Введение к работе
Право трудящихся на безопасные и безвредные условия труда гарантируются ст. 41 Конституции Российской Федерации. Основным правовым актом, регулирующим государственную политику в области охраны труда является закон «Об основах охраны труда в Российской Федерации» от 17 июля 1999 г. № 181 - ФЗ. Несмотря на конституционные гарантии и государственное регулирование контроля за условиями труда положение в этой области в нашей стране неудовлетворительное. В год от травматизма на производстве гибнут и получают тяжелые травмы десятки тыс. человек, а несколько млн. человек работают в неблагоприятных условиях, где один-два и более опасных или вредных производственных фактора (ОВПФ) превышают допустимые значения. Так на 01.01.2003 г. согласно данным государственной статистической отчетности в промышленности Ростовской области в условиях не соответствующих санитарно-гигиеническим нормам было занято около 74 тыс. работников, из них почти 50% работали в условиях повышенного шума, а более 10% - в условиях повышенной вибрации.
При этом, как можно предполагать, наиболее неудовлетворительные условия имеют место в металло- и деревообрабатывающей промышленности. Здесь, как отмечено специалистами, возникает ряд физических, химических и психофизиологических ОВПФ. При металлообработке и деревообработке основные физические опасные факторы - движущиеся части оборудования, передвигающиеся изделия и заготовки, высокая температура обрабатываемых деталей и инструмента, опасность поражения электрическим током и др. Воздействие факторов ведет к производственному травматизму. Например, от общего числа производственных травм повреждение глаз станочников составляет в зависимости от типа станков от 10 до 50%. На рабочих местах станочников также отмечаются повышенные уровни шума, вибрации, запыленности, недостаточная освещенность рабочей зоны, неблагоприятные метеорологические условия, высокие уровни электромагнитных полей и пр., приводящие к профессиональным заболеваниям.
Отметим, что перечень ОВПФ, воздействующих на рабочих, хорошо известен специалистам, но данные о параметрах и комплексе этих воздействий в литературе практически отсутствуют.
Идея диссертации состоит в том, чтобы изучить основные виды физических ОВПФ, выделить превалирующий фактор (факторы) и разработать научные основы снижения превалирующего ОВПФ таким образом, чтобы средства защиты имели по возможности универсальный характер и снижали все или возможно большее число ОВПФ, превышающих нормы.
Улучшение условий труда это не только выполнение требований контролирующих органов. Следует отметить очень неприятный факт, что современное состояние отечественной машиностроительной- промышленности плачевно. Об этом говорилось на пер вй0^М&1М&(йЫЬМ^Яфлогиче-
**5$$Jm
ском форуме, который состоялся в апреле 2003 г. За последние годы произошло значительное (более чем в 2 раза) сокращение машиностроительной продукции. Большинство российских предприятий используют устаревшие (60-70-х годов) технологии, морально и физически изношенное оборудование. Модернизация отечественной промышленности неизбежна, ее можно добиться только на базе новейших технологий. В современных зарубежных новейших технологиях человеческий фактор - основной. Там делается все возможное по улучшению условий труда, увеличению его безопасности. В связи с этим работа, направленная на поиск универсальных решений по улучшению труда на отечественных станках, является актуальной.
Тенденции современного станкостроения, направлены на замену механических приводов на бесступенчатое регулирование и широкое применение гидростатических и аэростатических подшипников в опорах шпиндельных узлов вместо подшипников качения. В этом случае возбуждение вибраций корпусных и базовых деталей резко уменьшается, и, следовательно, уменьшается интенсивность звукового излучения несущей системы такого оборудования. Вместе с тем, создание прогрессивных конструкций режущего инструмента и новых инструментальных материалов позволяет существенно повысить технологические нагрузки в системе заготовка - режущий инструмент, что приводит к увеличению доли звуковой энергии, излучаемой заготовками и обрабатывающим инструментом, которая и определяет формирование акустических характеристик на рабочих местах операторов большинства типов станков прерывистого резания.
Все это существенно ограничивает круг задач теоретического исследования и сводит их к построению моделей возбуждения вибраций и шума системы заготовка - режущий инструмент и определению уровней звукового давления на рабочем месте с учетом отражения и затухания звука в помещении и снижении шума ограждениями.
Цель работы: улучшение условий труда рабочих занятых в металло-и деревообрабатывающей промышленности на примере решений для станков прерывистого резания.
На защиту выносятся:
-
Результаты комплексного исследования условий труда в металло-и деревообрабатывающей промышленности (для станков прерывистого действия) с выделением превалирующего (их) ОВПФ.
-
Разработка математических моделей процессов шумообразования в источнике для станков прерывистого резания.
-
Результаты исследования процессов шумообразования в станках прерывистого действия в зависимости от технологических и пр. параметров.
-
Методика расчета ожидаемой шумности на рабочем месте станочника при аналитически полученной акустической мощности источника шума.
-
Рекомендации по улучшению условий труда на рабочих местах станочников.
-
Универсальные конструкции, комплексно улучшающие условия труда на рабочих местах.
Научная новизна:
-
Разработаны математические модели описывающие процессы шумообразования в источниках станков прерывистого резания.
-
Разработана методика расчета ожидаемой шумности на рабочем месте при аналитически полученной характеристике акустической мощности источника.
-
Установлена связь между акустическими характеристиками, конструктивным исполнением и технологическими операциями станков прерывистого резания.
-
Разработана классификация универсальных ограждающих конструкций для улучшения условий труда операторов станков прерывистого резания.
Практическая полезность:
-
Разработаны рекомендации по улучшению условий труда в ме-талло- и деревообрабатывающей промышленности (на примере станков прерывистого резания);
-
Разработаны универсальные ограждающие конструкции для улучшения условий труда станочников и определена их эффективность;
-
Получены акустические характеристики станков прерывистого резания, которые могут быть использованы при выполнении акустических расчетов, как на стадии проектирования, так и в условиях эксплуатации.
Основные результаты выполненных исследований внедрены на следующих предприятиях:
в специальном конструкторском бюро автоматических линий и металлорежущих станков (г. Краснодар), здесь внедрены методика инженерного расчета шума системы режущий инструмент-заготовка для фрезерных, шлифовальных и заточных станков; на ОАО НПП КП «Квант» внедрены универсальные ограждающие конструкции для улучшения условий труда работающих в цехах механической обработки на универсальных фрезерных и шлифовальных станках;
на ОАО «Донпрессмаш» внедрены универсальные ограждающие конструкции на зуборезных, круглошлифовальных и шлицеобра-батывающих станках. Исследования условий труда, а также экспериментальные исследования шума, были проведены на 8 заводах и предприятиях Ростовской области.
Основные экспериментальные исследования процессов шумообразования были выполнены в научно-исследовательской лаборатории кафедры
«Металлорежущие станки и инструменты» Донского государственного технического университета (ДГТУ).
Апробация работы: материалы диссертации были доложены на First International Congress on Leaf Protein Research «LEAFPRO-96», Rostov-on-Don, 1996; Forth International Congress on Sound and Vibration, St.-Peterburg, Russia, (June 24-27, 1996); Научно-практической конференции «Промышленная экология - 97» (Санкт-Петербург, 12-14 ноября, 1997); II, III, IV Всероссийских конференциях с международным участием «Новое в Экологии и безопасности жизнедеятельности», Санкт-Петербург, (1997, 1998, 1999 гг.); VI Международная научно-техническая конференция по динамике технологических систем «ДТС-2001», г. Ростов-на-Дону, (25-28 сентября 2001 г); Международной конференции «Динамика машин», Ростов-на-Дону, (2001 г.); Второй и Третьей Всероссийских школах-семинарах с международным участием Санкт-Петербург (2002 и 2003 гг.); Международной школе-семинаре «Промышленная экология» г. Ростов-на-Дону, (3-5 сентября 2003 г.); Международной научно-технической конференции «Машиностроительная отрасль - будущее России», г. Москва, (16-20 сентября, 2003 г.); EURO РМ 2003 Congress, Valencia, Spain, (20-22 October, 2003); Международной научно-практической конференции «Строительст-во-2003», Ростов-на-Дону, (2003); заседаниях научно-технических советов ОАО НПР КП «Квант» г. Ростов-на-Дону, (2003 г.), ОАО «Донпрессмаш», г. Азов, (2003 г.), Федерального Государственного унитарного предприятия завод «РУБИН», г. Ростов-на-Дону (2003 г.), ООО «Долганка», г. Ростов-на-Дону, (2003 г.), ЗАО СКБАП и МС г. Краснодар, ассоциации «Рос-станкоинструмент», Москва (2003 г.); Объединённом заседании кафедр «Охраны труда и окружающей среды» и «Металлорежущие станки и инструмент» Донского государственного технического университета г. Ростов-на-Дону (1995-1998 гг, 2003 г.); на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ДГТУ и заседании кафедры «Экология и безопасность жизнедеятельности» БГТУ «Военмех», г. Санкт-Петербург (2003 г.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 28 печатных работ, в том числе монографии Месхи Б.Ч. «Улучшение условий труда операторов металлорежущих и деревообрабатывающих станков за счет снижения шума в рабочей зоне (теория и практика)» - г. Ростов-на-Дону: Издательский центр ДГТУ, 2003 г. - 131 с, Абрамов А.В.. Месхи Б.Ч. «Управление техническими системами: Учеб. пособие. - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2001. -93 с.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 476 страницах, содержит 40 таблиц, 146 рисунков и состоит из введения, 6 глав, заключения и библиографического списка, включающего в себя 269 литературных источников и приложения.
