14,8

15

+0,3

-0,5

2

2

12

Точение чистовое

2,5

2,5

0,025

0,4

0,5

Точение получистовое

2,94

3

-0,04

0,5

0,5

Точение черновое

3,6

3,6

-0,10

1,3

2

Заготовка

4,1

4,5

+0,1

-0,3

1,5

1,5

9.4 Построение размерной схемы техпроцесса и схем размерных цепей на торцевые поверхности

Расчет линейных операционных размеров начинают с построения размерной схемы технологического процесса. Основой для построения схемы служит план технологического процесс.

Размерную схему необходимо строить, располагая эскизами плана обработки детали, следующим образом. Вычерчивают контур готовой детали, утолщенными линиями указывают координаты торцов поверхностей в соответствии с координацией размеров на рабочем чертеже.

Через пронумерованные поверхности проводятся вертикальные линии. Между вертикальными линиями, начиная с последующей операции, с учетом эскизов обработки, указывают технологические размеры. Размер представлен в виде стрелок с точкой, причем точка совмещена с установочной базой, а стрелка своим остриём упирается в ту поверхность, которую мы получили на данной операции после снятия соответствующего межоперационного припуска.

Размерная схема технологического процесса представлена на рисунке 9.2 Любой замкнутый контур на размерной схеме, включающий в себя только один конструкторский размер Аi или один припуск Zi, образует технологическую размерную цепь. Схемы размерных цепей показаны на рисунке 9.3.Расчет размерных цепей приведён в таблице 9.4.

Рисунок 9.2 - Размерные цепи



Рисунок 9.3- Схемы размерных цепей



Рисунок 9.4 - Размерная схема технологического процесса

Таблица 9.4 - Расчет размерных цепей

Исходный размер	Исходное уравнение	Номинальный размер, мм	Допук,мм	Технолог. размер, мм	Предельное Значение припуска
Обозначение	Величина
Z10min	0,57	S6-S8-10=0 Z10=S6-S8	S6min=S8max+Z10min= =93+0,57=93,57; S6max=93,57+0,180=9,75-0,180	0,180	S6=93,75-0,180	Z6=93,75-0,180 - 93= =0,75-0,180
Z8min	0,65	S4-S10-Z10+Z8=0 Z8=S10-S4+Z10	S4min=S10max+Z10min- -Z8min=12+0,57-0,65=11,92; S4max=11,92+0,140=12,06-0,140	0,140	S4=12,06-0,140	Z8=12-12,06-0,140+ +0,75=0,69
Z2min	1,4	S3-S6-Z2=0 Z2=S3-S6	S3min=S6max+Z2min= =93,75+1,4=95,15; S3max =95,15+0,540=95,69-0,540	0,540	S3=95,69-0,540	Z2=95,69-0,540 -93,75-0,180= 1,94
Z4min	0,38	S2-S7-Z2+Z4=0 Z4=S7-S2+Z2	S2min=S7max+Z2min-Z4min= = 6+1,4-0,38=7,02; S2max=7,02+0,300=7,32-0,300	0,300	S2=7,32-0,300	Z4=6-7,32-0,300+1,94= =0,62-0,300
Z5min	0,5	S9-S11-Z5=0 Z5=S9-S11	S9min=S11max+Z5min= =5+0,5=5,5; S9max=5,5+0,025=5,525	0,025	S9=0,025-0,180	Z4=5,525-0,025-5= =0,525-0,025
Z6min	0,5	S5-S9-Z4-Z6=0 Z6=S5-S9-Z4	S5min=S9max+Z4min+Z6min=5,525+0,38+0,5=6,405; S5max=6,405+0048=6,365	0,04	S9=6,365-0,04	Z6 =6,365-0,04-5,5- -0,380=0,685-0,04
Z11min	1,5	S1-S3-Z11=0 Z1=S1-S3	S1min=S3max+Z11min= =95,69+1,5=97,19; S1max=97,19+0,43=97,62	0,43	S1=97,62-0,430	Z11=97,62-0,430- -95,69-0,540 =1,93
Z1min	0,9	H1-S1-Z1=0 Z1=H1-S1	H1min=S1max+Z1min= =97,62+0,9=98,52; H1max=98,52+0,35=98,87	0,35	H1=98,87-0,35	Z1=98,87-0,35-97,62= =1,25-0,35
Z3min	1	H2-S2-Z1+Z3=0 Z3=Z1+S2-H2	H2min=S2max+Z1min-Z3min =7,32+0,9-1=7,22; H2max=7,22+0,12=7,34	0,12	H2=7,34-0,12	Z3=1,25+7,32-7,34-0,120=1,23-0,120
Z7min	2	H3-S5-Z7+Z3=0 Z7=H3-S5+Z3	H3min=S5max+Z7min-Z3min =6,365+2-1=7,365; H3max=7,365+0,10=8,365	0,10	H3=8,365-0,10	Z7=8,365-0,10-6,365+1=3-0,10
Z9min	1,3	H4-S4-Z11+Z9=0 Z9=S4-H4+Z11	H4min=S4max+Z11min-Z9min =12,06+1,5-1,3=12,26; H4max=12,26+0,25=12,51	0,25	H4=12,51-0,25	Z9=12,06-12,51-0,25+ +1,93=1,48-0,25

9.5 Расчет режимов резания для операции 003при обработке на токарном станке

Рисунок 9.6 - Эскиз обработки детали

9.5.1 Черновая подрезка торца 1

Деталь - шток, марка материала - 20Х13-Ш (=550 МПа).

При выборе режущего инструмента пользуемся рекомендациями справочного пособия [3], и данными таблицы [4]. Выбираем материал резца - инструментальный твердый сплав Т15К6.

Т. о., для подрезки торца выбираем токарный подрезной отогнутый резец с пластиной из твердого сплава Т15К6, размер державки резца 25х20 мм, главный угол в плане =93, стойкость резца 60 мин.



Глубина резания: t =Z_max = 3,5 мм, при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости и прочности системы СПИД, мощности привода станка и т.д., выбираем S=0,78 мм/об.

Скорость резания

,

где T- стойкость инструмента, T=60мин,

С_v=47, m=0,2, x = 0, y = 0,8,

K_v - коэффициент, являющийся произведением коэффициентов

где К_mv- коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, равный

где K_Г - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, K_Г=1; n_V- показатель степени, n_V = 1; _B- предел прочности стали, _B=550 МПа.

K_ПV- коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки,

K_ПV =0,85,

K_ИV- коэффициент, учитывающий качество материала инструмента, 

K_ИV =1,4.

Тогда

Расчет частоты вращения шпинделя

об/мин,

где D_max- максимальный диаметр заготовки, D_max=34 мм.

Выбираем токарный станок 16К20Т1, принимаем ближайшую стандартную частоту n=380 об/мин [8]. Определяем фактическую скорость резания:

.

Сила резания

где С_p, x, y, n - коэффициент и показатели степени в формуле силы резанья, равные C_p=204, x=1, y=0,75, n=0 [8].

K_p- поправочный коэффициент, равен произведению коэффициентов учитывающих фактические условия резанья:



где K_mp- поправочный коэффициент, учитывает влияние качества обрабатываемого материала, на силовые зависимости, K_mp=0,79,

- поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания: K_p= 1; K_p= 1; K_p= 1; K_rp= 0,93.

Значение составляющих сил резания P_y и P_x вычисляем по следующим зависимостям:

Крутящий момент

где D - диаметр обрабатываемой поверхности, D=34 мм.

Мощность, расходуемая на резания

кВт.



Мощность электродвигателя, необходимая для резания, определяется с учетом КПД станка (0,7…0,8), кВт:

,

где _ст - КПД станка, _ст=0,8 .

кВт.

Вращающий момент станка

H*м.

Т. к. мощность электродвигателя привода главного рабочего движения станка больше рассчитанной величины > (11>3,33), и вращающий момент станка больше момента сопротивления резания M_вр>M_кр (1057,1>291,7) => станок удовлетворяет требованиям резания. Далее рассчитываем основное время обработки на переходе Т₀₁:

где мм.

мин.

9.5.2 Черновое точение поверхности 2

Выбираем режущий инструмент - ВК6.

Глубина резания принимаем равной одностороннему максимальному припуску на обработку t = 0,45 мм.

Расчет скорости резания

где С_v, x, y, m находим по справочнику [8].

Определяем число оборотов шпинделя

В результате согласования со станком принимаем частоту вращения шпинделя .

Определяем фактическую скорость резания

.

Определим усилие резания

Эффективная мощность



Мощность электродвигателя, необходимая для резания

Выбранный режим осуществим, так как эффективная мощность на шпинделе станка N = 3 кВт больше мощности, требуемой для резания N=2,557 кВт.

Далее рассчитываем основное время обработки на переходе T₀₂:

,

где мм.

мин.

Теперь находим основное время обработки Т₀

мин.



9.6 Расчет приспособления на точность

9.6.1 Назначение станочного приспособления, описание работы

При фрезеровании поверхностей заготовок обычно возникает большие силы и моменты от сил резания. Поэтому приспособления должны быть прочными и должны обладать высокой жесткостью, а заготовки - надежно и жестко закреплены, чтобы в процессе обработки не происходило вибрации смещения заготовки от установленного положения.

Поэтому для нашей заготовки - штока выбираем самоцентрирующие тиски улучшенной конструкции с самоустанавливающейся вспомогательной опорой. Тиски по определению приспособление для закрепления заготовки или детали при обработке или сборке. Одна из призматических губок тисков 1 заменена плоской губкой 2 со скосом. Это позволяет устанавливать и снимать заготовки при минимальных перемещениях губок. Губка 2 может несколько смещаться в горизонтальной плоскости. Для того чтобы обеспечить центрирование обрабатываемых деталей, левая и правая резьбы винта 3 имеют различные шаги, соотношение которых согласовано с углом в призмы.

9.6.2 Проектирование и расчёт станочного приспособления на точность

Произведем расчет на точность самоцентрирующих тисков улучшенной конструкции для фрезерования лысок на наружной поверхности заготовки.

Результирующая погрешность обработки любой поверхности и заготовки с применением Приспособления не должна превышать заданного допуска на данный геометрический параметр , т.е.



Анализ показывает, что выполнение размера Ш12-0,11 не зависит от приспособления, а величина биения заготовки не более 0,18 мм зависит от точности ее установки в самоцентрирующих тисках.

Проветрим обеспечение допуска на биениемм.

Погрешность операционного размера складывается из двух составляющих, связанных с методом обработки и с установкой:

.

Погрешность установки складывается из погрешностей базирования, закрепления, неточности приспособления:

.

В рассматриваемом случае тиски устанавливаются по поверхности Ш12-0,11.

Погрешность, связанная с методом обработки , определяется жесткостью технологической системы, температурными деформациями, износом инструмента. Для рассматриваемого случая мм.

Погрешность базирования для призмы находится по следующей зависимости:

мм.

Для данного способа закрепления заготовки принимаем .

Погрешность приспособления включает в себя погрешность изготовления , износа щ_u и погрешность установки приспособления .

В данном случае , так как самоцентрирующие тиски устанавливаются без погрешностей.

Погрешность изготовления тисков есть биение опорной поверхности патрона относительно его базовых поверхностей. Для данного случая в авиадвигателестроении .

Износ приспособления

мм.

Определим результирующую погрешность

мм.

Отсюда 18 ? 0,008+0,03+0,016 > 0,18 ? 0,054 - условие точности выполнено, т.е. приспособление обеспечивает заданную точность.

9.7 Расчет приспособления на усилие закрепления

При фрезеровании поверхности заготовки, закрепленной в призме, заготовка может перемещаться вдоль тисков под действием силы резания Рz и провертывания в призме под действием момента резания М.

Необходимо приложить такое усилие зажима, чтобы не было ни перемещения, ни провертывания заготовки относительно призмы.

Коэффициенты трения при перемещении заготовки в тисках вдоль оси и при провертывании будут равны, т.е. f1=f2=0,25.

Силы трения между кулачком и заготовкой будут составлять при перемещении F1=f1Q, при провертывании F2=f2Q.

Определим величину зажимного усилия при условии недопустимости перемещения заготовки в призме. Пользуясь принятыми обозначениями, составим уравнение сил:

F1=Pz,

где Pz - сила резания, вызывающая осевое перемещение или сдвиг заготовки:

,

где t - глубина фрезерования, К_мр - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обработки материала на силовые зависимости:

,

z - число зубьев фрезы, равное z=6,остальные коэффициенты берем из таблиц [1]:

Ср = 82,5; x=0,95; y=0,8; u=1,1; q=1,1

Получим



.

После подстановки значения F1 и введения коэффициента К(коэффициент надежности закрепления), значение которого следует выбирать дифференцировано в зависимости от конкретных условий выполнения операции и способа закрепления заготовки (для получистовых этапов обработки рекомендуется принимать К=1,5…2,0), уравнение примет вид

f1Q=KPz,

откуда

.

Теперь определим величину зажимного усилия при условии недопустимости провертывания заготовки в призме.

F2r=M,

где r - радиус наружной цилиндрической поверхности заготовки на участке закрепления ее в призме:

Момент силы резания

.

После подстановки значения F2 и введения коэффициента К уравнение примет вид



F2Qr=KM,

откуда

.

Из полученных двух значений усилия закрепления выбирают наибольшее, т.е. Q= 784,8 H.



10. Расчет себестоимости изделия и цены единицы изделия

В данной работе была спроектирована камера сгорания ЖРД и разработан технологический процесс производства штока. Определим себестоимость одной единицы этого изделия.

10.1 Основные материалы М_п

где - норма расходов основных материалов на единицу изделия;

=7 грн/кг - цена основных материалов (сталь 20Х13) [11].

Определим норму расходов по известной формуле

=7670 кг/м³ - плотность материала;

= 64 10^-6 м³ - объем заготовки. Тогда

кг.

грн.

10.2 Покупные, комплектующие изделия и полуфабрикаты, Пи

- норма расходов покупных изделий,

- цена покупных изделий.

Покупных, комплектующих изделий и полуфабрикатов нет, следовательно, Пи=0.



10.3 Возвратные отходы В_отх

где - норма отходов на единицу изделия, кг;

=5 грн/кг - цена отходов [12].

Норма отходов определяется разностью

где = 0,38 кг - масса детали.

Тогда

кг,

грн.

10.4 Основная (прямая) зарплата производственным рабочим З_пр

Основная зарплата производственным рабочим определяется по формуле

где =8,75 грн/ч - средняя часовая ставка производственного рабочего [12];

t= 0,95 ч - трудоемкость одного изделия.

Таким образом



грн.

10.5 Дополнительная зарплата производственным рабочим З_доп

Дополнительная зарплата производственным рабочим берется в размере 30-40% от основной заработной платы, то есть

[13]

Получим

грн.

10.6 Отчисления

Отчисления определяются как

[13]

грн.

10.7 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования Р_{с. е}

Расходы на содержание оборудования вычислим по формуле



где =120% - процент расходов на содержание и эксплуатацию оборудования [12].

Тогда

грн.

10.8 Цеховые расходы

Цеховые расходы на производство определяются как

где =90% - процент цеховых расходов [13].

Тогда

грн.

Тогда цеховая себестоимость:

грн.

10.9 Расходы на освоение новых видов изделий Р_осв

На освоение новых видов изделий идут соответствующие затраты



грн.

10.10 Специальные расходы Р_спец

Специальные расходы обычно определяются как

грн.

10.11 Общезаводские расходы

Общезаводские расходы определяются с учетом основной заработной платы рабочих

где =70% - процент общезаводских расходов [12].

Тогда

грн.

Теперь мы можем определить заводская себестоимость

грн.



10.12 Внепроизводственные расходы

Внепроизводственные расходы обычно принимают равными

[12]

грн.

Итого: полная себестоимость

грн.

10.13 Прибыль

Прибыль определяется по известной полной себестоимости

грн.

Таким образом, оптовая цена детали определяется суммой

грн.



11. Виды цен и порядок их формирования.

Государственные регулируемые цены на продукцию (услуги) производственно-технического назначения определяются таким образом [12]:

а) оптовая цена детали

грн.

б) продажная (отпускная) цена детали

где

грн.

Тогда

грн.

Свободные оптовые цены на продукцию (услуги) производственно-технического назначения устанавливаются изготовителем на равной основе с потребителем продукции и применяются с учетом налога на добавленную стоимость при расчетах изготовителей со всеми потребителями (кроме населения), в том числе с посредниками (включая снабженческо-бытовые, торгово-закупочные предприятия и прочее).

Свободные (отпускные) цены на ТНП устанавливаются с учетом НДС изготовителями товаров по согласованию с розничными торговыми предприятиями, реализующие товары населению, а также с посредниками.

Эти цены определяются исходя из коньюктуры рынка (спроса и предложения, качества и потребительских свойств продукции). Цены с учетом акцизного налога в свободных оптовых ценах на продукцию производственно-технического назначения и свободных отпускных ценах на ТНП учитывается себестоимостью и НДС.

Цены на продукцию и товары, поставленные через посредников (торгово-закупочные, снабженческо-сбытовые организации и другие) определяются исходя из свободных оптовых (отпускных) цен и снабженческо-сбытовой надбавки, уровень которой определяется по согласованию сторон (между посредником и потребителем) [13].

грн.

При производстве различных модификаций однородной продукции, в целях стимулирования повышения ее качества, свободные оптовые цены могут дифференцироваться изготовителем с учетом потребительских свойств из свободной цены базового вида и доплат (скидок) за качество конкретного исполнения продукции.

Свободные розничные цены формируются исходя из свободной отпускной цены с НДС и торговой надбавки.

где - торговая надбавка, включающая издержки торговли, прибыль и НДС, грн.



грн.

Тогда

грн.

При поставке продавцу товаров или продукции через посредников, свободная розничная цена формируется из цены закупки и торговой надбавки [12].



12. Безопасность жизнедеятельности

Объект производства - камера сгорания жидкостного ракетного двигателя.

Конструкция камеры состоит из отдельных элементов (наружное днище, секции внутренней и наружной оболочек, силовое кольцо, коллектор, фланец подвода горючего, промежуточное и огневое днища, кольца жесткости, сопловой насадок и другие), которые соединяются между собой при помощи сварки.

Сборку камер производят в сборочно-сварочных цехах. Основное оборудование таких цехов: сварочные установки, приспособления для сборки, молотки, щетки, зубила, зажимы или стальные шины, электро-держатели и другие.

В процессе сборки вначале элементам конструкции придают определенное взаимное расположение в приспособлении, а затем непосредственно сборка, то есть элементы свариваются посредством выбранного типа сварки.

Соединение между собой элементов камеры производится различными способами сварки: ручной дуговой, контактной, диффузионной, полуавтоматической и автоматической.

12.1 Выявление опасных и вредных факторов в цехе сборки деталей двигателя

В цехе сборки деталей двигателя (в нашем случае - шлицевой вал), как и во всех агрегатно-сборочных цехах, основную площадь занимают места для сборки узлов и агрегатов. Таким образом, в цехе имеют место следующие факторы опасности и вредности:

а) повышенный уровень шума;

б) повышенный уровень вибрации;

в) ультразвук;

г) вредные химические вещества;

д) повышенный или пониженный уровень параметров микроклимата;

е) вредные выделения от герметизирующих веществ;

ж) недостаточность освещения;

з) психофизиологические факторы.

Нормирование шума проводится в соответствии с ДНАОП 0.03-3.14-85 (Санітарні норми допустимих рівнів шуму на робочих місцях №3223-85) и НАОП 1.4.72.-1.22-71 (Правила з техніки безпеки і промислової санітарії при клепально-складальних роботах).

Шум в проектируемом цехе, в зависимости от частного состава, относят к III-му классу. Величина уровня звукового давления 80…90 дБ. По нормам ГОСТ12.1.003-85 допустимый уровень шума 80 дБ (при f = 1000 Гц).

В сборочных цехах источниками шума являются токарные операции, выполняемые, как правило, токарными (проходными упорными, отрезными, подрезными) резцами, а также штамповочными прессами. Кроме того, шум возникает от сверлильных и зенковальных операций. В зависимости от уровня и характера шума, его продолжительности, а также от индивидуальных особенностей человека, шум может оказывать на него различное действие.

Производственный шум отрицательно действует не только на людей, работающих на шумных производственных участках, он и на весь контингент лиц, обслуживающих данное производство, и на население, проживающее вблизи территории завода.

Инженерные методы борьбы с шумом на промышленных предприятиях заключается в следующем: а) уменьшение шума в источнике возникновения в процессе конструирования и изготовления машин, а также путём правильной эксплуатации оборудования;

б) уменьшение механического шума от вращения подвижных частей сверлильных установок регулярной смазкой контактирующих деталей;

в) применение звукоизолирующих конструкций и звукопоглощающих материалов (стекловолокно, воздушные промежутки); локализация ультразвуковых установок, генерирующих шум, превышающий допустимые значения, при помощи звукоизолирующих кожухов и переносных или стационарных звукоизолирующих экранов высотой не менее 2 м со звукопоглощающей облицовкой; наличие блокировки, отключающей преобразователи при открывании кожухов; размещение технологической части ультразвуковых установок в выгородках или в звукоизолированных кабинах, стены которых должны быть изнутри облицованы звукопоглощающими материалами в случае, когда с помощью кожухов и экранов невозможно снизить ультразвук до допустимых величин. г) применение глушителей шумов.

Все эти мероприятия обычно осуществляются раздельно или (чаще) в комплексе, в зависимости от условий производства.

Организационно-технические мероприятия также значительно снижают шум производства:

а) рациональное расположение машин и агрегатов в цехе;

б) планирование времени работы шумного оборудования;

в) озеленение территории предприятий и прилегающей к ней территории. Шум представляет собой нежелательное для человека сочетание звуков различной интенсивности и частоты в диапазоны 16…2000 Гц и негативно влияющих на человека.

В связи с тем, что специфика авиационного производства не позволяет уменьшить шум до требуемых величин, в цехе применяют индивидуальные средства защиты:

а) наушники (ГОСТ 12.4.051-78): типа ВЦНИИОТ-4А (ТУ 400-28-127-76) для защиты от шума с уровнем до 110 дБ; ВЦНИИОТ-2М (ТУ 400-28-126-76), ВЦНИИОТ-74 (ТУ 1-01-0035-76) с уровнем шума до 120 дБ, которые эффективны на высоких частотах, так как имеют большой диапазон поглощения; применяются в зонах, расположенных вблизи стапеля сборки;

б)вкладыши (ГОСТ 12.4.051-78): беруши из материала ФПП-Ш (ТУ 6-162402-80) для защиты от средне- и высокочастотного шума до 100 дБ; резинопластмассовые вкладыши (ТУ 400-28-152-76) при уровне шума до 105 дБ;

в) противошумная каска ВЦНИИОТ-2 (ТУ 1-01-0201-70); шумозащитное оголовье ШЗО-1 (ТУ 2АГ-9010-4400) для защиты от средне- и высокочастотного шума с уровнем до 120 дБ.

Различают гигиеническое и техническое нормирование вибраций. Нормирование вибраций производится в соответствии с ДНАОП 0.03-3.11-84 (Санітарні норми і правила при роботі з машинами та обладнанням, які створюють локальну вібрацію, що передається на руки працюючих № 3041-84) и ДНАОП 0.03-3.12-84 (Санітарні норми вібрації робочих місць №3044-84) при гигиеническом нормировании вибраций ограничивают среднеквадратичные величины вибростойкости или виброускорения, которые устанавливают в зависимости от вида вибрации, природы её происхождения, направления действия и среднегеометрических частот октавных полос.

Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов, которые начинаются с концевых фаланг пальцев руки и распространяются на всю кисть, предплечье, захватывая сосуды сердца. Вследствие этого происходит ухудшение снабжения конечностей кровью. Одновременно наблюдается воздействие вибраций на нервные окончания, мышечные и костные ткани, выражающиеся в нарушении чувствительности кожи, окостенении сухожилий мышц и отложении солей в суставах рук и пальцев, что приводит к болям, деформациям и уменьшению подвижности суставов. Все указанные изменения усиливаются в холодный и уменьшаются в теплый период года. При локальной вибрации наблюдаются нарушения деятельности центральной нервной системы, как и при общей вибрации. Параметры вибрации не должны превышать предельно допустимых уровней. В прессовых цехах общее время воздействия вибраций зависит от числа ударов, наносимых в смену. Штамповочные молоты наносят 3000-5500 ударов в смену.

Масса виброоборудования или его частей, удерживаемая руками в различных положениях, не должна превышать 10 кг, а сила нажима не должна превышать 196 Н (20 кг), если технологические требования не водят более жестких ограничений. Суммарное время работы в контакте с ручными машинами, вызывающими вибрацию не должны превышать 2/3 рабочей смены. При этом продолжительность одноразового непрерывного воздействия вибрации, включая микропаузы, входящие в данную операцию, не должна превышать 15-20 мин.

Средства защиты от локальной вибрации: виброзащитные рукавицы при работе с ручным инструментом (ГОСТ 12.4.002-74); перчатки и наколенники кожаные или замшевые, с прокладками из губчатой резины и без них; специальная виброзащитная обувь (ГОСТ 12.4.024-76), группа Мb, для защиты от вибраций не менее 7 дБ при f = 16 Гц и f = 63 Гц.

Кроме того используются различные противовибрационные устройства ручного механизированного инструмента. Например, клепальные молотки выпускаются с пневматическими амортизаторами и эластичными рукоятками, значительно уменьшающими амплитуды вибраций. Значительный эффект гашения вибрации инструмента вращающего действия достигается балансировкой вращающейся части.

В сборочном процессе при промывке и обезжиривании деталей, сварке и пайке используется низкочастотный ультразвук (16…44 кГц) высокой интенсивности (до 6-7 Вт/смІ), а при контроле сборочных соединений - высокочастотный (> 80 кГц). Наиболее опасен контактный ультразвук при передаче через жидкости или твердые материалы. Даже кратковременное и периодическое контактное воздействие ультразвука может приводить к нарушению подвижности пальцев, кистей, предплечий. Допустимые уровни ультразвука в зонах контакта рук и других частей тела оператора с рабочими органами приборов и установок не должны превышать 110 дБ.

Топлива, используемые в проектируемом двигателе, обладают сильным токсичным действием.

Высокая ядовитость НДМГ связана с его значительной испаряемостью. Предельно допустимая концентрация его паров в воздухе составляет 0,1мг/м³. Действие НДМГ на организм человека: раздражение слизистых оболочек глаз, дыхательных путей и легких; сильное возбуждение центральной нервной системы вплоть до судорог; расстройство кишечно-желудочного тракта, сопровождающееся тошнотой и рвотой. Попадание брызг в глаза может вызвать мгновенную боль, слезотечение и покраснение, являющееся характерным признаком конъюнктивита. При вдыхании паров НДМГ возможен кашель, боли в грудной клетке, хрипота и учащение дыхания; при вдыхании больших количеств наступает отек легких.

Для предупреждения отравления все работы с НДМГ следует в фильтрующих противогазах, в защитной одежде, резиновых сапогах и перчатках. При попадании НДМГ на нательное белье горючее быстро окисляется с выделением большого количества тепла и резким повышением температуры на пораженных участках, что может вызвать ожоги кожных покровов. В этих случаях нужно быстро снять белье и пораженные участки кожи промыть обильным количеством воды, а затем протереть спиртом и 5%-ным раствором ментола.

Основные опасности воздействия окислителя на организм человека связаны с попаданием их на кожные покровы и слизистые оболочки, а также в органы дыхания. Пары окислителя раздражают дыхательные пути. При попадании на кожу и слизистые оболочки окислители даже при непродолжительном контакте вызывают тяжелые ожоги, требующие длительного лечения.

Предельно допустимая концентрация окислов азота в воздухе рабочей зоны составляет 5 мг/м³, едва ощутимый запах обнаруживается при их содержании 10 мг/м³.

При отравлении парами окислителей пострадавшего необходимо быстро удалить из зараженной атмосферы, обеспечить полный покой, тепло, вдыхание кислорода. При поражении глаз следует сразу промыть их большим количеством воды, а затем в случае необходимости обработать 2%-ным раствором бикарбоната натрия.

Лица, страдающие бронхитом, астмой и болезнями сердца, к работе с окислителями на основе четырехокиси азота не допускаются. Работа с указанными окислителями проводится в специальных защитных костюмах с капюшоном, печатках, сапогах и противогазах. Одежда изготавливается из кислостойких материалов, например полиэтилена или стекловолокна, пропитанного тефлоном. Для защиты от небольших концентраций паров азотной кислоты и окислов азота применяют фильтрующий противогаз марки В.

Санитарно-гигиенические условия труда в кузнечно-прессовых цехах характеризуются наличием в воздухе производственного помещения вредных токсических веществ: масляного аэрозоля, образующегося при смазывании штампа, и продуктов сгорания смазочных материалов (минеральных масел, масел животного происхождения, сухих мыл и консистентных смазочных материалов, воска, эмульсий, водяных растворов мыла, синтетических масел, графитных смазочных материалов); сернистого газа, окиси углерода, сероводорода и др. Концентрации пылевидных частиц, окалины и графита, сдуваемых сжатым воздухом с поверхности матриц, штампов и поковок, в воздухе рабочей зоны составляют 3,9…4,1 мг/м³, за прессами могут достигать 22…138 мг/м³ (при отсутствии местных отсосов).

Неправильное обращение с органическими растворителями (бензином, керосином), ароматическими углеводородами (бензолом, толуолом, ксилолом), синтетическими моющими средствами и поверхностно-активными веществами для очистки сборочных единиц, хромосодержащими притирочными и полировальными пастами, свинцовыми припоями, различными герметиками и клеями создает опасность отравлений. Промывку и обезжиривание деталей следует производить в моечных машинах, ваннах или на специальных рабочих местах, оборудованных вытяжной вентиляцией.

ПДК некоторых химических веществ: минеральные масла - 5 мг/м³, сероводород - 10 мг/м³, керосин - 300 мг/м³, бензин - 100 мг/м³, бензол - 15 мг/м³. ксилол - 50 мг/м³, толуол - 50 мг/м³, ацетон - 200 мг/м³.

Приведенные выше химические вещества относятся к 3 (умеренноопасные) и 4 (малоопасные) классу опасности, концентрация которых составляет:5-10 мг/м³ и >10 мг/м³ соответственно.

В цехе осуществляется естественная вентиляция (аэрация) и общеобменная механическая (СНиП II 33-75). В летнее время - методом естественной аэрации через верхние фонари, в зимний и переходный периоды - через протяжно-вытяжные каналы механической вентиляции. На участках, где производится работа с химическими веществами, оказывающими вредное воздействие на организм, предусмотрена вытяжная вентиляция, которая включается (СНиП 2.04.05-86).

Наличие металлической пыли, абразивной пыли в воздухе рабочей зоны сборочного цеха может привести к заболеванию слесарей-сборщиков пневмокониозом, хроническим пылевым бронхитом, профессиональной бронхиальной астмой. Необходимо предусматривать средства для отсасывания пыли и удаления стружки. Для защиты от металлической пыли диаметром частиц более 2 мкм при концентрациях, превышающих ПДК не более чем в 100 раз, применяются такие средства индивидуальной защиты: противопылевой респиратор Ф-62ш (ТУ-6-16-2485-81)

Вредные выделения от герметизирующих веществ возникают при естественном испарении растворителя из герметика, который необходим для герметизации заклепочных швов и стыков агрегатов. Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК), что должно обеспечиваться применением соответствующих защитных мер. Для вывода испарений из цеха необходима вентиляция воздуха в помещении. Вентиляция в цехе осуществляется механическим способом, она общеобменная по НАОП 1.4.72.2.32.81 (ОСТ 1.42.115.-83 Роботи з герметизації. Загальні вимоги безпеки) та НАОП 1.4.72.-1.36-91 (Правила безпеки праці при герметизації виробів), что соответствует СНиПИ-30-75. Кроме того, в теплое время года используется естественная вентиляция. На участках, где производится герметизация, скапливаются пары герметика и бензина, оказывающие вредное воздействие на организм человека предусмотрена вытяжная вентиляция, которая включается (СНиП 2.04.05-86).

На участках, где используются клеи на основе токсичных веществ и соединений, должны иметься аптечки с набором средств и медикаментов, обезвреживающих их действие.

Для обеспечения нормальной и безопасной работы необходимо рациональное и соответствующее нормам СН и ПН-4-79 освещение. Недостаточное освещение вызывает усталость рабочих, что ведёт к снижению качества и производительности труда, а также к травматизму. В цехе предусмотрено естественное и искусственное освещение. Естественное освещение - через световые фонари и окна, нормируется коэффициентом естественной освещенности, величина которого определяется нормами и правилами СН и ПН-4-79, в зависимости от типа освещения и характера работ. В цехе применяется комбинированное искусственное освещение: общее и местное. Общее освещение осуществляется газоразрядными люминесцентными лампами типа ДРЛ-1000. Для местного освещения предусматриваются светильники с люминесцентными лампами. Применяются светильники пылеводозащитные с рассеивающим стеклом типа МЛ с = 6%. Светильники исключают пульсацию света. Они располагаются в ряд над рабочими местами. Ряды располагаются параллельно стенам и окнам.

Производственные процессы в проектируемом цехе сборки характеризуются: а) длительными физическими нагрузками, одновременной мышечной нагрузкой на токарных операциях, сверления и прочее; б) нервными напряжениями, зависящими в свою очередь от высокого уровня шума, мышечного напряжения, сложности работы, точности и опасности труда; в) неудобным (ограниченным) положением тела при выполнении работ в стапеле, а также очень неудобным положением на участке внестапельной сборки; г) монотонностью работ, характеризующихся многократным повторением операций.

Применение поточно-конвейерных методов на сборке, чрезмерное дробление трудового процесса, увеличение однообразных движений вызывает состояние монотонности, снижаются функциональные возможности организма, появляется сонливость.

Основными требованиями безопасности для сборочного и штамповочного процесса являются: а) замена операций, связанных с возникновением опасных и вредных производственных факторов, операциями, при которых этих факторов нет или они обладают меньшей интенсивностью; б) замена вредных веществ безвредными или менее вредными, сухих способов обработки пылящих материалов мокрыми; в) повышение уровня механизации сборочных работ; г) комплексная механизация и автоматизация производства; д)оснащение сборочных цехов средствами внутрицехового транспорта; е) обеспечение рабочих специальной одеждой в соответствии с действующими нормами, применение средств коллективной и индивидуальной защиты работающих при превышении на рабочих местах уровней вредных факторов;

для безопасной работы необходимо не только освещение рабочих мест, но и рациональное направление света, отсутствие разных теней и бликов, вызывающих слепящий эффект и снижение работоспособности. Достаточность естественного и искусственного освещения регулируется СНиП II 04-79. ж) рациональная организация труда и отдыха с целью профилактики монотонности и гиподинамии, а также ограничение тяжести труда; з) проведение инструктажей по технике безопасности (первичных, повторных, внеплановых); и) своевременное получение информации о возникновении опасных и вредных производственных факторов на отдельных технологических операциях; к) внедрение системы контроля и управления технологическим процессом, обеспечивающее защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования.

К выполнению работ в цехах окончательной сборки допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие предварительный медицинский осмотр.

Рабочим, выполняющим работы на высоте, работы по герметизации изделия под избыточным давлением, работы на установках для испытания пневмосистем с применением высоких давлений и на подъемно-транспортном оборудовании, прошедшим курсовое обучение и сдавшим экзамены, должны быть выданы удостоверения на право производства указанных работ.

К выполнению токарных работ ручными резцами и поддержками могут быть допущены лица мужского пола, достигшие 18-летнего возраста, и женского пола, достигшие 20-летнего возраста, прошедшие предварительный осмотр, обучение по токарным работам, работам со свёрлами и имеющие соответствующую квалификацию, усвоившие инструктаж по правилам безопасного выполнения работы. Аттестация рабочих, занятых на сверлильных работах, по вопросам техники безопасности, техническим навыкам, культуре труда и выполнению физико-профилактических мероприятий должна проводиться не реже одного раза в год.

Соблюдение всех требований и норм в Украине осуществляется согласно основным законодательным документам об охране труда: Конституция Украины, Законы Украины "Об охране труда" (1993), "Об охране здоровья", "О пожарной безопасности", "Об использовании ядерной энергии и радиационной защите", "Об обеспечении санитарного и эпидемического благополучия населения", "Кодекс законов о труде Украины".



12.2 Мероприятия по уменьшению влияния вредных и опасных факторов в цехе сборки деталей двигателя

Избыточное тепло, пыль и вредные испарения необходимо отводить из цеха при помощи принудительной вентиляции. Во избежание травмирования рабочих вентиляционные установки должны быть изолированы.

Вентиляция должна поддерживать следующие условия внутри помещения цеха (ГОСТ 121005-88).

1.В холодный период года (= 10°С): = 15... 20°C;

- относительная влажность воздуха не более 80 %;

- скорость движения воздуха не более 0,5 м/с.

2.В теплый период года: ? 28°C;

- относительная влажность воздуха:

при +24°С -не более 75%; при +26°С - не более 65%; при+27°С - не более 60%; при +28°С - не более 55%;

- скорость движения воздуха 0,3...0,7 м/с.

Уровень шума по ГОСТ 121003-83 должен соответствовать

? 85 дБ.

Для исключения травмирования рабочих об острые кромки и заусеницы деталей необходимо в технологических процессах обработки на металлорежущих станках назначать слесарные операции и скруглять острые кромки до R = 1 мм.

Для освещение цеха в светлое время суток в проекте предусмотрены встроенные в стенки окна, а также потолочный фонарь. В темное время суток необходимо организовать искусственное освещение цеха. На затемненных рабочих местах необходимо организовать местное освещение. Достаточность освещения регламентируется СН и ПИ 4-79.

Имеются выходы для эвакуации рабочих. Курение разрешается в специально отведенных местах.

Для предотвращения или ослабления воздействия опасных и вредных производственных факторов на работающих, следует уделять внимание созданию такой технологии и организации производства, при которых эти воздействия были бы минимальными.

Далее приведен расчет воздухообмена в системе местной вентиляции рабочего помещения.

При ручной сварке штучными электродами с покрытием, для снижения концентрации вредных веществ на рабочих местах до предельно допустимой концентрации, необходимо, прежде всего, применять местные отсосы.

Расход воздуха, удаляемый отсосом, определяется формулой [15]:

(12.1)

Площадь отсоса и его форму выбирают в зависимости от вида сварки, используемого оборудования и так далее. Скорость W находят, исходя из условий обеспечения заданной скорости воздуха W_x в зоне сварки на расстоянии Х (м) от центра всасывающего отверстия.

При ручной сварке скорость W_x должна быть не более 0,5 м/с.

Воздухоприемники должны быть максимально приближены к источнику вредных выделений, поскольку скорость движения воздуха при удалении от всасывающего отверстия падает обратно пропорционально квадрату расстояний (примерно, так как реальные конструкции воздухоприемников не являются точечными стоками).

Для отсоса простейшей формы (круглого, квадратного отверстия без экрана) скорость определим следующим образом [15]:

(12.2)

При (x/d)>0,5 имеем d=0,7 м, тогда

м.

Определим площадь отсоса круглого сечения по формуле

(12.2)

м².

Найдем расход воздуха, удаляемого отсосом

м³/ч.

Расход удаляемого воздуха равен 3992 м³/ч, этот расход могут обеспечить воздухоприемники типа ЛИОТ-1 (L=4000 м³/ч).



13. Техногенная безопасность

13.1 Анализ возможных чрезвычайных ситуаций в сборочном цехе деталей двигателя

В цехе сборки деталей двигателя (в нашем случае - вал-шестерня), как и во всех агрегатно-сборочных цехах, основную площадь занимают места для сборки узлов и агрегатов. Таким образом, в цехе имеют место следующие факторы чрезвычайной ситуации:

а) опасность поражения электрическим током;

б) пожарная опасность;

в) подъёмно-транспортное оборудование.

Воздействие электрического тока на организм человека нормируются по ДНАОП 1.1.10-1.01-97 (Правила безпечної експлуатації електроустановок) и ДНАОП 0.03-3.16-86 (Гранично допустимі рівні (ГДР) впливу електричних полів частот від 0,06 МГц до 30,0 МГц №4131-86). В сборочных цехах существует опасность поражения электрическим током, так как здесь эксплуатируется оборудование, использующее электрический ток высокой и промышленной частоты напряжением до 380 В, но эта опасность очень небольшая, ввиду отсутствия магистральных электроприводов и заземления. Возможны поражения: от прикосновения к оголенным проводам, питающим переносные лампы вследствие повреждения изоляции. Основными мерами защиты от поражения электрическим током являются (ПУ7-85):

1. недоступность токоведущих частей, размещение их на достаточной высоте и ограничении;

2. применение малого напряжения (в цехе применяются переносные лампы 36 В).

При работе ручными машинами без двойной изоляции для защиты работающих от поражения электрическим током применяют защитно-отключающие устройства (ЗОУ), автоматически отключающие машину в случае утечек тока. Для защиты сборщиков, на которых возможно воздействие электромагнитных полей и токов высокой частоты, в конструкции оборудования предусматривается экранирование генератора, защита расстоянием, защита временем, средства индивидуальной защиты, автоматизация оборудования.

Рассмотрим пожар, как чрезвычайную ситуацию для сварочного цеха.

Пожар - неконтролируемое горение вне специального очага наносящее материальный ущерб. Опасными факторами воздействующими на людей при пожаре являются: открытый огонь и искры, повышенная температура воздуха, предметов, токсичные продукты горения, дым, пониженная концентрация кислорода, обрушение и повреждение зданий.

Горение - представляет собой быстропротекающее химическое превращение веществ, сопровождающееся выделением больших количеств теплоты и обычно ярким свечением (пламенем).

Процесс возникновения горения подразделяют на несколько видов: вспышку, воспламенение, самовозгорание, самовоспламенение, взрыв и детонацию.

По горючести вещества подразделяют на три группы: негорючие (вещества, которые не способны гореть в воздухе нормального состава при температуре до 900⁰С), трудногорючие (вещества, могущие загораться под действием источника зажигания в воздухе нормального состава, но не способного к самостоятельному горению), горючие (вещества, способные загораться под действием источника зажигания в воздухе нормального состава и продолжающие гореть после его удаления).

Причины возникновения пожара могут быть:

- неэлектрического характера (неправильное устройство и эксплуатация отопительных систем, неисправность оборудования и нарушение технологических процессов, неосторожное обращение с огнем, неправильное устройство и неисправность вентиляционных систем, самовозгорание веществ);

- электрического характера (короткое замыкание, перегрузки, большие переходные сопротивления, искрение и электрические дуги, статическое электричество, разряды атмосферного электричества). Опознавательные признаки: пламя, дым, визуальные признаки поврежденного электрооборудования.

Пожары на машиностроительных предприятиях представляют большую опасность для работающих и могут причинить материальный ущерб. Статистика показывает, что в основном причиной пожара служит нарушение технологического режима (33% от всех случаев). Это объясняется разнообразием и сложностью технологических процессов. Сложность противопожарной защиты усугубляется размерами предприятий, большой плотностью застройки, увеличением вместимости товарно-материальных складов. В цехе особую пожароопасность представляет помещение архива. Производство цеха по степени пожароопасности и взрывоопасности относятся к категориям Д, а здания по II степени огнестойкости в соответствии со СНиГШ-90-81 и СНиПП-2-80.

Использование при сборке легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих веществ в виде, например, смеси ацетона, спирта или бензина с сухим льдом, аэрозолей и пыли, с одной стороны, и источников тока с возможностью искрения или короткого замыкания - с другой, создает опасность возникновения пожаров и взрывов.

Возможными причинами пожаров и взрывов, кроме неисправности электросети, могут быть: на шлифовально-полировальных участках наличие органической пыли и искрение шлифовальных кругов; на участках обезжиривания - ручная протирка изделий бензином, при этом воспламенение может произойти в результате трения; на участках пайки и сварки - использование источников открытого огня; источники нагрева деталей при горячих посадках. Возможно самовоспламенение промасленных органических материалов, одежды, ветоши.

Противопожарная техника предусматривает: а) Наличие пожарных кранов, щитов, огнетушителей (производственные помещения - пенные и углекислотные; помещение архива - порошковые, ОХП-10); б) Оборудование здания цеха молниеотводами; в) Линии осветительной и силовой электропередачи оснащается плавными предохранителями;

г) Наличие в цехе запасных выходов, которые позволяют эвакуировать людей в случае пожара.

В цехе для устранения очагов возгорания электропроводки используются огнетушители ОУ-2, находящиеся непосредственно возле стапельной сборки. Кроме того, используются ОХП-10 и имеется пожарный щит. На лестничной клетке в пристройке имеется пожарный кран. В соответствии со СНиПП-80 в цехе предусмотрено 5 выходов, расположенных рассредоточено суммарной шириной 19 м, включая выход из пристройки. Во избежание пожара следует выполнять: Правила пожежної безпеки в Україні! ДНАОП 0.01-1.01-95 та НАОП 1.4.72.1.49-86. Во избежание самовозгорания использованного обтирочного материала его следует хранить вдали от нагретых предметов, отопительных устройств, электрооборудования и электроустановок в плотно закрывающихся металлических ящиках. Использованный обтирочный материал должен убираться из ящика не реже одного раза в смену. При использовании горючих смазочных материалов (керосин, масла, спирты и пр.) во избежание взрыва устанавливают взрывобезопасное электрооборудование и приточно-вытяжную вентиляцию, чтобы не допустить образования в воздухе взрывоопасных концентраций. Существует возможность замены горючих растворов огнеопасными: замена бензина, керосина, дизельного топлива и других огнеопасных углеводородов другими растворителями, например хлорированными углеводородами (трихлорэтилен, тетрахлорэтилен, перхлорэтилен).

Нормирование подъемно-траспортного оборудования проводится в соответствии с ДНАОП 0.00-1.03-93 .

В машиностроении широко используется подъёмно-транспортная техника. Безопасность труда при подъеме и перемещении грузов в значительной степени зависит от конструктивных особенностей подъёмно-транспортных машин и соответствия их правилам и нормам Госгортехнадзора Украины. При эксплуатации подъемно-транспортного оборудования следует отражать все доступные движущиеся части механизмов, что и сделано в сборочном цехе. Это относится и к штамповочным машинам, и к сверлильно-зенковальным аппаратам. Кроме того, в цехе снижена возможность непредусмотренного контакта рабочих с перемещаемыми грузами и самими механизмами при их передвижении, а также обеспечена надежность механизмов, грузозахватных и страховочных приспособлений путём расчёта на прочность этих приспособлений на динамичность и статику.

Это обеспечивается тем, что перемещение деталей из стапелей к месту вне стапельной сборки, а также отдельных узлов и агрегатов к стапелям сборки осуществляется на высоте, безопасной для человека, над местами с минимальным количеством рабочих мест и с отсутствием их. Перемещение сопровождается прерывающейся звуковой сигнализацией, предупреждающей об опасности.

13.2 Мероприятия по уменьшению вероятности возникновения чрезвычайной ситуации в сборочном цехе

Для исключения вероятности поражения электротоком все оборудование должно иметь двойную изоляцию и быть заземлено. Расчёт заземления приведен ниже. К ремонту электродвигателя допускается только специальный персонал. Все источники электромагнитного излучения должны находиться за защитным кожухом-экраном. Они представляют собой металлические крышки, кожухи с хорошей отражательной способностью по отношению к электромагнитным волнам.

Для исключения травмирования рабочих все приводные механизмы должны быть оборудованными кожухами; лестницы, проходы, движущиеся части оборудования должны иметь ограждения. Все работы рабочими должны производиться только в спецодежде и после инструктажа мастера.

Противопожарные меры предусматривают сеть пожарных кранов и гидрантов, наличие пожарных щитов в цехе, снабжение линий осветительной и силовой электропроводки предохранителями, сеть оповещателей, наличие в цехе средств первичного пожаротушения - огнетушителей.