ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В последние годы наблюдается рост травматизма в организациях АПК Российской Федерации. Одно из первых мест по травматизму и, в том числе, случаям летального исхода занимает работа на зерноуборочных комбайнах (ЗУК). Наибольший процент травмированных или погибших комбайнеров приходится на ремонт, техническое обслуживание и технологическую настройку зерноуборочных комбайнов. Технологическая настройка комбайнов призвана обеспечить производительность и качество работы, находящиеся в пределах агротехнических требований, при определенных условиях уборки. Однако различными исследованиями установлено, что потери зерна при уборке достигают 10... 15% (без учета биологических потерь), дробление и микроповреждение зерна колосовых культур в 2...4,5 раза больше допустимого (1% - для семенного, 2% - для продовольственного зерна). Фактическая производительность современных отечественных зерноуборочных комбайнов составляет 40...60% от паспортной.
Неполное использование технологических возможностей зерноуборочных комбайнов объясняется многими причинами. Среди них можно назвать неудовлетворительное техническое состояние, организационные проблемы и т.д. Установлено, что одной из основных причин низкой производительности, качества работы и повышенной травмоопасности является существенное отклонение режимов работы рабочих органов комбайнов от оптимальных вследствие неправильного и несвоевременного выполнения технологических регулировок в соответствии с условиями уборки. Наряду с различными причинами (например, недостаточная квалификация комбайнеров), на неправильное выполнение регулировок значительно влияет техническое несовершенство механизмов регулирования, т.е. низкая приспособленность комбайнов к управлению
технологическим процессом. Многие из технологических регулировок являются неудобными, сложными, трудоемкими и т.д. По этой причине проведение регулировочных операций вызывает повышенный риск травмирования операторов комбайнов. Несмотря на этот факт, в настоящее время существует недостаточно данных о том, какая конкретно регулировка сложна, труднодоступна, опасна, трудоемка и неудобна.
Поэтому вопрос снижения риска травмирования, улучшения условий труда оператора зерноуборочного комбайна, а также повышения качества технологического процесса комбайновой уборки зерновых и, в частности, исследования приспособленности современных зерноуборочных комбайнов к управлению этим процессом является на сегодняшний момент актуальным.
Цель работы. Повышение безопасности и улучшение условий труда операторов зерноуборочных комбайнов путем совершенствования механизмов регулирования режимов функционирования рабочих органов и процесса регулирования на основе оценки приспособленности к выполнению технологических регулировок.
Объект исследования. Безопасность и условия труда операторов зерноуборочных комбайнов.
Предмет исследования. Закономерности влияния параметров приспособленности механизмов регулирования рабочих органов на риск травмирования оператора при управлении технологическим процессом ЗУК.
Научная новизна. Предложен показатель риска травмирования оператора ЗУК, обусловленного приспособленностью к выполнению технологических регулировок.
Разработана балльная методика оценки приспособленности зерноуборочных комбайнов к управлению технологическим процессом по таким параметрам, как удобство, доступность, сложность, безопасность, трудоемкость и частота выполнения технологических регулировок.
Разработан обобщенный показатель приспособленности, учитывающий
вышеперечисленные параметры и позволяющий количественно оценить каждую технологическую регулировку, совокупность регулировок отдельных рабочих органов и различных марок комбайнов в целом.
Практическая ценность. Указаны пути улучшения условий и охраны труда операторов зерноуборочных комбайнов за счет разработки рекомендаций по усовершенствованию отдельных механизмов регулирования, а также инструкций по безопасному и рациональному выполнению основных технологических регулировок.
Реализация работы. Результаты исследований могут послужить конструкторам для разработки более совершенных механизмов регулирования с точки зрения их удобства, доступности, безопасности и т.д. Разработанный метод комплексной оценки риска травмирования оператора и приспособленности комбайнов к выполнению технологических регулировок, включающий в себя балльную методику оценки параметров приспособленности и обобщенный показатель, могут быть рекомендованы в качестве материалов для совершенствования соответствующего ГОСТа, а также использоваться при испытаниях зерноуборочных комбайнов и другой сельскохозяйственной техники.
Внедрение. Метод комплексной оценки приспособленности и безопасности зерноуборочных комбайнов к управлению технологическим процессом внедрен во Всероссийском научно-исследовательском институте охраны труда в сельском хозяйстве (г. Орел), а также в АОЗТ «Чесменское» (Челябинская обл. с. Чесма). В АОЗТ «Чесменское» внедрены усовершенствованные механизмы регулирования высоты среза, высоты подбора, положения шнека жатки по высоте, а также приспособление для определения потерь зерна (акты внедрения).
Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на международных научно-технических конференциях ЧГАУ (Челябинск, 2001...2004 гг.). Работа дважды отмечена
грантом Министерства образования и Правительства Челябинской области (2002...2003 гг.). Отдельные положения работы используются в учебном процессе ЧГАУ, КИнЭУ.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 14 печатных работах в сборниках научных трудов ЧГАУ, журнале «Вестник ЧГАУ», сборниках работ по конкурсу грантов, в журналах «Механизация и электрификация сельского хозяйства» и «Аграрный вестник Урала».
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 161 странице и включает 40 таблиц, 43 рисунка. Работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, библиографии (122 наименования) и 12 приложений.
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Анализ причин травматизма в агропромышленном комплексе России
В последние годы наблюдается рост травматизма в организациях АПК. Например, по данным ВНИИОТ в 1999 году в целом по стране зарегистрировано 1257 несчастных случаев с летальным исходом [83]. При этом отмечается, что одно из первых мест по травматизму занимает отрасль растениеводства [77] (рис. 1.1.). Наибольшее количество несчастных случаев в 1998-1999 гг. произошло на работах, связанных с возделыванием, транспортировкой и хранением зерновых и зернобобовых (без кукурузы) культур - 124 травмы, что составило 34,2% от всех погибших в растениеводстве.
При выполнении работ в кормопроизводстве погибли 83 (22,9%) работника, из них при производстве трав на сено погибли 47 работников (13,0%), силосных культур - 22 (6,1%), трав однолетних и многолетних на зеленый корм - 7 (1,7%), сенажных культур -7 (1,9%) (табл. 1.1).
Таблица 1.1.
Распределение числа погибших в подотраслях растениеводства за
период 1998-1999 гг.
Наименование производств Годы
1998 1999
Растениеводство, в том числе 318 363
зерновые и зернобобовые 123 124
кукуруза на зерно 2 5
сахарная свекла 7 13
подсолнечник 6 12
лен и конопля 1 1
картофель 6 9
овощи открытого фунта 3 7
овощи закрытого грунта (теплицы) 0 1
1(1
садоводство 0 1
травы на сено 42 47
травы на зеленый корм 10 7
кормовые корнеплоды 1 0
сенажные культуры 1 7
силосные культуры 26 22
прочие и не установленные 90 107
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
годы
2002
? Растениеводство Ш Ремонт иТО ? Строительство ? Животноводство ¦ Транспорт
Рис. 1.1. Распределение несчастных случаев по отраслям производства в АПК Челябинской области
Основные механизированные работы в растениеводстве выполняются мобильными колесными машинами сельскохозяйственного назначения (тракторы, комбайны, грузовые и легковые автомобили и т.д.). Показатели травматизма среди операторов мобильных сельскохозяйственных машин в 3 раза выше, чем в целом по отрасли [19,66,103] (табл. 1.2). По имеющимся данным [119] основным источником травмирования с временной потерей трудоспособности или летальным исходом в период возделывания зерновых культур являются тракторы - около 50 % и транспортные средства -18...23%.
II
Таблица 1.2.
Основные источники травмирования со смертельным исходом в
растениеводстве в 1999 году
Источники травмирования Число погибших % от числа погибших
1 2 3
Самоходные машины и
транспортные средства,в целом 317 87,3
из них:
тракторы колесные 150 41,3
тракторы гусеничные 53 14,6
самоходные комбайны: 60 16,5
-зерноуборочные 46 12,7
автомобили: 49 13,5
-самосвалы 18 5,0
-бортовые 14 3,9
-легковые 13 3,6
Сельскохозяйственное оборудование 13 3,6
из них:
зерноочистительные и сортировально-сушильные машины 11 3,0
Прочее стационарное оборудование 7 1,9
из них:
оборудование трансформаторных подстанций 3 0,8
Строительные конструкции,здания 5 1,4
Прочие источники травмирования 21 5,8
из них:
орудия убийств 5 1,4
алкоголь 5 1,4
скирда 2 0,6
водоем 2 0,6
молния 2 0,6
ИТОГО 363 100,0
Уборка зерновых культур является наиболее сложным и ответственным процессом их возделывания. В России около 99 % различных культур убирается зерноуборочными комбайнами [5], которые также являются одним
12
из основных источников травмирования работников растениеводства (около 13 %). На рис. 1.2 представлен график количества несчастных случаев по зерноуборочным комбайнам в АПК Российской Федерации за период с 1992 по 2001г.г.[83]. Анализ графика показывает, что за рассматриваемый период наблюдается заметно выраженная тенденция роста количества несчастных случаев. Причинами такого роста является устаревшая техника, низкая надежность в эксплуатации, отсутствие плановых технических обслуживании и ремонтов, нехватка квалифицированных специалистов по ремонту и эксплуатации, а также несовершенство конструкции различных узлов и механизмов. Распределение числа погибших комбайнеров по элементам видов работ представлено в табл. 1.3.
70
8 so
со
т
5 50 х
40
го
х 30
2
5 20
10
Л
¦—. / 2
3 ™—i
т__-"
¦"¦
1ST
1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
годы
Рис. 1.2. График распределения несчастных случаев по зерноуборочным комбайнам: 1 -СК-5 Нива; 2-Дон-1500; 3 -Енисей-1200
Таблица 1.3.
Распределение числа погибших комбайнеров по элементам видов работ
Элементы видов Всего Годы
работ 88-95 96 97 98 99 00 01 02
13
Вождение 28 16 5 2 0 3 1 0 1
Выявление и устр. неисправностей 27 15 4 1 1 1 1 3 1
Устранение забив, раб.орг 24 14 1 3 2 3 1 0 0
Нахождение на комбайне 21 12 1 0 2 4 1 1 0
Кратковремен. отдых 9 3 1 1 0 2 1 1 0
Очистка раб. орг. 7 4 2 0 0 0 0 0 1
Отдых работников 7 4 0 0 1 1 1 0 0
Перемещ., связ. с работой 6 2 1 0 1 1 1 0 0
Техобслуживание 5 4 0 0 0 0 0 1 0
Проталкивание зависшего зерна 5 4 0 0 0 0 0 1 0
Агрегатирование 2 2 0 0 0 0 0 0 0
Регулировка 2 1 0 0 1 0 0 0 0
Чистка шнеков 2 0 0 0 1 0 0 0 1
Переналадка 2 1 0 0 1 0 0 0 0
Передвиж. на раб. пешком 2 0 0 0 2 0 0 0 0
Заправка ГСМ, водой 1 0 1 0 0 0 0 0 0
Посадка, выход из комбайна 1 1 0 0 0 0 0 0 0
Передвиж., не связ. с работой 1 1 0 0 0 0 0 0 0
Очистка шнека жатки 1 1 0 0 0 0 0 0 0
Прочие 1 1 0 0 0 0 0 0 0
Не установлено 1 0 0 0 0 0 0 0 1
Спасательные 1 0 0 0 0 0 0 0 1
ИТОГО 156 86 16 7 12 15 7 7 6
Отмечается, что наибольший процент травмированных или погибших работников растениеводства приходится на ремонт, техническое обслуживание и технологическую настройку сельскохозяйственных машин [103] (рис. 1.3). Технологическая настройка зерноуборочных комбайнов подразумевает выполнение ряда регулировок, обеспечивающих высокую
14
производительность и качество работы, находящееся в пределах агротехнических требований, при определенных условиях уборки.
1
8
Рис. 1.3. Основные причины несчастных случаев при возделывании зерновых
культур: 1 — ремонт и технологическая настройка; 2 — скашивание и
обмолот валков; 3 —транспортные работы; 4 — сваливание соломы; 5 —
обработка почвы; 6 — послеуборочная обработка зерна; 7 — посев; 8 — прочие
Установлено, что многие технологические регулировки ЗУК являются крайне неудобными, труднодоступными, сложными и опасными по причине несовершенства конструкции механизмов регулирования [53]. Повышенная сложность регулировочных операций, а также неудовлетворительные условия труда операторов способствуют возникновению травмоопасных ситуаций [11,18,27,32,43] при управлении технологическим процессом зерноуборочных комбайнов. Например, значительное количество комбайнеров погибает при выполнении технологических регулировок по причине захвата различных частей тела вращающимися узлами ЗУК, либо при устранении забиваний тех или иных рабочих органов, возникающих по причине неправильного выполнения соответствующих регулировок [83].
На основе анализа исследований различных организаций можно сделать вывод о том, что одной из основных причин травмирования операторов ЗУК
15
является техническое несовершенство механизмов регулирования, т.е. низкая приспособленность комбайнов к управлению технологическим процессом.
1.2.Влияние условий труда на производительность и качество работы
зерноуборочных комбайнов
Выпускаемые отечественной промышленностью зерноуборочные комбайны обладают значительными технологическими возможностями. Эти комбайны при нормальном техническом состоянии могут убирать большое количество культур различных сортов при довольно значительном диапазоне изменения состояния культуры в ходе уборки (различной урожайности, влажности, высоте и густоте стеблестоя и т.д.). При этом качество уборки может находиться в пределах агротехнических требований. Однако повышенная травмоопасность комбайновой уборки и неудовлетворительные условия труда операторов современных отечественных ЗУК приводят к тому, что фактические показатели, как производительности, так и качества работы довольно часто не соответствуют заложенным в комбайнах возможностям.
Фактическое использование паспортной производительности зерноуборочных комбайнов на сегодня составляет 50...70%, а иногда и менее. По данным ВИМ в условиях Сибири у комбайнов СКД-5М, СК-5 и СК-6 пропускная способность используется'не полностью: у СКД-5М лишь на 47%, СК-6 - на 50 % и т.д. Аналогичная закономерность выявлена испытаниями отечественных комбайнов в Западной Сибири, на Кубани и в странах Балтии. Как отмечает Пугачев А.Н. [89], фактическая нагрузка молотилки комбайнов в реальных условиях уборки составляет 43% от их паспортной производительности. По данным Медведчикова В.М. [69,70] в Новосибирской области этот показатель составляет в среднем 71,6 % при средней загрузке комбайна 1,92 кг/с (менее 40% от паспортной производительности).
16
Также по данному вопросу были произведены исследования в условиях Челябинской области. Приведем некоторые данные о работе комбайнового парка Челябинской области в различные годы [56]. В 1958 году в области насчитывался 3881 комбайн со средней пропускной способностью 2,4 кг/с, в 1977 году- 6668 комбайнов со средней пропускной способностью 5,09 кг/с, в 1988 году - 7100. Паспортная пропускная способность возросла более чем в 2,5 раза в основном за счет интенсификации технологического процесса и увеличения габаритов зерноуборочных комбайнов. С увеличением количества комбайнов плановая и фактическая сезонная выработки на один комбайн имеют тенденцию к понижению (рис. 1.4.). Неизменными остаются сменная выработка на один комбайн (с 1958 г. ее среднее значение составляет 8,5 га) (рис. 1.5.) и сроки уборки, несмотря на то, что с появлением более высокопроизводительных комбайнов и увеличением их количества должно наблюдаться повышение сменной выработки и сокращение сроков уборки. С годами наблюдается рост расхождения фактических и конструктивных показателей пропускной способности зерноуборочных комбайнов (рис. 1.6.).
450 400 350 300 2 250
О 200
150
100
50
0
в—- я ¦ -—Ш—.
"---—ш
¦—¦—— -----¦----—
¦ ¦——^. ¦ ¦---¦
---------- -----------------1
1960
1970
1980
1990
t,rofl
Рис. 1.4. Сезонная выработка на один комбайн Qcno годам: 1-плановая; 2-фактическая
17
9,5 -9 -
-—\
ч
7 ее.
1958 1963 1968 t.rofl 1973 1978
Рис. 1.5. Сменная фактическая выработка на один комбайн QCMno годам
1958
1960
1970 t,rofl
1980
1990
1
Рис. 1.6. Расхождение паспортной производительности комбайна (1) с фактической (2)

Получить работу