Машиностроение и механика

  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Станочное оборудование - Эргономические основы проектирования оборудования

Article Index
Станочное оборудование
Проектные критерии, предъявляемые к станочному оборудованию
Обобщенные (базисные) показатели оценки качества оборудования
Точность, источники возникновения погрешностей
Критерии работы станочного оборудования – жесткость
Прочность, износостойкость, теплостойкость
Эргономические основы проектирования оборудования
Понятие привода, назначение, требования к приводам
Ступенчатое, бесступенчатое, смешанное регулирование скорости движения рабочего органа
Цели и задач кинематического расчета, его последовательность
Порядок построения СТС и ГЧВ
Расчет чисел зубьев передач МРС
Отклонения множительной структуры
Шпиндельный узел
Гидродинамические и гидростатические опоры шпинделей
Несущая система станка
Направляющие МРС
Организация ремонта и обслуживания
All Pages

 Эргономические основы проектирования оборудования. Основные задачи эргономики. Дизайн, функционализм, стилизация, стайлинг

 

Главной движущей силой технического прогресса было и есть стремление создавать более производительные, надежные, долговечные, экономичные средства производства. Создавая средства производства, человек стремится сделать их максимально удобными и красивыми, так как стремление к красоте неотделимо от человека. Поэтому в процессе развития производительных сил эстетизация предметной среды приобретает все большее и большее значение.

Техническую эстетику и художественное конструирование обозначают термином дизайн, имеющим несколько значений: инженерное и художественное конструирование, систему теоретических взглядов в этой области, результаты творчества художника-конструктора и метод его работы. В дизайне можно отметить следующие направления: истинный дизайн, функционализм, стилизация, стайлинг.

Истинный дизайн – это создание изделия на основе эргономики, функционального и композиционного анализов, передовых технических требований. Форма изделия в этом случае наиболее точно отображает его практическое назначение (функцию).

Функционализм – формообразование изделия на основе совершенствования функции, т.е. в основе создания изделия лежит прежде всего отработка функции, которой отдается предпочтение перед формой.

Стилизация – конструирование внешнего вида нового изделия по существующему образцу. Стилизация способствует распространению современных форм изделий и модернизации производства.

Стайлинг – конструирование изделий, отличающихся от своих аналогов лишь внешним видом. Постоянная модернизация изделия не вызывает существенной модернизации производства.

Эргономика - наука, изучающая функциональные возможности человека в трудовых процессах с целью создания для него совершенных орудий и оптимальных условий труда, т.е. таких условий, которые, делая труд человека высокопроизводительным и безопасным, в то же время обеспечивают человеку необходимые удобства и экономят его силы, здоровье и работоспособность. Эргономика включает в себя инженерную психологию, антропометрию и ряд вопросов физиологии и гигиены труда.

К основным вопросам эргономики относятся закономерности зрительного восприятия, антропометрические данные, биомеханические возможности человека.


Антропометрия и биомеханические возможности человека. Рабочая зона и рабочее пространство. Основные типы органов управления и индикации. Эргономическая оценка промышленного оборудования


Антропометрия – измерение тела человека. Антропометрические данные кладут в основу проектирования машин, орудий труда, помещений, потребительских изделий, что делает возможным правильную и эффективную эксплуатацию этих предметов. Антропометрические данные включают основные размеры человеческого тела и пределы движения конечностей. Например, средний рост мужчин в Российской Федерации равен 170 см, женщин – 157 см. В процессе проектирования нового и изучения существующего оборудования желательно провести антропометрический анализ, который дает возможность выявить недостатки компоновки отдельных узлов и расположения органов управления. К особенностям биомеханических возможностей человека можно отнести:

1) рука человека двигается лучше и быстрее в горизонтальной плоскости, чем в вертикальной, причем правая - против часовой, левая - по часовой;

2) там, где требуется быстрая реакция, нужно использовать движение по направлению "к себе";

3) движения вперед и назад быстрее, чем движения в стороны;

4) каждое движение должно заканчиваться в положении, удобном для начала следующего движения;

5) при работе двумя руками движения должны быть симметричны и противоположны, а также обе руки должны одновременно начинать и закачивать действия;

6) мускулы меньше утомляются при динамической работе, чем при статической, в связи с этим статическая работа при обслуживании оборудования должна быть сведена до минимума;

7) время переключения органа управления должно быть минимальным;

8) движение менее утомительно, если оно совершается в направлении положительного действия силы тяжести;

9) движения по окружности предпочтительнее, чем прямолинейные;

10) движение под прямым углом изменяется значительно быстрее, чем под тупым; плавно закругленные движения быстрее движений прямолинейных и имеющих резкое и внезапное изменение направления;

11) точные движения лучше выполняются сидя, чем стоя;

12) движения, ориентированные механическими устройствами, быстрее, чем движения, зависящие только от визуальной опенки;

 сила предплечья больше при согнутой руке, чем при вытянутой.

clip_image053

А - рабочее пространство;    Б - зона удобного размещения устройств; В - оптимальное рабочее пространство;   а - зона, удобная для обеих рук; б - расстояние между центрами оптимального рабочего пространства

Эргономический анализ органов управления в основном производится по следующим трем критериям:

1) удобство размещения органов управления;

2) величина усилия, необходимого для переключения рукояток;

3) время, необходимое на переключение и процент неудачных переключений, т.е. переключений, которые не удается выполнить с первого раза.

Оценка двух первых критериев производится путем сравнения параметров, характеризующих органы управления оборудованием, с цифрами, приведенными в таблице, разработанной ЭНИМС. В этой таблице приведены допустимые значения усилий на органах управления металлорежущих станков средних размеров в зависимости от частоты переключения рукоятки, ее расположения и направления усилия, необходимого для ее переключения. Здесь же указаны пределы рекомендуемой зоны расположения органов управления по высоте.