Улучшение условий и охраны труда механизаторов агропромышленного комплекса при запуске двигателя трактора в холодное время года тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.26.01, кандидат технических наук Шуруев, Александр Владимирович

• Шуруев, Александр Владимирович
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шуруев, Александр Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ условий по обеспечению безопасности запуска двигателя в зимних условиях.

1.2 Анализ патентов и конструкций для облегчения запуска двигателя в холодное время года.

1.3 Факторы, влияющие на выбор режима предпускового 11 подогрева двигателей.

1.4 Обоснование подогрева смазочной системы двигателя.

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ 26 НАГРЕВАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА.

2.1 Описание разогрева масла.

2.2 Баланс мощности.

ГЛАВА 3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Методика анализа производственного травматизма, связанного с запуском двигателя.

3.2 Методика обоснования допустимых по условиям безопасности параметров и режимов работы предлагаемой системы предпускового нагрева дизельного масла при низких температурах.

3.3 Методика определения необходимой мощности привода устройства при низких температурах окружающего воздуха.

3.4 Методика обработки результатов экспериментальных исследований.

ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ.

4.1 Травматизм со смертельным исходом при запуске двигателя трактора в АПК России.

4.2 Хронометраж времени тракториста при запуске двигателя.

4.3 Выбор и обоснование марки дизельного масла.

4.4 Результаты исследований параметров и режимов работы предлагаемой системы нагрева дизельного масла марки М-8Г2.

4.4.1 Определение режима работы нагревательной установки.

4.4.2 Определение конструктивных параметров нагревательной установки.

4.5 Результаты исследования необходимой мощности привода устройства при низких температурах окружающего воздуха.

4.6 Разработка устройства, обеспечивающего безопасность механизаторов при запуске двигателя в холодное время года.

ГЛАВА 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ ЗАПУСКА ДВС.

5.1 Расчет материального ущерба от производственного травматизма.

5.2 Капитальные вложения.

5.3 Дополнительные эксплуатационные затраты, связанные с использованием проектного решения.

5.4 Годовой экономический эффект от внедрения проектного решения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Улучшение условий и охраны труда механизаторов агропромышленного комплекса при запуске двигателя трактора в холодное время года»

Актуальность. Общеизвестно, что запуск в холодное время двигателей более сложен и трудоемок. Для повышения показателей запуска двигателей при низких температурах имеется свыше 200 только иностранных патентов. Большое число различных изобретений и исследований имеется также и в России, что свидетельствует о сложности решения этого вопроса.

По числу травм со смертельным и инвалидным исходами, а также с временной потерей трудоспособности, механизаторы занимают одно из первых мест среди работников сельскохозяйственного производства. Одной из многих причин, которые приводят к появлению опасных ситуаций, является запуск дизельного двигателя. Из общего числа несчастных случаев, на операцию подготовки к запуску и запуска двигателя приходится от 20% до 40% случаев (по данным ФГНУ ВНИИ охраны труда, г. Орел).

Наиболее опасным является запуск двигателя в холодный период года, который составляет от 150 до 210 дней в году. За анализируемый период при подготовке и запуске двигателя пострадало 210 человек только по Орловской области. Из них 38 с тяжелыми травмами и 172 со смертельным исходом.

Другим неблагоприятным фактором подготовки к запуску дизельного двигателя в холодное время года является сам процесс пуска, который приводит к потере чистого рабочего времени до 1,5. 1,8 часа за смену.

Целью диссертационной работы является улучшение условий и охраны труда механизаторов при запуске двигателя в холодное время года.

Методы исследования: теоретические исследования выполнены на основе классических методов расчета температуры нагрева дизельного масла марки М-8Г2 за счет внутреннего трения; экспериментальные исследования направлены на обоснования конструктивных и технологических параметров нагревательного устройства. При проведении экспериментальных исследований применялись стандартные методики измерений температуры масла, времени разогрева, суммарной площади трения, оборотов рабочего диска.

Научная новизна

1. Установлено, что в целях сокращения времени запуска дизельного двигателя в холодное время года механизаторы применяют способы, не рекомендованные инструкцией по эксплуатации трактора, и в результате иногда травмируются.

2. Доказано, что безопасность труда механизатора при запуске дизельного двигателя в холодное время года может быть обеспечена за счет сокращения времени запуска двигателя путем нагрева картерного масла (например, М-8Г2) до температуры +30°С и прокачки его по системе смазки перед запуском.

3. Научно обоснованы технические и технологические параметры устройства для нагрева картерного масла и прокачки его по системе смазки дизельного двигателя. Параметры устройства обеспечивают запуск дизельного двигателя, включая нагрев и прокачку, при температуре атмосферного воздуха-18°С за 10 минут, что снижает вероятность появления несчастного случая в 8 раз.

На защиту выносятся

1. Результаты анализа состояния вопроса.

2. Результаты анализа производственного травматизма при запуске двигателя.

3. Результаты теоретических и экспериментальных исследований.

4. Научно обоснованное техническое устройство для подогрева и прокачки дизельного масла по системе смазки двигателя: конструкция и принцип работы.

Реализация работы. Результаты исследований внедрены на заводе ЗАО «Орел-Погрузчик» г. Орел.

Заключение диссертации по теме «Охрана труда (по отраслям)», Шуруев, Александр Владимирович

Общие выводы и рекомендации

В результате проведенного исследования была решена научно-техническая задача по улучшению условий и охраны труда механизаторов АПК при запуске двигателя в холодное время года.

1. Анализ литературных источников показал, что процесс запуска двигателя внутреннего сгорания механизатором АПК исследован не в полном объеме, имеющиеся сведения недостаточны для улучшения условий и охраны труда механизаторов АПК.

2. В процессе исследования выявлено, что одной из основных причин несчастных случаев при запуске двигателя являются условия и охрана труда не отвечающие нормативным требованиям. Ежегодно происходит 60-70 несчастных случаев при запуске двигателя, в том числе 15-20 в холодное время года. Одной из причин является длительный запуск двигателя, а также применение опасных способов и средств подогрева двигателя.

3. Установлено, что при понижении температуры от +15°С до -20°С, вероятность появления несчастного случая увеличивается в 8 раз. Это связано с увеличением времени действия опасности, т.е. увеличение времени запуска двигателя.

4. Обоснованы допустимые по условиям безопасности параметры и режимы работы предлагаемой системы запуска. Для разогрева дизельного масла объемом У=9л до минимально допустимой температуры 30°С достаточно 5 дисков с 4 лопастями, общей площадью S=219860 мм2 и частотой вращения дисков равной п=2100 об/мин, что обеспечивает разогрев масла от -18°С до +30°С за 5,5 минут.

5. Выявлена оптимальная мощность привода устройства при температуре -18°С, которая составляет 2,8 кВт.

6. Разработано устройство, обеспечивающее безопасность механизатора при запуске двигателя в холодное время года. Устройство приводится во вращение электродвигателем постоянного тока, питающимся от аккумуляторной батареи трактора 6 ТСТ-182.

7. По результатам исследований разработаны рекомендации по улучшению условий и охраны труда механизаторов. Рекомендации переданы для использования на завод ЗАО «Орел-Погрузчик» (г. Орел).

8. Экономическая эффективность определялась через вероятность снижения материального ущерба от производственного травматизма при запуске двигателя внутреннего сгорания. Внедрение в производство результатов исследования составило 2,5 руб. на один вложенный рубль.

9. Рекомендации.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований рекомендуются:

- использовать на стадии проектирования системы запуска дизельного двигателя с целью предупреждения несчастных случаев;

-использовать в учебном процессе вузов и школ повышения квалификации при подготовке специалистов по охране труда.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шуруев, Александр Владимирович, 2007 год

1. Методические рекомендации по комплексной оценке травмоопасности оборудования. М.: ВЦНИИОТ 1980.

2. Саламасов Г.И. «Исследование прогрева тракторного двигателя в холодное время года» Автореферат Алма-Ата 19733. «Некоторые вопросы эксплуатации машинно тракторного парка в холодное время года», М:, 1973 ГОСНИТИ

3. Филатов J1.C. «Эксплуатация тракторов и автомобилей в зимних условиях», М., изд-во с/х лит-ры, журналов и плакатов. 1961

4. Васильева JI.C. «Автомобильные эксплуатационные материалы», М., «Транспорт» 1986

5. Отчет о травматизме за 1995 2004 год. Всероссийского НИИ охраны труда.

6. Ширков А.С. Трондин В.П. Саламасов Г.И. Кононов С.А. «Эксплуатация тракторов зимой», Алма-Ата:, «Кайнар», 1972

7. Цуцоев В.И. «Зимняя эксплуатация тракторов», Учебное пособие. М:, «Высшая школа», 1977

8. Российский официальный сайт Электронный ресурс. / Предпусковые подогреватели двигателя, подогрев сидений, автокондиционеры и прочее оборудование для комфорта водителя. — Режим доступа: http// www.klimatkontrol.ru, свободный. Загл. с экрана.

9. Системы управления дизельными двигателями. Перевод с немецкого. С40 Первое русское издание. — М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004.

10. Прасолов Б.В. К методике исследования подшипников коленчатого вала дизеля. «Тракторы и сельхозмашины», 1970, №2

11. Н.Герасименко В.А. К вопросу о выборе масла для двигателя внутреннего сгорания. В сб. «Теория смазочного действия». М., «Наука», 1965

12. Коровнчинский М.В. Теоретические основы работы подшипников скольжения. М., Машгиз, 1959

13. Тахара. Принудительное охлаждение подшипников скольжения с переменным зазором. Проблемы трения и смазки. М., Изд. «Мир», 1968

14. Зотов И.В., Гаранин Г.В. Система технических средств безопасности на сельскохозяйственной технике//Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1995.-N9-C. 26-27

15. Ларичев О.И. Наука и исскуство принятия решений. М.: Наука,1979.

16. Рекомендации по эксплуатации тракторов К-700, К-701 в холодное время года. М.: ГОСНИТИ, 1978.

17. Попов В.Н. Сидоров Ф.Г. Определение теплопроизводительности подогревателя для тракторных двигателей. Труды ЧИМЭСХ «Совершенствование конструкций тракторов, автомобилей, и двигателей». Челябинск, 1970, выпуск 44.

18. Белоусов И.С. Исследования предпусковых параметров тракторного дизеля при эксплуатации в зимних условиях. Автореферат диссертации к.т.н., Омск 1969

19. Научно-исследовательский институт информации автомобильной промышленности. Пусковые процессы семейства перспективных дизелей. М., 1967

20. Анискин Л.Г. Квитко Х.Д. Королев Р.А. Воздухообогрев автомобилей при безгаражном содержании зимой. Челябинск, ЮжноУральское книжное издательство, 1969.

21. Бондаренко В.А. Исследования эксплуатационных режимов воздухоразогрева автомобильных двигателей. Автореферат к.т.н. М., 1971

22. Бугаков Ю.С. Исследования влияния низких температур на эксплуатационные режимы смазки агрегатов силовой передачи гусеничного трактора 3 т. Атореферат диссертации к.т.н. М.,1970

23. Крамаренко Г.Н. Николаев В.Н. Выбор обогрева автомобилей при низких температурах. «Автомобильный транспорт», 1976, №2

24. Студенникова Н.С. "О производственном травматизме в агропромышленном комплексе Российской Федерации", Материалы международной научно-практической конференции, Москва, 2001г.

25. Олянич Ю.Д., Пыталев А.В., Пантюхин А.И. // Тенденции развития системы пуска основного двигателя тракторов вспомогательным двигателем и пути повышения ее безопасности. Сб. научных трудов - Орел - ВНИИОТ -1996.

26. Пронь В.В. Концептуальный подход к методологии безопасности труда в промышленности //Безопасность труда в промышленности №2, -1992

27. Кудрявцев Е.В. Чекалин К.Н. Шумаков Н.В. Нестационарный теплообмен. М., издательство Академии наук СССР, 1961.

28. Ефремов А.С. Мокин В.Н. Моргулис Якушев В.Ю. Ростовцев В.И. Предпусковой подогрев дизельных установок. Ленинград, 1971.

29. Кононов С.А. Исследование температурного режима системы смазки тракторного двигателя при его эксплуатации в холодное время года. Автореферат к.т.н. Омск 1972.

30. Кононов С.А. Температурный режим системы смазки при пуске дизельного двигателя в холодное время года. Сборник «Некоторые вопросы эксплуатации тракторного парка в холодное время года». М., ГОСНИТИ 1973.

31. Боуден Ф.П., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел. М.: Машиностроение, 1968.

32. Джонсон Д. Механика контактного взаимодействия. М.: Мир, 1989.

33. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977.

34. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. Под ред. И.В.Крагельского, В.В. Алисина. Книга 1 и 2. -М., Машиностроение, 1978

35. Бадыштова К.М., Берштат ЯЛ., Богданов Ш.К. и др. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справ.изд. М., Химия, 1989.

36. Кугель Р.В. Эксплуатационная надежность тракторов. Зарубежная информация. М., Агропромиздат, 1990.

37. Кормановский Л.П. Основные направления научно-технической политики в инженерной сфере АПК России/Материалы научно-практической конференции, Москва ГОСНИТИ 3-5 октября 1995 г./ М., ГОСНИТИ. 1996.

38. Виппер А.Б., Виленкин А.В., Гайснер Д.А. Зарубежные масла и присадки. Справочник. -М., Химия, 1981.

39. Григорьев М.А., Бунаков Б.М., Долецкий В.А. качество моторного масла и надежность двигателей. М., издательство стандартов, 1986.

40. Итинская Н.И., Кузнецов Н.А., Справочник по топливу, маслам и техническим жидкостям. -М., Колос, 1982.

41. Минутенок Ю.А., Шкаренко В.А., Резников В.Д. Смазочные системы дизелей. Л., Машиностроение, 1986.

42. Череднеченко Г.И., Фройштетер Г.Б., Ступак П.М. Физикохимические и теплофизические свойства смазочных материалов. -М.,Химия, 1986.

43. Павлов В.П., Заскалько П.П. Автомобильные эксплуатационные материалы. М., Транспорт, 1982.

44. Свод правил по проектированию и строительству. Механизация строительства. Эксплуатация строительных машин в зимний период. Mechanisation of construction. Winter operation of construction machines. СП 12 104 - 2002, Приказ от 27 февраля 2003 г.

45. Архипов B.C. и др. Основные направления работ по повышению эксплуатационной надежности сельскохозяйственных тракторов// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1993, №12

46. Гжиров Г.И. Краткий справочник конструктора. Машиностроение 1984 г.

47. Неделя науки 2004. Материалы 37-й студенческой научно-технической конференции. В 2-х томах./Под редакцией д.т.н. проф. Степанова Ю.С. — Орел: ОрелГТУ, 2004

48. Лунанин В.Н., Теплотехника. — М.: Высшая школа, 1999

49. Изоченко Н.В., Теплоперадача. — М.: Высшая школа, 1997

50. Анурьев В.И., Справочник конструктора машиностроителя. — М.: Машиностроение, 1991

51. ГОСТ ССБТ 12.0.003 Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.

52. ГОСТ ССБТ 12.2.002 «Техника сельскохозяйственная. Методы оценки безопасности».

53. ГОСТ ССБТ 12.2.019 «Тракторы и машины самоходные сельскохозяйственные. Общие требования безопасности».

54. О государственных нормативных требованиях по охране труда в Российской Федерации./ Пост. Правительства РФ от 12 августа 1994.

55. Орлов Г.М. Методика социально-экономической оценки мероприятий по совершенствованию условий труда в сельском хозяйстве. Орел.: ВНИИОТ Минсельзозпрода России. 1995.

56. Понамарев Н.Л., Кукин П.П., Лапин В.Л. Безопасность жизнедеятельности. -М.: Высшая школа, 2002.

57. Кодекс законов о труде Российской Федерации. — М.: Издательство «Спартак», 1995.

58. Банников А.Г., Вакулин А.А., Рустамов А.К., Основы экологии и охраны окружающей среды. — М.: Колос, 1996

59. Конарев Ф.М., Охрана труда. — М.: Агропромиздат, 1982

60. Румшиский JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента. Справочное пособие. М.: Наука, 1989.

61. Саакян Д.Н. Система показателей комплексной оценки мобильных машин. -М.: Агропромиздат, 1988.

62. Средства защиты в машиностроении. Расчет и проектирование. Справочник./Под общей редакцией д.т.н., проф. С.В. Белова. М.: Машиностроение, 1989.

63. Технико-экономические показатели производства и парка тракторов. Справ.материал. Издание XY11. НПО НАТИ, М. 1990.

64. Трудовой кодекс Российской Федерации Текст. М.: Статус1. Кво.

65. Федякин В.И. Техника безопасности при запуске тракторного двигателя/УОхрана труда в АПК. Сб. науч. Тр. №2, Литов.СХА. Вильнюс. : 1988.

66. Чернышев В.И. Улучшение условий труда операторов транспортных средств путем разработки и реализации виброзащитных систем с импульсным управлением: Дис.д-ра техн. наук: 05.26.01. -Защищена 15.10.95; С.-П. ГАУ, 1995.

67. Пантюхин А.И. Снижение риска травмирования механизаторов в АПК путем совершенствования системы пуска двигателя внутреннего сгорания. Дис.кан. тен. наук.: 05.26.01. Защищена 22.12.2006; ФГНУ «ВНИИОТ» г.0рел.2006

68. Михлин В.М. Прогнозирование технического состояния машин. -М.: Колос, 1976.

69. Топилин Е.Г. Работоспособность тракторов. М.: Колос, 1984.

70. Семейкин В.А. Эффективность технического обслуживания машинотракторного парка и автомобилей. М.: Россельхозиздат, 1987.

71. Отчет НИИАТ 1602. Технико-экономическое обоснование возможности увеличения сроков службы масел в автомобильных карбюраторных двигателях. М.: 1968.

72. Ф.П., Тей Бор Д. Трение и смазка М.: Машгиз 1960.

73. Ленин И.М. Теория автомобильных двигателей. М.: Машгиз, 1958.

74. Венцель С.В. Применение смазочных масел в автомобильных и тракторных двигателях. М.: Химия, 1969.

75. Лосиков Б.В., Виппер А.Б., Валенкин А.В. Зарубежные методы испытания моторных масел на двигателях. М.: Химия, 1969.

76. Непогодьев А.В., Виппер А.Б. Производство и исследование присадок к маслам. М.: ЦНИИТЭнефтегаз, 1965.

77. Григорьев М.А. Качество моторного масла и надежность двигателей. М.: Издательство стандартов, 1981.

78. Папок К.К. Оценка качества масел. Сб. Моторные и реактивные масла и жидкости.

79. Бельских В.И. Справочник по техническому обслуживанию и диагностированию тракторов. М.: Россельхозиздат, 1975.

80. Морозов Г.А. Применение топлив и масел в дизелях. Л,: Недра,1964.

81. Костецкий Б.И, Трение смазка и износ в машинах. Киев.: Техника.1970.

82. Итинская А.И. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости. -М.: Колос, 1982.

83. Итинская Н.И., Кузнецов Н.А. Справочник. Топливо. Масла и технические жидкости. М.: Агропромиздат, 1989.

84. Школьников В.М. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости. М.: Химия, 1989.

85. Величкин И.Н. Факторы влияющие на долговечность машин. //Тракторы и сельскохозяйственные машин. 1999 №8.

86. Рунечев М.С. и др. Об экономии топлива и смазочных материалов. -М.: Россельхозиздат 1986.

87. Автомобильный справочник. Первое русское издание. М.: За рулем, 2000.

88. Черноиванов В.И., Северный А.Э. Развитие технического сервиса в АПК как приоритетное направление работ ГОСНИТИ. //Техника в сельском хозяйстве 1994, № 4.

89. Черноиванов В.И. Проблемы Технического сервиса в АПК России. //Техника в сельском хозяйстве 1993, № 5-6.

90. Боуден Ф.П. Трение и гарничная смазка М.: Иностранная литература 1953.

91. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1973.

92. Венцель С.В. Применение смазочных масел в двигателях внутреннего сгорания. М.: Химия, 1979.

93. Глинка H.JI. Общая химия. Л.: Химия, 1984.

94. Ждановский Н.С., Алилуев В.А., Николаенко А.В., Улитковский В.А. Диагностика автотракторных двигателей. Л.: Колос, 1977.

95. Кривенко П.М., Федосеев И.М., Аверьянов В.Н. Ремонт дизелей сельскохозяйственного назначения. М.: Агропромиздат, 1990.

96. Лышко Г.П., Потапов Ю.С., Алейнов И.Н. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости. Кишинев.: ГУАМ, 1997.

97. Соколов А.И. Изменение качества масла и долговечность автомобильных двигателей. Томск.: изд-во ГТУ, 1976.

98. Шмерлинг Д.С. и др. Экспертные оценки. Методы и применение// Статистические методы анализа экспертных оценок. М.: Наука, 1987.

99. Васильева JI.C. Применение топлив, смазочных материалов и технических жидкостей на автомобильном транспорте: Учебное пособие. М.: МАДИ, 1980.

100. Венцель С.В. Применение смазочных масел в двигателях внутреннего сгорания. М.: Химия 1979.

101. Моторные и реактивные масла и жидкости. Под редакцией проф., д.т.н. Папок К.К., проф. д.т.н. Семенидо Е.Г., М.: Изд. «Химия» , 1963.

102. Пантюхин А.И. Снижение риска травмирования механизаторов в АПК путем совершенствования системы пуска двигателя внутреннего сгорания. Дис. кан. техн. наук, 05.26.01. Защищена 22.12.2006; ФГНУ «ВНИИОТ» г.Орел.

103. Кошик А.П. Обоснование режимов предпускового разогрева дизелей тракторов сельскохозяйственного назначения газовым подогревателем. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. ГОСНИТИ. М.: 1984.

104. Рекомендации по эксплуатации тракторов К-700, К-701 в холодное время года. М.: ГОСНИТИ 1978.

105. Розенберг Ю.А. Влияние смазочных масел на надежность и долговечность машин. М.: Машиностроение, 1970.

106. James A. Merchant, M.D., Dr. Ph. Agricultural Injuries// Occupational Medicine, vol.6, no. 3, Jule-September, 1991.

107. Accident Fact 1999 Chicago: National Safety Council, 1999.

108. Fendt Betriebsanleitung, Xaver Fendt GmbH & CO. Maschinen und Schieperfabrik D-87616 Marktoberdorf / Bayern Germany. VZKD / Ко Wa 04.962034V.

109. Oil analysis keys fleet PM program "Diesel and Gas Engine Progress" 1961 27, №11.