
- •Конспект лекций
- •Кафедра "Нефтегазопромысловые и горные машины и оборудование"
- •Тема 1 Введение
- •Тема 2 Методология, структура и этапы проектирования бурового и нефтепромыслового оборудования
- •2.1. Нефтегазопромысловые машины как объекты проектирования
- •2.2 Анализ понятий „проектирование„ и „конструирование„
- •2.3 Развитие методов проектирования
- •2.5 Система разработки и постановки продукции на производство
- •2.5.1 Разработка технического задания на окр
- •2.5.2 Разработка документации, изготовление и испытания опытных образцов продукции
- •2.5.3 Испытания опытных образцов продукции
- •2.5.4 Приемка результатов разработки продукции
- •2.5.5 Подготовка и освоение производства (постановка на производство) продукции
- •2.6 Виды проектных работ, конструкторская документация.
- •2.7 Нефтегазопромысловая машина с позиции проектирования как объект производства и эксплуатации
- •2.8 Основные принципы и правила проектирования
- •2.8 Основные положения системного подхода
- •2.9 Системный подход при автоматизированном
- •2.10 Оценка технического уровня и качества нефтегазопромысловых машин
- •Тема 3 Структурообразование систем проектируемого оборудования
- •3.1 Анализ и синтез компоновочных схем бурового оборудования применительно к заданию на проектирование
- •3.1.1 Назначение и область применения бурового оборудования
- •3.2 Исходные условия и данные к разработке структурной схемы буровой установки:
- •3.3 Выбор категории, класса, вида и основных параметров буровой установки
- •3.4 Принципы конструирования бурового оборудования, задачи и технические основы конструирования
- •3.5 Экономические основы проектирования
- •3.6 Выбор схемы и компоновка оборудования буровой установки
- •3.6 Разработка кинематической схемы буровой установки
- •Разработка кинематических схем буровых установок
- •Определение передаточных отношений механизмов
- •3.2 Анализ и синтез компоновочных схем оборудования скважинных штанговых насосных установок для добычи нефти применительно к заданию на проектирование
- •3.2.1 Назначение и область применения
- •3.2.1 Синтез компоновочных схем оборудования скважинных штанговых насосных установок для добычи нефти
- •3.2.3 Анализ кинематики аксиальных и дезаксиальных
- •3.2.3 Основные параметры
- •3.2.4 Выбор схемы и компоновка станков-качалок
- •Тема 4. Расчеты на прочность и долговечность деталей нефтегазопромысловых машин и оборудования
- •4.1 Классификация действующих нагрузок
- •4.2 Виды отказов по критериям прочности
- •4.3 Выбор конструкционных материалов и способы упрочнения деталей
- •4.4 Методы расчета на прочность
- •4.5 Расчеты на статическую прочность
- •4.6 Расчет на прочность при переменных напряжениях
- •Тема 6. Автоматизированное проектирование, применение компьютерной техники и построителей при разработке конструкторской документации
- •6.1. Развитие технологий сапр
- •6.3. Формирование деталей
- •6.4. Формирование сборок.
- •Тема7 Эргономические основы проектирования машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов
- •7.1 Эргономика – её история, предмет и развитие
- •7.2 Антропологическое соответствие машины человеку
- •7.2 Физиологическое соответствие изделий человеку
- •7.2.1 Температура
- •7.2.1 Шум
- •7.2.3 Вибрации
- •7.2.4 Зрительное восприятие
- •7.2.5 Световой комфорт
- •7.2.6 Некоторые особенности моторики человека
- •7.2.5 Сила
- •7.3 Психологическое соответствие изделий человеку
7.2.5 Сила
Развиваемая человеком сила зависит от его общего физического развития, возраста и полет. При расчетах обычно ориентируются на усилия, развиваемые двадцатипятилетним мужчиной нормального физического развития.
Знание силы, с которой человек может производить снижение, важно прежде всего для определения сопротивления органов управления, которое должно быть оптимальным.
Эффективность физической работы - целесообразное расходование мышечной энергии. Как в отношении каждой машины, так и в отношении человеческого организма нужно учитывать эффективность работы (коэффициент полезного действия). Необходимо стремиться к тому, чтобы человек выполнял как можно больше работы при наименьшей затрате энергии. Эффективность физической работы можно выразить следующей формулой:
где Q - произведенная механическая работа; Е - вся расходованная энергия; Еn - энергия, расходуемая в состоянии покоя.
Этот вопрос изучали многие физиологи. Ими, например, установлены следующие значения η:
при ручном поднимании грузов - 0,08... 0,14;
при управлении вертикальным рычагом - 0,14;
при вращении вала - 0,18... 0,22 и т. д.
Как видно из приведенной выше формулы, η зависит, прежде всего, от общего количества израсходованной энергии, причем это количество, в свою очередь, зависит от ряда условий, на которые конструктор может повлиять. К ним относятся, прежде всего, рациональная организация рабочих движений, зависящих от конструкции и расположения органов управления. В связи с этим для экономного использования мышц необходимо выполнять следующие основные, закономерности эргономики:
короткие движения надо выполнять соответствующими короткими мышцами;
движения должны быть простыми и ритмичными, этим экономится и расход умственной энергии;
менее утомительны движения, совершаемые в направлении действия силы земного притяжения.
В современной практике конструирования силовых характеристик органов управления находят отражение следующие выводы, полученные в результате массовых экспериментов:
Величина усилий обратно пропорциональна продолжительности их приложения и частоте повторения.
Оператор наиболее тонко ощущает сопротивление рукоятки, когда крутящий момент составляет 7 - 40 Н·м, поэтому сопротивление возвратной пружины должно быть таким, чтобы в первый же момент производимая оператором работа составляла 7 Н·м
Максимальная сила у стоящего человека проявляется на уровне плеча, а у сидящего - на уровне локтя, причем угол в сгибе локтя 90°. При таком положении руки усилие «от себя» больше, чем «на себя», и равно 60 кг, однако применение максимальных усилий может быть только кратковременным, в случае крайней необходимости.
4. Органы управления, требующие более частых включений и больших усилий, целесообразно располагать на правой стороне пультов, так как правая рука примерно на 10% сильнее левой и способна производить усилия на 40 - 50 Н больше, чем левая. Тем не менее, при проектировании однотипных органов управления усилия для правой и левой рук вдует делать оптимальными и равными.