Лабораторные работы по эргономике (1). Дементьев В. И
 Скачать 0.83 Mb.
|
 Министерство образования и науки российской федерации федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. Алексеева Кафедра «Технология и оборудование машиностроения» ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ Лабораторные работы по дисциплине «Эргономика и основы дизайна» Вариант 12
г. Нижний Новгород 2013г. СОДЕРЖАНИЕ Введение 3 Эргономический анализ средств отображения информации металлорежущего станка............................................................. 5 Эргономический анализ органов управления металлорежущего станка……………………………………………………………………... 9 Эргономическая оценка качества оборудования 12 4. Количественная оценка условий и тяжести труда 19 Вывод 21 Список литературы………………………………………………………22 ВведениеДанная работа представляет собой комплексный эргономический анализ горизонтально-фрезерного станка мод. 6Р81Г. Анализ включает в себя следующие положения: эргономический анализ средств отображения информации (СОИ) зубодолбежного станка; эргономический анализ органов управления; эргономическая оценка качества оборудования; количественная оценка условий и тяжести труда. Целью данной работы является повышение эффективности и качества работы оператора горизонтально-фрезерного станка мод. 6Р81Г, при этом также необходимо позаботиться о сохранении его здоровья и об условиях комфортности труда. Необходимо считаться с показателями, характеризующими особенности человека при его взаимодействии с техникой, такими как: Социально-психологические - соответствие конструкции технического объекта и организации рабочих мест характеру и степени группового взаимодействия, степень влияния межличностных отношений на содержание совместной деятельности по управлению техникой. Психологические - соответствие техники возможностям и особенностям восприятия, памяти, мышления, психомоторики, закрепленным и вновь формируемым навыкам работающего человека. Физиологические и психофизиологические - соответствие техники силовым, скоростным, энергетическим, зрительным, слуховым, осязательным и обонятельным возможностям человека. Антропометрические - соответствие техники размерам и форме тела работающего человека, распределению его веса. Гигиенические - освещенность, вентилируемость, температура, влажность, давление, напряженность электрического и магнитного полей, запыленность, радиация, токсичность, шум, вибрация, гравитационная перегрузка и ускорение. Исходные данныеТаблица I. I
1. Эргономический анализ средств отображения информации металлорежущего станка При работе человека на станке ведущую роль выполняет зрительная система. Она доставляет человеку 90% всей воспринимаемой информации. Но этому при проектировании и эксплуатации с эргономических позиций важно рассмотреть три группы факторов: размещение средств отображения информации на рабочем месте: оптимальные размеры знаков и их элементов в разных системах отображения информации; оптимальная компоновка знаков на средствах отображения информации; В ГОСТ 12.2.033-78 изложены требования к размещению средств отображения информации металлорежущего станка: средняя высота расположения средств отображения информации должна соответствовать значениям средней высоты рабочего; очень часто используемые средства отображения информации следует располагать под углом ± 15° от нормальной линии взгляда и в горизонтальной плоскости под углом ± 15° от вертикальной (сагиттальной) плоскости; менее часто используемые средства отображения информации следует располагать под углом ± 30° от нормальной линии взгляда, либо сагиттальной плоскости; редко используемые средства отображения информации располагаются под углом ±60° от нормальной линии взгляда, либо сагиттальной плоскости. 1.1 Исходные данные и результаты Исходные значения параметров и результаты эргономического анализа СОИ
1.2 Определение углов линии взгляда и угловых параметров СОИ Угол линии взгляда 0 (<АОМ) при восприятии средней части СОИ (точка А) можно определить непосредственным измерением с помощью транспортира, либо по формуле: 0=arcos(OM/R) 0=arcos(90/125)= 0,767 рад 0=180·0,767/π= 44° где ОМ - отрезок вертикальной прямой (совпадает с краем рабочей поверхности), проведенной из точки О до уровня расположения срединной точки СОИ, ОМ = 90 мм, R - радиус окружности с центром в точке О, проходящей через СОИ, R= 125 мм. 15°<44°<135° - положение оператора остается неизменным. С учетом того, что частота использования СОИ при Sзад = 40 мм можно определить по формуле: S = Sзад cos(0 + ) = 40 cos(44° + 0)=28,774 мм = 0, т.к. СОИ располагается горизонтально (на линии AM) В зависимости от местоположения и ориентации знака средств отображения информации на станке величина угла зрения () подсчитывается по формуле:  = 2arctg [Sзад cos(0 + )/2R] = 2arctg [40cos(44 + 0)/2·125] = 0,229° Найденный угол зрения не попадает в интервал 20'(0,349°)  40'(0,698°), оператор не видит данное средство отображения информации. Для исходного положения изменяется наклон туловища оператора относительно точки тазобедренного сустава N и определяется радиус R' из условия, что []= 40' по формуле:R'= Sзад cos(0 + )/2tg20' = 40 cos(44° + 0) /2tg0,349 =3 9,525 = 40 мм Если величина угла превышает 15° (=60°), то необходимо увеличить размер Sзад по формуле: Sзад = R2tg20'/cos(0 + ) = 125·2·tg0,349/cos(44 + 0) = 126 мм = 2arctg [Sзад cos(0 + )/2R] = 2arctg [126cos(44 + 0)/2·125] = 0,698° Найденный угол зрения попадает в интервал 20° 40°, оператор видит данное средство отображения информации. Значит включатель электронасоса охлаждения расположен в оптимальной зоне информационного поля. Данное средство отображения информации соответствует требуемым стандартам по частоте  использования (ГОСТ 122 033-78)1.3 Вывод Изученное средство отображения информации не соответствует его нормальному восприятию прежде всего из-за его малых размеров при данном расположении. Для нормального восприятия СОИ оператору необходимо менять позу, что негативно сказывается на производительности труда, времени цикла обработки, к тому же лишние движения создают неудобства оператору, причем для нормального восприятия данного СОИ оператору необходимо нагнуться в направлении зоны обработки, что не исключает возможность травмирования.  2. Эргономический анализ органов управления металлорежущего станка Основными характеристиками рабочего пространства являются зоны досягаемости в зависимости от частоты использования органов управления, выполнение операций должно быть обеспечено в пределах соответствующих зон досягаемости, при очень частом (больше 2 опер./мин) в пределах оптимальной зоны, при частом использовании (меньше 2 опер./мин), при редком использовании (не более 2 опер./час) (в пределах досягаемости моторного поля). 2.1.Проектируем расположение и эргономичность органов расположения данного станка. Отметим зоны досягаемости: А зона для расположения очень часто используемых органов управления (2 и более операций в минуту). Б зона для частых операций (более 2-х за час. менее 2-х за минуту). В зона для размещения редко используемых органов управления (не более 2-х операций за час). На рисунке указаны параметры рабочих зон, соответствующие среднему росту мужчины 1680мм с массой 68кг. Высота среднего оператора четко определяет расположение органов управления на машине, т.к. они должны не только находиться в пределах досягаемости, но и быть удобными для пользования ими. Параметры органов управления должны соответствовать антропометрическим и биомеханическим характеристикам. Результат анализа расположения органов управления Таблица 1
Вывод: В результате эргономического анализа органов управления станка с оценкой степени их соответствия возможностям оператора установлено, что поза оператора в основном не удобна для его трудовой деятельности, так как частота использования органа управления не соответствует его местоположению. Орган управления 2 имеет более выгодное местоположение, так как его положение соответствует частоте использования, что значительно облегчает работу оператора.  3. Эргономическая оценка качества оборудования Объектами эргономического анализа могут быть параметры технических средств деятельности в СЧТС. оцениваемые по потребительским признакам, характеризующим, прежде всею, удобство и безопасность в процессе управления, обслуживания и освоения с учетом степени комфортности среды обитания. Эргономическое качество продукции, включая оборудование, определяется как совокупность свойств техники, соответствующих свойствам человека, проявляющимся в процессе трудовой деятельности. Уровень эргономического качества указывает на степень этого соответствия и устанавливается в ходе эргономической оценки продукции.  Рис.12. Типы пультов оператора а – д. Различаются размерами зоны СОИ, органов управления Выбранная номенклатура показателей и их оценка. Таблица 3 - Показатели и их оценка
1) антропологические показатели, j=l Оц1=(1+1+1+0+0+0)+(1+1+0+0+1+0+1+0)+(0+1+1)+(1)+(1)+(1+1+1)/6=14/6=2,3; 2) биомеханические показатели, j=2 Оц2=(1+1+1)+(1+1)+(1+1)+(1+1)+(1+0)/5=10/5=2,0; 3) психофизические показатели, j=3 Оц3=(0+0+1+1+1+1+1+1)+(0+1)/2=7/2=3,5; 4) психологические показатели, j=4 Оц4=(1+1+1+1+1)+(1+1)+(1+1+1+1)/3=11/3=3,7.  Определим комплексную оценку эргономического объекта:Оцк= Оц1+ Оц2+ Оц3+Оц4/4=2,3+2,0+3,5+3,7=11,5/4=2,9. Максимальное значение оценки эргономического качества объекта Оцjmax возможно при значениях дихотомических оценок xij=1. В этом случае Оц1max=(1+1+1+1+1+1)+(1+1+1+1+1+1+1+1)+(1+1+1)+(1)+(1)+(1+1+1)/6=22/6=3,7 Оц2max=(1+1+1)+(1+1)+(1+1)+(1+1)+(1+1)/5=11/5=2,2. Оц3max=(1+1+1+1+1+1+1)+(1+1)/2=9/2=4,5. Оц4max=(1+1+1+1+1)+(1+1)+(1+1+1+1)/3=11/3=3,7. Оцкmax= Оц1max+ Оц2max + Оц3max + Оц4max/4=3,7+2,2+4,5+3,7/4=14/4=3,5 Определим эргономическую оценку анализируемого объекта относительно максимальной с использованием формул и сведем полученные данные в таблицу 4. KОТН J= OЦJ/OЦJMAX; KОТНК= OцК/ OЦKMAX Таблица 4
Вывод: анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что в целом объект эргономического анализа и оценки соответствует высшей категории качества (комплексная оценка «отлично»). Однако имеются резервы повышения эргономического качества по антропометрическим показателям, которые имеют бальную оценку «хорошо». Конкретные наименования подмножеств соответствуют слагаемым, заключенным в скобках, и содержат дихотомические оценки, равные 0. Например, по антропометрическим показателям следует изменить фактические значения характеристик пульта по п. 6, 8 и 10; характеристики кресла по п. 3, 4, 6, 8; размеры свободного пространства по п. 1. 4. Количественная оценка условий и тяжести труда Задача 8: В результате мероприятий по эргономике и охране труда кратность ПДК токсичных веществ понизилась с 5,0 до 0,9, уровень шума понизился с 98 до 70 дБ, двукратное уменьшение нормы освещенности по СНиП сменилось нормальным освещением с кратностью 1,0, длительность повторяющихся операций увеличилась с 25 до 50 с. Требуется определить интегральную оценку условий и тяжести труда, степень утомления и уровень работоспособности до и после внедрения мероприятий, а также прирост производительности труда. 1. По условиям задачи и исходным данным проводится оценка условий труда в баллах до и после внедрения мероприятий. Результаты оценки приводим в таблице. Результаты оценки Таблица 5.1
2. Определение интегральная оценка условий труда до UТД и после UTП внедрения мероприятий:  3. Определение степени утомления до УД и после УП внедрения мероприятий:  4. Определение уровня работоспособности до Rд и после Rn внедрения мероприятий: RД=100 YД =100 62,44 = 37,56 RП=100 YП =100 27,7 = 72,3 5. Прирост производительности труда от изменения уровня работоспособности составит:  Вывод Повышение роли человеческого фактора в эпоху НТР обуславливает необходимость создания благоприятных условий для людей на производстве и быту. Дальнейшее повышение эффективности производства требует совершенствования эффективности и качества труда, что возможно на основе научного изучения проблемы трудовой деятельности и функций человека. В целях оптимизации трудового процесса исследуется особенности физиологии процессов, протекающих во время трудовой деятельности. Большое значение имеет изучение поведение человека в зависимости от факторов производственной среды, для создания благоприятных условий труда человека. Трудовая деятельность представляет собой комплекс взаимосвязанных компонентов, поэтому по мере накопления знаний по отдельным аспектам становились неизбежные контакты между физиологией, социологией и др. Требование к обеспечению удобств работы человека нельзя рассматривать без взаимосвязи трудовой деятельности с применяемой техникой и окружающей средой. Эргономические исследования и внедрение их в различные области промышленного производства приводят к существенному повышению производительности труда и улучшению качества промышленной продукции. При этом учет человеческого фактора представляет собой не разовый источник такого поведения, а настоящий ресурс увеличения эффективности общественного производства. Использование результатов эргономических исследований при модернизации и проектировании пультов управления позволяет при относительно небольших затратах добиваться высокой эффективности и сокращения сроков, существенного оздоровления и улучшения условий труда. Список литературы:1. Дементьев В.И. Эргономика и основы дизайна/ НГТУ Н.Новгород, 2001. 16с 2. Дементьев В.И. Эргономический анализ средств отображения информации металлорежущего станка / НГТУ Н.Новгород, 2006. 12с. 3. Дементьев В.И. Эргономический анализ органов управления металлорежущего станка / НГТУ Н. Новгород, 2006. 11с 4. Дементьев В.И. Эргономическая оценка качества оборудования / НГТУ Н.Новгород, 2006. 20с. 5. Дементьев В.И. Количественная оценка условий и тяжести труда / НГТУ Н.Новгород, 2004. 35с. 6. Альбом рисунков по курсу «Основы художественного конструирования» / ГПИ им.Жданова, Горький 1981. 11с. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
