Вестник Брянского государственного технического университета. 2008. №3(19)

Вид материала

Документы

Содержание Порядковый номер оборудования в соответствии с потребностью в эргономической модернизации Список литературы

Подобный материал:

• Вестник Брянского государственного технического университета. 2008. №3(19), 114.86kb.
• Вестник Брянского государственного технического университета. 2008. №1(17), 121.05kb.
• Вестник Брянского государственного технического университета. 2008. №3(19), 168.61kb.
• Вестник Брянского государственного технического университета. 2008. №2(18), 127.9kb.
• Вестник Брянского государственного технического университета. 2008. №2(18) Энергетическое, 198.73kb.
• Вестник Брянского государственного технического университета. 2008. №1(17), 152.78kb.
• Вестник Брянского государственного технического университета. 2008. №3(19) Образование, 201.01kb.
• Вестник Брянского государственного технического университета. 2008. №1(17) Технология,, 141.51kb.
• Вестник Брянского государственного технического университета. 2008. №3(19) Энергетическое, 98.19kb.
• Вестник Брянского государственного технического университета. 2011. №4(32), 114.16kb.

УДК (658.274.001.76 + 621.9.001.76): 331.45


И.М. Корсакова, А.В. Корсаков


эргономическая модернизация технологического

оборудования машиностроительного предприятия


Рассмотрены вопросы эргономической модернизации технологического оборудования, показана их актуальность для создания комфортных и безопасных условий труда персонала и решения ряда экологических и экономических проблем промышленных предприятий. Приведены некоторые примеры эргономической модернизации технологического оборудования машиностроительного предприятия.


Ключевые слова: эргономические показатели; модернизация; технологическое оборудование; условия труда; экологическая безопасность; экологическое нормирование.


Модернизация технологического оборудования призвана не только обеспечивать требуемые показатели назначения (мощность главного и вспомогательного приводов; скорость механической обработки, диапазон подач; точность обрабатываемых заготовок), автоматизацию и механизацию, безотказность и ремонто­пригодность, оснащение оборудования дополнительными механизмами и изменение его конструкции при возникновении производственной необходимости, но и улучшать эргономические характеристики оборудования.

Эргономические показатели характеризуют оборудование в системе «человек – производственный объект – окружающая среда» и учитывают его приспособляемость к антропологическим, биомеханическим, физиологическим и инженерно-психологическим свойствам человека, проявляющимся в производственных процессах для обеспечения их эффективности, безопасности и комфорта [1]. Аналогичные показатели в США называют человеческими факторами (human factors).

Технологическое оборудование необходимо приводить в соответствие с современными требованиями экологической безопасности, охраны труда, санитарных норм, гигиенических нормативов, правил безопасности труда, а также обеспечивать удобство обслуживания и улучшение условий труда обслуживающего персонала.

Для приведения технологического оборудования в соответствие с современными требованиями экологической безопасности действует система экологического нормирования [2, 3], строгий контроль за выбросами загрязняющих веществ в окружающую среду (непревышение ПДВ – предельно допустимых выбросов в атмосферу, ПДС – предельно допустимых сбросов в водные источники, ПДУ – предельно допустимых уровней, ПДК – предельно допустимых концентраций). Экологическое нормирование построено на экономическом механизме охраны окружающей среды и природопользования, который призван обеспечить повышение ответственности и экономической заинтересованности субъектов хозяйствования в выполнении экологических требований, а также формирование и распределение финансовых потоков с целью наиболее эффективного использования средств, предназначенных для решения экологических задач. За сверхлимитное производственное загрязнение, превышающее как ПДК рабочей зоны, так и среднесуточную и максимальную разовую ПДК в населенных пунктах, немедленно отзывается лицензия предприятия-нарушителя, а руководство привлекается к различным видам взысканий вплоть до уголовной ответственности.

Кроме того, Трудовой кодекс Российской Федерации гарантирует обеспечение права каждого работника на справедливые условия труда, в том числе на условия труда, отвечающие требованиям безопасности и гигиены, а также обязательность возмещения вреда, причиненного работнику в связи с исполнением им трудовых обязанностей [4].

Экологическая политика в развитых странах базируется на принципах: «стоимости упущенных возможностей», которая определяется разностью прибылей, полученных при использовании окружающей среды как вместилища отходов и использовании той же местности в качестве сельскохозяйственных угодий; «загрязнитель платит», т.е. лица, ответственные за загрязнение, несут все расходы по мероприятиям, необходимым для ликвидации этого загрязнения; «долгосрочной перспективы», при котором возможный ущерб и стоимость охраны окружающей среды должны рассматриваться перспективно; «взаимозависимости», при котором учитывается взаимозависимость между природными средами, технологиями производства, загрязнения и сокращения загрязнения, между самими загрязняющими веществами (сайт e-perspektiva.ru).

Если за основные показатели оценки производственной деятельности брать не экономические (наращивание производства и сбыта товарной продукции любыми путями), а экологические и эргономические критерии [5], то для отечественных предприятий отпадет необходимость уплаты штрафов, связанных с нарушением экологической дисциплины, социальных выплат по возмещению вреда, причиненного работникам из-за отсутствия на оборудовании требуемых по правилам техники безопасности средств защиты, выплат из-за наличия выделяемых в атмосферу вредных веществ, а руководству при этом не будет угрожать административная и уголовная ответственность. Таким образом, решение экологических проблем позволит снять с повестки дня некоторые экономические задачи.

Реновация машин и механизмов – это самое экологически чистое и энергосберегающее производство, не требующее значительных инвестиций, которому на сегодня нет экологической и экономической альтернативы. Модернизация эксплуатируемого оборудования позволяет выходить на новый уровень как технических возможностей оборудования или отдельных его механизмов, так и путей решения экологических проблем [6].

Техническую документацию на эргономическую модернизацию необходимо разрабатывать в соответствии с основными нормативными документами по охране труда и экологическому нормированию, включающими законы РФ, государственные стандарты (ГОСТ), государственные стандарты системы стандартов безопасности труда (ГОСТ ССБТ), санитарные правила (СП), санитарные нормы (СН), гигиенические нормативы (ГН), правила безопасности (ПБ), с системой технического обслуживания и ремонта объектов и средств материального производства (СТОиР).

Прежде чем приступать к выполнению работ по модернизации, следует определить потребность в том или ином виде, подвиде, направлении модернизации и установить очередность работ [7]. Обследование парка оборудования дизельно-механического цеха ЗАО УК «Брянский машиностроительный завод» (далее БМЗ) на его потребность в модернизации, связна с обеспечением требуемых эргономических характеристик технологического оборудования, показало, что из 93 единиц технологического оборудования 10 нуждаются в повышении эргономичности на 100%, а 33 – на 50% (рис. 1). Оборудование было упорядочено по убыванию искомого индекса повышения эргономичности k₄ [7], что позволило увидеть картину потребности в эргономической модернизации, которую необходимо провести для обеспечения безопасности труда и улучшения его условий. Первоначально такой модернизации подлежат 10 станков с индексом потребности k₄ =1, а затем остальные 33, у которых индекс k₄ =0,5.

При эргономической модернизации технологического оборудования предусматриваются: установка надежных защитных устройств, исключающих возможность травматизма рабочего от соприкосновения с движущимися и вращающимися элементами оборудования и с обрабатывающим инструментом; введение блокировок и ограждений органов пуска и т.п.; установка местного освещения; установка пылеулавливающих и других устройств, способствующих улучшению экологического состояния окружающей среды; оснащение оборудования устройствами, облегчающими труд рабочего, и т.п.

Как видно из диаграммы (рис. 1), в первоочередной модернизации оборудования, повышающей его эргономичность, нуждается участок заточных станков мод. 3Б633, (3К633, 3Б634)¹, 3К634, (3М636, 3М634) ¹. Диаграмма построена так, что по оси Х между значениями имеется 2 пропуска, поэтому отражены модели первого (3Б633) и четвертого (3К634) станков.


Порядковый номер оборудования в соответствии с потребностью в эргономической модернизации
Станки перечисленных моделей были модернизированы путем установки защитных экранов с механизмами блокировки (рис. 2).² Если защитный экран 1 открыт, то конечный выключатель 2 блокирует выключение главного привода. Привод включается при расположении упора 3 стержня 4 на одной оси с конечным выключателем (вид А на рис. 2). Положение стержня во втулке 5 фиксируется винтом 6 типа «барашек». При изменении расположения оси более чем на 15 включение главного привода невозможно. В зависимости от диаметра шлифовального круга предусмотрено изменение положения защитного экрана, которое заключается во вращении защитного экрана совместно со скобой 7 на оси 8 посредством перемещения болта 9 вдоль паза Г кулисы 10 и закреплении его гайкой типа «барашек» в нужном положении.

Все заточные участки БМЗ были оснащены подобной защитой. Кроме того, заточные участки БМЗ ранее являлись одним из источников загрязнения атмосферного воздуха на территории завода из-за абразивной пыли, которая отводилась с рабочих мест вытяжной вентиляцией.

Основными источниками загрязнения окружающей среды являются выбросы стационарных источников промышленных предприятий горнодобывающей, металлургической машиностроительной, энергетической промышленности [6]. Наибольший объем загрязнения атмосферного воздуха от стационарных источников дают следующие промышленные предприятия г. Брянска [8]: ЗАО «УК «Брянский машиностроительный завод», ООО ПК «Бежицкий сталелитейный завод», ОАО «Брянский Арсенал», ЗАО «Брянский за­вод силикатного кирпича» и другие. В 2004 г. промышленными предприятиями города Брянска выброшено в атмосферный воздух 13,71 тыс. т различных загряз­няющих веществ от стационарных источников. В целом по городу среднегодовая концентрация пыли составила 1,6 ПДК [8].

С целью снижения предельно допустимой концентрации абразивной пыли на БМЗ установлены пылеулавливающие устройства типа «Дека» на заточных участках всех цехов завода.³


10
В настоящее время широкое применение получили передвижные фильтровентиляционные агрегаты (ФВА) (рис. 3). Применение ФВА на колесах 1 позволяет максимально приблизить всасывающую воронку 2 к источнику выделения вредных веществ и тем самым получить требуемый санитарно-гигиенический эффект. Здесь в одном агрегате совмещены воздуховытяжное устройство, фильтрующий элемент и вентилятор. ФВА применяются на нефиксированных рабочих местах, например при ремонтных и монтажных работах, выполняемых не в ремонтно-монтажных цехах, а непосредственно на производственном объекте. Серийный выпуск этих устройств налажен в Санкт-Петербурге в НПП «Экоюрус-Венто» [9].

Другой новинкой в технике пылеулавливания являются полиэфирные пылеулавливающие агрегаты (ПУА) (рис. 4) – аппараты с переменной плотностью фильтрующего материала, который представляет собой жгуты из полиэфирных волокон [9]. Вследствие разной степени сжатия волокна располагаются практически поперек корпуса 1 (или параллельно потоку, проходящему через трубу всасывания 2), и образуют фильтрующий слой с различным сопротивлением проходу воздуха и различной эффективностью улавливания пыли. Регенерация фильтрующего слоя осуществляется путем встряхивания жгутов из полиэфирных волокон посредством рычага 3, в результате чего волокна занимают исходное продольное положение, что способствует успешному удалению с них пылевых частиц. Полиэфирные пылеулавливающие агрегаты эффективно улавливают мелкодисперсную пыль и масляный туман.

Примером эргономической модернизации, проведенной в условиях БМЗ с целью обеспечения безопасности труда, улучшения его условий и снижения содержания пыли, может служить модернизация литейного смесителя мод. 15104М путем установки затвора (рис. 5)⁴. Благодаря герметичному затвору 1 пыль от смесителя не проникает наружу, а также исключено попадание в смеситель инородных предметов. При движении вниз рукоятки 2 затвор открывается, и смеситель наполняется необходимым составом. Затем рукоятка поднимается вверх, и ее положение фиксируется кронштейном 3. Затвор надежно крепится болтами 4 к рычагу 5. Вращение затвору передается валом 6 совместно со шпонками 7. Опорами для вала служат кронштейны 8 и 9, установленные на чаше 10. Для того чтобы затвор свободно открывался, в шибере 11 сделан скос Б. Ранее отверстие для смеси прикрывалось обыкновенной крышкой, что наносило урон здоровью работающих, а также их безопасности.

Другие примеры эргономической модернизации технологического оборудования, проведенной на БМЗ с целью обеспечения безопасности и улучшения условий труда⁵:

• Установлено ограждение планшайб токарно-карусельных станков мод. 1М553, КС-133, КУ-227.
  
• Установлено ограждение от выпадения протяжки на протяжном станке мод. 766.
  
• Установлены экраны на протяжные станки мод. 7540 и 7А540 с целью защиты станочника от попадания стружки.
  
• Для улучшения условий труда станочников задние бабки токарно-винторезных станков мод. 16К20, 1М63, 163 и др. оснащены механизмами перемещения.
  
• Токарно-винторезные станки различных моделей оснащены воздушной подушкой
  

для обеспечения свободного перемещения задней бабки по направляющим.

• Установлены когтевая защита, щиты, механизмы прижима заготовок на рейсмусовые станки мод. КП261 и ФС. Эта модернизация исключает возможность обратного выброса заготовки, обеспечивает ее надежный прижим к столу и предохраняет рабочего от травмирования режущей поверхностью инструмента.
  
• Установлены ограждения на ленточные пилы. Ограждение представляет собой корпус с откидной крышкой на защелке, в котором располагается пила. Модернизация осуществлена на случай обрыва ленточной пилы.
  
• Ползуны прессов различных моделей для обеспечения безопасности труда при их регулировке оснащены выталкивателем заготовок.
  
• Введено ограждение рабочей зоны прессов мод. К115А, КВ2535А, исключающее попадание рук в рабочую зону.
  
• Прессы мод. П6330, Р200 и др. для облегчения управления ими оборудованы пневматическими педалями. Одновременно установлены защитные устройства с целью предотвращения травмирования рук рабочего.
  

Документация на модернизацию разрабатывалась в соответствии с нормативными документами по охране труда и экологическому нормированию, с учетом руководящих указаний ГОСТ Р и ИСО [2-4, 10], общих эргономических требований к технологическому оборудованию [11-16], разделов, относящихся к определенному виду технологического оборудования, требующего модернизации [17-20], а также в соответствии с системой технического обслуживания и ремонта (СТОиР) объектов и средств материального производства [21].

Затраты, связанные с обеспечением требуемых эргономических характеристик (З _г.эрг), неизбежны. Их можно рассчитать за определенный период (например, за год) по формуле

, (1) где С _{соц.выпл} – годовые социальные выплаты работающим на оборудовании, не оснащенном всеми необходимыми средствами защиты, при получении различных видов травм, m – число таких социальных выплат; С_{выпл.штр} – выплаты штрафов за нарушение экологической дисциплины, n – число таких выплат; С_пр.тб – потеря денежных средств из-за простоя оборудования ввиду отсутствия на нем необходимых средств обеспечения безопасного труда, l – количество единиц такого оборудования; С_пр.эк.д – потеря денежных средств из-за простоя оборудования при отзыве лицензий из-за нарушения экологической дисциплины, p – количество отозванных лицензий; С_{доп.выб} – выплаты за допустимые выбросы вредных веществ, d – количество вредных веществ, выбросы которых допустимы в соответствии с требованиями системы экологического нормирования; К_м – единовременные затраты на модернизацию; Е_н – нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности, b – число единиц модернизированного за год оборудования с целью обеспечения требуемых эргономических характеристик.

При своевременном и правильном выборе методов улучшения эргономических характеристик оборудования

;.

Поскольку выплаты за допустимые выбросы вредных веществ пропорциональны количеству этих выбросов, то в экономическом отношении предприятию выгодно уменьшать объем таких выбросов. В настоящее время это возможно в связи с внедрением высокоэффективных средств очистки воздуха (рис. 3, 4), которые обеспечивают не только вентиляционное удаление вредных веществ из рабочей зоны, но и комплексную очистку воздуха от вредных примесей. Тогда затраты, связанные с обеспечением требуемых эргономических характеристик, станут минимальными (→), а формула (1) приобретет следующий вид:

.

Таким образом, затраты на обеспечение требуемых эргономических характеристик оборудования должны сводиться к затратам на оснащение оборудования необходимыми средствами, гарантирующими безопасный труд и улучшение его условий, при стремлении к минимальным выбросам вредных веществ.

Для обеспечения желаемого результата необходимо:

1) определить потребность технологического оборудования в эргономической модернизации;

2) при планировании работ по модернизации технологического оборудования придавать эргономической модернизации приоритетное значение;

3) осуществлять эргономическую модернизацию в соответствии с потребностями каждого участка, цеха и завода в целом;

4) техническую документацию на модернизацию разрабатывать в соответствии с нормативными документами по охране труда, экологическому нормированию и системой технического обслуживания и ремонта объектов и средств материального производства;

5) при разработке документации на эргономическую модернизацию, обеспечивающую улучшение экологического состояния окружающей среды, учитывать наличие выпускаемых серий высокоэффективных средств очистки воздуха, которые обеспечивают не только вентиляционное удаление вредных веществ из рабочей зоны, но и комплексную очистку воздуха от вредных примесей;

6) в техническую документацию на эргономическую модернизацию, обеспечивающую улучшение условий труда, но имеющую некоторые отклонения от нормативных документов по охране труда, вносить дополнительные защитные средства, обеспечивающие 100%-ю безопасность работающих;

7) техническую документацию на эргономическую модернизацию согласовать с отделом, отвечающим за безопасный труд работающих и экологическое состояние окружающей среды.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Качество машин: справочник: в 2 т. / А.Г. Суслов, Э.Д. Браун, Н.А. Виткевич [и др.]. – М.: Машиностроение, 1995. – Т. 1. – 256 с.

2. ГОСТ Р ИСО 14001-98. Системы управления окружающей средой. Требования и руководство по применению.

3. ГОСТ Р ИСО 14004-98. Системы управления окружающей средой. Общие руководящие указания по принципам, системам и средствам обеспечения функционирования.

4. Трудовой кодекс Российской Федерации: [федер. закон от 30 дек. 2001 г. № 197-ФЗ: принят Гос. Думой 21 дек. 2001 г.: одобр. Советом Федерации 26 дек. 2001 г.].

5. Тотай, А.В. Глобальная экологическая проблема цивилизации / А.В. Тотай, С.С. Филин, Е.С. Зяблова // Вестн. БГТУ. – 2007. – №2. – С. 115 – 117.

6. Гаврилюк, В.С. Экологический потенциал реновационного производства в концепции устойчивого развития / В.С.Гаврилюк, Э.Л. Мельников, А.О. Бояркин // Ремонт, восстановление, модернизация. – 2007. – №4. – С. 2 – 5.

7. Корсакова, И.М. Определение потребности в модернизации технологического оборудования / И.М. Корсакова // Справочник. Инженерный журнал. – 2006.– № 2. – С. 58-62.

8. Доклад «О состоянии окружающей природной среды по Брянской области в 2004 году» // Гл. упр. природ. ресурсов и охраны окр. среды МПР России по Брянской области; гл. ред. И.А. Балясников. – Брянск, 2005. – 319 с.

9. Гримитлин, А.М. Энергоэффективная вентиляция промышленных зданий / А.М. Гримитлин // Технологии безопасности и инженерные системы. – 2005.– № 6. – С. 56-58.

10. ГОСТ Р 12.0.006-2002. Система стандартов безопасности труда. Общие требования к управлению охраной труда в организации.

11. ГОСТ 12.2.049-80 ССБТ. Оборудование производственное. Общие эргономические требования.

12. ГОСТ 12.2.061-81 ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности к рабочим местам.

13. ГОСТ 12.2.009-80 ССБТ. Станки металлообрабатывающие. Общие требования безопасности.

14. ГОСТ 12.2.017-93 ССБТ. Оборудование кузнечно-прессовое. Общие требования безопасности.

15. ГОСТ 12.2.064-81 ССБТ. Органы управления производственным оборудованием. Общие требования безопасности.

16. ГОСТ 12.2.062-81. Производственное оборудование. Ограждения защитные.

17. ГОСТ 12.2.017.1-89 ССБТ. Автоматы и полуавтоматы кузнечно-прессовые. Требования безопасности.

18. ГОСТ 12.3.025-80 ССБТ. Обработка металлов резанием. Требования безопасности: с изм. № 1.

19. ГОСТ 12.3.026-81 ССБТ. Работы кузнечно-прессовые. Требования безопасности.

20. ГОСТ 12.3.027-81 ССБТ. Работы литейные. Требования безопасности.

21. ГОСТ 15.601-98. Система технического обслуживания и ремонта (СТОиР) объектов и средств материального производства.


Материал поступил в редколлегию 04.03.08.