На нашем интернет портале море информации по пищевой
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
» » Безопасность, эргономичность, эстетичность конструкций пищевых машин и оборудования

Безопасность, эргономичность, эстетичность конструкций пищевых машин и оборудования

эстетичность конструкцииЧем выше уровень автоматизации какого-либо технологического процесса, тем меньше затрат живого труда. Автоматическое чередование циклов по заданной программе, дистанционное управление, автоматический контроль работы машин и параметров технологического процесса — все это уменьшает количество обслуживающего персонала, но на данном этапе еще не исключает его необходимости. Физический труд рабочих-операторов и наладчиков становится более легким, постепенно сращивается с трудом умственным.
Тем более возрастают требования к конструкции машин в смысле обеспечения безвредности, безопасности, удобства их обслуживания, создания комфортных условий работы, среди которых большую роль играет эстетичность самих машин и интерьера цеха.
Требования охраны труда к конструкциям пищевых машин-автоматов в значительной мере являются теми же,  что и для машин других отраслей (защита от электрического тока,  тепловых выделений, вибрации, шума и прочих опасностей). Поэтому упомянем лишь о требованиях, имеющих особое значение в условиях пищевых производств.
Конструкции пищевых машин и аппаратов должны исключать возможность «мертвых зон» скопления необработанного сырья, отходов, бракованной продукции. Необходимо также предотвращать возможность загрязнения продукта, поверхностей оборудования, полов цеха смазочными материалами и рабочими жидкостями гидроприводов. При выборе электродвигателей следует учитывать повышенную влажность и температуру пищевых цехов. В автоматах для фасовки сыпучих продуктов следует предусматривать пылезащитные устройства. Особое внимание следует обращать на сигнализацию и блокировку. В машинах автоматического и, тем более, полуавтоматического действия опасные при работе зоны (загрузки, разгрузки, наладки, операций резки, штамповки, вальцевания и т. п.) должны быть ограждены. Эти ограждения нужно так сблокировать с приводной и тормозной системами машины, чтобы машина останавливалась и не могла работать в том случае, если ограждения сняты. Для этого ограждения снабжаются электрическими контактами, включенными во вспомогательные пусковые цепи. Для того чтобы ограждения не мешали наблюдению за процессом обработки, их делают из прозрачного органического стекла.
Есть машины, в которых вместо съемных ограждений рабочей зоны используются бесконтактные блокировочные устройства. Например, когда рука рабочего, приближаясь к опасной зоне, пересечет световой пучок осветителя, срабатывает фотореле, выключающее привод и включающее тормозную систему.
Если возможно заклинивание при работе отдельных механизмов в результате попадания посторонних предметов, чрезмерного накопления или случайного разрушения обрабатываемых объектов (например, стеклянных бутылок), то нужно применять автоматические аварийные остановы. В этом случае после устранения ненормальности машину нужно будет включить вручную.
Особое значение блокировка и сигнализация приобретают в поточных машинных линиях, которые обслуживаются несколькими рабочими. При аварийных остановках какой-либо машины в линии, как правило, должны останавливаться все машины предшествующего участка. Исключением являются линии с межоперационными буферными накопителями.
Даже при наличии централизованного дистанционного управления линией должны быть предусмотрены местные ручные кнопки аварийного выключения. Централизованный пуск линии, обслуживаемой несколькими рабочими, может осуществляться только после двусторонней оповестительной сигнализации. В некоторых линиях встраивают в ряде мест контрольные блокирующие рукоятки. Когда вся линия подготовлена и рабочие на местах нажмут на эти рукоятки, главный оператор сможет включить линию целиком.
Для оповестительной сигнализации нужно применять схемы, исключающие возможность ложных сигналов, которые могут быть из-за порчи сигнальных ламп, коротких замыканий и других случайных причин. Поэтому на сигнальном щите нужно ставить две лампы: сигналы готовности к пуску или аварийные должны подаваться загоранием лампы, а не ее потуханием, чтобы возможная неисправность лампы не привела к ложному сигналу. Оптические аварийные сигналы должны дублироваться акустическими.
При конструировании машин важно устранить возможность самопроизвольного или случайного включения машины от неосторожных движений. Для этого нужно надежно фиксировать пусковые устройства в нерабочем положении с помощью различного рода запорных защелок, подпружиненных шариковых или иных фиксаторов, грузов и т. д.
Оценка качества конструкции машин с точки зрения их безвредности может быть только двоякой: либо машина удовлетворяет существующим правилам охраны труда, либо нет. В последнем случае все остальные достоинства конструкции сводятся к нулю.
Наряду с удовлетворением требований безвредности и безопасности конструктор должен заботиться и об удобстве обслуживания машины, а также о воздействии ее внешнего вида на психику человека. Эргономические и эстетические свойства конструкций приобретают при оценке качества все большее значение.
Эргономичность конструкции машины — это совокупность таких ее свойств, которые определяют взаимное соответствие элементов системы «человек—машина». Было время, когда создатели машин не очень задумывались над тем очевидным обстоятельством, что любая машина или система автоматических машин управляется человеком. Чем сложнее и производительнее становились машины, чем больше операций они выполняли и чем большие скорости и мощности развивали, тем больше живого труда они экономили, но и тем интенсивнее и ответственнее становился труд тех, кто управлял этими машинами. Поэтому и возникла необходимость создания науки — эргономики, которая изучает и определяет соответствие технических параметров машин с психофизиологическими возможностями оператора, обеспечивая максимальную надежность действия этой сложной системы «человек—машина». Название «эргономика» происходит от слова «эрг» (единица работы) и объясняется тем, что наука эта исследует и облегчает работу человека по управлению машиной, основываясь при этом на физиологии и анатомии человека, инженерной психологии, теории информации и автоматического регулирования.
Процесс управления машиной заключается в воздействии оператора на органы управления в зависимости от заданной программы и наличия информации о ходе выполнения программы, отклонения от которой могут быть вызваны многими случайными факторами. Эта информация является обратной связью от машины к человеку и осуществляется с помощью контрольно-измерительных приборов, различных датчиков или непосредственно.
Эргономическое совершенство машины определяется: а) рациональной организацией осведомительной информации, т. е. обратной связи, и б) рациональной конструкцией и компоновкой органов управления.
Некоторые основные принципы эргономического конструирования заключаются в следующем.
Необходимо выбрать оптимальную зону размещения органов управления и КИП с учетом возможно более удобной позы, наименьшего напряжения и затраты энергии оператора. Органы управления должны быть расположены так, чтобы не надо было тянуться к ним или наклоняться. Различают максимально возможную зону, определяемую возможностями рук стоящего у машины оператора, и оптимальную, т. е. наиболее удобную для оператора. Органы управления следует по возможности располагать в оптимальной зоне, причем так, чтобы важные и часто применяемые органы были наиболее доступными,
количество органов управления и длина траекторий движений рук оператора были минимальными,
одна операция совершалась с помощью одного рабочего действия,
перемещение рукоятки вправо соответствовало смещению управляемого рабочего органа вправо,
горизонтальные движения рук оператора преобладали над вертикальными.
Органы управления могут быть в виде рычагов, кнопок, клавишей, штурвалов, поворотных рукояток, педалей и т. д. Для операции включение—выключение предпочтительны кнопки или клавиши, для регулировки — поворотные рукоятки. Допустимое усилие нажима на кнопки легкого типа 0,14—0,5 кгс, на рычаги 3,9—16 кгс, на штурвалы (окружное усилие) 4—15 кгс. Для каждой операции управления машиной имеется экспериментально определяемая оптимальная величина усилия. Замечено, например, что  не только увеличение, по и уменьшение этой величины снижает точность движений оператора. Так, замена штурвального или рычажного управления кнопочным далеко не всегда допустимо, так как не соответствует привычным для оператора значениям обратной связи.
Часто бывает целесообразно орган управления и КИП вынести на специальный щит. Однако чрезмерное сосредоточение всех органов управления в одном месте нежелательно.
Контрольный пульт должен быть хорошо «читаем». Установлено, например, что поле зрительного восприятия пульта целесообразно расчленять на ряд участков. Это достигается формой, оттенком, яркостью, размером, координатными линиями. Необходимость подобного расчленения обусловлена особенностью движения глаз оператора. По нерасчлененному полю глаза движутся беспорядочно, хаотически направляясь к различным участкам поля. Увеличивается вероятность повторений и пропусков. Наличие на поле каких-либо фиксационных точек, координатных линий придает движению глаз планомерность и направленность. Однако и чрезмерное увлечение расчлененностью удлиняет время поиска оператором нужного элемента. Чувство меры должно подсказать конструктору-проектировщику правильное решение.
Пульты управления поточными автоматизированными линиями часто оформляются в соответствии с пространственным расположением контролируемых и управляемых объектов. Психологические исследования показали, однако, что это не всегда удобно для оператора. Оказалось, что работа его облегчается, если условные изображения объектов управления и органы управления расположены на пульте в технологической последовательности. Переход от одного элемента к другому в этом случае исключает зигзагообразные маршруты глаз и рук.
Оценка эргономичности машин производится компетентной экспертной комиссией в виде балла, величина которого определяется по частным антропометрическим, физиологическим, психофизиологическим и психологическим показателям, с учетом их значимости.
Антропометрические показатели характеризуют соответствие машины типичным размерам и форме человеческого тела.
Физиологические и психофизиологические показатели учитывают влияние машины на органы чувств оператора, его скоростные и силовые возможности.
Психологические показатели определяют соответствие машины психологическим особенностям оператора, его трудовым навыкам, объему оперативной памяти, ассоциациям с цветом и формой объекта наблюдения. Психологические показатели эргономичности вплотную подводят к показателям эстетичности машин.
Эстетичность — это сложный комплекс свойств изделия (в частности, машины), заключающихся в способности выражать своим внешним видом целесообразность, внутреннее совершенство и этим оказывать положительное эмоциональное воздействие на человека. Раньше придавали значение внешнему оформлению только таких объектов, как гражданские сооружения, изделия бытового назначения и широкого потребления. Сейчас внимание проектировщиков начали привлекать и вопросы эстетичности различных технических устройств, производственной обстановки, цехового интерьера. И это понятно. Рабочий, мастер, инженер значительную часть своей жизни проводят на производстве. Естественно желание создать там такую обстановку, чтобы работать было легче и приятнее, чтобы сама работа в такой обстановке доставляла удовольствие. Если в цехе чисто, много света, воздуха, если машины имеют гармоничные пропорции, радующую глаз окраску, то это создает хорошее настроение, повышает производительность труда. Художественное начало в технике и производстве одухотворяет труд, облагораживает человека, воспитывает в нем коммунистическое отношение к труду и своим обязанностям.
Художественное конструирование, в основе которого положена техническая эстетика, т. е. наука о законах красоты технических устройств, составляет в настоящее время особый раздел теоретических основ оптимального конструирования машин. Не останавливаясь на детализации требований к эстетическим свойствам машин, изложим лишь некоторые соображения о факторах, влияющих на внешний вид технологических автоматов пищевых производств.
Прежде всего — это так называемая архитектоника, т. е. форма и пропорциональность частей машины, определяемая должной их компоновкой или, как говорят специалисты по художественному конструированию («дизайнеры») — их композицией.
Важным фактором при создании гармоничного внешнего вида машины или сооружения является определенная пропорциональность несущих и несомых элементов. Тяжелая и высокая станина на ажурных ножках производит впечатление неустойчивости. Форма должна соответствовать функциональному назначению машины. Аэродинамическая форма самолета, мощные станины блюминга полностью соответствуют своему назначению. Но применение этих же форм и масс для ирисозаверточного автомата было бы смешным. Все должно быть «в меру», чтобы глаз подсознательно чувствовал, что размеры, соотношения объемов отдельных частей машины гармоничны.
Для технологических машин как статических сооружений характерны формы, близкие к прямоугольным. Пищевые аппараты выполняются в виде цилиндров по нормированному размерному ряду соотношений высоты и диаметра. Заслуживает одобрения компоновка параллелепипедов с наклонными цилиндрами, но только в том случае, если это оправдано существом технологического процесса, как это имеет место, например, в поточном маслоизготовителе.
Компонуя машины, следует убрать по возможности различные наружные трубопроводы, мелкие коробочки, крышечки и другие детали, затрудняющие окраску, уход за машиной и способствующие скоплению пищевой грязи.
Электро- и гидродвигатели, коробки скоростей, редукторы желательно встраивать внутрь станины и закрывать их съемными крышками или монтировать на выдвигающихся платах. Значение защитных кожухов очевидно с точки зрения техники безопасности. Однако многие считают, что кожухи мешают наблюдению за работой механизмов и обслуживанию. Применение защитных прозрачных щитков исключает эти опасения.
Следует сказать, что каких-либо определенных, раз навсегда данных рецептов по обеспечению выразительности и гармоничности конструкции нет и быть не может, так как представления о красоте, изяществе, оригинальности не есть нечто безусловное и неизменное. Нельзя, например, сказать, что симметричное расположение частей машины или сооружения лучше, чем асимметричное, или что всегда надо придерживаться правила «золотого сечения»
правила «золотого сечения»
Раньше считалось, что станины машин и отдельные элементы обязательно должны быть с мягко закругленными гранями и плавными переходами. В настоящее время в целях выразительности конструкции не всегда придерживаются этого правила. Есть разные мнения и относительно использования в художественном конструировании контрастов (подчеркивания противоположностей) и некоторых других приемов эмоционального воздействия, в числе которых особую роль играют цвет и освещенность.
Окраска машины прежде всего преследует цель предохранить ее от атмосферных влияний, коррозии, разъедающего действия агрессивных сред. Вместе с тем окраска создает и общее впечатление как о самой машине, так и об интерьере цеха в целом.
На пищевых предприятиях станины машин красили в темнокремовый, темно-серый и красный цвета. Надо сказать, что это действовало порой удручающе. Сейчас расширяют гамму цветов.
Сам по себе цвет не может быть красивым или некрасивым. Один и тот же цвет в разных условиях, в разных сочетаниях с другими может производить разное впечатление. Поэтому окраска должна быть не однообразной, хотя может быть и однотонной.
Машины, предназначенные для работы в обычных производственных условиях, можно окрашивать в цветовые тона средней части спектра (светло-зеленый, голубовато-зеленый, светло-кремовый), можно — в алюминиевый или даже белый и оттенять отдельные части машины несколько более яркими или более темными тонами. Оборудование горячих пищевых цехов лучше окрашивать в цвета более холодной части спектра (голубой, зеленый), оборудование холодных цехов — в более теплые тона (красный, желтый). Аварийные кнопки, рукоятки включения, знаки «стоп», а также головки масленок, маховички, таблицы, сигналы, небольшие защитные кожухи и т. д. выделяют особой расцветкой.
В полной мере конструктор может и должен использовать огромный арсенал современных декоративных средств — цветные пластмассы, различные покрытия, хромирование, оксидирование, воронение и т. п.
Имея в виду все сказанное о красоте машин, следует, однако, помнить, что обилие всяких украшательств только портит вид машины и увеличивает ее стоимость. Технические и художественные задачи нужно решать в рамках экономичности.
Оценка эстетичности машины, как сложного комплексного I свойства, определяющего уровень ее качества, производится
обычно экспертной комиссией и дается в виде балла. Чтобы получить более объективную оценку, необходимо:
обеспечить достаточную компетентность и достаточное (не меньше семи) количество экспертов, в том числе представителей сферы эксплуатации, специалистов-машиностроителей и художников, владеющих методом художественно-конструкторского анализа;
располагать достаточно представительной группой моделей аналогичных машин для сравнения;
расчленить сложное свойство эстетичности на ряд подсвойств (например, выразительность, оригинальность, гармоничность, целесообразность, стильность), каждое из которых оценить особо и каждому из которых приписать определенную значимость.
Только после этого можно определить комплексный балловый показатель.
Следует отметить, что все новые модели машин, рекомендуемые к производству, должны пройти специальную экспертизу в специальных художественно-конструкторских бюро.
    • Бункер И8-ХАЛ400
      Бункер И8-ХАЛ400
      17-09-2017
      Бункер И8-ХАЛ400 предназначен для брожения теста. Бункер (рис. 1) состоит из металлического короба 3 прямоугольной формы. На его верхнем фланце смонтированы датчики
  • Похожие материалы