- •Конспект лекций
- •Кафедра "Нефтегазопромысловые и горные машины и оборудование"
- •Тема 1 Введение
- •Тема 2 Методология, структура и этапы проектирования бурового и нефтепромыслового оборудования
- •2.1. Нефтегазопромысловые машины как объекты проектирования
- •2.2 Анализ понятий „проектирование„ и „конструирование„
- •2.3 Развитие методов проектирования
- •2.5 Система разработки и постановки продукции на производство
- •2.5.1 Разработка технического задания на окр
- •2.5.2 Разработка документации, изготовление и испытания опытных образцов продукции
- •2.5.3 Испытания опытных образцов продукции
- •2.5.4 Приемка результатов разработки продукции
- •2.5.5 Подготовка и освоение производства (постановка на производство) продукции
- •2.6 Виды проектных работ, конструкторская документация.
- •2.7 Нефтегазопромысловая машина с позиции проектирования как объект производства и эксплуатации
- •2.8 Основные принципы и правила проектирования
- •2.8 Основные положения системного подхода
- •2.9 Системный подход при автоматизированном
- •2.10 Оценка технического уровня и качества нефтегазопромысловых машин
- •Тема 3 Структурообразование систем проектируемого оборудования
- •3.1 Анализ и синтез компоновочных схем бурового оборудования применительно к заданию на проектирование
- •3.1.1 Назначение и область применения бурового оборудования
- •3.2 Исходные условия и данные к разработке структурной схемы буровой установки:
- •3.3 Выбор категории, класса, вида и основных параметров буровой установки
- •3.4 Принципы конструирования бурового оборудования, задачи и технические основы конструирования
- •3.5 Экономические основы проектирования
- •3.6 Выбор схемы и компоновка оборудования буровой установки
- •3.6 Разработка кинематической схемы буровой установки
- •Разработка кинематических схем буровых установок
- •Определение передаточных отношений механизмов
- •3.2 Анализ и синтез компоновочных схем оборудования скважинных штанговых насосных установок для добычи нефти применительно к заданию на проектирование
- •3.2.1 Назначение и область применения
- •3.2.1 Синтез компоновочных схем оборудования скважинных штанговых насосных установок для добычи нефти
- •3.2.3 Анализ кинематики аксиальных и дезаксиальных
- •3.2.3 Основные параметры
- •3.2.4 Выбор схемы и компоновка станков-качалок
- •Тема 4. Расчеты на прочность и долговечность деталей нефтегазопромысловых машин и оборудования
- •4.1 Классификация действующих нагрузок
- •4.2 Виды отказов по критериям прочности
- •4.3 Выбор конструкционных материалов и способы упрочнения деталей
- •4.4 Методы расчета на прочность
- •4.5 Расчеты на статическую прочность
- •4.6 Расчет на прочность при переменных напряжениях
- •Тема 6. Автоматизированное проектирование, применение компьютерной техники и построителей при разработке конструкторской документации
- •6.1. Развитие технологий сапр
- •6.3. Формирование деталей
- •6.4. Формирование сборок.
- •Тема7 Эргономические основы проектирования машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов
- •7.1 Эргономика – её история, предмет и развитие
- •7.2 Антропологическое соответствие машины человеку
- •7.2 Физиологическое соответствие изделий человеку
- •7.2.1 Температура
- •7.2.1 Шум
- •7.2.3 Вибрации
- •7.2.4 Зрительное восприятие
- •7.2.5 Световой комфорт
- •7.2.6 Некоторые особенности моторики человека
- •7.2.5 Сила
- •7.3 Психологическое соответствие изделий человеку
7.2.1 Температура
Климат производственной среды достаточно полно определяется температурой воздуха, температурой излучения, влажностью воздуха и скоростью ветра (воздуха). Климат оказывает существенное влияние на работу человеческой системы регулирования температуры тела, которая должна поддерживаться постоянной и равной ≈ 37°С. При этом должно выполняться условие теплового баланса.
Климат называется комфортным, если сумма тепла, полученного телом извне, равна количеству тепла, отданному окружающей среде:
Qк + Qи = Qп,
где Qк, Qи, Qп — тепло, передаваемое конвекцией (движением среды), излучением, отбираемое у человека испаряющимся потом (продуцируемое тепло) соответственно.
Если нарушено равновесие между теплопоглощением и теплоотдачей, климат называется неблагоприятным, время работы оператора ограничивается.
. Исследования показали, что при t = 20 - 22°С, φ = 70% и v=0,5 м/с., т. е. при значениях, находящихся в пределах норм промышленной санитарии, создаются благоприятные условия для теплового состояния рабочих, при котором возможна высокая производительность труда.
Работа машиниста буровой, подъемно-транспортной или строительной машины занимает промежуточное положение между тяжелой работой и работой средней степени трудности. Как в холодное, так и в теплое время года климат рабочего места относят к одному из упомянутых типов - благоприятному или неблагоприятному, характеристики которых с учетом рекомендаций СЭВ приведены в табл. 7.1.
Таблица7. 1
Характеристика |
Холодное время года (-20°С) - (+10°С) |
Теплое время года (+20°С) - (+35°С) | ||
климат рабочего места | ||||
Б |
НБ |
Б |
НБ | |
Температура в рабочей зоне, °С Относительная влажность воздуха % Скорость воздуха, м/с |
14 ... 18 30 ... 70 0,4 ... 0,6 |
5 ... 13 30 ... 70 0,4 ...0,6 |
21 ... 25 30 ... 70 0,6... 0,8 |
26 ... 32 30 ... 70 0,6 ... 0,8 |
Примечание: Б-благоприятный климат; НБ - неблагоприятный климат.
Приводимые характеристики благоприятного климат; должны устанавливаться в течение 30 мин рабочего времени после запуска двигателя.
Для всех кабин и пунктов управления, где температура окружающей среды t ≥ 30°C, рекомендуются кондиционированные установки воздуха.
Практический опыт показывает, что повышение температуры среды вызывает серьезное понижение внимания за показаниями приборов и ухудшается точность реагирования. Так, например, при температуре 19; 24; 29; 33°С количестве ошибок оператора составило соответственно 179; 180; 231 239.
Как видно из приведенных данных, физиологическое влияние температур и влажности, значения которых отличаются от нормальных, весьма серьезно, и поэтому конструкторы и проектировщики должны обеспечивать сохранение величин этих факторов в допускаемых пределах путем хорошей изоляции источников тепла и холода.
7.2.1 Шум
Шум - это звуковое явление, вызывающее неприятное, метающее или вредное ощущение, влияющее, не только на органы слуха, но и на всю нервную систему человека вызывая общее утомление и понижение работоспособности.
Для измерения шума служит прибор-фонометр, указывающий уровень звукового давления в звуковом поле, вызванного звуковыми волнами, в децибелах (дБ).
Слух различает в шуме не только частотный состав, но также и громкость. Громкость —-это субъективный показатель, которым обозначают интенсивность слухового ощущения. Единицей громкости является фон. Громкость в 1 фон имеет тон частоты 1000 Гц при уровне звукового давления 10 дБ. Громкость более 5 фон вызывает изменение деятельности вегетативной нервной системы. Раздражение и угнетенность возникают при 30 фон.
При уровнях шума 110-125 дБ, действующих в течение одного часа ежедневно, возникает опасность наступления глухоты, а при уровнях, превышающих 130 дБ, глухота может вступить даже при эпизодическом воздействии шума.
Высокие и очень низкие частоты также оказывают травмирующее влияние на организм человека. Например, длительное воздействие звука с частотой 25... 45 и 60... 90 Гц существенно влияет на остроту зрения. Наиболее раздражающими являются звуки с частотой 4000 Гц и выше.
Вредное влияние шума существенно сказывается на реакции оператора, ведет к ослаблению его внимания. Например, при шуме в 100 дБ от внимания операторов ускользало на 30% больше сигналов, чем при шуме в 70 дБ. Для эффективной борьбы с шумом нужно, прежде всего, выявить источники шума, далее — наиболее сильные из этих источников, и какой силы звук стимулирует первичные причины шума. Только после этого можно решить, какие средства можно и целесообразно применить для защиты от шума.
Согласно медицинским данным, вредное влияние шума обусловлено, прежде всего, его интенсивностью и частотным спектром, поэтому границы допустимого шума определяются величинами именно этих двух параметров.
В табл. 2 приведены нормативные значения шума в производственных помещениях.
Таблица 7.2
Частота, Гц |
Уровень шума в помещении, дБ | |||
максимальные пределы без повреждения органов слуха |
пределы расчетных комфортных условий для человека | |||
Случайное воздействие (1 час и менее) |
Повторное воздействие (1 месяц) |
Максимальный шум |
Минимальный шум | |
38 ... 75 75 ... 150 150 ... 300 300 ... 600 600 ... 1200 1200 … 2400 2400 …4800 4800 ... 9600 |
125 120 120 120 115 110 105 110 |
115 110 110 105 100 95 95 85 |
100 95 90 85 75 65 60 55 |
80 70 60 55 50 50 50 45 |