Оценочные характеристики некоторых параметров условий труда операторов самоходных сельскохозяйственных машин

Введение. Оператора самоходной сельскохозяйственной машины можно представить, как одиночную человеко-машинную систему (ЧМС) в составе сельскохозяйственного предприятия.

Одиночная человеко-машинная система является агрегатом, в который входят следующие подсистемы: энергомашина с рабочими органами орудий агрегатируемых машин и че- ловек-оператор. На рисунке 1 приведена общая структура такой ЧМС [1].

Методика исследований. Производственное задание для одиночной человекомашинной системы разрабатывается старшей системой и имеет выходные характеристики работы, определяемые степенью качества технической подсистемы и человека-оператора.

Рисунок 1 – Общая структура одиночной человеко-машинной системы

Внешние факторы, где происходит исполнение задания – наружная среда, которая требует независимого исследования.

Пристальное внимание нужно уделить ограничениям.

• 1.    Человек-оператор производит все регулировочные и настроечные работы самостоятельно, характеристики которых определяются критериями внешней среды. Также в состав технической подсистемы могут входить системы сопровождения работы и оборудование экспертных систем [2, 3].

• 2.    Человек-оператор выполняет работы по обслуживанию машин самостоятельно, применяя необходимое оборудование.

• 3.    Человек-оператор выполняет заправку машин самостоятельно.

• 4.    Во время приема пищи человек-оператор приостанавливает работу человекомашинной системы.

Все ограничения должны быть учтены при разработке задания.

В общем виде все технические приборы, которые обеспечивают заданные параметры условий труда человеку-оператору, можно представить, как многомерный производящий оператор, который производит преобразование параметров внешней среды в параметры условий труда определенных значений. Однако изменения, осуществляемые человеком-оператором, должны быть такими, чтобы они были адаптированы к возрасту технического средства, а также к возрасту человека-оператора.

На рисунке 2 представлена преобразованная схема с обратной связью [4, 5].

Рисунок 2 – Общая схема работы производящего оператора

С помощью модели работы оператора W ( t ), представленной схемой на рисунке 2, удается показать сложную систему обеспечения условий труда одиночного ЧМС.

На две обратные связи обращается особое внимание, при помощи которых корректируют характеристические параметры условий труда и уточняют характеристики оператора на основе изменения этих условий.

Далее рассмотрим нормативно-техническую документацию, которая формирует параметры влияния на человека-оператора и по которым проверяется и оценивается сельскохозяйственная техника, т.е. техническая подсистема в изучении ЧМС [6, 7].

Формирует эти основы «Указатель», который содержит нормативную документацию на методы испытаний сельхозтехники, машин и оборудования для переработки сельскохозяйственного сырья.

На основе «Указателя» составлена таблица 1, которая включает в себя наименование нормативных документов, регламентирующих условия труда оператора на технических средствах.

Таблица 1 – Нормативно-техническая документация регламентирования условий труда в сельхозмашиностроении

Обозначение документа	Наименование документа
ГОСТ 12.2.019-2005	Система стандартов безопасности труда. Тракторы и машины самоходные сельскохозяйственные.
ГОСТ 12.2.002-91	Система стандартов безопасности труда. Техника сельскохозяйственная. Методы оценки безопасности.
ГОСТ 12.2.002.4-91	Система стандартов безопасности труда. Тракторы и машины самоходные сельскохозяйственные. Методы определения обзорности с рабочего места оператора.
ГОСТ 12.2.002.5-91	Система стандартов безопасности труда. Тракторы и машины самоходные сельскохозяйственные. Метод определения характеристик систем обогрева и микроклимата на рабочем месте оператора в холодный период года.
ГОСТ 12.2.002.6-91	Система стандартов безопасности труда. Тракторы и машины самоходные сельскохозяйственные. Метод определения герметичности кабин.
ОСТ 70.2.34-85	Испытания сельскохозяйственной техники. Методы измерения и анализа вибрации механизмов и узлов.
РТМ 70.23.026-80	Испытания сельскохозяйственной техники. Комплексная оценка и учет функционального уровня оператора.
СТП 13.064-81	Методика ускоренной оценки микроклимата в кабинах тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин способом моделирования условий внешней среды в тропической камере.
СТП 13.065-82	Методика ускоренной оценки микроклимата в кабинах тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин способом моделирования условий внешней среды в арктической камере.
СТП 13.066-82	Методика ускоренной оценки микроклимата в кабинах тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин способом моделирования условий внешней среды в пылевой камере.
СТП 13.077-83	Безопасность труда. Обеспечение оптимальных режимов труда и отдыха.
СТП 13.084-84	Испытания сельскохозяйственной техники. Тракторы и машины сельскохозяйственные. Методы оценки пусковых качеств двигателей в камере холода.
ГОСТ 12.2.002.1-91	Система стандартов безопасности труда. Тракторы сельскохозяйственные и лесные колесные. Метод динамических испытаний защитных конструкций.
ГОСТ 12.2.002.2-91	Система стандартов безопасности труда. Тракторы сельскохозяйственные и лесные колесные. Метод статических испытаний защитных конструкций.
ГОСТ 12.2.002.03-91	Система стандартов безопасности труда. Сельскохозяйственные и лесные транспортные средства. Определение тормозных характеристик.
РД 10.2.33-89	Система стандартов безопасности труда. Машины и оборудование для животноводства и кормопроизводства. Методы оценки безопасности и эргономичности.

Параметры вибрации как один из основных вредных производственных факторов, дей- ствующих на оператора в системе ЧМС, представлены в таблицах 2–4.

Таблица 2 – Параметры вибрации в вертикальном направлении на сиденьи оператора тракторов

Класс трактора	Средние квадратические значения ускорений в вертикальном направлении, м/с2, в октавных полосах со среднегеометрической частотой, Гц
	2	4	8	16	31,5
0,6	1,15	0,8	0,60	1,14	–
0,9–1,4	1,30	0,60	0,50	0,40	–
2	1,20	0,60	0,50	0,40	–
3 (колесные)	1,30	0,45	0,35	0,40	–
3 и более (гусеничные)	0,55	0,60	0,90	1,00	1,90
5 и более (колесные)	1,30	0,40	0,25	0,25	–

Таблица 3 – Параметры вибрации в горизонтальном направлении на сиденьи и (или) рабочей площадке оператора тракторов и машин

Параметр	Значения параметра в октавной полосе со среднегеометрической частотой, Гц
	1	2	4	8	16	31,5	63
Среднеквадратическое значение ускорения, м/с2	0,632	0,846	1,60	3,21	6,39	12,76	25,52

Таблица 4 – Параметры вибрации на органах управления тракторов и машин

Класс трактора	Значения параметра в октавной полосе со среднегеометрической частотой, Гц
	16	31,5	63	125	250
Среднеквадратическое значение ускорения, м/с2	4,0·10-2	2,8·10-2	2,0·10-2	1,4·10-2	1,0·10-2
Уровень скорости, дБ	118	115	112	109	106

Результаты исследований и их обсуждение. ГОСТ 12.2.002.5-91 регламентирует метод определения характеристики системы обогрева и микроклимата на рабочем месте оператора в холодный период года и предусматривает измерение температуры окружающей среды, регламентируя измерение параметра для двигателя с вытяжным и нагнетательным вентиляторами; измерение температуры двигателя, обогревателя и потока охлаждающей жидкости. При этом дается геометрическая схема точек замеров, привязанная к контрольной точке сидения.

ГОСТ 12.2.002.6-91 регламентирует метод определения герметичности кабины чело- века-оператора, которую определяют разностью между давлениями воздуха снаружи и внутри кабины, измеряемым в миллиметрах водяного столба или в «паскалях». Параметры обзорности регламентируются ГОСТ 12.2.019-2005, так как видимость в положении «сидя» с рабочего места оператора должна обеспечивать любая конструкция машин и тракторов.

Расположение точек отсчета параметров обзорности К и линий обзорности показано на рисунке 3.

На гусеничных тракторах тяговых классов 3–5 должен быть обеспечен обзор передней части гусеницы (точка 1) и участка А 1 площадки перед гусеницей (рисунок 4) [7, 8].

Рисунок 3 – Границы обзорности на универсально-пропашном тракторе по ГОСТ 12.2.019-2005

Рисунок 4 – Границы обзорности на гусеничных тракторах классов 3–5 по ГОСТ 12.2.019-2005

Углы и линии обзорности для самоходной сельхозмашины представлены на рисунке 5. ГОСТ предусматривает зоны обзорности, допуская при этом для сельскохозяйственных колесных и гусеничных тракторов в пределах каждого из секторов 1–2 и 1–3 (рисунок 6) не более двух невидимых участков. Ширина В невидимых участков в секторе 1 не должна превышать 700 мм, а в секторах 2 и 3 – 1200 мм. При этом для машин с симметричным расположением кабины должна быть обеспечена видимость точек Р1, Р2, Р3, Р4 (рисунок 5) [8, 9].

Метод определения обзорности с рабочего места человека-оператора предусматривает ГОСТ 12.2.002.4-91, который содержит методику измерения полукругов передних и задних зон обзорности (рисунок 6).

Рисунок 5 – Линии, углы и точки обзорности на самоходной сельхозмашине по ГОСТ 12.2.019-2005

Рисунок 6 – Полукруг передней зоны обзорности из кабины трактора по ГОСТ 12.2.019-2005

ГОСТ 12.2.019-2005 регламентирует нормирование параметров освещенности.

Рабочую и транспортную систему внешнего освещения должны иметь сельхозмашины и трактора. Рабочая система должна обеспечи- вать освещенность участков полей при выполнении работ, а транспортная система – дорог.

Рекомендуемая освещенность для тракторов, обеспечивающаяся совместно рабочей и транспортной системами, представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 – Рекомендуемая освещенность рабочих зон по ГОСТ 12.2.019-2005

Применительно к площадкам рабочего поля ГОСТом предусматривается освещенность рабочих зон.

ГОСТ содержит в себе общие требования безопасности при использовании навесных, по-лунавесных, прицепных, полуприцепных машин и орудий, агрегатируемых с различными энергетическими средствами, предусматривает допустимые значения сил сопротивления перемещению органов управления. Допустимые значения сил сопротивления органов управления приведены в таблице 5 [10].

Таблица 5 – Допустимые значения сил сопротивления органов управления

Группы органов управления	Допустимые значения усилия, Н
Часто используемые: – при ручном управлении – при ножном управлении	60 200
Редко используемые (не более 5 раз в смену): – при ручном управлении – при ножном управлении	200 300
Рычаг стояночного тормоза	400

В случае превышения сил сопротивления   к концу рабочей смены наступает переутомле- органов управления, приведенных в таблице 5,   ние мышц оператора, что прямым образом влияет как на производительность агрегата, так и на повышенную вероятность ошибочных действий оператора, что ведет к несчастному случаю. В этой связи необходимо отметить, что инженерно-технические работники, отвечающие за эксплуатацию данного вида техники, должны систематически контролировать допустимое значение сил сопротивления органов управления.

Заключение. Таким образом, проводя измерения и оценку всех вышеуказанных факторов в реальных условиях, можно заключить, что наибольшую часть «жизни» технического средства оператор трудится в тяжелых условиях. При этом в течение всего срока службы технического средства никаких замеров параметров производственной среды не предусмотрено.

Исходя из вышесказанного, отметим, что, на наш взгляд, имеется необходимость разработать регламентные материалы, которые содержали бы требования на параметры условий труда в течение всего срока службы агрегата с указаниями точных сроков контроля данных параметров.