Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
9 Оптимизация рабочего места машиниста маневрового локомотива
Шум оказывает вредное, раздражающее действие на организм человека. При длительном воздействии может привести к профессиональным заболеваниям: тугоухости, шумовой болезни.
Допустимый (безопасный) шум на рабочих местах производственных помещений установлен ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности». Для приведения шумового климата в соответствие с требованиями данного ГОСТ требуется разработка инженерной защиты от шума.
Рассчитаем снижение уровня звукового давления в кабине машиниста маневрового тепловоза за счет акустической обработки площади облицовки (Sобл) равной 9,6 м2. Размеры кабины 1,5х2,0х2,2 м. Объем кабины равен 6,6м3.
Усредненный спектр звукового давления, возникающего при работе механизмов локомотива, в расчетной точке приведен в таблице 9.1. Расчетная точка удалена от двигателя локомотива на 2,5 м.
|
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|
78 |
85 |
90 |
94 |
90 |
89 |
85 |
82 |
Определим, находится ли расчетная точка в зоне отраженного поля. Условие нахождения расчетной точки в зоне отраженного поля следующее:
rмин > rпр , (9.1)
rпр = 0,2 = 0,2 = 0,2 = 0,18 м.
Так как rмин > rпр, то расчетная точка находится в зоне отраженного поля. Поэтому воспользуемся для дальнейших расчетов формулой:
L = 10 lg B1/B, (9.2)
где В – постоянная помещения до его акустической обработки.
где - частотный множитель. Для кабины локомотива равен 2,5;
В1000 - постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц, м2; определяется в зависимости от объема и типа помещения. В нашем случае
B1000 = V/20 = 0,33, поскольку кабина машиниста относится к помещениям с небольшим количеством людей.
В1 – постоянная помещения после акустической обработки, м2.
В1 = ; (9.4)
; (9.5)
, (9.6)
где - средний коэффициент звукопоглощения в кабине локомотива до акустической обработки,
- средний коэффициент звукопоглощения в кабине локомотива после акустической обработки,
- величина суммарного добавочного поглощения вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки и штучными поглотителями, м2,
S - общая суммарная площадь ограничивающих кабину поверхностей,
S = = 21,4 м2.
Выбираем конструкцию звукоизолирующей облицовки.
Так как уровень звукового давления в расчетной точке достигает максимальных значений в области частот от 500 до 8000 Гц, то целесообразно выбрать звукопоглощающую облицовку с высоким реверберационным коэффициентом в области данных частот.
Из справочника проектировщика «Защита от шума» (табл. 8.4, п. 22) выбираем звукопоглощающую облицовку с перфорированным покрытием следующей конструкции:
прошивные минераловатные маты (ТУ 21-24-10-68);
стеклоткань Э-0,1 (ГОСТ 8481-61);
металлический лист толщиной 1,2 мм, перфорация в «шахмат» 46%, диаметр 6 мм, размер 500 х 500 мм.
Определяем величину звукопоглощения звукопоглощающей конструкции:
, (9.7)
где - реверберационный коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции облицовки;
Sобл - площадь облицовки, равная 9,6 м2.
Расчеты по определению В, В1 и L сведем в расчетную таблицу 9.2.
Расчетные |
Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц |
|||||||
|
величины |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|
В1000 |
0,33 |
|||||||
|
0,80 |
0,75 |
0,70 |
0,80 |
1,00 |
1,40 |
1,80 |
2,50 |
|
|
B |
0,26 |
0,25 |
0,23 |
0,26 |
0,33 |
0,46 |
0,59 |
0,83 |
|
B+S |
21,66 |
21,65 |
21,63 |
21,66 |
21,73 |
21,86 |
21,99 |
22,23 |
|
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
|
|
А1 |
0,14 |
0,13 |
0,13 |
0,14 |
0,18 |
0,25 |
0,32 |
0,44 |
|
0,05 |
0,18 |
0,63 |
0,90 |
0,94 |
1,00 |
1,00 |
0,95 |
|
|
A |
0,48 |
1,73 |
6,05 |
8,64 |
9,02 |
9,60 |
9,60 |
9,12 |
|
A1+A |
0,62 |
1,86 |
6,17 |
8,78 |
9,20 |
9,85 |
9,92 |
9,56 |
|
0,03 |
0,09 |
0,29 |
0,41 |
0,43 |
0,46 |
0,46 |
0,45 |
|
|
1- |
0,97 |
0,91 |
0,71 |
0,59 |
0,57 |
0,54 |
0,54 |
0,55 |
|
B1 |
0,64 |
2,04 |
8,68 |
14,90 |
16,15 |
18,25 |
18,49 |
17,27 |
|
B1/B |
2,43 |
8,24 |
37,57 |
56,44 |
48,93 |
39,50 |
31,12 |
20,94 |
|
L |
3,86 |
9,16 |
15,75 |
17,52 |
16,90 |
15,97 |
14,93 |
13,21 |
В таблице 9.3 приведены данные о требуемом снижении шума в расчетной точке в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 и полученном за счет применения звукопоглощающей облицовки.
Таблица 1.3 – Требуемое снижение шума
|
Среднегеометрическая частота, Гц |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|
Уровни звукового давления в расчетной точке, дБ |
78 |
85 |
90 |
94 |
90 |
89 |
85 |
82 |
|
Допустимые уровни звукового давления в расчетной точке, дБ |
95 |
87 |
82 |
78 |
75 |
73 |
71 |
69 |
|
Превышение факти-ческого уровня шума над нормируемым, дБ |
- |
- |
8 |
16 |
15 |
16 |
14 |
13 |
|
Снижение шума за счет звукопоглощаю-щей облицовки, дБ |
3,8 |
9,2 |
15,8 |
17,5 |
16,9 |
16,0 |
14,9 |
13,2 |
Таким образом, предлагаемый способ облицовки кабины машиниста маневрового тепловоза обеспечивает достаточное снижение уровней звукового давления при среднегеометрической частоте октавных полос. Разработка дополнительных мер защиты от шума не требуется.
Внедрение указанного способа защиты от шума обеспечит приведение шумового климата кабины управления маневрового локомотива в соответствие с требованиями ГОСТ 12.1.003-83, что приведет в конечном итоге к сокращению утомляемости локомотивных бригад, снижению нервно-эмоциональной напряженности труда машинистов и благотворно отразится на таком важнейшем факторе как безопасность движения.
9.2. Разработка системы защиты машиниста от вибрации
Одна из самых серьезных проблем в деле улучшения условий труда локомотивной бригады - оснащение рабочего места машиниста маневрового локомотива когда ничто не отвлекает его от выполнения главной задачи - безопасное и экономичное ведение поезда при минимальной утомляемости. Во многом это определяется конструкцией и качеством кресла, в котором машинист проводит большую часть рабочего времени.
Обычно кресла для кабин локомотивов, электро- и дизель-поездов проектировали и изготовляли заводы, выпускающие подвижной состав. Но, несмотря на старания заводских специалистов, до сего времени не удавалось создать такую их конструкцию, которая отвечала бы необходимым требованиям, была унифицированной для всех видов подвижного состава.
Такую задачу взялись решить в научно-исследовательском институте тепловозов и путевых машин (ВНИТИ). В качестве проектанта и изготовителя, опытных образцов привлекли АООТ "Звезда", имеющее уникальный опыт создания кресел для авиационной техники.
В 1993 году была разработана техническая документация нового кресла. Проектантам удалось найти оптимальную форму сидения и спинки, создающую равномерное восприятие давления в позах работы и отдыха, обеспечивающее хорошую досягаемость органов управления машинистом. Сидение регулируется по высоте, смещается на 200 мм вперед-назад, имеет круговое вращение. Спинка кресла отклоняется с фиксацией в удобных для отдыха положениях. Подлокотники раздвигаются на нужную ширину, свободно откидываются вверх и фиксируются в горизонтальном и вертикальном положениях - по выбору сидящего. Амортизационная система кресла, включающая пружины и гидравлический гаситель колебаний, рассчитана на амортизацию колебаний пола кабины в диапазоне частот от 1 до 40 Гц и настраивается на массу машиниста от 60 до 120 кг.
От вибраций машиниста защитит также мягкое сидение, выполненное из пенополиуретана и подобное самолетному. Эти кресла успешно проходят длительные испытания на подвижном составе и пущены в серийное производство. Специалисты ВНИТИ рассматривают замечания эксплуатационников, чтобы учесть их для дальнейшей его модернизации. В данное время используются кресла с резиновыми амортизаторами. В дипломном проекте сделан расчет виброзащитных амортизаторов кресла машиниста маневрового локомотива.
Условие задачи: рассчитать виброзащитные амортизаторы кресла машиниста маневрового локомотива, выполненные из губчатой резины, если известно, что пол кабины у основания кресла вибрирует с частотой f = 63 Гц, и виброскоростью v = 0.0395 м/с. Масса кресла mk= 16 кг, масса оператора mоп = 80 кг, коэффициент сопротивления = 600 H*c/м, модуль упругости Ед= 2.5 МПа, доп= 0.04 MПа.
Решение:
Определим массу, приходящуюся на амортизаторы в положении сидя. Масса оператора, приходящаяся на сидение, составляет 70 %. Следовательно:
; (9.8)
кг;
; (9.9)
кг.
Определим максимальный статический прогиб амортизаторов, м
, (9.10)
м, приняв предварительно h = 0,1м.
Круговая частота собственных колебаний амортизирующего кресла
составляет:
; (9.11)
c-1.
Коэффициент передачи вибрации на сидение определяется:
; (9.12)
Найдя и подставив вспомогательные величины (относительное демпфирование и круговую частоту):
; (9.13)
;
; (9.14)
c-1;
;
получим:
.
Определим виброскорость на сидении оператора:
; (9.15)
м/с.
Частота колебания сидения составит:
; (9.16)
Гц.
Согласно ГОСТ для частоты f = 12.5 Гц виброскорость не должна превышать 0.0056 м/с. Следовательно, рассчитанная виброскорость на сидении удовлетворяет требованиям ГОСТа. Толщину амортизаторов принимаем равной 0,1 м.
При проектировании виброзащитного кресла машиниста были учтены эргономические требования.
Рабочее сидение предназначено для длительной работы в положении "сидя", включает обязательные элементы: сидения, спинки и подлокотники. Дополнительными элементами рабочего кресла являются подголовники, средства перемещения сидения в горизонтальной плоскости, а так же вокруг оси, подставка для ног. Помимо этого, учитывая сохранившийся высокий уровень и длительность действия вибрации в локомотиве, необходимо снабдить сидение подвеской, собственная частота которой ниже 1.5 Гц. Сидение, спроектированное с учетом указанных требований, будет способствовать улучшению общего самочувствия, повышению комфортности, а тем самым и увеличению уровня безопасности.
Спинка сидения состоит из металлического каркаса изгибаемых пластин. Изгиб пластин в области поясницы регулируется специальными механизмами и рукояткой. Опорные кулачки при повороте рукоятки увеличивают или уменьшают давление в области поясницы. Подушка кресла опирается на каркас и через пружину сжатия - на диафрагму специальной формы. На пружину накладывается сетка, которая предназначена для крепления профильного поролона. Подлокотник специальной формы отливается из полиуретана на дюралюминиевом каркасе, подлокотники выполнены откидывающимися. Материал на кресло выбран с учетом обеспечения вентиляции спинки и подушки кресла. Спинка кресла прикреплена к механизму поворота, который обеспечивает ее различное отклонение. Подвеска кресла опирается на поворотное устройство.
В совокупности всех устройств, данное виброзащитное сидение обеспечивает максимальный комфорт, позволяет снизить уровень вибрационного воздействия и, следовательно, обеспечить более высокий уровень надежностями работы машиниста.
9.3. Проектирование освещенности рабочего места машиниста локомотива
Освещенность рабочего места является существенной составляющей комфортных условий работы машиниста. В дипломном проекте рассмотрен расчет верхнего освещения кабины машиниста локомотива. Расчет освещения контрольных приборов и мощности прожектора не производился.
Рассчитать и запроектировать искусственное освещение в кабине машиниста локомотива. Параметры кабины:
длина 1.5 м;
ширина 2.0 м;
высота 2.5 м.
Пульт-табло находится на расстоянии 0.8 м от пола.
Размещение оборудования показано на рисунке 9.1.
1,5м
Рисунок 9.1 - Размещение оборудования
Выбираем нормируемые параметры освещенности:
Согласно СНиП принимаем следующие параметры освещенности в расчетной точке 1. Параметры освещенности сведены в таблице 9.4.
Таблица 9.4 - Нормативные параметры освещенности в кабине машиниста
|
Наименование участков |
Поверхность нормирования освещенности |
Фон |
Разряд зрительной работы |
Общая освещенность, Лк |
|
Пульт-табло |
Вертикальная на высоте 0.8 м |
Средний |
III 4б |
300 |
|
Пульт-табло |
Горизонтальная на высоте 0.8 м |
Средний |
III 4б |
300 |
Выбираем источник света: выбираем для освещения кабины машиниста люминесцентные лампы.
Выбираем тип светильника: для кабины машиниста принимаем 2 осветительных прибора. Условия среды помещения взрывобезопасные. Для нормальных условий выбираем степень защиты светильников 2,0. Тип светильников ЛЛ. Тип освещения кабины - комбинированное. Выбираем класс светильников по светораспределению Р (рассеянного света), доля светового потока в нижней полусфере которого 40-60 %. Выбираем тип кривой силы света (КСС) светильников. Выбранный тип КСС приведен в таблице 9.5. Выбираем светильник серии ЛС 002. Характеристика светильника приведена в таблице 9.6.
Расчет производится для одного из светильников, для второго принимаются те же значения.
Таблица 9.5 - Выбранный тип кривой силы света (КСС)
|
Обозначение типа кривой силы света |
Наименование типа кривой силы света |
Зона направления макси- мальной силы света, град |
|
Г Глубокая |
В верхней и нижнейполусферах |
0-30, 180-150 |
Таблица 9.6 - Характеристика выбранного светильника
|
Тип све- тильника |
Количество ламп |
Мощность |
Схема |
КПД, % |
|
|
об-щий |
в нижнюю полу сферу |
||||
|
ЛС 002 |
2 |
40 Вт |
II Г |
70 |
30 |
Принимаем ширину освещаемой поверхности равной половине ширины кабины машиниста - 1 м, длину - 1.5 м и будем располагать светильник на высоте 2.3 м от пола. Определяем координаты расчетных точек. За расчетные точки принимаем РТ1, расположенную на пульт-табло на высоте 0.8 м. Координаты расчетной точки представлены на рисунке 9.2.
Рисунок 9.2. Координаты расчетной точки
Определяем требуемое количество светильников по формуле:
N = nm; (9.17)
где n - число рядов светильников;
m - число светильников в ряду.
n =b/Lсв; (9.18)
m = а/Lсв; (9.19)
Lсв = hр; (9.20) где Lсв - расстояние между соседними светильниками;
- рекомендуемое значение Lсв/hр для типа кривой силы света.
= Lсв/hр - расстояние между соседними осветительными приборами или их рядами = 0.8-1.2 м;
hр - высота установки осветительных приборов над расчетной поверхностью hр = 1.5 м.
Lсв = 0.8 1.5 = 1.2 м;
n = 1 / 1.2 = 0.83 = 1;
m = 1.5 / 1.2 = 1.25 = 1.
Рассчитываем условную освещенность в расчетной точке по формуле:
(9.21)
где - сила света i-го светильника с условной лампой 1000 Лм, кд;
= 392.1 кд;
- угол между направлением силы света от i-го светильника в расчетной точке и нормалью к площади dS ;
к - число точечных излучателей, освещающих расчетную точку.
= 30,964o.
= 109.79.
Определим требуемый световой поток ламп светильника:
; (9.22)
Выбираем лампы ЛДЦ 40-1 мощностью 40 Вт расчетным напряжением 109 В с Фл = 2200 Лм. Определяем необходимое число ламп освещения по формуле:
; (9.23)
лампы.
Вывод: для создания нормативной освещенности рабочего места машиниста маневрового локомотива требуется два светильника ЛС 002 с двумя лампами ЛДЦ 40-1 в каждом. Благодаря этому искусственная световая среда в кабине машиниста маневрового локомотива будет отвечать требованиям физиологии, зрения, гигиены и безопасности труда.
9.4 Защита машиниста локомотива от воздействия низких температур
Значительная часть технологических процессов на железнодорожном транспорте осуществляется на открытом воздухе в холодное время года и обслуживание их связано с воздействием на человека низких температур, вызывающих нарушение теплообмена в организме и соответственно его переохлаждение. При длительном переохлаждении наблюдаются как местные повреждения тела, так и общие патологические изменения со стороны некоторых органов и систем.
Необходимым условием безопасной и безвредной производительной работы обслуживающего персонала в этих условиях является создание надежной защиты человека от неблагоприятного воздействия низких температур, предусматривающей спецодежду и включение в режим работы технологических перерывов.
Спецодежда, регулируя теплопотери, обеспечивает защиту в течении нормативного (расчетного) по технологии времени непрерывной работы в зоне низких температур, по истечении которого требуется восстановление ее защитных свойств. Восстановление достигается за счет включения в режим работы технологических перерывов на обогрев для компенсации теплопотерь и приведение теплового баланса человека к норме.
9.4.1 Расчет и проектирование спецодежды для защиты от низких температур
Исходные данные: работа производится в г. Новосибирске; категория работ по тяжести Iа; время непрерывной работы под воздействием пониженной температуры 1,5 ч.; средний рост рабочих 175 см, масса 82 кг.
Выбираем данные для расчета:
Средняя температура наиболее холодного месяца -27 о С,
расчетная скорость ветра 1 м/с;
средняя величина энергозатрат рабочего:
М = 1.16Мmin, (9.24)
М = 1.16*150 = 174 Вт,
где М - средняя величина энергозатрат рабочего, Вт;
Мmin - минимальный расход энергии при выполнении работ средней тяжести (Iа), ккал/ч.
Поверхность (площадь) тела рабочего:
S = 0.016, (9.25)
S = 0.016=2,0м.
Расчет.
1. Определяем средневзвешенную температуру кожи рабочего для состояния некоторого охлаждения, субъективно оцениваемого как "прохладно":
tскв = ; (9.26)
tскв = = 30.87 оC.
2. Определяем средневзвешенную величину теплового потока с поверхности тела рабочего:
qсвт = , (9.27)
qсвт = = 81.10 Вт/м,
где Д - дефицит тепла в организме, Дж (принимается для теплоощущения "прохладно" 208*10Дж);
Qдых - теплопотеря на нагрев вдыхаемого воздуха, Вт при to воздуха – 27oC;
p- время непрерывной работы в условиях пониженной температуры.
3. Определяем суммарное тепловое сопротивление спецодежды:
; (9.28)
.
4. Определяем суммарное тепловое сопротивление одежды с учетом
потерь от скорости ветра и воздухопроницаемости одежды:
; (9.29)
.
5. Для требуемого суммарного теплового сопротивления спецодежды .77 принимаем толщину пакета материалов tср = 21мм.
6. Выбираем перечень пододеваемой одежды.
В зависимости от климатической зоны выбираем для II зоны: хлопчатобумажное белье (тонкое), хлопчатобумажное белье с начесом, свитер, тренировочные брюки, валенки.
7. Определяем требуемую толщину пакета материалов одежды по участкам тела:
туловища 21*1.31 = 27.51 мм;
плеча и предплечья 21*1.24 = 26.04 мм;
бедра 21*1.08 = 22.68 мм;
голени 21*0.81 = 17.01 мм.
8. Определяем требуемую толщину пакета материалов спецодежды.
Из полученной толщины пакета материалов одежды необходимо вычесть толщину пододеваемой одежды. Тогда толщина пакета материалов спецодежды по участкам тела составит:
туловища 27.51 - (0.86 + 1.9 + 2.5) = 22.25 мм;
плеча и предплечья 26.04 - (0.86 + 1.9 + 2.5) = 20.78 мм;
бедра 22.68 - (0.86 + 1.9 + 1.9) = 18.02 мм;
голени 17.01 - (0.86 + 1.9 + 1.9 + 4.0) = 9.48 мм.
9. Определяем толщину утеплителя спецодежды в области:
туловища 22.25 - (1.5 + 0.5) = 20.25 мм;
плеча и предплечья 20.78 - (1.5 + 0.5) = 18.78 мм;
бедра 18.02 - (1.5 + 0.5) = 16.02 мм;
голени 9.48 - (1.5 + 0.5) = 7.48 мм.
9.5 Совершенствование органов управления
Особо ответственный компонент трудовой деятельности машиниста - процесс вождения поездов, в котором значительное место занимает наблюдение.
Машинист совершает относительно немного действий, и они по своей структуре несложны. Но каждое из них чрезвычайно ответственно, так как любая ошибка может повлечь за собой самые тяжелые последствия.
Информационная перегрузка будет отсутствовать, если фактические показатели работы машиниста не будут превышать соответствующих допустимых значений, т. е. выполнении условия;
Xi < Xiдоп,
где Хi - фактическое значение i-го показателя (коэффициент загруженности, период занятости и др.);
Хiдоп - предельно допустимое значение i-го показателя, определяемое на основании анализа психологических и физиологических закономерностей деятельности машиниста.
Общее число визуальных индикационных устройств, которыми пользуется машинист, достаточно велико, точное восприятие их показаний необходимо для управления (особенно в тех случаях, когда требуется очень быстрые действия), поэтому машинист должен иметь возможность максимально быстро и точно воспринять необходимую информацию, идущую от приборов. Применительно к деятельности машиниста такое требование выступает довольно категорично.
Одним из основных, используемых инженерной психологией, путей достижения быстрого и точного приема визуальной "приборной" информации, является конструирование лицевых частей приборов с учетом тех психофизиологических особенностей человека, которые играют решающую роль в этих процессах.
Важным вопросом является оптимальная организация органов управления локомотивом, их расположение в наиболее удобной зоне и выбор оптимального варианта направления движения рычагов рукояток.
Важной задачей при конструировании рабочего места машиниста является правильное распределение функций управления между обеими руками. Загрузка машиниста при манипуляциях с органами управления приведена в таблице 9.7.
Таблица 9.7 - Загрузка машиниста при манипуляциях с органами управления
|
Наименование органов управления |
Правая рука |
Левая рука |
||||
|
Частота пользования |
Время, сек |
% |
Частота пользования |
Время, сек |
% |
|
|
Главная рукоятка (контроллер) Рукоятка ослабления поля Реверсивная рукоятка Тифон Песочница Рукоятка бдительности Кран N 0222 Кран N 0254 Включатели "КУ" Рация |
- - - 26 18 14 10 8 - 2 |
- - - 114 684 384 89 82 - 43 |
- - - 8 49 27 7 6 - 3 |
44 32 7 - - - - 7 - |
210 253 23 - - - - 15 - |
42 50 5 - - - - 3 - |
|
ИТОГО |
- |
1396 |
100 |
- |
501 |
100 |
Из таблицы видно, что распределение функций управления между обеими руками неравномерно. Левая рука, управляя контроллером, дольше находится в одном рабочем положении, чем правая (одной только главной рукояткой произведено 44 включения общей продолжительностью 210 сек.). Правая рука при более широкой зоне действий обслуживает больше органов управления с общей загрузкой, по времени превышающей в 2.5 раза загрузку левой руки.
Органы управления локомотивом используются для решения следующих задач: ввода командной информации, установки режимов работы аппаратуры, регулировки различных параметров, вызова информации для контроля. Для решения этих задач используются различные типы органов управления, которые могут классифицироваться по ряду признаков.
По характеру выполняемых машинистом движений различают:
1) Органы управления, требующие движения включения, выключения или переключения. Движения в этом случае простые, хотя двигательный акт складывается из значительного количества микродвижений пальцев;
2) Органы управления, требующие повторяющихся движений: вращательных, нажимных, ударных. Значительную роль здесь играет темп движения;
3) Органы управления, требующие точных дозированных движений, например, для настройки и нацеленной установки параметров. Движения при этом дозируются по силовым, пространственным и временным параметрам.
По назначению и характеру использования машинистом органы управления подразделяются на группы:
1) Оперативные, используемые постоянно, для программного управления, установки режимов работы, длительного регулирования параметров системы, ввода управляющей и командной информации;
2) используемые периодически - вспомогательные органы управления;
3) используемые эпизодически, связанные с настройкой, калибровкой основной аппаратуры и регулировкой работы вспомогательного оборудования, регламентными работами, подключение к индикаторам датчиков измеряемых параметров.
По конструктивному исполнению подразделяются на ряд подгрупп: кнопки, тумблеры-рукоятки, селекторные переключатели, педали и т.д.
При выборе и проектировании учтены следующие особенности:
1) структура и особенности деятельности машиниста;
2) антропометрические, психофизиологические характеристики человека;
3) управляющие действия, которые выполняет машинист;
4) рабочее положение его тела;
5) динамические характеристики рабочих движений;
6) технические характеристики объекта управления;
7) место расположения органа управления;
8) условия производственной среды.
Расположение органов управления осуществлено с учетом принципа экономии движений. Работа равномерно распределена между обеими руками машиниста. При разработке учтены зоны досягаемости, привычные для человека стереотипы движения. Органы управления обладают достаточным сопротивлением, чтобы уменьшить возможность случайного включения их под тяжестью руки или ноги. Важно иметь ввиду, что ощущение усилия человеком важно для регулирования его движений. Для машиниста, так как он работает сидя, предусмотрена опора-спинка при движении органа управления "от себя" и подножка для движения "на себя". Предусмотрены меры и устройства для предотвращения случайного или несвоевременного срабатывания органов, связанных с возможностью возникновения опасной ситуации. Использованы различные методы кодирования органов управления.
Органы управления приводятся в движение с помощью рук или ног оператора. Предпочтение отдано ручным органам, поскольку руками можно управлять множеством их разновидностей, а для каждой ноги могут быть предназначены не более двух. Ручные органы использованы там, где важны точность их установки в определенное положение, скорость манипулирования, а также когда нет необходимости в непрерывном и продолжительном приложении усилий в 90 Н и более.
Важной задачей при конструировании рабочего места машиниста локомотива является правильное распределение функций управления между обеими руками. По результатам исследований определилось, что правая рука при более широкой зоне действий обслуживает больше органов управления с большей загрузкой, по времени превышающей в 2.5 раза загрузку левой руки. Учитывая это целесообразно ряд органов управления (тифон, песочницу и т.п.) выполнить в виде педалей для того, чтобы машинист мог управлять ими с помощью ног. Целесообразно главную рукоятку контроллера располагать с левой стороны, а краны основного и вспомогательного тормоза – с правой. Это будет эргономически оправдано, так как левая рука отличается большей точностью движений и способностью дозировать усилие, что важно при управлении контроллером, а правая - большей силой и скоростью движений, что соответствует требованиям экстренного торможения. Переключение главной рукоятки вперед соответствует увеличению скорости, а назад -уменьшению. Это создает логическое соответствие между направлением движения органа управления и управляемого объекта. Для операции "включено-выключено", требующей незначительных усилий, применены тумблеры или кнопки, обеспечивающие хороший зрительный контроль положения; для ступенчатых переключений и плавного динамического регулирования одной или двумя руками при средних и больших усилиях применены рычаги. Выбор формы рукоятки постоянного пользования не вызывает особого возражения. Это рукоятки конической формы и штурвалы. Длина рукоятки тормозного крана и контроллера 90-100 мм. Учитывая редкое использование рукоятки вспомогательного тормоза, ее делают 75 мм, для отключения тормозных магистралей использованы плоские рукоятки, расположенные вне рабочей зоны машиниста.
Требования к органам управления касаются их размещения на рабочем месте относительно работающего, группирования и взаимного расположения на панели управления относительно средств отображения информации или управляемых объектов. Органы управления сгруппированы в моторном пространстве рабочего места или на нескольких его участках. Органы управления постоянного действия, часто используемые и аварийные размещены в пределах оптимальных границ, а периодического действия - в пределах минимальных и максимальных границ моторного поля. Органы управления постоянного действия и часто используемые расположены справа на уровне локтя или чуть ниже. Органы управления отстоят от передней поверхности тела машиниста не менее чем на 150 мм, но не на внешних границах зон досягаемости рук, в пределах зоны обзора.
Число органов управления на рабочем месте минимально необходимое для выполнения эксплуатационных задач. Правильное расположение относительно СОИ способствует быстрому распознанию того, какие органы управления и СОИ функционально взаимосвязаны и какое состояние управляемого объекта может быть вызвано каждым из них. Следует согласиться с предложением об устройстве на пульте особо запломбированного рычага, при пользовании которым осуществляются все необходимые операции экстренного торможения. Он расположен на пульте управления машиниста и помощника и не зависит от рабочих органов управления локомотивом.
Индикатор информации и соответствующий ему орган управления снабжается одинаковыми надписями или условными обозначениями. Надписи лаконичны и не допускают противоречивых толкований.
Таким образом, в разделе разработана система защиты машиниста от вибрации, защита от низких температур при работе вне локомотива. Кроме того, в данном разделе рассчитано необходимое число светильников искусственного освещения и разработано оптимальное расположение органов управления локомотивом в кабине машиниста.