ПЗ (1221701), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Как и механические конструкции, человеческое тело резонирует частоты с максимальной механической отдачей. Человеческую реакцию на вибрацию нельзя объяснить только с точки зрения одиночной резонансной частоты. В организме создается множество резонансов, а резонансные частоты зависят от конкретных людей и положения их тел. Для описания способа, которым вибрация вызывает движение тела часто используются две механические реакции: излучательная способность и сопротивление [15].
Излучательная способность показывает долю вибрации, передающейся от сиденья к голове. Излучательная способность тела в большой степени зависит от частоты вибрации, оси вибрации и положения тела. Вертикальная вибрация сиденья вызывает вибрацию по нескольким осям относительно головы, при вертикальных движениях головы наивысшая излучательная способность проявляется в диапазоне от 3 до 10 Гц [15]
Механическое сопротивление тела указывает силу, необходимую для движения тела при каждой частоте. Хотя сопротивление зависит от массы тела, вертикальное сопротивление человеческого тела обычно создает резонанс, соответствующий приблизительно 5 Гц. Механическое сопротивление тела, включая данный резонанс, оказывает большое влияние на способ передачи вибрации через опорную поверхность.
Недомогание, вызываемое ускорением вибрации, зависит от частоты вибрации, направления вибрации, точки соприкосновения с телом, а также продолжительности вибрационного воздействия. При вертикальной вибрации у людей, находящихся в сидячем положении, дискомфорт вызывается любой частотой, пропорционально увеличивающей амплитуду вибрации: сокращение вибрации наполовину ведет к сокращению наполовину дискомфорта от вибрации [15].
Вибрация может ослаблять восприятие информации (например, зрительное), передачу информации (например, посредством движений рук или ног) или комплексные центральные процессы, связывающие восприятие и передачу (обучение, память, принятие решений). Наибольшее воздействие вибрации, проходящей через все тело, сказывается на процессах получения входящей информации (в основном зрительной) и процессах передачи информации (непрерывный контроль деятельности рук).
Воздействие вибрации на зрительный или ручной контроль вызывается, прежде всего, движениями находящихся под ее влиянием частей тела (т.е. глаз или рук). Последствия могут уменьшаться за счет снижения передачи вибрации глазам или рукам или при выполнении задач, на которые помехи оказывают меньшее влияние (например, увеличение размера дисплея или сокращение чувствительности контроля). Часто воздействия вибрации на зрительный и ручной контроль могут сокращаться за счет повторного выполнения задачи.
Физиологические изменения часто являются менее чувствительными, чем физиологические реакции (например, дискомфорт). Если суммировать все имеющиеся данные по постоянным физиологическим изменениям при их первом проявлении, в зависимости от амплитуды и частоты вибрации, проходящей через все тело, можно выделить нижнюю границу, равную приблизительно 0,7
для среднеквадратических значений частот между 1 и 10 Гц, и повышающуюся до 30 при среднеквадратическом значении 100 Гц. [15]
Во время обычного активного движения двигательные механизмы управления действуют как упреждающий контроль, что постоянно регулируется дополнительной обратной связью от чувствительных элементов мышц, сухожилий и суставов. Вибрация, проходящая через все тело, вызывает пассивное искусственное действие человеческого тела, условие, которое в полной мере отличается от самоиндуктивной вибрации, вызываемой передвижением. Отсутствие контроля подачи вперед во время вибрации, проходящей через все тело, является наиболее определенным изменением нормальной физиологической функции нервно-мышечной системы.
Более широкий диапазон, связанный с вибрацией через все тело (между 0,5 и 100 Гц), по сравнению с обычным движением (между 2 и 8 Гц для произвольных движений и ниже 4 Гц для передвижения), является дополнительным отличием, помогающим объяснить реакции механизма нервно-мышечного контроля при очень высоких и очень низких частотах [15].
5.4 Профессиональные заболевания, возможные при длительном действии вибрации
Эпидемиологические исследования часто указывали на увеличение риска заболеваний позвоночника при длительной работе, связанной с интенсивной вибрацией, проходящей через все. Было сделано заключение о том, что, интенсивная долговременная вибрация может нежелательным образом воздействовать на позвоночник и увеличивать риск возникновения боли в области нижней части спины. Последнее может являться побочным следствием первичного дегенеративного изменения позвонков и дисков. Поясничная часть позвоночного столба была расценена как наиболее часто страдающая область, после области груди. Увеличение нетрудоспособности к пенсионному возрасту и длительное отсутствие на работе из-за смещения межпозвоночных дисков наблюдалось среди машинистов [15].
Использование минимальной интенсивности и/или минимальной продолжительности вибрации, проходящей через все тело, в качестве предпосылки для распознания профессионального заболевания, не учитывает личную восприимчивость.
Интенсивная вибрация, проходящая через все тело при частотах выше 40 Гц, может вызвать повреждения и расстройства центральной нервной системы.
5.5 Средства и способы защиты от вибраций
Для снижения воздействия вибрации на организм машинистов, по возможности желательно уменьшить источник вибрации. Это может повлечь сокращение волнообразных движений грунта или снижение скорости движения транспортных средств. Другие методы сокращения передачи вибрации операторам требуют понимания характеристик вибрации окружающей обстановки и путей передачи вибрации человеку. Например, амплитуда вибрации часто изменяется в зависимости от местоположения: в некоторых зонах будут испытываться пониженные амплитуды.
Эффективными средствами снижения вибраций является применение резиновых прокладок между рамой тепловоза и кабиной, а также виброгасящих кресел для машиниста и его помощника [15].
Виброгасящее кресло машиниста, изображенное на рисунке 4.1, разработанное инженером Талыниным, имеет упругую подвеску из четырех плоских пружин, соединенных в параллелограмм, и трех цилиндрических. Одна пружина / служит для настройки подвески под массу машиниста, а две других 2 — для корректировки. Такое кресло способствует эффективному гашению колебаний, начиная с частоты 3 Гц. Применение в этом кресле еще и гидравлического гасителя 3 позволяет эффективно снижать вибрацию, начиная с частоты 2 Гц. [15].
Сиденья могут конструироваться таким образом, чтобы снижать вибрацию. Большинство сидений оказывают резонанс при низких частотах, что приводит к повышенным амплитудам вертикальной вибрации на сиденье, а не на полу! При высоких частотах, обычно происходит снижение вибрации. Резонансные частоты обычных сидений находятся в диапазоне 4 Гц. Усиление резонанса частично определяется амортизацией сиденья. Увеличение амортизации сиденья за счет подушек ведет к сокращению коэффициента усиления резонанса, но к повышению излучательной способности при высоких частотах. Имеются разнообразные возможности передачи между сиденьями, и это приводит к значительным различиям ощущений, испытываемых людьми при вибрации [15].
Рисунок 5.1- Виброгасящее кресло машиниста: 1 – силовая пружина; 2 – корректирующие пружины; 3 – гаситель колебаний; 4 – пневмобаллон
Простым цифровым определением эффективности изолирования сиденья для особых случаев применения является обеспечение эффективной амплитудной передачи на сиденье (ЭАПС). Величина ЭАПС выше 100% указывает на то, что в целом вибрация сиденья сильнее, чем вибрация на полу. Величины ниже 100% указывают на то, что сиденье обеспечивает некоторое полезное ослабление. Сиденья должны проектироваться таким образом, чтобы иметь самую низкую величину ЭАПС по сравнению с другими ограничениями[15].
На подвесных сиденьях предусматривается отдельный подвесной механизм под поддоном сиденья. Сиденья, используемые в некоторых транспортных средствах, грузовиках, автобусах, имеют низкие резонансные частоты (приблизительно 2 Гц), и поэтому, могут снижать вибрацию при частотах выше 3 Гц. Излучательная способность таких сидений обычно определяется изготовителем сиденья, а их изолирующая эффективность изменяется в зависимости от условий эксплуатации.
В качестве средств индивидуальной защиты работающих используют специальную обувь на массивной резиновой подошве. Для защиты рук служат рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки, которые изготовляют из упругодемпфирующих материалов.
Важным фактором для снижения опасного воздействия вибрации на организм человека является правильная организация режима труда и отдыха, постоянное медицинское наблюдение за состоянием здоровья, лечебно-профилактические мероприятия – такие, как гидропроцедуры (теплые ванночки для рук и ног), массаж рук и ног, витаминизация и др.
Таким образом, использование специализированых материалов, специальных устройств, специального комплекса мер для снижения опасного воздействия вибрации и другие средства описанные выше, защищают локомотивную бригаду от воздействия вибрации.
6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВНЕДРЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОГО ВУВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Экономическая эффективность разработанного технического решения определяется повышение коэффициента мощности электровоза переменного тока в режиме рекуперации, а следовательно, с ростом процесса возврата электроэнергии в тяговую сеть.
Модернизация электровоза заключается в замене типового ВУВ на предлагаемый и установке блока управления БУ ВУВ в БУВИП-199. Такая работа может быть выполнена в условиях локомотивного депо при текущем ремонте электровоза.
Расчет годовой экономической эффективности производится на один электровоз. Расчет выполнен на основании положений «Методических рекомендация обоснования эффективности инноваций на железнодорожном транспорте» [16] в ценах и нормативах на 2015 год. Единовременные вложения средств при модернизации определены согласно часовой тарифной ставке [17]. Трудоемкость определена исходя из «Нормативов рабочей силы на техническое обслуживание и текущий ремонт тягового подвижного состава».
6.1 Расчет капитальных вложений на оборудование электровоза разработанными техническими решениями
Капитальные вложения (Кв) включают в себя стоимость комплектующих, необходимых для оборудования одного электровоза, трудозатраты на сборку и монтаж разработанных блоков при серийном производстве.
Стоимость комплектующих (Сэ), необходимых для изготовления предлагаемого ВУВ и блока управления БУ ВУВ, согласно рисунка 2.24 представлена в таблице 6.1.
Тарифная заработная плата (Сс) за сборку и установку предлагаемого ВУВ и блока управления БУ ВУВ на один электровоз представлена в таблице 6.2. Для удешевления предлагаемого ВУВ в экономическом расчеты приняты отечественные IGBT транзисторы модульного типа МТКИ-1600-12, производитель ОАО «Электровыпрямитель» г. Саранск.
Оплата труда работников рассчитывается по формуле:
ЗП=Еозп+Едзп (6.1)
где Еозп – основная заработная плата;
Едзп – дополнительная заработная плата.
Основная заработная плата рассчитывается по формуле:
Еозп = Сс·(1+Кп)·(Кр + Кд) (6.2)
Дополнительная заработная плата рассчитывается по формуле:
Едзп = 9 %·Еозп (6.3)
где Кп – коэффициент премии (30 %);
Кр – районный коэффициент, Кр = 1,3;
Кд – дальневосточный коэффициент (20 %).
Сс – тарифная заработная плата
Таблица 6.1 – Стоимость комплектующих для оборудования электровоза
| Название оборудования | Количество, ед. | Цена, руб. | Стоимость, руб. | |
| Диод ДЛ153-1600-32 с рад. | 3 | 5000* | 15000 | |
| Транзистор МТКИ-1600-12 | 2 | 23301* | 46602 | |
| Драйвер ДРИ11-30-1ОМ1Н-1 | 2 | 3272* | 6544 | |
| Элементы защиты цепей | 2 | 5000 | 10000 | |
| Шина медная | 5 | 450 | 2250 | |
| Блок управления ВУВ | 2 | 18000 | 36000 | |
| Итого: стоимость комплектующих Сэ, руб. | 116396 | |||
*Цены указаны согласно коммерческого предложения ОАО «Электровыпрямитель»
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
