Группировка индикаторов

Для того, чтобы по возможности упростить обнаружение аномальных состояний, индикаторы должны быть расположены так, чтобы в нормальном состоянии все стрелки имели одинаковое угловое положение (рис. 4). Рекомендуется применять интегрированные аналоговые индикаторы. Аналоговые индикаторы особенно пригодны для объединения различных шкал для одновременного считывания показаний и повышения реакции.

Рисунок 4.4 Группировка стрелочных индикаторов для повышения реакции обнаружения отклонений

При необходимости считывания показаний в заданной последовательности или, если индикаторы связаны с пронумерованными машинами, они должны располагаться в том же порядке, слева направо и сверху вниз на приборном щите. При плотном расположении индикаторов (например на приборном щите) конструктор должен исключать возможность путаницы, например, с помощью цветных отметок, расположения (например группировки) и других мер.

Контрольные вопросы.

1. Вопросы решаемые на начальной стадии компоновки панели приборов.

2. Чем отличаются задачи обнаружения и наблюдения сигнала.

3. Какие приборы используют для контроля динамических процессов?

4. Какие приборы отражают качественную информацию?

5. Как зависит цвет индикатора от отражаемой им информации?
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №5

Тема: Компоновка рабочего места водителя самоходной сельскохозяйственной машины.

Цель: Научиться компоновать рабочее место водителя самоходной сельскохозяйственной машины.

Материалы и оборудование: Технические нормативные акты (ГОСТ, СТБ, и др.) в зависимости от типа органа управления; методические рекомендации для выполнения данной работы.

Задание для практической работы:

1. Изучить нормативно-технические требования, предъявляемые к компоновке кабины.

2. Скомпоновать рабочее место оператора и кабину самоходной сельскохозяйственной машины.

3. Составить отчёт с обоснованием предложенных вами параметров кабины.

Порядок выполнения работы:

1.Исходя из условия индивидуального задания определим параметры кабины самоходной сельскохозяйственной машины.

2.На формате А4 вычертить в масштабе эскиз кабины проектируемой машины.

3.Штриховыми линиями обозначить дверной проём кабины.

4. На эскизе обозначить положение основных органов управления.

5.Учитывая сферические зоны свободного пространства расположить органы управления спроектированные в первой работе.

6.Обозначить размеры положения основных органов управления.

7.На формате листа А4 вычертить проекции профиля машины.

8.На полученном профиле выделить кабину и положение точки К (рис.5.7)

9.Обозначить углы зон обзора.

10. Составить отчёт о выполненной работе.

Используемая литература:

1. Степанов И.С., Евграфов А.Н.Основы эргономики и дизайна автомобилей и тракторов. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 256 с.

2. ГОСТ 27715.

3 ГОСТ 12.2.120-88 Межгосударственный стандарт. Кабины и рабочие места операторов тракторов, самоходных строительно-дорожных машин, одноосных тягачей, карьерных самосвалов и самоходных сельскохозяйственных машин.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Рабочее место водителя (оператора) самоходной сельскохозяйственной машины должно удовлетворять требованиям к размерам минимального пространствам, системам доступа на рабочее место оператора, расположению органов управления, условиям труда оператора и защитным свойствам кабины.

При управлении самоходной сельскохозяйственной машиной одним оператором, достаточна установка одноместной кабины, если технологический процесс требует наличия второго оператора или помощника конструктор должен предусмотреть размеры кабины на этапе проектирования. Отдельных случаях предусматривается возможность установки дополнительного съемного сиденья для пассажира.

Нормируют минимальные размеры одноместных кабин, в основном ширину и высоту. При этом руководствуются антропометрическими данными водителя 95-го уровня репрезентативности. Длину кабины не регламентируют, так как она во многом зависит от компоновки машины.

При компоновке рабочего места водителя самоходной сельскохозяйственной машины прежде всего необходимо определить минимальные размеры и геометрическую форму поверхностей, ограничивающих пространство внутри кабины вокруг располагающегося на сиденье в удобной рабочей позе оператора. Эти параметры задаются стандартами. Изменять ограничивающие размеры в меньшую сторону нельзя, и обычно их увеличивают, потому что в кабине предусматривается место для верхней одежды, аптечки, термоса с водой или пищей, а иногда и для второго сиденья.

Базовой точкой отсчета параметров кабин, зон расположения органов управления является контрольная точка сиденья KTC(Sip) по ГОСТ 27715. KTC(Sip) смещена по отношению к точке отсчета сиденья (ТОС) вперед па 130 мм и вверх на 97 мм.

Минимальные размеры одно- и двухместных кабин сельскохозяйственных машин и тракторов установлены в ГОСТ 12.2.120—88. Для одноместной кабины минимальная высота 1010 мм, минимальная ширина 900 мм на высоте от 310 до 810 мм от горизонтальной плоскости, проходящей через КТС (рис.5.1). Ширина двухместной кабины на этой же высоте должна быть не менее 1400 мм. Расстояние от вертикальной плоскости, проходящей точку отсчета сиденья (ТОС), до задней стенки кабины должно быть не менее 365 мм.

Рисунок 5.1 Внутренние размеры одноместной кабины.

В — расстояние от наружной поверхности обода рулевого колеса до поверхности кабины или других органов управления, за исключением установленных на рулевой колонке.

* Допускается в обоснованных случаях по согласованию с потребителем уменьшение радиуса R 1010 не более чем 100 мм, а для кабин тракторов с мягкой обивкой потолков — на 150 мм.

** Для самоходных сельскохозяйственных машин минимальный размер должен быть не менее 600 мм. При несимметричном относительно боковых стенок кабины расположении сиденья допускается уменьшение расстояния до ближайшей стенки не более, чем на 75 мм.

Поскольку, операторы имеют разные антропометрические характеристики, и для удобства их работы сиденье должно регулироваться в продольном направлении на 75 мм, по вертикали на 40 мм относительно среднего положения, что также не позволяет жестко задать продольные размеры.

К конструктивным элементам, обеспечивающим безопасный вход и выход из кабины трактора, относятся следующие: дверной проем и двери кабины, ступеньки, поручни, аварийный люк. Полностью удовлетворяет требованиям безопасности по входу и выходу кабина со следующими параметрами:

· высота пола кабины от опорной поверхности 1008 мм; высота дверного проема 1600 мм;

· ширина дверного проема 400 мм;

· ширина, глубина и высота ступеньки над уровнем опорной поверхности соответственно 300, 100 и 520 мм;

· расстояние между поверхностью пола и уровнем последней ступеньки 316 мм;

· угол выноса ступеньки наружу 55... 65°.

В соответствии с требованиями международных (ПСО) и отечественных стандартов самоходные сельскохозяйственные машины должны быть оборудованы подножками или лестницами при обязательном наличии поручней или перил. Расположение, размеры, требования к материалам этих элементов оговорены в стандарте. В качестве промежуточных подножек могут быть использованы конструктивные элементы иного назначения.

Расстояние между кромкой проема двери и подушкой сиденья должно быть не менее 300 мм при среднем по регулировкам положении сиденья.

Рисунок 5.2 Минимальные значения параметров доступа к рабочему месту

Для прохода на рабочее место должно быть обеспечено расстояние не менее 300 мм между кромкой проема двери и подушкой сиденья, находящегося в среднем по регулировкам положении; при наличии запасной двери (второй) на тракторах тягового класса 0,6 и 0,9 на самоходных сельскохозяйственных машинах допускается уменьшать этот размер до 200 мм.

В указанном пространстве не должны располагаться элементы, мешающие доступу оператора в одежде на рабочее место.

Рисунок 5.3 Размеры дверного проёма

* Высота дверного проема при максимально возможной открытой двери кабины, предназначенной для работы стоя.

** Минимальная высота дверного проема для кабин, предназначенных для работы сидя.

Примечания: 1. Размеры в скобках относятся к кабинам самоходных сельскохозяйственных машин. 2. Чертеж не определяет форму дверного проема.

Размеры дверного проема при максимально возможном открытии двери установлены ГОСТ 12.2.120—88 (рис. 5.3). Если оператор работает сидя, то высота дверного проема должна быть не менее 1300 мм, а если в положении стоя — 1800 мм. Если двери открываются менее чем на 90°, размеры дверного проема должны быть увеличены настолько, чтобы размер в свету соответствовал указанным на рис. 5.3.

Кабины самоходных сельскохозяйственных машин должны иметь не менее двух, а остальных машин — не менее трех аварийных выходов, которыми могут служить двери, окна, люки. Аварийные выходы должны быть расположены на разных сторонах (стенках, крыше) кабины. Минимальные размеры аварийных люков должны быть такими, чтобы в их поперечное сечение вписывался эллипс с главными осями 640 и 440 мм.

Аварийные выходы должны открываться без помощи инструмента. Если аварийными выходами являются застекленные окна, то в кабине должны находиться средства, которыми при аварийной ситуации можно разбить или выставить стекло аварийного выхода.

Это требование важно соблюдать для повышения безопасности при опрокидывании трактора и заклинивании дверей. Размеры аварийных выходов должны соответствовать размерам дверного проема или быть следующими: для квадратного сечения не менее 600 х 600 мм; для прямоугольного — 470 х 650 мм; для круглого — 700 мм в диаметре; для овального — главные оси эллипса не менее 640 и 440 мм.

Центры рукояток основных, часто используемых органов управления, и центры педалей органов управления машиной и рабочим оборудованием (во всех рабочих положениях) должны предпочтительно располагаться в пределах зон комфорта, а центры рукояток (кнопок, тумблеров, выключателей и т. п.) вспомогательных органов управления должны находиться в пределах зоны досягаемости по ГОСТ 27258. При этом размеры и взаимное расположение сиденья, педалей муфты сцепления и тормоза при выбранном свободном ходе, а также рулевого колеса для сельскохозяйственных самоходных машин и колесных тракторов должны соответствовать приведенным на рис. 5.4. Регулируемая рулевая колонка при этом должна находиться в среднем по регулировкам положении.

Рисунок 5.4 Расположение основных органов управления

1 — рулевое колесо; 2 — педали тормоза и муфты сцепления.

Вертикальный и горизонтальный размеры, определяющие взаимное расположение сиденья и центров педалей сцепления и тормозов, приведены ниже.

Таблица 5.2

A ±20	435	455	475	495	515	535
В ±20	715	695	685	665	645	625

Рисунок 5.5 Расположение основных органов управления

1 — акселиратор; 2 — тормоз; 3 — рулевое колесо; 4 - сцепление

Примечание. Размеры на чертеже указаны при следующих условиях:

1) педали находятся в положении, когда свободный ход выбран;

2) сиденье нагружено и находится в среднем по регулировкам положении.

Положение рулевой колонки должно регулироваться в продольном направлении (по углу установки) и по высоте (вдоль оси колонки) на величину (100 20) мм бесступенчато или с фиксацией не менее чем в четырех положениях по углу и в пяти — по высоте.,

Опорные площадки основных педалей должны иметь длину и ширину не менее 60 мм, расстояние между кромками площадок неблокируемых между собой педалей — 50... 100 мм, блокируемых — 5... 20 мм. Угол разворота опорных площадок педалей, приводимых в действие стопой, не должен превышать 15° от продольной плоскости машины.

Расстояние от рукояток рычагов при любом их положении до элементов интерьера и до соседних рычагов должно быть не менее 50 мм, если рычаги приводятся в движение кистью, и не менее 25 мм, если они приводятся в движение пальцами. Если рычаги перемещаются одновременно двумя руками или предполагается работа в рукавицах, а также при отсутствии визуального контроля за положением рычагов расстояние между расположенными рядом и управляемыми кистью рычагами увеличивается до 100... 150 мм. Разумеется, что рукоятки органов управления, особенно управления движением, необходимо располагать в пределах зоны досягаемости оператора. При этом угол сгиба руки оператора в локтевом суставе должен быть близок к 135°, а усилие должно прикладываться в направлении «прямо на себя — от себя».

При работе рычагами точного и непрерывного управления в условиях значительных вибраций и колебаний, особенно низкочастотных, необходимо предусматривать опору для рук, например подлокотники.

Расположение основных и вспомогательных органов управления для машин с реверсивным постом управления — по техническим условиям на конкретные модели машин.

При работе оператора в положении сидя:

- в зоне В (рис. 5.6) не должно быть никаких элементов, которые могут мешать оператору пользоваться органами управления;

- в зоне А должно обеспечиваться свободное пространство не менее 120 мм между соседними движущимися элементами.

Типовые способы приведения в действие основных органов управления даны в приложении 2, кроме машин, работающих на реверсе.

Рисунок 5.6 Сферические зоны свободного пространства

Рулевое колесо должно располагаться относительно горизонтальной плоскости для сельскохозяйственных тракторов в пределах 25—40°, для самоходных сельскохозяйственных машин в пределах 10—30° при работе сидя и в пределах 0—30° — при работе стоя, при этом регулирование должно проводиться бесступенчато или с фиксацией не менее, чем в четырех положениях, рулевое колесо машин должно иметь регулирование по высоте (вдоль оси колонки) на (100±20) мм бесступенчато или с фиксацией не менее, чем в пяти положениях.

Расстояния от рукояток рычагов управления (во всех положениях) до элементов рабочего места и между рукоятками, кроме рычагов, приводимых в движение одновременно горизонтально расположенной кистью, должно быть не менее 50 мм для приводимых в движение кистью с управляющим усилием свыше 150 Н и не менее 25 мм для приводимых в действие пальцами управляющим усилием от 80 до 150 Н (кроме органов управления двигателем).

Минимальная длина свободной части рычага вместе с рукояткой в любом его положении должна быть не менее 50 мм, приводимого в движение пальцами, и не менее 150 мм — приводимого в движение кистью, а для промышленных тракторов и машин, изготовленных на их базе, не менее 100 мм.

Если в кабине машины не предусмотрены педали управления, то на полу кабины должны быть наклонные упоры или опорные площадки для ног под углом 25—40° к горизонтали, покрытые малотеплопроводным материалом. Размеры их должны обеспечивать устойчивое положение ног оператора.

Расстояние между кромками площадок рядом расположенных неблокируемых педалей должно быть в пределах 50—100 мм, блокируемых 5—20 мм. Угол разворота от продольной оси машины опорных площадок педалей, приводимых в действие стопой ноги, не должен превышать 15°.

Силы сопротивления перемещению органов управления не должны превышать значений, приведенных в Приложении 3.

Элементы органов управления, с которыми соприкасаются руки оператора или обслуживающего персонала, следует изготавливать из материала с теплопроводностью не более 0,2 Вт/(м × К), или они должны иметь покрытие из этого материала толщиной не менее 0,5 мм.

Для обозначения функционального назначения органов управления следует применять символику по ГОСТ 26336.

Допускается применение дополнительных символов, не установленных ГОСТ 26336, отражающих специфику назначения и работы машин, установленных на них механизмов, устройств и приборов.

В кабине сельскохозяйственных тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин должна быть установлена пепельница, выполненная из негорючего материала, и предусмотрено место для установки радиоприемника и антенны.

Важное значение имеет, обзорность с рабочего места оператора потому что многие технологические операции, выполняемые с помощью тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин, требуют очень точного позиционирования рабочих органов машины, колес и гусениц относительно других предметов, а также точного выдерживания траектории движения машины. Основными оценочными показателями являются углы обзора функциональных зон и объектов наблюдения.

В качестве исходной точки отсчета параметров обзорности для самоходных сельскохозяйственных машин и тракторов принята точка К, имеющая координаты 670 мм вверх и 10 мм вперед относительно КТС в продольной вертикальной плоскости. Ее положение имитирует положение глаз оператора. Углы, определяющие обзорность сельскохозяйственного трактора из кабины по ГОСТ 12.2.019—86, показаны на рис. 5.7.

Для тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин особое значение имеет обзорность передних колес или передних частей гусениц. Эти параметры также регламентируются стандартом.

Рисунок 5.7 Углы определения зон обзора самоходных сельскохозяйственных машин и тракторов.

Контрольные вопросы.

1. Чем определяются минимальные размеры кабины?

2. Какие параметры определяют размеры дверей и аварийных выходов.

3. Чем ограничены зоны обзора?

4. Что ограничивается сферическими зонами в положении оператора сидя?

5. Базовая точка отсчёта параметров кабины.

Литература

2. СТБ ЕН 894-3-2003государственный стандарт республики Беларусь, безопасность машин. Часть 3. Органы управления.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Выбор серии органа управления (поступательное движение)

Номер графы	Достижимость требований			Характеристика перемещения	Номер серии органов управления
Номер графы	а) точность позиционирования	b)Скорость позиционирования	c) престановочное усилие	k) оси и l) направление вращения	m) дискретное перемещение	n)непрерывное перемещение
1	2	3	4	5	6	7
L1				X+/-	6	14
L2				X +	4	12
L3				X +	1	10
L4				X +	7	-
L5				X +	2	11
L6				X +	5	13
L7				X + и Z+	8	15
L8				X +	9	16
L9				X -	1	10
L10				X -	4	12
L11				X -	5	13
L12				X -	2	11
L13				X -	3	-
L14				X -	8	15
L15				X -	9	16
L16				Y+/-	4	12
L17				Y+/-	1	10
L18				Y+/-	7	-
L19				Y+	2	11
L20				Y+	6	14
L21				Y+	8	15
L22				Y+	9	16
L23				Y-	7	-
L24				Y- и Z-	2	11
L25				Y-	5	13
L26				Y-	3	-
L27				Y-	6	14
L28				Y-	9	16
L29				Z+/-	1	10
L30				Z+	4	12
L31				Z+	5	13
L32				Z+	6	14
L33				Z+	3	-
Продолжение приложения 1
1	2	3	4	5	6	7
L34				Z+	9	16
L35				Z-	7	-
L36				Z-	4	12
L37				Z-	5	13
L38				Z-	8	15
L39				Z-	6	14
L40				Z-	3	-
L41				Z-	9	16

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Выбор серии органов управления (вращательное движение)

Номер графы	Достижимость требований			Характеристика перемещений	Номер серии управляющих устройств
	а) точность позиционирования	b)Скорость позиционирования	c) престановочное усилие	k) оси и l) направление вращения	m) дискретное пермещение	n)Непрерывное перемещение
	а) точность позиционирования	b)Скорость позиционирования	c) престановочное усилие	k) оси и l) направление вращения	m) дискретное пермещение		n)подходит ли для угла вращения >180°
1	2	3	4	5	6	7	8
R1				X+/-Z+/-	21	30
R2				X+/-Z+/-	20	29
R3				Y+/-	18	27
R4				X+/-Y+ Z+/-	23	33
R5				X+/-Z+/-	25	36
R6				X+/-	24	35
R7				X+/-	19
R8				X+ Y-	20	28	ДА
R9				X+ Y+/-	17	26
R10				X+ Y+	22	32
R11				X+	22	31	ДА
R12				X+ Y-	24	34	ДА
R13				X- Y+	20	28	ДА
R14				X-	17	26
R15				X- Y+ Z+/-	22	31	ДА
R16				X-	22	32
R17				X- Y+ Z-	24	34	ДА
R18				Y+/-	21	30
R19				Y+/-	20	29
R20				Y+/-	18	27
R21				Y+	24	35
Продолжение приложения 2
1	2	3	4	5	6	7	8
R22				Y+ Z-	25	36
R23				Y-	24	35
R24				Y-	25	36
R25				Y-	22	31	ДА
R26				Z+/-	17	26
R27				Z+/-	18	27
R28				Z+/-	22	32
R29				Z+/-	19
R30				Z+	20	28	ДА
R31				Z+	24	34,35	ДА
R32				Z-	20	28	ДА
R33				Z-	24	35