Материал: Компоновка рабочего места сверловщика

выполнение основных и вспомогательных операций в удобном рабочем положении, соответствующем специфике трудового процесса, и с применением наиболее эффективных приемов труда;

расположение средств управления в пределах оптимальных границ пространства перемещений человека;

сохранения оптимального обзора источников визуальной информации при смене рабочей позы и рабочего положения;

свободного доступа к местам профилактических осмотров, ремонта и наладки, удобства их выполнения;

рационального размещения оборудования, безопасности работающих.

Рабочее пространство и организация рабочего места, досягаемость и величина усилий на органы управления, а также характеристики обзорности обусловливаются, прежде всего, положением тела работающего. Наиболее распространены рабочие положения: стоя и сидя. Каждое из положений характеризуется определенными условиями равновесия, степенью напряжения мышц, состоянием кровеносной и дыхательной систем, расположением внутренних органов и, следовательно, расходом энергии.

Параметры производственного оборудования и рабочего места условно делят на три группы: габаритные, свободные и компоновочные (сопряженные).

Габаритные размеры - наибольшие размеры тела в разных его положениях и позах, ориентированные в разных плоскостях (размах рук, наибольший поперечный диаметр тела, горизонтальная и вертикальная досягаемость рук и т.п.). Они измеряются по наиболее удаленным точкам тела и используются для расчетов параметров пространства, занимаемого телом человека в разных положениях и позах, проходов, проемов, лестниц, люков, лазов, безопасных расстояний и т.п., а также для расчетов максимальных и минимальных границ досягаемости рук и ног.

В пределах габаритных параметров рассматриваются свободные и компоновочные параметры.

Свободные параметры - это параметры отдельных элементов рабочего места, которые не имеют общих баз отсчета, а следовательно не сопряжены друг с другом. Свободные параметры могут быть регулируемыми (переменными - рабочее кресло) и нерегулируемыми (постоянными).

Компоновочные параметры - характеризуют положение отдельных элементов рабочего места относительно друг друга и работающего человека. К ним относятся расстояния между элементами рабочего места, границы досягаемостей в моторном пространстве, зоны оптимального видения, высотные соотношения между рабочей поверхностью, сиденьем и подставкой для ног, размах движений приводных элементов органов управления и т.д.

При расчете компоновочных и свободных параметров используют антропометрические данные.

Антропометрические признаки - соматические характеристики человека, отражающие его внутривидовые вариации строения и закономерности развития (линейные, периметровые, угловые разметы тела, сила мышц, форма головы, грудной клетки и др.). Схема измерения антропометрических размеров тела в положении стоя представлена на рис.4.

Антропометрические данные по способам измерений и в зависимости от сферы использования разделяют на статические и динамические.

Статические антропометрические данные - это размеры тела, измеряемые однократно в статическом положении человека. Эти данные используются для расчета свободных параметров элементов рабочего места, для определения диапазона регулирования изменяемых параметров. В свою очередь они делятся на габаритные размеры и размеры отдельных частей тела.

Среди размеров отдельных частей тела различают размеры конечностей и корпуса, размеры кисти, стопы и головы. Они необходимы для расчетов габаритных и свободных параметров элементов рабочего места.

И габаритные размеры, и размеры отдельных частей тела делятся на продольные, поперечные и переднезадние, а также на проекционные и прямые.

Антропометрические данные

Рис. 4. Эргономические размеры тела в положении стоя: а - продольные размеры отдельных частей тела; б, в, г - габаритные размеры тела (соответственно - продольные, поперечные, переднезадние).

В таблице 1 приведен перечень эргономических размеров тела и их статические параметры, необходимых для расчета линейных параметров элементов рабочих мест для работы в положении стоя. Измерения проведены в 1994 г. - мужчины (166 человек) и женщины (207 человек) в возрасте 18-21 год.

Таблица 1

Эргономические размера (антропометрические признаки). Положение стоя

Динамические антропометрические данные.

К динамическим антропометрическим данным относятся размеры тела человека, изменяющие свою величину при угловых и линейных перемещениях измеряемой части тела в пространстве. Изменения могут быть выражены непосредственно в виде каждого нового измерения одного и того же размера в абсолютных величинах, например изменения длины руки при ее движении в сторону, вперед, вверх. Такие размеры дают представление о максимальных и минимальных границах досягаемости в моторном пространстве. Кроме того, они могут выражаться в виде приростов (эффект движения тела), а именно: максимального увеличения или уменьшения одного и того же размера при перемещении части тела или всего тела в пространстве (рис. 5). Например, на 2 - 3 см увеличиваются наибольшая ширина таза, наибольший переднезадний диаметр тела, передняя досягаемость руки при переходе из положения стоя в положение сидя, при переходе из положения стоя в положение лежа длина тела увеличивается также на 2-3 см и т.п.

Рис. 5. Динамические размеры тела: а - передняя досягаемость руки; траектории (А, В, С) перемещения III фаланговой точки в горизонтальных плоскостях, расположенных на различной высоте от сиденья. База отсчета - точка по середине прямой, соединяющей правую и левую плечевые точки; б - углы сгибания и разгибания кисти в лучезапястном суставе. Пальцы охватывают рукоятку рычага.

Антропометрические признаки определяются с учетом возрастных, половых, этнических (территориальных) и других факторов, так как существенно от них зависят.

Рассмотрим компоновку рабочего мета, за которым сверловщик проводит необходимые действия

(Приложение 3):

1.      Человек, выполняющий все действия - женщина.

2.      Рабочее положение оператора - стоя.

.        Габаритные размеры станка:

-       Длина 600 мм;

-       Ширина 1300 мм;

-       Высота 2600 мм.

4.      Расстояние от сверловщика до столешницы станка составляет - 200 мм, что соответствует допустимым нормам.

5.      Наклон корпуса тела вперед и в сторону составляет 8º (2-10º), а наклон головы - 15º (до 30º), данные размеры соответствуют нормам.

.        Максимальный радиус действия рук - 625 мм.

.        Возле станка расположена тележка на колесах. Длина ее - 1000 мм, а ширина - 720 мм. Расстояние от пола - 800 мм. Тележка разделена на два отсека, в первом отсеке лежат необрабатываемые заготовки, а во втором - готовые изделия.

.        Справа от станка расположен пульт управления. Его размеры составляют:

-       Длина 1400 мм;

-       Ширина 1200 мм;

-       Высота 1500 мм.

Размеры соответствуют нормам, см. табл.2.

.        На ПУ расположены органы управления, которые соответствуют нормам. (См. раздел Компоновка пульта управления).

10.    Зона углов обзора, также соответствует нормам Рис.3.

.        Зона рук досягаемости Рис.2.

Пропорционирование, как средство композиции

Композиция - это эстетическая характеристика, отражающая систему организации, связи элементов формы и содержания, диктующих положение основных частей элементов в определенной последовательности. (Конспект лекций по эргономике и ХК).

Гармония формы в технике достигается с помощью особых средств. В дизайне, как и в архитектуре, они называются средствами композиции. Это пропорции, масштаб, контраст, нюанс, ритм, метрические повторы, характер формы.

Среди всех "классических" средств композиции на первое место следует поставить пропорции. В самом деле, размерные отношения элементов формы - это та основа, на которой строится вся композиция. Как бы ни были хороши детали изделия сами по себе, но если всю его объемно-пространственную структуру не объединяет четкая пропорциональная система, трудно рассчитывать на целостность формы.

К сожалению, в ряде работ, посвященных пропорционированию станков, машин, приборов, мало анализируется объективная основа гармоничных размерных отношений, не указываются приемы пропорционирования станка или прибора со сложной объемно-пространственной структурой, где так трудно использовать существующие методы. Пропорционирование в технике нельзя сводить к механическому заимствованию классических приемов пропорционирования в архитектуре и прославлению "золотого сечения" на все случаи жизни. Пропорции лишь тогда приобретают действенную силу, когда проектировщик подходит к ним от самой сущности вещи, а не навязывает форме произвольно выбранную пропорциональную схему.

Различия методов пропорционирования в технике и архитектуре определяются прежде всего разной степенью обусловленности формы конструкцией. Если в классической архитектуре заранее разработанная система пропорций иногда могла служить своего рода основой композиции сооружения и, следовательно, во многом предопределяла его конструкцию, то в технике это почти невозможно. Немыслимо пропорционировать станок раньше, чем определится его кинематика и хотя бы в общем виде будет выбрана силовая схема. Ведь без этого вообще нельзя подойти к форме станка!

Когда инженер-конструктор в эскизах наметит ряд вариантов компоновки станка и начнет выбирать из них оптимальный, художник-конструктор приступает к наброскам композиционных вариантов по этим компоновкам. Здесь не нужна тщательная проработка - важно уточнить лишь пропорциональную схему каждого из вариантов. В этих случаях среди ряда решений всегда обнаруживаются схемы явно непропорциональные. Другие варианты оказываются потенциально пропорциональными, что позволяет в дальнейшем без особых натяжек создать вполне гармоничную систему пропорций. Далее, по мере уточнения конструкции расчетом, проработки узлов и деталей, у художника-конструктора появляется возможность яснее представить себе форму и уточнить размерные отношения главных элементов объемно-пространственной структуры. Таким образом, на стадии инженерной отработки конструкции параллельно идет и художественно-конструкторская отработка формы. В результате пропорции станка оказываются производными от его инженерной компоновки. Именно поэтому пропорциональный строй, соразмерность частей и целого служат важной и точной проверкой технического совершенства конструкции. Можно принять за аксиому, что чем точнее учтены в конструкции истинные усилия, чем логичнее она в целом и деталях, чем большую роль играл расчет в определении важнейших размерных отношений несущей основы станка, тем больше шансов на то, что станок окажется и гармонически соразмерным. Все, что конструктивно нелогично, заведомо непропорционально.

Итак, пропорции складываются объективно - они связаны с основой конструкции, и от этого нельзя абстрагироваться. Если проектировщики начнут анализировать геометрическую основу формы станка или машины на раннем этапе инженерного конструирования, то можно будет без всякого ущерба для сроков проектирования гармонизовать основные размерные отношения. Черновой рабочий макет на этом этапе особенно полезен, так как позволяет точно выверить размеры. Обычно в качестве методических примеров по пропорционированию в технике берут изделия с относительно простыми геометрическими формами, легко поддающимися пропорционированию. Таковы, например, приближающиеся к плоскости панели различных приборов и пультов управления, к которым вполне применимы приемы и методы пропорционирования (Рис.6).

А)  Б)

Рис. 6. Примеры организации панели прибора с помощью пропорционирования.

В художественном конструировании станков получает распространение графическое пропорционирование на основе геометрического подобия. Рассмотрим два случая сочетания прямоугольников на основе подобия прямоугольных треугольников (Рис.7):

На рис.7, а, связь двух прямоугольников, являющихся самостоятельными элементами композиции, возникает на основе соподчинения меньшего прямоугольника большему (части и целого). Соподчинение здесь обусловлено системой подобных треугольников, вписанных в рассматриваемые прямоугольники. В случае, показанном на рис.7, б, связь двух прямоугольников получена путем повторения формы меньшего в большем, т.е. при расчленении целого на подобные части. Соподчинение и расчленение в разнообразных сочетаниях обычно используется в качестве пропорционирования.

Пропорции тесно связаны с характером взаимоотношений элементов формы - их пространственным расположением, соподчиненностью в композиции.

В сфере техники пропорции приобретают все большее значение. Это объясняется прежде всего тем, что многие современные изделия (в нашем случае, станки) представляют собой своеобразные системы многократно повторяющихся унифицированных элементов. С другой стороны, сама унификация немыслима без строгой организации структуры. Однако в этих условиях достижение геометрических подобий в системах элементов - задача более легкая, ибо структура чаще всего строится на модульной основе.

Различают следующие виды пропорций:

·        арифметическая: H1 - H 2=Н2 - H 3;

·        геометрическая:  = ;

·        восемь гармонических:

·        1)  ;

·        2)  ;

·        3)  ;

)  ;