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1、工程机械中的宜人性设计内容提要：本文通过介绍国外工程机械的先进结构,依据人机工程学的方法进行分析,着重以总体布置、驾驶室和司机座椅、操纵机构和信息显示装置几方面做了些探讨。在工程机械产品设计中,不论是技术设计还是艺术造型设计,都是围绕着如何使产品发挥最大的功能效用。而产品功能是通过人与机器的相互作用来最终实现的。所谓宜人性设计是指应用人机工程学的原则和方法研究“人一机器一环境”这个统一的综合系统,并设计这个综合系统合理的方案。建立人一机之间最适宜和最合理的相互作用方式。科学技术的飞速发展,计算机辅助设计的引入,使当今工程机械的设计达到了
2、一个更高的水平,产品设计的主要困难,已不在于机器设备本身,而在于如何确定人与机器以及人与环境之间最佳的相互协调关系。实践证明,既使采用了新的高功效的机器和设备,由于其结构与人的相互作用方式不适应人的功能特点,则往往不能达到预期的效果。因此,在产品设计中充分考虑“人的因素”,解决产品与人相关的一切方面,选择最佳的“人机”系统是技术设计和造型设计中不可分割的重要组成部分。人机工程学可以帮助技术设计和造型设计者选择最理想的产品设计方案,在方案设计中,允许采用技术对人的“迁就”及人对技术的“选择”。宜人性设计的最终目的就是为操纵者创造高效、安全
3、、舒适和方便的工作条件,保护其体力和激发其工作自信心,提高劳动生产率。一、总体布里的宜人性设计一台设计良好的机械,其安全、可靠、易于维护修理、检测和使用方便以及保证有良好的视野是最基本的人机工程学标准。1.保养检测省时省力日常保养及登机前检测要省时省力,以便使机械有更多的时间进行工作。造型设计必须和总体布置设计密切配合,充分考虑经常换用的一些零件、组件及总成件的配置,不仅更换检测容易,而且保证在更换时不需反复拆卸机器。保养点集中并易于接触,润滑点尽可能少且加长润滑周期。需常调整的部件,应设检修门和孔口，孔口的形状和大小应满足在挡板外便于
4、工作和观察。CATDgL推土机对发动机、变速器、转向离合器,制动器及支重轮架的各轴承所设的润滑点具有快速保养和保养周期长的特点。其基础本身上仅有4个注油点,附属装置上有14个注油点,(推铲上2个,裂土器上有12个),使润滑简化,绕机检查快速方便。在CAT生产的许多机种中,都设有保养指示器,显示红色信号时,意味着过滤器内的过滤心脏需保养;采用透明塑料积尘杯,便于目测聚尘状况:采用直观的目测油量计,检查方便而且也避免开启油箱对系统造成污染;采用旋紧式润滑油和燃油过滤芯,不仅容易接触,更换时也干净利索。在D8K和D9H型机上还采用了快速更换润
5、滑油系统,比普通换油方法一宵省80%以上的时间。2.维修方便为便于检修,各国的工程机械在总体设计上都将驾驶室做成一“整体”,并可倾斜不同的角度。如CAT953装载机可用千斤顶使驾驶室整体倾斜24 度，利于更换变速器油滤芯和快速连接液压检测接头,对发动机和传动装置进行故障检查和排除,驾驶室还可借外力倾斜朋，以便拆下发动机或传动装置。实践证明,技术性能的改进和新结构的运用,是提高宜人性设计的重要基础。CATD10,D9L和D8L均采用了组件装配式结构,使所有主要动力传动系部件在不必拆除推土铲、松土器、驾驶室等情况下就能快速拆卸和更换,尤其是
6、拆除最终传动,显示了组装式结构的优越性,它只需断开履带即可拆出终传动部件。这样不仅使拆除部件所需时间减少,而且为现场维修带来极大方便、缩短了停机时间，降低了保养费用。3.视野良好视野广阔清晰是提高和确保效率的主要保证。看得清才能干得好。驾驶室的造型应与总体设计相结合,其位置及门窗结构应当容易看清工作装置和通行道路。D10推土机的造型设计充分体现了视野良好的要求。在总体造型上呈“A”字形,处于前方视野要求,采用斜置的发动机罩和垂直安装的提升油缸，在后方视野上由于采用了新颖的三角形履带布局，不仅使总机长度缩短,而且为司机回顾松土器工作状况提
7、供了方便;左右及后方采用富有力感的“梯方形”的斜壁式油箱造型,其上表面均有一定的下倾角度,减小了死角,使司机在工作时前后及两侧都有良好的视野。在技术设计上也应考虑到所采用的结构对视野的影响。CAT95s装载机采用了Z形连杆,不但提高挖掘力及铲斗的卸载速度,更重要的是由子采用单油缸进一步拓宽了司机的视野。在其G系列平地机的主机架上,从铰接式连接件直到前面采用整体结构,取消了阻碍前方视线的平土铲联杆装置和齿轮箱,使视野更为广阔。一、驾驶室和司机座椅的设计工程机械驾驶室应具有安全保护、防风防火和防雨防晒,不受灰尘、废气侵扰以及减轻振动和降低噪
8、声的功能。这些功能的好坏直接影响司机的安全舒适,对提高生产效率起着显著的作用。其中减振的程度也影响司机乘坐的动态稳定性。座椅的舒适性有两方面内容:坐姿舒适性和振动舒适性(静态特性和动态特性)。这两方面因素及
