Совершенствование технологического процесса изготовления фрез

Содержание

Введение

1. Анализ технологического процесса

2. Изменение технологического процесса

2.1 Проектирование поворотной головки

2.1.1 Описание поворотной головки

2.1.2 Расчет на прочность шпинделя

2.1.3 Расчет пружин сжатия

2.1.4 Выбор подшипников

2.1.5 Расчет режимов резания

2.2 Проектирование плиты на станок MAHO 800

2.2.1 Описание конструкции

2.2.2 Прочностной расчет

2.2.3 Расчет сил зажима

2.2.4 Расчет режимов резания

2.3.1 Описание конструкции и установки деталей

2.3.2 Расчет режимов резания

3. Безопасность и экологичность проекта

3.1 Анализ основных опасных и вредных производственных факторов, присутствующие на производственном участке

3.2 Описание рабочего места, оборудования, выполняемых операций

3.3 Организационные и технические мероприятия по созданию безопасных условий труда с проведением инженерных расчётов

3.4 Антропогенное воздействие объекта на окружающую среду и мероприятия по экологической безопасности

3.5 Безопасность в чрезвычайных и аварийных ситуациях

3.6 Выводы

4. Экономическая часть

4.1 Исходные данные для экономического обоснования сравниваемых вариантов

4.2 Расчет необходимого количества оборудования и коэффициентов его загрузки

4.3 Расчет капитальных вложений (инвестиций) по сравниваемым вариантам

4.4 Расчет технологической себестоимости сравниваемых вариантов

4.5 Калькуляция себестоимости обработки детали по вариантам технологического процесса

4.6 Расчет показателей экономической эффективности проектируемого варианта техники

5. Исследования в области напыления

Заключение

Список литературы

Приложение. Обоснование необходимости проведения патентного исследования

Введение

Благодаря появлению новых конструкций инструментов стали возможны новые высокопроизводительные способы обработки металлов резанием. Большое влияние на достижения в области конструирования инструментов оказало использование способа сборности. В качестве сменных частей применяются: многогранные неперетачиваемые пластины (МНП); резцовые вставки, кассеты и головки; удлинители и хвостовые (державочные) части.

В отечественной промышленности сборный инструмент с МНП нашел широкое применение, выпуск его постоянно увеличивается как по объему, так и по номенклатуре.

Поиск путей снижения себестоимости изготовления инструмента и повышения гибкости инструментального производства привел к унификации конструкций за счет широкого резцовых вставок, кассет и головок, в которых устанавливаются МНП. Взаимозаменяемость вставок, кассет и головок для различных типов режущих инструментов позволила создать их гаммы по видам и размерам и объединить большие группы инструмента в системы.

В конце 70-х начале80-х годов в отечественном машиностроении в связи с ускоренным развитием легкового и грузового автомобилестроения (ВАЗ, КАМАЗ), а также массовым внедрением сборного инструмента с МНП стала совершенствоваться и технология обработки коленчатых валов.

Специальные фрезы для наружного и внутреннего фрезерования коренных и шатунных шеек и щек коленчатых валов, легковых и грузовых автомашин изготавливают фирмы SitzmannundHeinlein (ФРГ), SandvikCoromant (Швеция), Safety (Франция), Hertel (ФРГ). Новым направлением при создании различных типов фрез является модульный принцип. В нем используется один корпус инструмента, в пазы которого могут быть установлены вставки, несущие МНП разных форморазмеров и разной геометрии.

Твердосплавные неперетачиваемые пластины, которые с успехом стали применять на инструменте для обработки коленвалов, потребовали создания специальных фрезерных автоматов с мощностью главного привода до 40-50 кВт и скоростями резания до V=100-140 м/мин. В связи с этим были разработаны станки с двумя фрезерными барабанами, на которых закрепляется набор специальных фрез для одновременной обработки всех коренных шеек и концов вала.

В начале 80-х годов была разработана прогрессивная технология обработки коленвалов и появились первые станки фирм Böehringer (ФРГ), Heller (ФРГ), GFM (Австралия) для охватывающего фрезерования. Прогресс в технологии обработки оснащения станков крупногабаритными специальными сборными фрезами диаметром 900-1100 мм. Централизованное изготовление фрез на специализированном участке или в цехе позволит решить одну из важных проблем оснащения крупнофрезерных полуавтоматов фрезами, не уступающими зарубежным аналогам, и снизить себестоимость их изготовления.

1. Анализ существующего технологического процесса

Краткое описание технологического процесса:

Заготовка получается путем ковки, её поставляют с ВЦМа на ВАЗ уже в разрезанном виде с припуском на обработку 15мм.

Операция 010 Токарная 4110 - заготовка подвергается обдирке на токарно-карусельном станке с припуском 10мм.

008 Контроль 0200 - После чего её контролируют на наличие недоливов, трещин, посторонних включений.

010 Токарная 4110 - заготовку отправляют на черновую токарную обработку, точат предварительно с припуском 5мм по чертежу.

012 Контроль 0200 окончательно контроль на наличие недоливов, трещин, посторонних включений.

015 Термообработка 5130 Поле того, как её проверили, заготовку отправляют на предварительную термообработку, где она проходит закалку и высокий отпуск HRC 29…33 единицы.

018 Контроль 0200- контролируют твердость, геометрию – поводки более 0,5мм недопустимы.

020 Токарная 4110 Заготовку отправляют на токарную обработку, на этой операции точат торцы, наружный диаметр, базовые поверхности с припуском 0,3мм на сторону, а остальное по чертежу.

022 Контроль 0200 Контролируют размеры.

025 Старение 5150 Далее идет термообработка – старение, для снятия внутренних напряжений после черновой и получистовой обработки нагрев до температуры 550 – 570°С, выдержка 12 часов, охлаждение со скоростью 30°С/ч и контролируют поводки, более 0,1мм недопустимы.

030 Плоскошлифовальная операция 4133 шлифуют торцы и поверхности с чистотой 1,6 с припуском 0,2мм на сторону.

032 Круглошлифовальная операция 4131 – шлифуют по наружному диаметру с припуском 0,2мм на сторону на круглошлифовальном станке.

035 Контроль 0200 Контролируют шероховатости и размеры

040 Фрезерная 4260 Заготовку отправляют на фрезерную операцию, где она проходит предварительную обработку по программе на станке MAHO 800, с припуском 0,2…0,3мм на сторону.

065 Слесарная 0108 На слесарной операции притупляют кромки и прочищают заготовку от стружки и заусенцев.

070 Контроль 0200 Контроль размеров.

075 Старение 5150 Далее идет термообработка – старение, для снятия внутренних напряжений после предварительной обработки нагрев до температуры 550 – 570°С, выдержка 12 часов, охлаждение со скоростью 30°С/ч

085 Контроль 0200 Контролируют поводки, более 0,1мм недопустимы.

090 Плоскошлифовальная операция 4133 На плоскошлифовальной операции шлифуют оба торца и базовые поверхности в размер, с чистотой Ra 1,6 и отправляют на круглошлифовальный станок.

095 Круглошлифовальная операция 4131 заготовку шлифуют по наружному диаметру в размер.

100 Контроль 0200 Контроль размеров.

110 Фрезерная операция 4260 окончательно фрезеруют по программе в размер и отправляют заготовку на контроль.

120 Слесарная операция 0108 Притупить кромки прочистить

125 Контроль 0200 Контроль осуществляет машина, она записывает в паспорт контроля фактические размеры под азотирование.

130 Азотирование 5182 Заготовку азотируют на глубину 0,3…0,5мм, при этом достигается твердость HRC 52…53, резьбы от азотирования защищают оловом или жидким стеклом.

135 Слесарная 0108 Притупить кромки, калибровать резьбы, прочистить.

140 Контроль 0200 Фрезу окончательно контролируют, заполняют паспорт контроля и отправляют её на склад.

Описание термообработки

Азотирование

Азотированием называют процесс насыщения поверхностного слоя стали азотом при нагреве её до 500-650 С в аммиаке.

Азотирование повышает твердость поверхностного слоя детали, его износостойкость, предел выносливости, и сопротивление коррозии в атмосфере воде и паре и т.д.

Заготовка под азотирование предварительно проходит термическую обработку. Эта операция состоит из закалки и высокого отпуска сталь для получения повышенной прочности и вязкости в сердцевине изделия. Отпуск проводят при высокой температуре 600-675 С, повышающей максимальную температуру последующего азотирования и обеспечивающей получение твердости, при которой сталь можно обработать резанием. Структура стали после отпуска – сорбит.

После термообработки заготовку подвергают механической обработке, а также шлифованию, которое придает окончательные размеры детали.

Защита участков, не подлежащих азотированию, нанесением тонкого слоя (10…15) мкм олова электролитическим методом или жидкого текла. Олово при температуре азотирования олово расплавляется, на поверхности стали в виде тонкой не проницаемой для азота пленкой.

Далее идет само азотирование. Азотирование изделий сложной конфигурации из стали 38Х2МЮА рекомендуется выполнять при 500-520 С. Длительность процесса зависит от требуемой толщины азотированного слоя чем выше температура азотирования тем твердость азотного слоя. Обычно при азотировании желательно иметь слой толщиной 300-600 мкм. Процесс азотирования при температуре 500-520 С в этом случае является продолжительным и составляет 24-60 часов.

В процессе насыщением азотом изменяется, но очень мало, размеры изделия вследствие увеличения объема поверхностного слоя, деформация при повышении температуры азотирования и толщины слоя возрастает.

Для ускорения процесса азотирования не редко применяют двух ступенчатый процесс: сначала азотирование проводят при 500-520С а затем при 540-560С при двухступенчатом процессе сокращается продолжительность процесса, при этом сохраняется высокая твердость азотированного слоя.

Рис 1 Модель корпуса фрезы (вид спереди)

Охлаждение после азотирования производят вместе с печью в потоке аммиака (до 200 С) во избежание окисления поверхности.

После азотирования окончательное шлифование и доводка изделия.

Рис 2 Модель корпуса фрезы (вид сзади)

В дипломном проекте я хочу усовершенствовать технологический процесс изготовления корпуса фрезы.

На базе поворотной головки для сверления отверстий спроектирую поворотную головку, которая будет применяться для нарезания резьбы метчиком, это позволит исключить слесарную операцию, на которой резьба нарезается в ручную, оснащу головку устройством типа трещотка, для того чтобы при нарезании резьбы не произошло её срезание, и механизмом осевого компенсатора который компенсирует движение шпинделя для того чтобы не испортить резьбу.

Модернизирую стол, на котором крепится заготовка, это позволит исключить фрезерную операцию, на которой сверлят и растачивают технологические отверстия для крепления заготовки, все эти операции будут происходить на одном оборудовании.

Спроектирую планшайбу для круглошлифовальной операции взамен старой. К старой планшайбе заготовка крепилась через втулки внутри которых проходили шпильки и крепили заготовку к планшайбе. В проекте я предлагаю крепить фрезу не на втулки, а на саму планшайбу для этого необходимо поменять её конструкцию. Данная конструкция планшайбы обеспечит большую жесткость по сравнению со старой конструкцией, а значит и шлифованная поверхность заготовки будет более качественной.

Место крепления фрезы к станку буду упрочнять, нанося на него защитное покрытие.

Вот основные направления, по которым я хочу построить свой дипломный проект.

2. Изменение технологического процесса

2.1 Проектирование поворотной головки

2.1.1 Описание поворотной головки

Необходимость проектирования поворотной головки нужна была, для того чтобы исключить одну слесарную операцию, на которой нарезают резьбу.

Для нарезании резьбы вручную использовали машинный метчик т.к. применять слесарные метчики в коротком глухом отверстии было невозможно. Но применение машинных метчиков при нарезании резьбы в ручную опасно тем, что он имеет малую заходную часть, по этому метчик может не сцентрироваться произойти перекос, что может привести к дефекту резьбы, к тому же для нарезания резьбы машинным метчиком нужны усилия больше чем при нарезании слесарными метчиками. Разработанная мною конструкция даёт возможность нарезания резьбы на фрезерном обрабатывающем центре MAHO 800. Я взял за основу поворотную головку предназначавшийся для сверления отверстий, пришлось значительно увеличить в диаметре шпиндель поворотной головки, чтобы туда можно было разместить конструктивные элементы, но в тоже время нельзя было увеличивать межосевое расстояние т.к. это бы привело к увеличению габаритных размеров головки. По этому пришлось поменять переднюю опору в связи с увеличением диаметра шпинделя, а вот посадочный диаметр зубчатого колеса остался прежним, а заднюю опору оставил без изменений. Головка имеет на шпинделе компенсатор типа трещотка, которая в случае заклинивании метчика будет проворачиваться, что не даст испортить резьбу и метчик. Плюс к этому есть еще у головки выдвижной шпиндель, который компенсирует движение подачи по оси как в одну сторону, так и другую, что практически полностью исключает заклинивание резьбы во время обработки.

Поворотная головка крепиться к шпинделю фрезерного станка за штревель, который шпиндель втягивает. А базируется головка по двум отверстиям, в которые входят конические фиксаторы, и по двум фиксатором которые входят в два отверстия шпинделя станка. Крутящий момент от шпинделя головка получает через оправку, в которой есть два паза, за которые головку вращает шпиндель. Оправка в головке сидит на двух радиально опорных подшипниках. От оправки крутящий момент передается водило, которое сидит на шестерне. Шестерня передает крутящий момент под углом 90 градусов на зубчатое колесо, которое сидит на шпинделе. Шпиндель имеет две опоры, в передней опоре стоит игольчатый подшипник ГОСТ 4657-82 обозначение 4024105, в задней два радиально упорных подшипника ГОСТ 831-75 обозначение 36202. Со шпинделя крутящий момент передается на водило через шлицевое соединение, а с водила на шарик, который передает вращение на корпус патрона с корпуса через квадратное отверстие на инструмент, а базируют инструмент прижимные шарики находящихся на втулке.

Принцип работы компенсирующих устройств.

Поворотная головка имеет компенсацию движений, как от крутящего момента, так и в осевом направлении.

Компенсация крутящего момента необходима на тот случай, когда заклинит метчик, так как крутящий момент, подаваемый со шпинделя достаточно большой по этому, если его не компенсировать метчик просто сорвет резьбу и возможно испортится инструмент. Для компенсации крутящего момента служит механизм типа трещотка.

Принцип работы трещотки.

Со шпинделя на водило передаётся крутящий момент, а с водила на шарик который находится в отверстии корпуса. Шарик прижимается к водилу и корпусу патрона втулкой, которая находится под действием набора тарельчатых пружин. Когда крутящий момент превышает допустимый, шарик вытесняет втулку и сам выходит из отверстия корпуса. Корпус останавливается, а водило с шариками обкатываются по нему до тех пор, пока крутящий момент не станет допустимым. Допустимый момент можно регулировать с помощью гайки, которая натягивает набор тарельчатых пружин. Но для нарезании резьбы недостаточно компенсировать один лишь крутящий момент ведь обрабатывающий центр еще и включает подачу, которую тоже необходимо компенсировать.

Принцип работы осевого компенсатора.

Если заклинил метчик и шпиндель продолжает подавать в лево тогда метчик будет жать на корпус патрона а корпус будет давить на гайку которая будет сжимать пружину по большему диаметру пока не закончится подача. Теперь рассмотрим тот случай, когда метчик заклинил на выходе, то есть застрял в отверстии. Шпиндель уходит в право метчик остается на месте через крепящие шарики корпус будет увлекаться за метчиком сжимая с другого конца корпуса пружину.

Рис 3 Модель поворотной головки

2.1.2 Расчет на прочность шпинделя

Расчет прочности шпинделя в опасном сечении.

Для расчета максимального крутящего момента нужно учитывать тот фактор, что при работе поворотной головки предназначенной для нарезания резьбы, в её конструкции предусмотрен компенсатор, типа трещотка, который при заклинивании инструмента, при определенном крутящем моменте, срабатывает трещотка. По этому будем считать, что крутящий момент будет возрастать до тех пор, рока не сработает трещотка.

(2,1)

М_кр =М_тр =10 Н·м

Для конической передачи

Окружная сила

Р_окр =2М/d=2·10/0.032=625Н (2,2)

Где М- крутящий момент, d- диаметр вала на который сажается зубчатое колесо.

Найдем осевую составляющую

Р_осев =Р_окр ·tgα·sinδ=625·tg20·sin33=123,8H(2,3)

Где Р_окр - окружная сила, α- угол профиля, δ- угол спирали в середине зубчатого венца

Радиальная составляющая

Р_r =P_окр ·tgα·cosδ=625·tg20·cos33=190,7H(2,4)

Построим эпюры растяжений и крутящих моментов

Рис 2.1 Эпюра изгибающих моментов

Построим эпюры изгибающих моментов.

Так как в передней опоре стоит игольчатый подшипник, а в задней два радиально упорных, нужно считать что шпиндель (далее в расчетах будем называть его – балкой не равного сечения находящейся в заделке где запрещается прогиб в месте стояния подшипников т.е. с двух сторон. По этому система получается статически неопределимая 2-а раза.

Все расчеты буду делать в приложении MathCAD

Построим исходную систему

Рис 2.2 Эпюра изгибающих моментов

От исходной системы переходим к основной системе, откидываем одну опору и заменяем её силами. Построим эпюру изгибающих моментов, и эпюры моментов от ед. силы и ед. момента.

Рис 2.3 Эпюра изгибающих моментов

Составим систему уравнений

X₁ ×d₁₁ +X₃ ×d₁₃ +D_{1 F} =0 (2,5)

X₁ ×d₃₁ +X₃ ×d₃₃ +D_{3 F} =0

Где d₁₁ ,d₃₃ ,d₁₃ =d₃₁ -перемещения найдем перемножая единичные эпюры друг на друга (все размеры в метрах).

(2,6)

Где k - коэффициент учитывающий диаметры сечений вала, Пользуясь формулой Симпсона для нахождения d₁₁ ,d₃₃ ,d₁₃ =d₃₁

Зная единичные перемещения от единичного вектора d₁₁ , еденичного вектора и единичного момента d₁₃ , единичного момента d₃₃ , единичноговектора и грузовой эпюры D_{1 F} , единичного момента и грузовой эпюры D_{3 F} найдем силы приложенные в точке где мы убрали опору для раскрытия статической неопределимости. Для этого подставим d₁₁ d₁₃ d₃₃ D_{3 F} D_{1 F} в систему уравнений (1)

X₁ ×d₁₁ +X₃ ×d₁₃ +D_{1 F} =0 (2,6)

X₁ ×d₃₁ +X₃ ×d₃₃ +D_{3 F} =0

Сократим на тогда получится

Найдем из этого уравнения Х₁ и Х₃

X₁ =14,998H

X₂ =0.62 Н×м

Построим эпюру с учетом этих сил

Рис. 2.4 Эпюра изгибающих моментов

Построим эпюры от крутящего момента и определим 2-ю статическую неопределимость

Построим эпюру изгибающих моментов, и эпюры моментов от ед. силы и ед. момента.

Рис. 2.5 Эпюра изгибающих моментов

Составим систему уравнений

X₂ ×d₂₂ +X₄ ×d₂₄ +D_{2 F} =0 (2,7)

X₂ ×d₄₁ +X₄ ×d₄₄ +D_{4 F} =0

Пользуясь формулой Симпсона для нахождения d₂₂ ,d₄₄ ,d₂₄ =d₄₂

Зная единичные перемещения от единичного вектора d₂₂ , еденичного вектора и единичного момента d₂₄ , единичного момента d₄₄ , единичноговектора и грузовой эпюры D_{2 F} , единичного момента и грузовой эпюры D_{4 F} найдем силы приложенные в точке где мы убрали опору для раскрытия статической неопределимости. Для этого подставим d₂₂ d₂₄ d₄₄ D_{4 F} D_{2 F} в систему уравнений (2)

X₂ ×d₂₂ +X₄ ×d₂₄ +D_{2 F} =0 (2,7)

X₂ ×d₄₁ +X₄ ×d₄₄ +D_{4 F} =0

Сократим на тогда получится

Найдем из этого уравнения Х₂ и Х₄

Построим эпюру с учетом этих сил

Рис 2.6 Эпюра изгибающих моментов

Все сечения вала испытывают плосконапряженное состояние, найдем сечение с максимальным напряжением для этого необходимо найти эквивалентный момент.

Эквивалентный момент по третьей гипотезе прочности равен

(2,8)

Судя по эпюрам нас будет интересовать 2-а наиболее нагруженных сечения:

1 сечение возле заделки

2 сечение, где находиться шпонка

Как видно из выше приведенных расчетов максимальный момент будет в первом сечении, по этому найдем максимальное напряжение именно для этого сечения.

(2,9)

м³

Сравним максимальное напряжение с допустимым, с учетом динамики.

(2,10)

Условие прочности в опасном сечении соблюдается.

2.1.3 Последовательность расчета пружин сжатия

Исходными величинами для определения размеров пружин являются силы Р1 и Р2, рабочий ход h, наибольшая скорость V0 перемещения подвижного конца пружины при нагружении или лил при разгрузке, заданная выносливость N и наружный диаметр пружины D (предварительный). Если задана только сила Р2, то вместо рабочего хода h назначают прогиб F2 соответствующей заданной силе.

С учетом заданной выносливости N предварительно определяют принадлежность пружины к соответствующему классу по таблице 116.

По заданной силе Р2 и крайним значениям инерционного зазора δ по формуле (1) вычисляют граничные значения силы Р3.

По вычисленным величинам Р3, пользуясь таблицей 117, предварительно определяют принадлежность пружины к соответствующему разряду в выбранном классе.

По таблице 120 параметров пружин в соответствии со стандартом отыскивают строчку, в которой наружный диаметр витка близко совпадает с предварительно заданным значением D. Из этой же строки берут соответствующие величины Р3 и диаметр проволоки d.

По таблице 117 определяют напряжения τ3 вычисляют с учетом временного сопротивления σв по ГОСТ 9389-75

По полученным значениям Р3 и τ3, а также по заданной силе Р2 по формуле (2) находят критическую скорость Vкр и отношение , с помощью которого проверяют принадлежность пружины к предварительно установленному классу. Несоблюдения условия для пружин 1 и 2 классов означает, что при скорости V0 выносливость, обусловленная в таблице 116, может быть не обеспечена. Тогда пружина должна быть отнесена к последующему низшему классу или должны быть изменены исходные условия с таким расчетом, чтобы после повторных вычислений в указанном порядке удовлетворялось требование . Если это выполнить нельзя, то назначают запасные комплекты пружин.

С учетом установленного класса и разряда в соответствии со стандартом по таблице 120 выбирают величины Z1 и f3, затем вычисляют размеры пружины.

Расчет первой пружины

Сила пружины при предварительном перемещении .

Сила пружины при рабочем перемещении .

Рабочий ход -

Наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении и разгружении

Примем подачу метчика S=3мм/об.

Обороты шпинделя n=1.5об/с.

(3,1)

Выносливость N - число циклов до разрушения

N=5·106 (3,2)

Наружный диаметр пружины D=22.

Относительный инерционный зазор пружины сжатияδ=0.01

Сила пружины при наибольшем перемещении

(3,3)

силу Р3 уточняем по таблице 120, Р₃ =115,758Н, диаметр проволокиd=2мм, жесткость одного виткаZ1=19.620Н, наибольший прогиб одного виткаf3= 5.9, временное сопротивление, σв=2100, наибольшее напряжение при крученииЄ Мпа (3,4)

Критическая скорость пружины сжатия

(3,5)

(3,6)

Условие соблюдается

Жесткость пружины

(3,7)

Число рабочих витков

(3,8)

Число опорных витков . Полное число витков

(3,9)

Средний диаметр пружины

(3,10)

Индекс пружины

(3,11)

Предварительное перемещение

(3,12)

рабочее перемещение

(3,13)

Наибольшее перемещение

(3,14)

Высота пружины при наибольшем перемещении

(3,15)

где n3=1.5 число шлифованных витков

Высота пружины при наибольшем перемещении

(3,16)

Высота пружины при предварительном перемещении

(3,17)

Высота пружины при рабочем перемещении

(3,18)

Шаг пружины

(3,19)

Длина развернутой пружины ( без учета зацепов пружины растяжения)

мм (3,20)

Масса пружины в КГ

(3,21)

Объем W занимаемый пружиной, мм

(3,22)

Расчет второй пружины

Сила пружины при предварительном перемещении .

Сила пружины при рабочем перемещении .

Рабочий ход

Наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении и разгружении

Примем подачу метчика S=3мм/об.

Обороты шпинделя n=1.5об/с.

(3,23)

Выносливость N - число циклов до разрушения таб.116N=5·106

Наружный диаметр пружины D=12

Относительный инерционный зазор пружины сжатияδ=0.01

Сила пружины при наибольшем перемещении

(3,24)

силу Р3 уточняем по таблице 120, Р3=61,120Н, диаметр проволокиd=1,2мм, жесткость одного виткаZ1=16,147Н, наибольший прогиб одного виткаf3= 3,645, временное сопротивлениеσв=2100, наибольшее напряжение при кручении

Мпа (3,25)

Критическая скорость пружины сжатия

(3,26)

Условие соблюдается

Жесткость пружины

(3,27)

Число рабочих витков

(3,28)

Число опорных витков

Полное число витков

(3,29)

Средний диаметр пружины

(3,30)

Индекс пружины

(3,40)

Предварительное перемещение

(3,41)

рабочее перемещение

(3,42)

Наибольшее перемещение

(3,43)

Высота пружины при наибольшем перемещении

(3,44)

где n3=1.5 число шлифованных витков

Высота пружины при наибольшем перемещении

(3,45)

Высота пружины при предварительном перемещении

(3,46)

Высота пружины при рабочем перемещении

(3,47)

Шаг пружины

(3,48)

Длина развернутой пружины ( без учета зацепов пружины растяжения)

мм (3,49)

Масса пружины в КГ

(3,50)

Объем W занимаемый пружиной, мм

(3,51)

2.1.4 Выбор подшипников

Для подшипников с частотой вращения кольца основной характеристикой служит статическая грузоподъемность С₀ ; при большей частоте вращения – динамическая грузоподъёмность С.

По ГОСТ 18855 – 73 динамической грузоподъёмностью радиальных и радиально – упорных подшипников называют величину постоянной радиальной нагрузки, которую группа идентичных подшипников с неподвижным наружным кольцом может выдержать в течение 1 млн. оборотов внутреннего кольца. Под номинальной долговечностью понимают срок службы подшипников, в течение которого не менее 90% из данной группы при одинаковых условиях должны проработать без появления признаков усталости металла.

Расчетную долговечность L в млн. оборотов или L_h в часах определяют по динамической грузоподъемности С и величине эквивалентной нагрузки Р_э .

(4,1)

где m=10/3 – для роликоподшипников.

Для любых подшипников

(4,2)

где n – частота вращения подшипника, об/мин.

Полученный по этой формуле результат должен соответствовать долговечности редукторов 360 000 ч. – для зубчатых редукторов. Эквивалентная нагрузка Р_Э для однорядных радиальных роликоподшипниках

(4,3)

где X – коэффициент радиальной нагрузки X=0.56

V – Коэффициент учитывающий вращение колец. V =1

Fr – радиальная нагрузка Fr=190.7 H

Y – Коэффициент осевой нагрузки Y =2.30

Fa – Осевая нагрузка Fa = 123.8 Н

Кт – Температурный коэффициент Кт =1.05

К_б – Коэффициент безопасности К_б =1.2

C – Динамическая грузоподъёмность С=25000 Н

n – частота оборотов n = 90 об/мин

Найдем расчетную долговечность

(4,4)

Полученный по этой формуле результат соответствует долговечности 360 000 ч.

2.1.5 Расчет режимов резания

Резьба М6, Шаг 1 мм, инструмент метчик Р18.

Подача S=1мм/об

Скорость резания

(5,1)

где Сv – постоянная величина для данных условий Сv = 64.8, d – Диаметр резьбы d = 6 мм, q_v = 1.2, y_v = 0.5, m = 0.9, T – Стойкость инструмента Т = 90 мин.

Поправочный коэффициент , где коэффициенты Кмv, Кuv, Kmv – учитывают обрабатываемый и инструментальный материалы и точность нарезаемой резьбы соответственно их значениям, приведенными в [таб. 47]

Ранее были рассчитаны сила P_z = 1000 Н и крутящий момент М=9,164 Н·м. Определим мощность резания

(5,2)

Расчет штучного времени для нарезания резьбы

(5,3)

Найдем машинное время

(5,4)

Т_В – вспомогательное время, время на быстрое перемещение инструмента и стола

Определим штучное время на нарезание резьбы в одном отверстии

В заготовке 24 отверстия тогда

В данном случае заготовка уже установлена по этому в данном случае машинное время равно штучному.

2.2 Проектирование плиты на стенок МАНО 800

2.2.1 Описание конструкции плиты на станок MAHO 800

Приспособление – плита предназначено для фрезерной обработки фрезы охватывающего фрезерования типа GFM на обрабатывающем центре MAHO 800.

На плиту ставятся четыре опоры, опора базируются по двум взаимно перпендикулярным шпонкам и крепятся к плите на четыре винта. К опоре крепится прижим на четыре винта, прижим можно перемещать вдоль направляющих. На прижиме есть отверстие с резьбой под болт, им перемещают и закрепляют заготовку с четырех сторон по окружности фрезы. К опоре крепится прихват и винтом прижимает заготовку к опоре. С другой стороны к опоре крепится индикаторная стойка, она служит для выверки фрезы относительно центра.

2.2.2 Прочностной расчет прижима

Прижим представляет собой изогнутый стержень с прямоугольным сечением, к нему приложена сила 5300 Н

Рис 2.1 Расчетная схема

Прижим крепится к стойке на винт и на две шпильки по этому будем считать что в этом месте у нас будет жесткая заделка.

Построим эпюру момента действующего от силы P на плечо L=30мм

Рис 2.2 Эпюра моментов

Момент получился равен . Этот момент будет загибать стойку.

Рис 2.3 Эпюра моментов

А сила Р будет вытягивать стойку. Построим силовую эпюру.

Рис 2.4 Эпюра моментов

Все сечения испытывают плосконапряженное состояние, найдем сечение с максимальным напряжением для этого необходимо найти эквивалентный момент.

Эквивалентный момент по третьей гипотезе прочности равен

(2.1)

Судя по эпюрам нас будет интересовать сечение на изгибе

найдем максимальное напряжение именно для этого сечения.

(2,2) м³ (2,3)

(2,4)

Сравним максимальное напряжение с допустимым, с учетом динамики.

(2,5)

Условие прочности в опасном сечении соблюдается.

2.2.3 Расчет сил зажима

В процессе обработки заготовки на нее действует система сил. С одной стороны действуют составляющие силы резания, которые стремятся нарушить ориентацию заготовки, с другой - силы зажима, препятствующие этому. Из условия равновесия этих сил и с учетом коэффициента запаса, определяется необходимое усилие зажима. При проектировании приспособления необходимо разработать схему закрепления используя следующее правила: - схема закрепления, приложенные усилия, не должны нарушать ориентацию детали. - не должно возникать деформаций детали и элементов приспособления, приводящих к уменьшению точности обработки, или повреждению ее поверхности. - по возможности использовать силы резания для закрепления детали. Так как сила резания и сила закрепления имеют случайный характер и их действительные значение зависят от целого ряда факторов. С целью исключения влияния этих факторов на показатели надежности закрепления в расчеты вводится коэффициент запаса.

К=К0*К1*К2*К3*К4*К5*К6 (35) (3,1)

К0=1.5 - гарантированный коэффициент запаса.

К1 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовки.

при чистовой - К1=1.0.

К2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления инструмента. (См. таблицу).

Значение коэффициента К2

К₂ =1,05 для силы Ро и М

Где Ро – осевая сила

М – момент

К3 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании.

К3=1.2 - при прерывистом резании

К4 - коэффициент, характеризующий постоянство силы, развиваемой зажимным механизмом.

Для механизированных приборов К4=1,0.

К5 - коэффициент, характеризующий разброс усилий рабочего на рукоятке немеханизированного зажимного механизма (эргономический).

К5=1 - для механизированного зажима.

К6 - коэффициент, учитывающий случайность площади соприкосновения опорных поверхностей с базовыми.

К6=1.2 - при базировании плоскости по штыри.

С учетом сказанного расчетная сила резания :

Pо расч.=К*М.

при сверлении технологических отверстий

Сила Р_о при сверлении

(3,2)

крутящий момент М рассчитывается

(3,3)

Найдем значения коэффициентов и показателей степени в формулах крутящего момента и осевой силы при сверлении

С_м =0,041 q_м =2,0 Y_М =0,7 С_Р =143 q_p =1.0 y_p =0.8

D – диаметр отверстия (D=14).

Коэффициент - учитывающий механические свойства обрабатываемого материала.

(3,4)

Зная все необходимые коэффициенты найдем значения силы Ро и крутящего момента М

(3,5)

(3,6)

Р_{О расчит} = Р_О ·К=18·1,512=27,216кНт (3,7)

Приложенные к заготовке силы должны предотвратить возможный отрыв заготовки от установочных элементов, сдвиг или поворот ее под действием сил резания и обеспечить надежное закрепление в течение всего времени обработки. Силы зажима не следует завышать, так как при этом увеличивается деформация заготовки в местах приложения сил, а также размеры, масса и стоимость зажимных устройств и всего приспособления. Занижение сил зажима недопустимо, поскольку не будет обеспечен надежный зажим заготовок. Поэтому при проектировании станочных приспособлений силы закрепления рассчитывают; их расчетные величины являются основой для прочностных расчетов элементов зажимных устройств и силовых приводов с требуемыми характеристиками. Расчет сил закрепления обычно направлен на обеспечение равновесия заготовки под действием приложенных к ней внешних сил. Внешними силами являются силы резания, силы закрепления, реакции опор и силы трения. Поэтому для расчета нужно знать условия обработки в проектируемом приспособлении: величину, направление и место приложения сил резания, сдвигающих заготовку, а также определить схему базирования и закрепления для нахождения места приложения сил закрепления и сил трения, препятствующих сдвигу заготовки. Величину сил резания и их моментов определяют по формулам теории резания или по данным нормативных справочников, исходя из твердости обрабатываемого материала, режимов резания, геометрии режущих инструментов и других факторов. При этом учитывают наиболее неблагоприятные условия обработки, когда силы резания будут максимальными.

Условия равновесия произвольной пространственной системы сил

В общем случае условия равновесия произвольной пространственной системы сил выражаются системой уравнений:

(3,8)

т.е. необходимыми и достаточными условиями равновесия являются равенства нулю сумм всех сил на 3 координатные оси сумм моментов всех сил относительно тех же осей.

Трение скольжение. Явление самозаклинивания .

Проиллюстрировать действие сил трения можно с помощью следующего опыта. Тело приводится в движение по горизонтальной плоскости посредством сдвигающей силы P, значение которой монотонно возрастает, начиная с нуля. Сила, препятствующая скольжению, это и есть сила трения. Опыт показывает, что скольжение начинается только по достижении некоторого предельного значения сдвигающей нагрузки, т.е. при условии P > Pпред.

При P ≤ Pпред. Тело остается неподвижным.

Так были получены общие закономерности, которым подчиняются трение скольжения (законы Кулона):

1. Сила трения скольжения в покое численно равна сдвигающей силе, противоположна ей по направлению, но не может превысить некоторой предельной величины, т.е. изменяется в пределах

(3,9)

2. Значение предельной силы трения прямо пропорционально нормальной реакции:

(3,10)

где ƒ0– так называемый коэффициент трения скольжения в покое.

Представление о величине коэффициента ƒ0 дают следующие данные: при трении стали по стали (без смазки) ƒ0 =0,20…0,30.

Величина коэффициента зависит от качества обработки трущихся поверхностей, их твердости, наличия или отсутствия смазки, качества смазки и многих других факторов.

3. Сила трения скольжения при движении направлена в сторону, противоположную скорости, и ее значение пропорционально нормальной реакции:

(3,11)

где коэффициент трения скольжения при движении. Этот коэффициент зависит от той же совокупности факторов, что и ƒ0, кроме того, от скорости движения. Обычно с увеличением скорости величина ƒ сначала убывает, а затем сохраняет почти постоянное значение или возрастает

Рис 3.1 Расчетная схема

На рисунке показана схема расположения сил при сверлении технологических отверстий в заготовке.

Будем рассматривать эту систему как сумму двух плоских систем.

перенесем силу Р_о на линию АБ но от этой силы останется момент который будет равен

Рис 3.2 Расчетная схема

Составим систему уравнений.

Учитывая, что в данном случае прижимные силы будут необходимы только где реакция N будет отрицательной.

При условии

(3,8)

отсюда легко найти N₁ и N₂

Результаты означают, что в первой опоре дополнительные силы прижима не нужны, а второй требуется сила F₂ =-N чтобы прижать заготовку.

Но это мы нашли силу прижима для крепления заготовки на мнимой опоре на самом деле опоры будет две и силы прижима распределятся на них, в лучшем случае равномерно на обе опоры в худшем вся нагрузка ляжет на одну опору. В данной конструкции прижимать фрезу будут болты, т.е. по расчетам получается что нагрузку в 5,3 кН будут держать резьбовые соединения, что вполне допустимо. Теперь рассмотрим, как будет действовать крутящий момент на заготовку. Определим силы трения в опорах А и Б, ведь именно они будут препятствовать сдвигу заготовки. У нас в первой опоре получилось значение 33,07, кН но так как мы брали мнимую опору на самом деле их две и по этому силы распределятся на эти опоры. Но в этом случае можно предположить что они разделятся примерно одинаково ведь обработка будет вестись на небольшом участке примерно по средине.

Силы трения будут равны

(3,11)

Крутящий момент М равен 88,2 Н·м он достаточно мал по этому в данном случае им можно пренебречь по этому делаем вывод, что такое закрепление заготовки для сверления в ней отверстий вполне допустимо.

2.2.4 Расчет режимов резания

Скорость резания

(4,1)

С_v =313 q_v =0.65 X_v =0.32 y_v =0.28 u_v =0.18 p_v =0.23 m=0.5 t=20мм B=12мм Т=60мин s=0.06

Поправочный коэффициент , где коэффициенты Кмv, Кuv, Kmv – учитывают обрабатываемый и инструментальный материалы.

(4,2)

(4,3)

частота вращения фрезы будет находиться из выражения

(4,4)

Сила резания

(4,5)

ГдеС_р =12,5 x_p =0.85 y_p =0.75 u_p =1.0 w_p =0 q_p =0.73

Объём одного кармана V=17510 мм³

Площадь среза концевой фрезой A=t×B=20×12=240 мм²

Длина пути которое нужно пройти фрезе

Подача на зуб фрезы S_z =0.06мм/зуб

Число зубьев фрезы Z=3

Частота оборотов фрезы n=510 об/мин

Найдем минутную подачу S_мин =0,06×3×510=91,8мм

Найдем время обработки одного паза

(4,6)

на быстрый отвод подвод инструмента Т_в =0,1мин

на разворот заготовки Т_в =0,2 мин

На установку детали нужно будет затратить время на её выставление Тв=30мин. Итого

Т_шт =Т_маш +Т_в =32,2+30=62,2мин=1,03ч

Кроме того на этой операции сверлили четыре отверстия посчитаем на неё режимы резания и время необходимое на обработку этих отверстий

при сверлении технологических отверстий

Сила Р_о при сверлении

(4,7)

крутящий момент М рассчитывается

(4,8)

Найдем значения коэффициентов и показателей степени в формулах крутящего момента и осевой силы при сверлении С_м =0,041 q_м =2,0 Y_М =0,7 С_Р =143 q_p =1.0 y_p =0.8, диаметр отверстия D=14.

Коэффициент - учитывающий механические свойства обрабатываемого материала.

(4,9)

Зная все необходимые коэффициенты найдем значения силы Ро и крутящего момента М

Сила резания находится по эмпирической формуле

(4,10)

где

Найдем коэффициенты

С_V =9.8 q_v =0.4 x_v =0 y_v =0.5 m=0.2 T=15 K_MV =0.5 K_UV =1 K_lV =0.6

Частоту оборотов найдем из следующего соотношения

Найдем основное время на сверление отверстий

на четыре отверстия время затратится в два раза больше Т_М =0,618·4=2,472мин=0,041 час

В данном случае машинное время будет равно штучному времени т.к. на этой операции не предполагается устанавливать заготовку, правда нужно время для смены инструмента, но оно на столько мало что, им можно пренебречь т.к. смена инструмента на обрабатывающем центре происходит автоматически, а на загрузку инструмента идет отдельное подготовительное время.

Посчитаем сколько времени затратится на сверление отверстий и фрезеровании пазов

Т_М =0,041+0,54=0,581час

Т_шт =1,03+0,041=1,08 час

2.3 Проектирование планшайбы для круглошлифовальной операции

2.3.1 Описание конструкции установки деталей

Конструкция планшайбы состоит из деталей: планшайба, шпилька, гайка М16, гайка М20 и шайбы ф16.

На планшайбу крепят фрезу после фрезерной операции. Фреза опирается на плоскую базовую поверхность и крепится на поверхности план шайбы и прижимается к ней гайками. Для того чтобы выверить фрезу относительно центра нужно закрепить фрезу на планшайбе, которая закреплена на шпинделе круглошлифовального станка, придать вращение шпинделю вместе с планшайбой и заготовкой. На неподвижной части станка закрепить индикатор, который будет мерить радиальное биение заготовки. Стрелка индикатора будет отклоняться в одну и другую сторону, показывая тем самым отклонение заготовки относительно центра. Слесарь медным молоточком будет постукивать по заготовке в местах, где наиболее сильно отклонилась стрелка индикатора и будет выверять таким образом до тех пор пока индикатор не начнет показывать отклонения в пределах допуска, то есть 0,01мм. Как только слесарь выверил размер, он подкручивает гайки, которые крепят заготовку и опять повторяет выше описанную операцию он смотрит не сместилась ли заготовка и только после этого закручивает гайки окончательно.

Планшайба, которую я спроектировал, отличается повышенной жесткостью от той, что применялась в базовом варианте. В базовом варианте использовалась планшайба со специальными цилиндрическими вставками, на которые опиралась заготовка, внутри этих вставок проходили четыре шпильки, на них сажалась заготовка. Недостаток этой конструкции в том, что не достаточно большая опорная поверхность, зазоры между планшайбой и вставкой, между вставкой и заготовкой плюс к этому зазор между шпилькой и заготовкой.

В проектном варианте я предлагаю заменить цилиндрические вставки на жесткие рёбра тем самым обеспечивая более жесткое крепление заготовки, устойчивость к вибрациям а значит более качественную обработку.

На выверку фрезы относительно центра будет тратиться меньше времени т.к. приспособление будет жестче.

Круглое наружное шлифование представляет собой процесс обработки заготовок шлифовальным кругом в центрах или патроне. Существует три схемы шлифования :

а) шлифование с продольной подачей – применяется при предварительной и окончательной обработках длинных ( с длиной более высоты круга) заготовок. Процесс заключается в подводе круга без шлифования на заданную глубину и продольной (вдоль оси изделия) его подаче ( или подаче изделия вдоль своей оси)

б) Шлифование врезанием ( с поперечной подачей) схема состоит в поперечной подаче круга и "выхаживании", т.е обработке без подачи, в течение некоторого времени. Эта схема применяется и в инструментальном производстве при обработке хвостовиков инструмента, установочных поясков фрез и т.п.

г) Шлифование комбинированным способом – заключается в подводе круга с врезанием в изделие на некоторую глубину и последующей обработкой с продольной подачей. При значительной глубине врезания, близкой к снимаемому припуску, и малой продольной подаче обработку по этой схеме называют "глубинным шлифованием".

Для выбора шлифовального круга для круглошлифовальной операции со схемой шлифования "шлифование врезанием" нужно:

Определить вид шлифовальной операции – Шлифовальная.

Определить тип шлифовального станка – Шлифовальный.

Определить технические требования, предъявляемые к обработанной поверхности на данном этапе (IT6 Ra 0,6).

Определить форму шлифовального круга – прямого профиля (ПП).

Определить характер шлифовального круга – электрокорунд белый 24А.

Определить модель станка и размеры шлифовального круга .

Станок – Круглошлифовальный станок Dzoko,

Круг 300´90´100.

Записать полную характеристику шлифовального инструмента.

Размер зерна 32М.

Твердость – СМ1 Средне мягкий 1.

Структура 4

По структуре инструмент разделяют на 12 групп, чем выше номер, тем меньше зерен, больше связки и пор.

Связка К5 Керамическая,

ПП 300 ´ 90 ´ 100 24А 32М СМ1 4 К5 [1].

Для правки круга применяем алмазный карандаш 3908 - 0052 ГОСТ 607-83.

2.3.2 Расчет режимов резания

При назначении режимов резания учитываются характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования. Элементы режима резания обычно устанавливают в следующем порядке:

Глубина резания t: при черновой обработке назначают по возможности максимальную t, равную всему припуску на обработку или большей его части; при чистовой обработке – в зависимости от требований по шероховатости обработанной поверхности и точности размеров.

Подача S: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из условий жесткости и прочности системы СПИД, мощности привода станка прочности твердосплавной пластины и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке – в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности.

Рассчитываем режимы резания для круглошлифовальной операции.

Разработку режимов резания при шлифовании назначают с установления характеристик инструмента ПП 300 ´ 90 ´ 100 24А 32М СМ1 4 К5.

Основными элементами режима резания при шлифовании являться: а) окружная скорость рабочего круга V_к в м/сек, которая для абразивных кругов обычно является максимальной допускаемой прочностью круга; б) скорость вращательного или поступательного движения детали V_д в м/мин; в) глубина шлифования t в мм – слой металла, снимаемый периферией или торцом круга; г) продольная подача S – перемещение шлифовального круга в направлении его оси в мм на один оборот детали при круглом шлифовании или в мм на каждый ход стола при плоском шлифовании периферией круга; и наконец в нашем случае д.) радиальная подача S_Р – перемещение шлифовального круга в радиальном направлении в мм на один оборот детали при врезном шлифовании.

Из таблицы 69 на стр. 465 [2] найдем значения окружной скорости круга V_K , скорости детали V_д и радиальной подачи S_P .

V_K = 35 м/сек V_д = 40 м/мин S_P = 0,001 мм/об детали

Найдем частоту оборотов n для заготовки и шлифовального круга по формуле

(2,1)

Переведем подачу из единиц мм/об детали на мм/мин это нам нужно для того чтобы посчитать машинное время.

Рассчитаем машинное время по формуле

(2,2)

Вспомогательное время для замеров заготовки и её установки возьмем равным Т_В = 18,4 мин

Тогда штучное время будет

Эффективная мощность по формуле при шлифовании периферией круга с радиальной подачей

(2,3)

где С_N = 0.14 r = 0.8 x = 0.8 y = 0,4 q = 0.2 z = 1.0 S = 0.001 V_д = 40 м/мин d = 100 b = 79

3. Безопасность и экологичность проекта

Технологическая среда является основным и мощным источником загрязнения окружающей среды. Наиболее сильное влияние она оказывает на атмосферу. Большой вклад в уровень загрязнения атмосферы вносит технологическая среда для обработки материалов.

Например, при механической обработке металлов и других материалов на металлорежущих станках (токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных, заточных и др.) возникает большое количество механических и химических загрязнителей. Для цехов механической обработки характерна повышенная запыленность и загазованность рабочей зоны (пространство высотой до 2 м, на котором находятся места постоянного или временного пребывания работающих). К механическим загрязнениям атмосферы, находящимся в рабочей зоне, можно отнести: взвеси-примеси, пыль, масляный туман и др. К химическим загрязнениям принадлежат различные газообразные вещества, способные взаимодействовать в химических реакциях.

Основной поток газообразных веществ в рабочей зоне образуется в результате испарения и разложения органических составляющих СОЖ при высоких температурах. Работа на металлорежущем станке сопровождается выделением большого количества тепла за счет высоких температур в зоне резания (300 – 700 градусов). Под воздействием этих температур происходит процесс разложения органической составляющей СОЖ. Чаще всего органическая составляющая СОЖ представляет собой минеральное индустриальное масло. В результате реакции разложения при высокой температуре из различных типов масел получается большое количество газообразных компонентов, таких как: хлор, хлористый водород, сероводород, высшие спирты, акролеины, меркаптан, формальдегид, углеводороды и др. Все эти вещества выделяются в воздух рабочей зоны и составляют основное химическое загрязнение металлообрабатывающих цехов. Состав и количество газов зависит от типа, применяемой СОЖ и от режимов резания.

Полностью безопасных и безвредных производств не существует. Задача охраны труда - свести к минимальной вероятности поражения и заболевания работающего с одновременным обеспечения комфорта при максимальной производительности труда. Реальные производственные условия характеризуются, как правило, наличием некоторых опасных и вредных производственных факторов.

Охрана труда – это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Современная отрасль машиностроения стремиться повысить технический уровень производства, сокращая применение ручного тяжелого труда, – во всех отраслях народного хозяйства, повышается уровень оснащенности предприятий средствами производственной санитарии, с более высокой степенью технической и пожарной безопасности, создаются безопасные машины и технология.

3.1 Анализ основных опасных и вредных производственных факторов, присутствующие на производственном участке

Опасным производственным фактором называется такой производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или к другому внезапному, резкому ухудшению здоровья.

Вредным производственным фактором называется такой производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению трудоспособности.

Примерами опасных факторов могут служить открытые токоведущие части оборудования, движущиеся части машин и механизмов, раскаленные тела, возможность падения с высоты самого работающего либо деталей и предметов, наличие емкостей со сжатыми или вредными веществами и т.п.

Примером вредных факторов являются вредные примеси и воздухе, неблагоприятные метеорологические условия, лучистая теплота, недостаточное освещение, вибрации, шум, ультра- и инфразвуки, ионизирующие и лазерные излучения, электромагнитные поля, повышенные напряженность и тяжесть труда, наличие вредных микроорганизмов или насекомых и т.д.

Между опасными и вредными производственным факторами (в дальнейшем ОВПФ) часто нельзя провести четкой границы. Один и тот же фактор может привести к несчастному случаю.

В процессе разработки технологии изготовления фрезы была выявлена операция, которая по экологичности и безопасности вредна для рабочего.

Таблица 3.1. Анализ ОВПФ технологической операции

В проектируемом варианте усовершенствуется фрезерная операция. В результате этого меняется режущий инструмент, станочное приспособление, вид СОЖ. Это позволит улучшить условия труда рабочего персонала.

При обработке фрезы присутствуют следующие ОВПФ:

1) Опасность поражения электрическим током

Может возникнуть при повреждении электрооборудования, электропроводки и в результате несоблюдения правил электробезопасности, т.е. источником такой опасности является, все технологическое оборудование.

2) Повышенный уровень шума и вибраций

Шум – источниками являются машины и механизмы, а также технологические установки и аппараты, в которых движение газов и/или жидкостей происходит с большими скоростями и имеет пульсирующий характер (компрессоры, насосы). Источниками шума и вибрации в цехе является все производственное оборудование, кроме контрольных машин. Шум и вибрации при работе оборудования отрицательно сказываются на здоровье рабочих и могут привести к профзаболеваниям.

3) Опасность травмирования

Движущиеся, вращающиеся части оборудования, которые являются источниками опасности при погрузочно-разгрузочных работах, транспортировке материалов, обслуживании и ремонте оборудования, т.е. источником такой опасности является, все вышеперечисленное технологическое оборудование.

Например:

- вращающиеся инструмент и деталь, так как может произойти захват одежды, волос, конечностей оператора при нарушении правил техники безопасности, а также травмирование рабочих при вылете незакрепленной детали или инструмента.

- особенность метода обработки: схема резания, осуществляемая вращением заготовки по направлению часовой стрелки, т.е. на рабочего, что может привести при значительных усилиях резания к вырыванию режущего инструмента из суппорта станка или скалыванию его частиц.

4) Отклонения от нормативного микроклимата

ОВФ, связанными с загрязнением воздушной среды на участке, где идет изготовление фрез типа GFM, – являются металлическая пыль, выделения вредных паров и газов, тепловыделения от технологического оборудования. Источниками такой опасности является практически все вышеперечисленное оборудование, исключение – контрольное оборудование.

Например:

- смазочно-охлаждающая жидкость, так как при ее нагревании в процессе обработки выделяющиеся пары раздражают слизистые оболочки глаз, носоглотки;

- выделяющаяся при обработке металлическая пыль, которая, оседая в легких человека, вызывает раздражение дыхательных путей.

5) Опасность получения ожогов

Горячий воздух для обдувки (90°С) и горячий раствор для промывки (50°С), так как существует возможность получения ожогов.

6) Освещённость

Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения.

Рациональное освещение помещений и рабочих мест - один из важнейших элементов благоприятных условий труда. При правильном освещении повышается производительность труда, улучшаются условия безопасности, снижается утомляемость.

На участке изготовления фрез недостаточное освещение, и как следствие повышенная утомляемость и существует вероятность производственного травматизма.

7) Пожароопасность

Пожары, которые могут возникнуть в местах скопления ветоши, легковоспламеняющихся материалов (охлаждающая жидкость, неисправные электропроводка и электрооборудование, промышленные материалы).

В законодательстве об охране труда большое внимание обращается и соблюдение требований по охране труда при проектировании и разработке новых предприятий, машин, оборудования и технологических процессов.

Проектируемые нами технологические операции и планировка производственных участков или цехов могут быть приняты и введены в эксплуатацию, если на них подробно проработаны мероприятия по охране труда и по обеспечению здоровья и безопасности условия труда.

Современное производство характеризуется относительно быстрым насыщением производства новыми машинами. В сложившейся ситуации, одновременно с получением определенного технико-экономического эффекта нередко появляются и новые производственные опасные и вредные факторы. Следовательно, в условиях роста производства неизбежно возникают новые проблемы по охране труда, здоровья персонала. К указанным проблемам относятся инженерно-технические, медико-биологические и социально-экономические проблемы охраны труда.

В рамках дипломного проектирования рассмотрим инженерно-технические проблемы охраны труда и проведем детальный анализ опасных и вредных факторов в производстве.

К инженерно-техническим проблемам по охране труда можно отнести:

оценку условий труда при использовании и предприятиях новых машин и устройств;

отражение вопросов безопасности в проектной документации на конкретную технологию производства;

разработку высокоэффективных мер по снижению шума и вибраций на выпускаемых машинах.

3.2 Описание рабочего места, оборудования, выполняемых операций

Важным направлением при обработке фрез является экологическая безопасность технологического процесса их изготовления. При проектировании новых технологических процессов необходимо наряду с экономической эффективностью учитывать экологическую безопасность, которой иногда следует отдавать предпочтение при принятии решений. Такому условию отвечает технология обработки, которая даёт возможность обрабатывать заготовку в обрабатывающем центре, в закрытом пространстве. Это позволяет создать более короткий технологический маршрут, реализующий методы малоотходной технологии, уменьшить объем снимаемой стружки и количество выделяемой теплоты и т.д. С применением твердого смазочного материала при деформирующем протягивании значительно сокращаются вредные выбросы.

Расположение станков на участке осуществляется согласно технологическому процессу. Расположение станков, расстояние между станками соответствуют санитарным нормам. Минимальная ширина проходов между линиями 1,5 м. Для подъезда электропогрузчика имеется проезд шириной 3,5 м и предусмотрены места для складирования заготовок. Поверхности металлорежущих станков окрашиваются в светло-зеленый цвет, движущиеся части станков - в светло-желтый. Включение отмечается сигнальной лампой зеленого цвета, кнопка "стоп" для экстренной остановки станка выкрашена в ярко красный цвет и имеет большой размер.

3.3 Организационные и технические мероприятия по созданию безопасных условий труда с проведением инженерных расчётов

Прежде всего, надо отметить, что администрация предприятия обязана обеспечить надлежащее техническое оборудование всех рабочих мест и создавать на них условия работы, соответствующие правилам по охране труда (правила по технике безопасности, санитарным нормам и правилам и т.п.).

В целях охраны труда и соблюдения техники безопасности проводятся инструктаж и обучение правилам безопасных приёмов и методов работы. Они должны быть обязательно организованы во всех цехах независимо от характера и степени опасности производства, а также квалификации и стажа работы лиц, выполняющих работу (ГОСТ 12.0.004-79).

Существует несколько видов инструктажа: вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый, текущий.

Вводный инструктаж обязаны пройти все вновь поступающие на предприятие, а также командированные и учащиеся, прибывшие на практику. Его проводит инженер по охране труда.

Первичный инструктажна рабочем месте проводят со всеми вновь принятыми на предприятие, переводимыми из одного подразделения в другое, командированными и др.

Повторный инструктаж проводится не реже чем через шесть месяцев. Цель этого инструктажа – восстановить в памяти рабочего правила по охране труда, а также разобрать конкретные нарушения из практики цеха или предприятия.

Внеплановый инструктаж проводят при изменении технологического процесса, изменении правил по охране труда, внедрения новой техники, нарушении работниками правил безопасности труда, которые могут привести или привели к травме, аварии, взрыву или пожару; при перерывах в работе – для работ, к которым предъявляются дополнительные требования безопасности труда не более чем на 30 календарных дней, для остальных – 60 дней. Текущий инструктаж проводят с работниками перед производством работ, на которые оформляется допуск – наряд.

К числу мер по технике безопасности и производственной санитарии относятся нормы, устанавливающие меры индивидуальной защиты работающих от профессиональных заболеваний и производственных травм. Эти нормы рассматривают следующее. На работах с вредными условиями труда, а также на работах, производимых в особых температурных условиях или связанных с загрязнением, рабочим и служащим выдаются бесплатно по установленным нормам специальная одежда, специальная обувь и другие средства индивидуальной защиты. Рабочие и служащие обязаны пользоваться в рабочее время выдаваемыми им средствами индивидуальной защиты. На работах, связанных с загрязнением, рабочим и служащим бесплатно по установленным нормам выдается мыло. На работах с вредными условиями труда рабочим и служащим бесплатно по установленным нормам молоко и другие равноценные пищевые продукты.

Мероприятия по оздоровлению воздушной среды

Требуемое состояние воздуха рабочей зоны может быть обеспечено выполнением определенных мероприятий, к основным относятся:

Механизация и автоматизация производственных процессов.

Применение технологического оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадание их в рабочую зону

Применение средств индивидуальной защиты.

Мероприятия по избавлению от вибраций

Чаще всего виброгашение осуществляют путем установки агрегатов на фундаменты (а не на общую плиту). Массу фундамента подбирают таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента в любом случае не превышала 0,1 – 0,2 мм, а для особо ответственных сооружений 0,005 мм. Для небольших объектов между основанием и агрегатом устанавливают плиту. Расчет фундаментов машин с динамическими нагрузками ведут по СниП 19 – 95. Также использование материалов способных поглощать колебания, увеличение жесткости оборудования для уменьшения резонансных колебаний. Важную роль играют правильный режим работы и эксплуатации, хороший уход и своевременный ремонт оборудования.

Защита от шума

Борьба с шумом посредством уменьшения его в источнике является наиболее рациональной. Уменьшение механического шума может быть достигнуто путем совершенствования технологических процессов и оборудования.

Расчет допустимого уровня шума

Расчетная формула для определения уровня шума, если источник шума находится в помещении, будет иметь вид:

, (4.1)

где В – так называемая постоянная помещения, м²

, (4.2)

где А – эквивалентная площадь помещения

, (4.3)

где L_СР – средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения площадью S_ПОВ . L_СР = 0,12, тогда

111,1

L_Р – уровень звуковой мощности шума, определяется согласно формулы:

, (4.4)

где - исходная мощность, равная мощности переносимой звуковой волной интенсивности I₀ через единичную площадку S₀ =1м² ,

Вт

где I₀ – интенсивность звука, что соответствует порогу слышимости

Р – мощность источника, в данном случае станка. Мощность электродвигателя токарного станка Р = 28 кВт = 28×10³ Вт.

Подставляя числовые значения, получим:

Ф – фактор направленности, характеризующий неравномерность излучения звука источником по направлениям. В нашем случае Ф = 1, S_ПОВ – площадь участка. В нашем случае S_ПОВ = 925,8 м² .

Защита от травмирования

Опасность травмирования на рабочем месте определяют по ГОСТ 12.0.004-79.

Опасность травмирования в текущее время в основном обусловлена большим износом оборудования. Поэтому для уменьшения опасности травмирования надо при работе соблюдать меры техники безопасности. При работе на технологическом оборудовании установить ограждающие экраны на силовом оборудовании. Поверхности металлорежущих станков окрашиваются в светло-зеленый цвет, движущиеся части станков - в светло-желтый. Пульты управления станками находятся, как правило, с правой стороны. Включение отмечается сигнальной лампой зеленого цвета, кнопка "стоп" для экстренной остановки станка выкрашена в ярко красный цвет и имеет большой размер.

Освещение производственного участка

Правильно спроектированная и выполненная система освещения необходима для обеспечения сохранности зрения человека, безопасности выполнения работы, высокой производительности труда и качества выпускаемой продукции.

При освещении производственных площадей используют естественное, искусственное и совмещенное освещение (в светлое время суток недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным).

Для обеспечения нормальной производственной деятельности на участке применяется искусственное общее равномерное освещение.

Осветительная система должна отвечать следующим требованиям:

освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы;

необходимо обеспечить достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности;

величина освещенности должна быть постоянной во времени;

направленность светового потока должна быть оптимальной;

все элементы осветительных приборов должны быть электро-безопасными.

осветительные приборы должны быть удобными и простыми в эксплуатации.

Тщательный и регулярный уход за осветительными установками имеет большое значение для создания рациональных условий освещения.

В установках с люминесцентными лампами необходимо следить за исправностью схем включения (не должно быть видимых глазом миганий лампы), а также пускорегулирующих аппаратов, о неисправности которых можно судить по значительному шуму дросселей.

Необходимо своевременно заменять перегоревшие лампы.

Станки должны иметь стационарные устройства местного освещения. Рекомендуется широкое использование встроенного освещения.

Освещение общее в сочетании с местным должно обеспечивать четкую видимость делений на отсчетных и контрольно-измерительных приборах, а также поверхность обрабатываемых деталей.

Электробезопасность

По степени опасности поражения током механические цеха относят к помещениям с повышенной опасностью (температура до 30С°, влажность воздуха около 70%). Для защиты от поражения током обязательно предусматривают: защитное заземление оборудования, изоляция и ограждение токоведущих частей, защитное отключение оборудования.

Все металлические части станков, а также отдельно стоящие электрические устройства, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции и замыкания на корпус, должны быть заземлены.

Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, т.е. при "замыкании на корпус".

Принцип действия защитного заземления - снижение опасного значения напряжений прикосновения и шага, обусловленных "замыканием на корпус". Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования, а также выравниванием потенциала за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по величине к потенциалу заземленного оборудования.

Область применения защитного заземления – трехфазные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В с любым режимом нейтрали.

Различают заземления искусственные, предназначенные исключительно для целей заземления и естественные – находящиеся в земле металлические предметы другого назначения.

3.4 Антропогенное воздействие объекта на окружающую среду и мероприятия по экологической безопасности

В соответствии с "Основами водного законодательства РФ" все сточные воды предприятия должны подвергаться очистке от вредных веществ перед сбросом в водоем. Для выполнения этих требований применяют механические, химические, биологические, а также комбинированные методы очистки. Состав очистных сооружений выбирают в зависимости от характеристики и количества поступающих на очистку сточных вод, требуемой степени их очистки, метода использования их осадка и от других местных условий в соответствии со СниП 11–32–74.

Выбросы в воду

В составе очистных сооружений должны быть предусматриваться решетки или решетки - дробилки, песколовки и песковые площадки, усреднители, флотационные установки, отстойники, илоуплотнители, биологические фильтры, сооружения для насыщения сточных вод кислородом и другие сооружения.

Решетки должны иметь прозоры 16 мм. Механизированная очистка решеток от отбросов предусматривается при количестве отбросов 0,1 м³ /сут. Применяются горизонтальные песколовки производительностью свыше 10000 м³ /сут. Флотационные установки применяют для очистки СОЖ и эмульсий, масел для смазывания штампов, веществ, содержащих нефтепродукты. Однако следует отметить, что цикл работы СОЖ на нашем предприятии замкнут, т.е. сначала СОЖ подается для работы, затем, циркулируя через очистные сооружения и холодильник, идет назад в работу. Только после признания СОЖ непригодной она отправляется в сточные воды, затем в очистные сооружения, где разлагается на составляющие. Очищенная вода сбрасывается назад в водоем. Оставшиеся масляные компоненты СОЖ используются в мелких неответственных смазочных работах.

Выбросы в воздух

Воздух, удаляемый системами вентиляции и содержащий пыль, вредные или неприятно пахнущие вещества, перед выбросом в атмосферу должен очищаться с тем, чтобы в атмосферном воздухе населенных пунктов не было вредных веществ, превышающих санитарные нормы, а в воздухе, поступающем внутрь производственных помещений, концентрации не превышали величины 0,3q_ПДК для рабочей зоны этих помещений.

Утилизация

Частичной утилизации, будут подвергаться СОЖ, разнообразные масла и нефтепродукты. По возможности из них будут выделены составляющие часть которых отправится в повторное производство в качестве вспомогательной смазки неответственных деталей и т.д., а часть будем сжигать непосредственно на заводской котельной, если это возможно, а при большом количестве скопившихся горючих веществ отправлять их на близлежащие городские. Отходы металла, стружка и бракованные изделия тоже подвергаются своего рода утилизации, а именно отправляются на повторную переплавку. Отходы металла, которые можно применить в быту (ограждения на даче и т.д.) вполне могут сбываться через торговую сеть как некондиционные товары.

3.5 Безопасность в чрезвычайных и аварийных ситуациях

В современном мире наибольшую угрозу обществу в целом представляют террористические акты, которые стали происходить, к глубочайшему сожалению, в любых общественных местах. Не понятные обычному человеку принципы и мотивы движут людьми, совершающих такие преступления.

Чаще всего такие действия совершают люди, если их можно так назвать, с явными психическими отклонениями, поэтому необходимо проводить курсы по подготовке персонала правилам поведения в таких ситуациях.

Профилактика терроризма на предприятии

В рамках мероприятий по повышению уровня безопасности предприятия необходимо осуществить следующие обязательные действия:

ужесточить пропускной режим при входе (въезде) на территорию объекта, в том числе путем установки систем сигнализации, аудио и видеозаписи;

категорически запретить хранение на территории предприятия любых видов горючих веществ без наличия на то производственной необходимости;

осуществлять силами службы безопасности регулярные обходы территории объекта;

проводить регулярные проверки складских помещений, в первую очередь тех, где были большие поступления товаров и материалов;

максимально тщательно подбирать и проверять персонал. Проблеме подбора кадров сейчас уделяется огромное внимание, поскольку руководители начали осознавать тщетность любых мер безопасности, если "слабым звеном" становится сотрудник компании. Лучшим подтверждением служит начавшаяся активная кампания по выявлению и увольнению скрытых наркоманов в ряде предприятий;

в обязательном порядке включать в договора на сдачу складских помещений в аренду пункты, дающие право администрации объекта при необходимости проводить проверку сдаваемых помещений;

организовывать совместно с сотрудниками правоохранительных органов инструктажи и практические занятия по действиям в чрезвычайных ситуациях, связанных с проявлением терроризма;

в случае обнаружения подозрительных предметов незамедлительно сообщить о случившемся в правоохранительные органы.

Все эти меры вполне способны заставить злоумышленников поискать другой объект для выражения своего "протеста", поскольку сама психология терроризма не предполагает тактики "открытого боя". И если есть хоть малейший шанс, что служба безопасности способна дать серьезный отпор, то любой злоумышленник, как минимум, дважды подумает. Кроме того, указанные действия позволяют минимизировать вероятность возникновения случаев внутреннего терроризма, когда недовольный сотрудник начинает мстить компании, уволившей его. Но для этого как раз и существуют служба безопасности и корпоративная юридическая служба. Достаточно закрыть такому "обиженному" доступ на территорию компании, чтобы исключить любые случаи сознательного вредительства.

Телефонное сообщение с угрозой теракта

Значительную помощь правоохранительным органам при проведении оперативно-розыскных мероприятий окажут следующие действия предупредительного характера:

инструктаж персонала о порядке приема телефонных сообщений с угрозами террористического характера;

оснащение телефонов офиса автоматическими определителями номера и звукозаписывающей аппаратурой;

своевременная передача полученной информации в правоохранительные органы по телефонам территориальных подразделений СИБ и МВД;

обеспечение беспрепятственного прохода (проезда) к месту обнаружения подозрительного предмета сотрудников и автомашин правоохранительных органов, скорой медицинской помощи, пожарной охраны;

в случае необходимости эвакуация людей согласно плану.

Поступление угрозы в письменной форме

Угрозы в письменной форме могут быть как отправлены в организацию по почте, так и подброшены в виде различного рода анонимных материалов (записок, надписей, информации, записанной на дискете и др.). С анонимным материалом, содержащим угрозы террористического характера, необходимо обращаться максимально осторожно – не оставляя отпечатков пальцев, убрать его в чистый, плотно закрываемый полиэтиленовый пакет и поместить в отдельную жесткую папку.

Если документ поступил в конверте, то вскрывать его следует только с левой или правой стороны, аккуратно обрезая кромки ножницами.

СОХРАНЯЙТЕ ВСЕ: сам документ с текстом, любые вложения, конверт и упаковку, ничего не выбрасывайте.

Не расширяйте круг лиц, ознакомившихся с содержанием документа.

Анонимные материалы направьте в правоохранительные органы с сопроводительным письмом. В нем должны быть указаны конкретные признаки анонимного материала (вид, количество, каким способом и на чем исполнены, с каких слов начинается и какими заканчивается текст, наличие подписи и т.д.), а также обстоятельства, связанные с его распространением, обнаружением или получением. Анонимные материалы не должны подшиваться, подклеиваться. На них не разрешается делать подписи, подчеркивать или обводить отдельные места в тексте, писать резолюции и указания, запрещается их мять и сгибать. При исполнении резолюций и других надписей на сопроводительных документах не должно оставаться давленых следов на анонимных материалах.

Регистрационный штамп проставляется только на сопроводительных письмах организации и заявлениях граждан, передавших анонимные материалы в инстанции.

Действия в случае захвата террористами заложников

Любое помещение может стать местом захвата или удержания заложников. Как правило, при подобных ситуациях в качестве посредника при переговорах террористы обычно используют руководителей учреждений. Если произошел захват людей в заложники, следует:

незамедлительно сообщить о случившемся в территориальные отделения полиции и СИБ;

не вступать по своей инициативе в переговоры с террористами;

при необходимости выполнять требования захватчиков, если это не связано с причинением ущерба здоровью людей, не противоречить преступникам, не рисковать жизнью окружающих и своей собственной;

не провоцировать действий, влекущих применение захватчиками оружия.

Пожарная защита

Под системами пожарной защиты и взрывозащиты понимаются комплексы организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара и взрыва, а также ограничение материального ущерба.

Пожарная защита и взрывозащита производственных объектов обеспечиваются: правильным выбором степени огнестойкости объекта и пределов огнестойкости отдельных элементов и конструкций; ограничением распространения огня в случае возникновения очага пожара; обвалкой и бункеровкой взрывоопасных участков производства или размещением их в защитных кабинах; применением систем активного подавления взрыва; применением легкосбрасываемых конструкций в зданиях и сооружениях; применением систем противодымной защиты; обеспечением безопасной эвакуации людей; применением средств пожарной сигнализации, освещения и пожаротушения; организацией пожарной охраны объекта, газоспасательной и горноспасательной служб.

Необходимо определить категорию взрывопожарной и пожарной опасности. В соответствии со строительными нормами и правилами (СниП 11–90–81) производственные здания и склады по взрывной и пожарной опасности подразделяются на шесть категорий: А, Б, В, Г, Д, Е [17].

В нашем случае производство относится к категории В (пожароопасные производства), так как на участке применяются СОЖ с температурой вспышки 158°С (>61°С) и твердые вещества (тара, ветошь и т.д.), способные гореть, но не взрываться при контакте с воздухом, водой и друг с другом.

Конструкция здания цеха относится к трудносгораемой.

Средства предупреждение пожара и эвакуации

С точки зрения пожарной безопасности генеральные планы промышленных предприятий должны: обеспечивать необходимые безопасные расстояния от границ предприятия до соседнего предприятия, населенного пункта, полосы магистральных железных дорог и водных путей; предусматривать правильное зонирование зданий и сооружений с учетом их назначения и других признаков; удовлетворять требуемым противопожарным разрывам между зданиями и сооружениями.

При планировке предприятий требуется также обеспечить удобный подъезд пожарных автомобилей к зданиям. Применять при строительстве противопожарные преграды, противопожарные перекрытия, зоны, пожарные стены. Местные противопожарные преграды предназначаются для ограничения распространения пламени в начальной стадии развития пожара.

При пожаре большую опасность представляют собой продукты горения (дым), содержащие отравляющие, а иногда и взрывоопасные вещества. Для их удаления создаются дымовые люки, которые обеспечивают направленное удаление дыма, не задымленность смежных помещений, облегчают обнаружение очага пожара.

Для того чтобы предотвратить воздействие на людей опасных факторов пожара, необходимо при проектировании зданий обеспечить людям возможность быстро покинуть здание. Эту возможность дают эвакуационные выходы. Выходы считаются эвакуационными, если ни ведут:

Из помещений первого этажа непосредственно наружу или через вестибюль, коридор, лестничную клетку;

Из помещений любого этажа, кроме первого, в коридор, ведущий на лестничную клетку или непосредственно на лестничную клетку, имеющую выход непосредственно наружу, или через вестибюль, отдаленный от примыкающих коридоров перегородками с дверьми

Из помещения в соседнее помещение на том же этаже, обеспеченное выходами, указанными выше.

Требования к устройству путей эвакуации и эвакуационных выходов из производственных зданий и помещений определены в СниП 11–2–80 и 11–90–81. Количество эвакуационных выходов принимается по расчету, но обычно должно быть не менее двух. Они должны располагаться рассредоточено.

Способы и средства борьбы с пожарами

В соответствии с условиями, необходимыми для возникновения и распространения горения, прекращение горения может быть достигнуто следующими методами: прекращением доступа в зону горения окислителя (кислорода воздуха) или горючего вещества, а также снижением их поступления до величин, при которых горение невозможно; охлаждением зоны горения ниже температуры самовоспламенения или понижением температуры горящего вещества ниже температуры воспламенения; разбавления горючих веществ негорючими; интенсивным торможением скорости химических реакций в пламени (ингибированием горения) механическим срывом (отрывом) пламени сильной струей газа или воды. На этих принципиальных методах и основаны известные способы и приемы прекращения горения в условиях пожара.

Каждое промышленное предприятие должно быть оснащено определенным количеством тех или иных видов пожарной техники. Места размещения каждого вида пожарной техники должны быть обозначены указательными знаками по ГОСТ 12.4.026–76.

Для ликвидации небольших возгораний на предприятии используют первичные средства пожаротушения: пожарные стволы (водяные и воздушно-пенные), действующие от внутреннего противопожарного водопровода (внутренних пожарных кранов), огнетушители, сухой песок, асбестовые одеяла и другой пожарный инвентарь.

На нашем производстве категории В должны применяться стационарные установки пожаротушения, которые подразделяются на аэрозольные (галоидоуглеводородные), жидкостные, водяные (спринклерные и дренчерные), водяные с лафетными стволами, паровые порошковые. Должны применяться установки как для автоматического пожаротушения (приводятся в действие в отсутствии людей) спринклерные установки для автоматического пожаротушения и дистанционные установки, приводимые в действие людьми.

Для тушения загораний на начальной стадии и пожаров в начальной стадии их развития применяются огнетушители. По виду огнегасительных веществ их подразделяют на воздушно-пенные, химические пенные, жидкостные, углекислотные, аэрозольные и порошковые.

Наиболее распространены химические пенные огнетушители ОХП–10, ОП-М и ОП-9ММ. Также имеются воздушно – пенные огнетушители: ручные – ОПВ-5, ОПВ-10, стационарные – ОПВ-100 и ОВПУ-250. Существуют углекислотно-бромэтиловые огнетушители ОУБ-3 и ОУБ-7. В последнее время широкое распространение получили порошковые огнетушители. Они выпускаются типов: ОП-1 "Момент", ОП-2А, ОП-10А и т.д.

Средства извещения и сигнализации о пожаре

В связь извещения о пожаре входит городская и местная телефонная связь, специальная пожарная телефонная связь с наиболее важными объектами и электрическая пожарная сигнализация. Различные системы электрической пожарной сигнализации (ЭПС) предназначены для обнаружения самой начальной стадии пожара (загорания) и сообщения о месте его возникновения. ЭПС делится на пожарную и охранно–пожарную, основными элементами которой являются: пожарные извещатели, приемные станции, линии связи, источники питания, звуковые или световые сигнальные устройства.

3.6 Выводы

В данной работе мы произвели анализ техпроцесса, выявили положительные и отрицательные черты, влияющие на безопасность труда и экологию в целом. Подробно рассмотрели наиболее явные опасные и производственные факторы, дали им достаточно развернутую характеристику и объяснили их влияние на состояние здоровья человека и окружающей среды.

Поскольку при производстве фрез и другого инструмента невозможно полностью устранить вредные воздействия, при разработке новых технических решений следует учитывать экологический ущерб. При прогнозировании ущерба обычно стараются оценить риск, связанный с возможностью аварийных ситуаций и загрязнения окружающей среды. Однако в настоящее время не удается определить с достаточной точностью вид и размеры ущерба при производстве инструмента. Изменения, внесенные даже в одну технологическую операцию, влекут за собой комплекс мероприятий, требующих дополнительной информации об их воздействии на другие операции и персонал.

Для оценки возможного ущерба следует моделировать отказы оборудования, инструмента и оснастки, ошибки оператора, а также опасное воздействие на него СОЖ, вибраций и поломок инструмента. Вероятность отказа инструмента можно установить, используя статистические данные об аналогичных случаях. Однако при применении нестандартных технических решений такой подход не всегда возможен.

Необходимо также оценивать уровень безопасности при изготовлении зубчатых колес. Любая технологическая операция по-своему потенциально опасна. Чаще всего опасность возникает в результате внезапной потери управления технологическим процессом. Этому предшествует цепь предпосылок; ее звенья в большинстве случаев предсказуемы и могут быть определены путем моделирования условий, при которых возможны аварийные ситуации.

Неблагоприятные условия могут проявляться постепенно, в частности, при износе инструмента, технологической оснастки и т.д. К неблагоприятным условиям относится наличие скрытых дефектов в инструменте, слишком низкая или высокая твердость заготовок, завышенный или неравномерный припуск и т.д.

При прогнозировании аварийной ситуации (которой предшествует критическое состояние) обычно учитывают только то, что угрожает здоровью и жизни оператора. Состояние же реальной технологической операции определяется совокупностью многих факторов. Чтобы обеспечить безопасность технологической операции, необходимо разработать модель, с помощью которой можно надежно и просто выявлять критические факторы и оценивать степень опасности.

Безопасность операции обеспечивается, если в действиях оператора нет ошибок, оборудование и оснастка работают без отказов и вредные воздействия на оператора отсутствуют. Однако в реальном производстве эти условия полностью невыполнимы. Поэтому опасность надо моделировать, используя следующие данные: реальные возможности оборудования, оснастки и инструмента и условия их реализации; предпосылки для перехода к критическому состоянию; пути предотвращения аварийной ситуации; способы уменьшения возможного ущерба.

Для зуборезного инструмента путь к безаварийному и безопасному состоянию сводится к определению минимального числа предпосылок, при одновременном наличии которых происходит поломка, а также условий, гарантирующих ее отсутствие. Если не учитывается хотя бы одно из условий, то аварийная ситуация не исключается. Для снижения вероятности поломки инструмента применяется в дополнение к смыванию стружки экологически безопасной СОЖ под давлением используют механическое удаление стружки с помощью специальных щеток; применяется термическая обработка заготовок, улучшающая обрабатываемость их материала; производится тщательный контроль за соблюдением технологической дисциплины при переточке инструмента.

Устранение наиболее значимых предпосылок является самым простым и дешевым способом обеспечения максимально возможного на данный момент уровня безопасности изготовления. Однако сбор статистических данных и учет интенсивности отказов оборудования, поломок инструмента, частоты возникновения ошибок оператора в рассматриваемых технологических процессах в должной мере не проводились, социально-экономический ущерб пооперационно не оценивался. В производстве одновременно необходимо осуществлять множество организационно-технических мероприятий. Выбор их оптимальных сочетаний сложен даже при использовании современных методов. Необходимо обеспечить получение информации обо всех взаимосвязанных технологических операциях. Это позволит оценить возможный риск и минимизировать ущерб при организации новых технологических процессов.

Обозначен класс пожароопасности предприятия. Разработанная планировка участка, как "ячейки" здания завода, позволит верно сориентировать людей во время эвакуации, использование средств предупреждения и тушения пожаров, а также своевременного оповещения во всех остальных чрезвычайных ситуациях и авариях даст возможность сохранить жизни многим сотрудникам. Таким образом, с точки зрения безопасности и экологичности, проект следует считать удовлетворяющим существующие правила и стандарты.

4. Экономическая часть

Расчет проектного штучного времени

В проекте мы убираем одну слесарную операцию, одну фрезерную операцию - эти операции будут производиться на обрабатывающем центре MAHO 800, и сокращаем время на установку детали на круглошлифовальной операции. По типовому технологическому процессу с 2005 на 2006 год планируется сделать по номенклатуре девять разных фрез по четыре штуке каждая и того 36шт

4.1 Исходные данные для экономического обоснования сравниваемых вариантов

4.2 Расчет необходимого количества оборудования и коэффициентов его загрузки

4.3 Расчет капитальных вложений (инвестиций) по сравниваемым вариантам

Проектируемая замена оборудования, оснастки, инструмента и затраты на дополнительную площадь здания:

№	Наименование, единица измерения	Расчетные формулы и расчет	Значения показателей
			Проектируемый вариант
1	Сопутствующие капитальные вложения:
1.1	Затраты на проектирование	,	3451
1.2	Затраты на дорогостоящие приспособление, руб.	,	155,8
1.3	Итого сопутствующие капитальные вложения		3607,8
2	Общие капитальные вложения		3607,8

4.4 Расчет технологической себестоимости сравниваемых вариантов

№	Наименование показателей	Расчетные формулы и расчет	Значенияпоказателей
			Вариант 1	Вариант 2
1	Основные материалы за вычетом отходов.		2275	2275
2	Основная заработная плата
2.1	рабочих - операторов, руб. (сдельщики)		2050	300
ИТОГО основная заработная плата		2050	300
3.	Отчисления на социальное страхование		729	106,8
4.	Затраты по содержанию и эксплуатации оборудования
4.1	Затраты на текущий ремонт оборудова-ния, руб.		296	31,6
4.2	Расходы на технологическую энергию, руб	, , .	207,3	34,8
4.3	Расходы на инструмент		9,4	0,7
4.4	Затраты на содержа-ние и эксплуатацию приспособлений		5,5	7,9
4.5	Расходы на смазочные, обтирочные материалы и СОЖ	, ,	3,6	0,7
4.6	Расходы на содержание и экспл-ию производственной площади	, , .	269	69
Итого		790,8	144,7

4.5 Калькуляция себестоимости обработки детали по вариантам технологического процесса

4.6 Расчет показателей экономической эффективности проектируемого варианта техники (технологии)

Ожидаемая прибыль (условно-годовая экономия) от снижения себестоимости обработки детали:

,

.

содержание   ..  55  56  57   ..