Реконструкция токарно-винторезного станка 16К20Т1

Основными производственными отходами при технологическом процессе с использованием модернизированного станка являются металлическая стружка и отработанная СОЖ. Основным способом защиты окружающей среды от этих производственных остатков является их переработка и утилизация, в результате чего производство становится малоотходным, при котором его воздействие на окружающую среду по отдельным факторам не превышает значений, установленных НТД по охране природы.

Стружка, возникающая при обработке заготовки на станке 16К20Т1, поступает в специальный стружкоприемник, выполненный в виде съемного корыта в основании станка. Ниже приводится расчет количества стружки и способы ее утилизации.

Для выбора способов переработки отходов непосредственно на заводе или на специализированных предприятиях необходимы данные по их объемам.

6.2.1 Расчет массы металлических отходов при изготовлении комплексной детали

Расчет металлических отходов при обработке детали производится по специальной методике, изложенной в учебном пособии, разработанном кафедрой промышленной экологии и безопасности МГТУ им. Баумана [19]. Годовой объем при изготовлении штуцера определяется с учетом подготовительных и токарных операций. Затем, с учетом годовой программы выпуска, определяется суммарное количество отходов данного вида.

Масса заготовки G=7.6 кг; масса детали после токарной обработки G_ток= 6.9 кг; годовой объем выпуска m=100 шт.

Отходы на операции токарной обработки:

,

где G₁ - исходная масса материала, кг;

G₂ - масса детали после обработки (в данном случае токарной), кг;

К_исп - коэффициент использования материала.

Поскольку исходными данными является масса заготовки и детали, а то масса отходов на токарной обработке определяется:

Масса отходов:

Суммарная масса отходов, возникающая при изготовлении 100 штуцеров, определяется как произведение числа штуцеров на сумму отходов при изготовлении одного штуцера:

.

Получаемые отходы высокопрочной стали, являются значительными как с точки зрения охраны природы, так и с точки зрения экономики, и подлежат первичной обработке непосредственно на предприятии с учетом других металлических отходов. Первичная обработка включает сортировку по сортаментам, разделку (удаление неметаллических включений) и механическую обработку, т.е. рубку, резку, пакетирование или брикетирование на прессах.

Сортировка отходов осуществляется еще на стадии обработки с учетом требований ГОСТ 2787-75 «Лом и отходы черных металлов. Шихтовые. Классификация и технические требования» и ГОСТ 1639-78 «Лом и отходы цветных металлов. Общие требования». Дальнейшая переработка осуществляется на специальном участке. Стружка пакетируется с помощью специальных прессов и поступает после первичной переработки на специальные металлургические предприятия.

Вывод: соблюдение вышеописанных мер по охране труда и защиты окружающей среды, и использование перечисленных средств защиты позволяет обеспечить безопасность и экологичность эксплуатации проектируемого станка, свести до минимума опасность травматизма рабочих, снизить профессиональную заболеваемость и выбросы вредных веществ в окружающую среду.

7. Эргономика и техническая эстетика

7.1 Обеспечение эргономических требований к рабочему месту оператора

Эргономика - наука, изучающая взаимосвязи и взаимодействие человека с машиной и окружающей его предметной средой в процессе труда.

Станок с ЧПУ обслуживают оператор и наладчик. Наладку и переналадку осуществляет наладчик, а подналадку, оперативную работу и контроль за работой - оператор.

Функции оператора при эксплуатации станка сводятся к установке, закреплению и выверке приспособления и инструмента на станке, установке программоносителя и заготовок, замене инструмента, снятию деталей и наблюдению за ходом работы станка.

Трудовая функция наладчика включает в себя приемку и осмотр оборудования, подготовку инструмента и приспособлений к наладке, подготовку программоносителя к работе, наладку, переналадку, контроль работы оборудования, инструктаж рабочего-оператора. Подналадку, включающую устранение неполадок в процессе работы, связанных с износом и поломкой инструмента, оснастки, нарушением синхронности работы агрегатов и механизмов, осуществляет оператор.

Наладка модернизируемого станка заключается в его подготовке, регулировке и контроле готовности. Переналадка включает установку оснастки, регулировку и контроль работы оборудования, связанную с переходом к изготовлению других деталей.

Работа оператора связана с рабочей позой стоя, непостоянной ходьбой и сопровождается временным незначительным физическим напряжением и энергозатратами в пределах 121 - 150 ккал/ч (140 - 150 Вт). В соответствии с ГОСТ 12.1.005 - 88 она относится к легкой физической работе категории 16. В связи с этим на рабочем месте обеспечиваются допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха.

При работе оператора отсутствуют статические нагрузки, связанные с удержанием грузов. В связи с работой в позе стоя и недостаточной ходьбой на оператора действует гиподинамия и повышенная нагрузка на ноги.

По напряженности труда работа оператора характеризуется повышенной ответственностью за технологический процесс и повышенной нервно-эмоциональной нагрузкой при работе с грузоподъемной установкой, установке, закреплению, выверке приспособлений и установке программоносителя. Грузоподъемное устройство является устройством повышенной опасности.

Режим труда станочника физиологически обоснован. Работа осуществляется в две смены. Ночная смена исключается. Продолжительность рабочего дня составляет 8 часов. Кроме обеденного перерыва продолжительностью один час в первой и во второй половине дня предусматриваются двадцатиминутные перерывы на отдых и физиологические потребности.

Рабочим местом оператора станка, оснащенного системой ЧПУ, является зона управления процессом резания, в которой имеются два фронтально расположенных пульта управления. Первый пульт расположен на передней панели шкафа электрооборудования и предназначен для управления электро- и гидроагрегатами станка. Второй - на передней панели шкафа ЧПУ и предназначен для ввода, отладки и корректировки программы обработки детали.

Условия зрительной работы оператора на рабочем месте характеризуются следующими показателями:

наименьший размер объекта различения (риски шкал приборов и
измерительного инструмента) - 0,15 - 0,3 мм;

разряд зрительной работы - 2 (работы очень высокой точности);

фон - средний;

контраст объекта с фоном - средний;

требования к цветопередаче отсутствуют;

в поле зрения имеются вращающиеся и движущиеся части;

наличие в поле зрения отражений блесткости;

характер зрительной работы - работа с повышенным напряжением
зрительного анализатора.

Исходя из зрительных условий труда и требований НТД определяются следующие требования к освещению на рабочем месте оператора станка. В соответствии с ГОСТ 12.3.025 - 80 и ГОСТ 12.2.009-80 при наладке, ремонте и устранении сбоев на станках с ЧПУ освещенность должна быть 2500 лк. При обработке на станках с ЧПУ освещенность может снижаться до 1000 лк. В механических цехах следует принимать систему комбинированного освещения, в котором общее освещение должно составлять не менее 300 лк.

Трудовая деятельность оператора связана с возможным действием следующих вредных психофизиологических факторов: нервно-психических перегрузок, гиподинамии, неудобной рабочей позы, перенапряжения зрительного анализатора, эмоционального перенапряжения в связи с высокой ответственностью за технологический процесс.

Обеспечение эргономичности и безопасности труда оператора связано с правильной организацией рабочего места и трудового процесса, освещением рабочей зоны, создание необходимого микроклимата и обеспечение защиты от вредных и опасных факторов производственной среды.

Общие требования к рабочему месту даны в ГОСТ 12.2.033-78 «ССБТ. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования» ГОСТ 22269-76 «Система человек - машина. Рабочее место оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования» ГОСТ 23000-78 «Система человек - машина. Пульты управления. Общие эргономические требования». Требования к организации рабочих мест и размещению производственного оборудования при обработке металлов резанием определяется ГОСТ 12.3.025-80, а требования к пультам управления металлообрабатывающих станков ГОСТ 12.2.009-80.

Рациональная организация рабочего места включает в себя эргономически обоснованное взаимное расположение органов управления, средств отображения информации, целесообразное размещение на производственной площади оборудования, материалов, подъемно-транспортных средств и оснастки. Поскольку трудовые действия оператора станка, оснащенного ЧПУ, заключаются в работе с органами управления и средствами отображения информации, то главной задачей при организации рабочего места оператора является размещение пультов в зоне досягаемости и зоне зрительного наблюдения, обеспечение достаточной освещенности и допустимых параметров микроклимата.

Рабочая поза определяется характером выполняемых операций и расположением пультов непосредственно на станке. Работа оператора по энергозатратам относится к легкой и по этому признаку подходит рабочее место для выполнения работ сидя. Однако работа оператора требует свободного передвижения в рабочей зоне. Рабочая зона, обусловленная технологически, превышает параметры рабочего места сидя. При производстве станочных работ в таком случае оптимальной рабочей позой является поза стоя. Она обеспечивает наилучшие условия для обзора, возможность перемещений и движений с достаточным размахом.

Из конструкционных соображений передние панели пультов управления, расположенных на шкафах электрооборудования и ЧПУ, имеют размеры: ширина 450 мм, высота 400 мм. Высота верхней линии пультов 1600 мм. Расстояние от края рабочей поверхности шкафа 500 мм. Второй пульт более насыщен органами управления и индикации. Частота выполнения операций на этом пульте выше, чем на первом, поэтому он помещен в зоне действия правой руки оператора.

При работе на станке выполняются операции с временными характеристиками «часто» (менее 2-х операций в минуту) и «редко» (не более 2-х операций в 1 ч), поэтому расположение органов управления соответствует требованиям ГОСТ 12.2.033-78.

Общие требования к размещению средств отображения информации приведены в ГОСТ 22269-76 и ГОСТ 12.2.033-78. Средняя высота их расположения для мужчины должна составлять 1410 мм для мужчины и женщины - 1365 мм. Ширина пульта должна быть меньше горизонтального размера второстепенной зоны расположения индикаторов, ограниченной зоной периферического зрения, а высота пульта - меньше вертикального размера второстепенной зоны индикаторов. При оценке размещения индикаторов необходимо учитывать структуру поля зрения оператора, прежде всего границы центральной и периферийной областей.

Перечень использованной литературы

1. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: Справочник - учебник. В 3-х.: Проектирование станочных систем / Под общей ред. А.С. Проникова М.: Изд - МГТУ им. Н.Э.Баумана.

2. Металлорежущие станки и автоматы. Учебник для ВУЗов. Под ред. А.С.Проникова - М.: Машиностроение. 1981г.

3. Металлорежущие станки. Учебное пособие для ВУЗов. Колев Н.С., Красниченко Н.В. и др.- М.: Машиностроение, 1980г.

4. Художественное конструирование, проектирование и моделирование промышленных изделий. Быков Э.Н., Крюков Г.В. и др. М. Высшая школа, 1986г.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора- машиностроителя. Изд. 4-е., - М.: Машиностроение, 1973г.

6. Л.В. Сергиевский, В.В. Русланов. Пособие наладчика станков с ЧПУ. - М.: Машиностроение, 1991. - 176с.,ил.

7. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./ Под ред. А.Г. Косиловой., Р.К. Мещеряковой.- 4-е изд., перераб. И доп.- М.: Машиностроение, 1985.- 656с.

8. Евгенев Г.Б Системология инженерных знаний: Учеб. Пособие для ВУЗов.-М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э .Баумана, 2001._ 376 с.: ил. ( сер. Информатика в техническом университете).

9. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учеб. Для ВУЗов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 360 с. ил. ( сер. Информатика в техническом университете).

10. Васильев Г.Н. Автоматизация проектирования металлорежущих станков. - М.: Машиностроение. 1987.- 280с., ил.

11. Системы автоматизированного проектирования. Учебное пособие для ВУЗов. В 9-ти кн. Под ред. И.П. Норенкова. - М.: Высшая школа, 1986г.

12. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. - СПб.: Питер, 2003.- 608 с.: ил.

13. Курс теоретической механики: Учебник для ВУЗов, В.И. Дронг, В.В. Дубинин, М.М. Ильин и д.р.; Под общ. Ред. К.С. Колеснмкова. - 2-е изд., стереотип. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 736 с., ил., /Сер. Механика в техническом университете: Т. 1/.

14. Балакшин Б.С. Теория и практика технологии машиностроения. Книга 1., М.: Машиностроение, 1992, 240 с.

15. Автоматизация испытаний и исследование металлорежущих станков с ЧПУ. /Библиотека станочника, выпуск 7/, 1988г.

16. Проников А.С. Программный метод испытания металлорежущих станков 1985г.

17. Проников А.С. Надежность машин - М.: Машиностроение, 1978.-598с.

18. Решетов Д.Н., Иванов А.С. и Фадеев В.З. Надежность машин. Учебное пособие для машиностроительных специальностей - М.: Высшая школа, 1988. -238 с.

19. Технологическая надежность станков. Коллектив авторов. Под общ. Ред. А.С. Проникова, - М.: Машиностроение, 1971. -344 с.

20. Кузнецов В.Т. приводы станков с программным управлением. - М.: Машиностроение, 1983,-217с.

21 Ресурсы сети Internet.

22. Кузнецов М.М., Усов Б.А., Стародубов В.С. Проектирование автоматизированного производственного оборудования. - М.: Машиностроение, 1987- 288с.: ил.

23. Москаленко В.В. Электрический привод: Учеб. Для электротехн. Спец. Техн.-Высш.Шк., 1991.-430с.: ил.

24. Сборники ГОСТов, ОСТов и СНиПов.

25. Металлорежущие станки и станочные системы: Учебн. В 2 т. - Т. Станки с числовым программным управлением. Гибкие производственные системы и автоматические линии /Под общ. Ред. Ю.М. Свитковского.- Ижевск: Изд-во ИЖГТУ, 2001.-260 с.: ил.

26. Шаумян Г.А. Комплексная автоматизация производственных процессов. М.: Машиностроение, 1973.-639с.

27. Технология машиностроения: Учебник для ВУЗов в 2 т /В.М. Бурцев, А.С. Васильев, А.М. Дальский и д.р.: Под ред. А.М. Дальского М.: Изд-во МГТУ им. А.Э. Баумана, 1997.

Размещено на Allbest.ru