К.т.н. Романченко М.К., Новиков А.А.

Новосибирский техникум автосервиса и дорожного хозяйства, Россия

 

снижение вибрации на транспорте

 

Работа водителя транспортного средства сопровождается вибрацией, приводящей к профзаболеваниям. Формирование физиологических и патологических сдвигов со стороны различных систем организма, частота и степень выраженности этих нарушений зависят от эргономических данных рабочего места и особенностей человека. Характер и глубина вибрационных нарушений обусловлены изменениями в вестибулярном анализаторе, опорно-двигательном аппарате, сердечно-сосудистой системе. Что приводит к развитию основных клинических проявлений: головные боли, несистемные головокружения, нарушение координации, изменение артериального давления, изменение сосудов глазного дна, невротические и вегетативные дисфункции, боли в мышцах спины, поясничном отделе позвоночника. Вибрация вызывает снижение остроты зрения, нарушение цветоощущения, сужение поля зрения, уменьшение устойчивости ясного видения, снижение функциональной подвижности, расстройство фиксации предметов глазом, нарушение четкости восприятия объектов, затруднение чтения приборной информации[1]. Операторы мобильных машин страдают от заболеваний спины, причем с возрастом работники все чаще вынуждены прибегать к помощи медицины, т.е. пропускать рабочее время. С точки зрения производства - это или простои техники, или же замена на менее квалифицированного работника, что, естественно, снижает производительность машины.

Одним из основных средств борьбы с неизбежной вибрацией и обеспечения удобной рабочей позы и сравнительно дешевым средством является качественное сиденье водителя. Транспортные предприятия за рубежом отчетливо ощущают влияние круга проблем устройства рационального сидения в мобильной машине. Воспользуемся официальными данными профсоюзов Германии. Средний километраж грузового автомобиля в год составил для местных сообщений 45.000 км и для перевозок на дальнее расстояние 145.000 км при 230 - 340 дней времени использования в год. Зарплата водителя в год в обороте нетто составила в местном сообщении 43,7 % и в дальних перевозках 36,6 %. Заболеваемость составила в целом 4,9 %, (т.е. при 220 рабочих днях 10,8 пропущенных (по болезни) дней). Убытки составили для местного сообщения 215 DM и для дальних перевозок 323 DM за день (в расчете на одного водителя).

Для России этот показатель, с учетом состояния дорог, значительно выше. Только издержки пропущенных дней в году делают оправданным приобретение ортопедического виброзащитного сиденья для водителя грузового автомобиля. Сокращение и исключение пропущенных дней, а также увеличение времени эксплуатации грузового автомобиля в году дает только прибыль. Рабочее место в кабинах водителя и оператора не должно быть источником заболеваний. Оно должно рационально поддерживать человека при его деятельности и уменьшать вредные нагрузки. Приведенные данные относятся к грузовым автомобилям. Для операторов энергетических установок эти данные также актуальны.

Вопросы проектирования сидений транспортно-технологических машин рассмотрены в работе [2]. Уровень и частотный спектр вибраций на рабочем месте водителя зависит от профиля дороги, скорости движения, уровня вибраций двигателя, подвески шасси и кабины и, наконец, сиденья водителя. Современное водительское сиденье имеет две основных части - это посадочное место (само сиденье и спинка с подголовником) и подвеска сиденья (достаточно сложное устройство с пружиной - механической или пневматической, амортизатором и специальным направляющим устройством). Посадочное место должно обеспечить оптимальную рабочую позу водителя, прежде всего, с точки зрения сведения к минимуму напряжения в позвоночном столбе - для этого необходимо обеспечить изменение профиля спинки, например, с помощью воздушных специальных карманов, расположенных под обивкой, в которые подается воздух, или из которых он стравливается в атмосферу. К посадочному месту относятся также повышающие комфорт водителя - подлокотники и способствующий оптимальной рабочей позе - подголовник.

Наиболее сложное водительское сиденье разработано немецкой фирмой "Grammer AG". Оно снабжено ручками управления машиной (джойстиками), установленными на специальных консолях. Такое решение позволяет машинисту-оператору в течение всей рабочей смены, а она достигает 15-16 часов, не менять позу, управляя машиной. Это сиденье может использоваться в экскаваторах и тяжелых кранах и промышленных тракторах большой мощности.

Отечественные сиденья, как правило, характеризуются низким коэффициентом подавления вибраций, низким сроком службы и плохими эргономическими показателями. Установка высококачественного сиденья на отечественных машинах - это не только улучшение безопасности, комфорта и эргономичности рабочего места - это получение машины с улучшенными эксплуатационными характеристиками незначительными по сравнению со стоимостью машины средствами.

Известны примеры использования отрицательной жёсткости (ОЖ) для создания принципиально новых высокоэффективных сидений [2]. Разработки с использованием ОЖ выполнены для железнодорожного транспорта, геологов, угольной промышленности. Разработанные средства защиты рассеивают до 70—75% энергии колебаний. Особенностью конструкции является почти полное исключение инерционной массы между защищаемым объектом и вибрирующим основанием.

В основе предложенной конструкции лежат упругие элементы, сочетающие высокую, практически предельную для современной техники, прочность и конструкционное демпфирование нелинейного типа. Тросовые виброзащитные сиденья, отличаются рядом новых показателей. Существенно повышена эффективность и расширен частотный диапазон защиты; надёжно защищены внутренние органы человека; увеличен срок службы. К настоящему времени создано около пятидесяти конструкций тросовых сидений, учитывающих условия их эксплуатации и размещения.

Показатели качества сидений:

Оценка состояния средств виброзащиты пассажиров автобусов дана в работе [3]

Большие автобусы перевозят от двух до 40 пассажиров. Для создания одинаковой частоты при различных нагрузках используют пневматические рессоры с обратной связью по перемещению. Частота среза в системе управления намного ниже частоты вынужденных колебаний. Это позволяет всегда поддерживать статическую просадку на уровне 200 мм, а собственную частоту 1,1 Гц.

 

Литература:

1.Романченко М.К., Пахомова Л.В. «Защита человека от низкочастотной вибрации», научное издание –LAP LAMBERT Academic Publishing, Saarbrucken, – 130 с.

2.Синев А. В., Соловьев В. С., Бобров Б. Ф. НИЛ «Технологии безопасности» (НИЛ ТБ) СибГУТИ.

3. Julian Edgar. Springs and Natural Frequencies. J. Marciniak. Przegl Nd Kolejowy, 1999, N3, s.1- 4.