Конспект лекций РиКМОНГП. Конспект лекций по дисциплине Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов Для специальности
 Скачать 2.08 Mb.
|
|
7.2.3 Вибрации Предполагается, что специфические анализаторы, которыми воспринимается вибрация - виброрецепторы, имеются во всех тканях тела и особенно в коже. При оценке влияния вибраций на организм наиболее важными являются частота и амплитуда вибраций, которые принято называть параметрами вибрации. Пороговая частота вибраций составляет 18 Гц, при меньшей частоте вибрации воспринимаются в виде отдельных толчков. Верхний порог частоты воспринимаемых вибраций находится на уровне 1500 Гц. При дальнейшем повышении частоты вибраций возникает ощущение равномерного прикосновения определенной силы. Наименьшая воспринимаемая амплитуда вибраций около 0,2 мм; по мере ее увеличения ощущение становится все более неприятным, а когда амплитуда достигает 1,3 мм, наступает физиологический предел переносимости. Вибрации с большой частотой и малой амплитудой производят на человека наиболее неблагоприятное с апологическое воздействие, снижают его умственную и физическую работоспособность. Сила этого воздействия становится особенно выраженной при колебаниях с частотой от до 90 Гц. Допустимые параметры вибрации на рабочих местах указаны в табл.7.3. Таблица 7.3
Практически установлено, что вибрации частотой: 75... 120 Гц с амплитудой 0,01 мм не ощущаются; 60... 75 Гц с амплитудой 0,01... 0,02 мм временно отвлекают от работы и раздражают; 50... 65 Гц с амплитудой 0,02...0,03 мм отвлекают постоянно; 50... 65 Гц с амплитудой более 0,03 мм создают невозможные условия для работы. Существенно уменьшается острота зрения при вибрациях, воздействующих на человека с амплитудой 0,025 мм при частоте от 10 до 130 Гц даже в условиях нормального освещения. Для устранения наиболее распространенных причин вибрации принимаются меры, аналогичные мерам при борьбе с шумом. 7.2.4 Зрительное восприятие Остановимся здесь только на некоторых вопросах, наиболее тесно связанных с практическими задачами художественного конструирования. Прежде всею следует помнить, что более 90% всей информации, получаемой оператором в процессе управления машиной, воспринимается зрительно. Зрительная информация предъявляется оператору в виде показаний контрольно-измерительных приборов, световых табло и цветовых сигналов, геометрических фигур на мнемосхемах, букв, цифр и т. д. Точность, надежность и продуктивность работы оператора в большой степени зависят от эффективности процесса восприятия и переработки визуальной информации. Поэтому проектирование визуально - информационных приборов, символов и обозначений на машинах, пультах, щитах является важной частью художественно - конструкторской задачи. Чтобы правильно оформить интерьер, разместить органы управления при компоновке пульта управления, конструктор должен знать границы и основные зоны зрительного поля человека. Если наблюдатель фиксирует взгляд на неподвижной точке, находящейся впереди него на уровне глаз, то он видит при этом более или менее четко предметы, расположенные вверх, вниз, вправо и влево от центральной точки в определенных границах (рис.7.4). Размеры этого пространства, измеренные в угловых единицах, и составляют зрительное поле для бинокулярного зрения (т. е. зрения обоими глазами). В зависимости от четкости восприятия предметов зрительное поле подразделяется на три основные зоны, границы которых необходимо знать при проектировании органов управления и контроля  Рис.7. 4 1. Зона центрального зрения обеспечивает наиболее четкое восприятие предметов. Размеры этой зоны 1,5... 3,0° обусловлены вели-чиной желтого пята - наиболее чувствительного участка сетчатки глаза.
При движениях глазного яблока и поворотах головы происходит перемещение указанных зон, и поле обзора увеличивается на соответствующий угол. Пределы поворота головы, не вызывающие чрезмерных напряжений, составляют 45°в горизонтальной плоскости и 30°- в вертикальной. Психофизиологические исследования показали, что необходимым компонентом зрительного восприятия являет моторика глаза (при движение глаза). Даже при фиксации взгляда на какой-либо точке глаз непрерывно совершает и произвольные мелкие движения (порядка 18"). 7.2.5 Световой комфорт Рациональное освещение рабочих мест, в том числе и операторских пультов - один из наиболее важных факторов, от которых зависит эффективность трудовой деятельности оператора. Без рационального освещения не могут быть созданы оптимальные условия для функционирования зрительной системы, которая играет главную роль в деятельности оператора, испытывает большие нагрузки и зачастую является источником ошибок Известно, что появление слишком резких контрастов яркостей в поле зрения, может вызвать у человека неприятные зрительные ощущения: уменьшение способности видеть, некоторое ослепление, повышенное утомление - вес это результат блесткости. При всех условиях ее следует избегать, исключая возможность слепящего действия прямого света от светильников или света, отраженного освещенными предметами, поэтому угол, образованный горизонтальной линией взора и прямой, проведенной от источника света к глазу оператора, должен быть не менее 40°. Нормируемые величины освещенности колеблются от 50 до 5000 люксов. Диапазон огромный. Однако, чтобы создать хороший световой климат па производстве, мало обеспечить только достаточное количество света. Не менее важно позаботиться о высоком качестве освещения, исключающем неприятные и вредные световые ощущения, о которых говорилось выше. 7.2.6 Некоторые особенности моторики человека Физиологией труда установлено, что сохранение энергии работающего достигается главным образом рациональной организацией рабочих движений. В свою очередь рациональная организация рабочих движений достигается в основном выбором оптимальной траектории движения конечностей, скорости их перемещения и экономичностью движений. Наиболее важными характеристиками движений за пультом являются скорость, точность и сила. Правильный выбор этих характеристик с учетом психофизиологических и биомеханических возможностей человека является необходимым условием при организации рабочих мест операторов и конструировании органов управления. Основные закономерности, связанные со скоростью и точностью рабочих движений, следующие:
6. Измерения показали, что большинство производственных операций при обращении с органами управления выполняются со скоростью от 5 до 800 см/с. Максимальная частота движений, которую можно допустить для руки (например, при сгибании и разгибании), составляет 80 раз в минуту, ноги — 45, корпуса — 30 раз в минуту, пальца — 6, ладони - 3 раза в секунду. При конструировании органов устранения к расчету следует принимать значения, составляющие 0... 60% от приведенных выше. 7. Наибольшая точность движения достигается в горизонтальной плоскости в зоне, расположенной на расстоянии от 150 до 350 мм от груди оператора, при амплитуде движений руки в локтевом суставе 50... 60°. 7.2.5 Сила Развиваемая человеком сила зависит от его общего физического развития, возраста и полет. При расчетах обычно ориентируются на усилия, развиваемые двадцатипятилетним мужчиной нормального физического развития. Знание силы, с которой человек может производить снижение, важно прежде всего для определения сопротивления органов управления, которое должно быть оптимальным. Эффективность физической работы - целесообразное расходование мышечной энергии. Как в отношении каждой машины, так и в отношении человеческого организма нужно учитывать эффективность работы (коэффициент полезного действия). Необходимо стремиться к тому, чтобы человек выполнял как можно больше работы при наименьшей затрате энергии. Эффективность физической работы можно выразить следующей формулой:  где Q - произведенная механическая работа; Е - вся расходованная энергия; Еn - энергия, расходуемая в состоянии покоя. Этот вопрос изучали многие физиологи. Ими, например, установлены следующие значения η: при ручном поднимании грузов - 0,08... 0,14; при управлении вертикальным рычагом - 0,14; при вращении вала - 0,18... 0,22 и т. д. Как видно из приведенной выше формулы, η зависит, прежде всего, от общего количества израсходованной энергии, причем это количество, в свою очередь, зависит от ряда условий, на которые конструктор может повлиять. К ним относятся, прежде всего, рациональная организация рабочих движений, зависящих от конструкции и расположения органов управления. В связи с этим для экономного использования мышц необходимо выполнять следующие основные, закономерности эргономики:
В современной практике конструирования силовых характеристик органов управления находят отражение следующие выводы, полученные в результате массовых экспериментов:
4. Органы управления, требующие более частых включений и больших усилий, целесообразно располагать на правой стороне пультов, так как правая рука примерно на 10% сильнее левой и способна производить усилия на 40 - 50 Н больше, чем левая. Тем не менее, при проектировании однотипных органов управления усилия для правой и левой рук вдует делать оптимальными и равными. 7.3 Психологическое соответствие изделий человеку Отличительной чертой художественного конструирования промышленных изделий, интерьеров, оборудования операторских пунктов является его теснейшая органическая связь с инженерной психологией, являющейся составной частью эргономики. Инженерная психология, сформировавшаяся как отрасль наукив 40-х годах текущего столетия, занимает сейчас одно ведущих мест среди направлений прикладной психологии возникновение и бурное развитие инженерной психологии связано с небывалыми темпами технического развития, оснащением современных производств сложными техническими устройствами, системами автоматизированного управления. Трудовые функции человека в этих условиях рационально меняются, переходят на другой психологический уровень. Главное содержание трудовой деятельности оператора составляют умственные, психические процессы - активное восприятие, память, мышление. В чем состоят и как протекают, какими законами управляются внутренние психические процессы оператора непосредственно, простым наблюдением обнаружить нельзя. Для этого требуются специальные, часто очень сложные инженерно-психологические исследования. Что же представляет собой современная инженерная психология, прежде всего, специальная область психологии, особая ветвь психологической науки, связывая психологию с техникой и изучающая проблему «человек – машина» или проблему «человек как звено автоматизированных систем управления». В свете этих проблем центральной задачей инженерной психологии является исследование и проектирование средств взаимодействия человека и технических средств с точки зрения тех требований, которые они предъявляют к психологическим свойствам человека. На основании этих исследовании инженерная психология формулирует требования к параметрам технических средств. |