Введение к работе
Актуальность темы. Развитие агропромышленного комплекса (АПК ) сопровождается возведением и реконструкцией таких объектов, как территориальные дороги. За последние годы в стране построено и реконструировано 47 тыс. км автодорог, находящихся в ведении АПК.
Принятие и реализация Президентской программы «Дороги России» сыграли ключевую роль в строительстве, реконструкции, ремонте и содержании территориальных дорог АПК.
Скреперы сегодня является наиболее эффективной и распространенной системой производства земляных работ при строительстве этих объектов, причём в экономическом отношении их работа более выгодная, чем комбинация погрузочных и транспортирующих машин. Объем земляных работ, выполняемых скреперами в АПК, достигает 30-50 % общего объема.
Ручное управление этими агрегатами требует высокого мастерства операторов, поскольку они контролируют большое число непрерывно меняющихся параметров, связанных с изменением глубины резания или скорости движения скрепера. Такая особенность труда операторов приводит к их утомляемости, в результате чего выбранные ими режимы часто не располагаются в оптимальной области. Это приводит к тому, что происходит буксование движителей скрепера. Самоходные скреперы, ковши которых заполняются за счёт тягового усилия, требуют использования трактора-толкача при наборе грунта. Практическое отсутствие в России специальных толкачей вынуждает использовать для этих целей бульдозеры.
В момент стыковки скорость толкача может на 7-8 км/ч превышать скорость скрепера, что приводит к большим динамическим нагрузкам металлоконструкции, трансмиссии, привода и в конечном итоге травмированию операторов этих агрегатов, за счёт воздействия на них кратковременных ударных вибраций.
Статистика показывает, что в период с 2002г. по 2005г. в нашей стране зарегистрировано 119 несчастных случаев происшедших с операторами скреперов и бульдозеров.
Разработка системы контроля стыковки комплекса скрепер-толкач и противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач, позволит улучшить условия и охрану труда операторов за счёт безопасной стыковки и исключения в момент стыковки воздействия на них кратковременных ударных вибраций, что позволит исключить их травмирование. Это и определяет актуальность выбранного направления исследования.
Цель работы - улучшение условий и охраны труда операторов комплекса скрепер-толкач путём инженерно-технических решений.
Задачи исследования:
1. Провести анализ производственного травматизма и профзаболеваний, вредных и
опасных факторов при эксплуатации дорожно-строительной техники в АПК;
2. Теоретически обосновать применение метода анализа видов, последствий и
критических отказов системы скрепер-толкач;
3. Разработать новый способ контроля стыковки комплекса скрепер-толкач для
создания безопасных условий труда операторам;
4. Разработать техническое устройство противоударной защиты операторов в
комплексе скрепер-толкач;
5. Провести экспериментальные исследования по оценке эффективности применения и
использования разработанных технических устройств при эксплуатации дорожно
строительной техники в АПК;
6. Разработать и внедрить учебный стенд для исследования параметров процесса
стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера;
7. Провести расчёт ожидаемой экономической эффективности результатов
исследования.
Объект исследования. Условия и охрана труда операторов комплекса скрепер-толкач.
Предмет исследования. Техническое состояние комплекса скрепер-толкач.
Научная новизна:
предложена методика и результаты анализа видов, последствий и критических отказов комплекса скрепер-толкач;
предложена методология разработки: способа контроля стыковки скрепера с толкачом и технического устройства противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач для создания безопасных условий труда оператора;
проведена экспериментальная и экспертная оценка эффективности применения способа контроля стыковки комплекса скрепер-толкач и устройства противоударной защиты оператора;
разработан учебный стенд для исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Практическую ценность работы представляет разработанные способ контроля стыковки комплекса скрепер-толкач и техническое устройство противоударной защиты операторов комплекса скрепер-толкач, позволяющие улучшить условия труда операторов и учебный стенд для исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера.
Результаты работы реализованы в натурных образцах функционирующих устройств, экспериментальном стенде для исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера.
К защите предъявляются следующие научные результаты:
1. Анализ производственного травматизма и профзаболеваний, вредных и опасных
факторов при эксплуатации дорожно-строительной техники в АПК;
Метод анализа видов, последствий и критических отказов системы скрепер-толкач;
Способ контроля стыковки скрепера с толкачом для создания безопасных условий труда операторам;
Техническое устройство противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач;
Экспериментальные исследования по оценке эффективности применения способа контроля стыковки комплекса скрепер-толкач и устройства противоударной защиты операторов в комплексе скрепер-толкач;
Учебный стенд для исследования параметров процесса стыковки и последующего соосного движения толкача и скрепера;
Расчёт экономической эффективности результатов исследования.
Внедрение.
Оборудование для контроля стыковки комплекса скрепер-толкач и противоударной защиты операторов внедрено в производство и используется в ООО «ДЭП-57» г. Орёл.
Учебный стенд стыковки и соосности движения комплекса скрепер-толкач используется в учебном процессе при подготовке специалистов, обучающихся в ОрёлГТУ
по специальности 170900 «Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» в лекциях, лабораторных и практических занятиях, а так же при проведении курсового и дипломного проектирования.
Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на следующих международных научно-практических конференциях: Научно-технической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов «Неделя науки», Орёл: ГОУ ВПО ОГУ, 2008-2009, III Международной выставке-Интернет-конференции «Энергообеспечение и строительство», (2009 г.), г. Орёл; Международной научно-практической конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте -2010», (2010 г.), г.Одесса; Учёном Совете Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 печатных работах, из них 1 ВАК, подана заявка на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертация содержит введение, 5 глав, общие выводы, список литературы из 113 наименований и 4-х приложений. Основной текст изложен на 147 страницах и включает 61 рисунок и 17 таблиц.
