и рычаги); ко второй — органы пере­ ключения с одного вида работы на другой (рукоятки, штурвалы); к третьей — органы регулирования (рукоят­ ки, штурвалы, кнопки, верньеры); и к четвертой — ава­ рийные органы управления, требующие минимального вре­ мени срабатывания (рычаги, кнопки для нажатия ладонью).

Положение узлов, скорость их перемещения, нагруз­ ки, температуру и другие параметры оператор опреде­ ляет обычно по специальным устройствам — индикаторам, хотя многие узлы машины сами являются своеобразными источниками информации, так как их взаимное располо­ жение в процессе работы изменяется. Например, о работе транспортера судят по перемещению ленты, подъемного крана — по положению тележки, токарного станка — по положению суппорта и т. п.

В машиностроении широко используется визуальная система информации. Основными типами индикаторов указанной системы в машинах и приборах являются: устройство с неподвижной шкалой и подвижной стрел­ кой, устройства с подвижной шкалой и неподвижной стрелкой, счетчики, лимбы.

Каждый из них может применяться лишь в том слу­ чае, если он удовлетворяет двум таким требованиям. Во-первых, если он в процессе передачи информации от машины к человеку почти полностью или полностью исклю­ чит ошибки, а расшифровку сведет к минимуму. Во-вто­ рых, если он обеспечит оптимальный поток информации, поступающей к оператору, и исключит информацию, без которой оператор может обойтись.

В зависимости от решаемой задачи индикаторы исполь­

зуются:

1. Для количественного чтения, т. е. тогда, когда необходимо передать информацию в виде абсолютных

61