(6.1)

где d₁ - делительный диаметр червяка;

n₁ - частота вращения червяка;

Тогда скорость скольжения V_S:

(6.2)

где г - угол наклона зубьев червяка, равный 3,26°;

Уточним расчетное напряжение [_H]:

(6.3)

Приведенный угол трения ц определяем по скорости скольжения и материалу венца: ц=1,38°;

Тогда КПД червячной передачи:

(6.4)

Уточним вращающий момент на валу червячного колеса:

(6.5)

Где Т₁ - вращающий момент на червяке;

U_ч - передаточное число червячной передачи, равное 19,5;

Коэффициент динамической нагрузки при расчете червячной передачи, при V_S<3 м/с равен: K_V=1;

Коэффициент концентрации нагрузки К_в=1,05…1,2 для типовых режимов нагружения 1-5. Принимаем К_в=1,1,

Коэффициент расчётной нагрузки К_Н при расчёте передачи на сопротивление контактной усталости:

K_H=K_V•K_в (6.6)

K_H=1•1,1=1,1.

Торцовый коэффициент перекрытия в средней плоскости червячного колеса:

(6.7)

Где z₂ - число зубьев червячного колеса, равное 72;

Расчётное контактное напряжение:

(6.8)

Где d₂ - диаметр червячного колеса;

Е_пр=1,25·10⁵

6.3 Определение допускаемых напряжений изгиба [_F] при расчёте зубьев колеса на сопротивление усталости при изгибе

Для нереверсивной передачи:

(6.9)

где Y_N - коэффициент долговечности;

у_в=425 Мпа для бронзы;

Определим коэффициент долговечности Y_N.

Суммарное число циклов перемены напряжений:

(6.10)

где L_h - срок службы, равный 16·10³ ч.;

n₂=n₁/U_Ч=1000/19,5=51,2 мин^-1.

Для заданного типового режима нагружения 3 коэффициент эквивалентности K_FE=0,04.

Эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы L_h:

(6.11)

Тогда коэффициент долговечности при расчёте зубьев на сопротивление усталости при изгибе:

(6.12)

Так как Y_N=0,927<1, то принимаем Y_N=0,927.

Тогда:

6.4 Проверочный расчёт зубьев червячного колеса на сопротивление усталости при изгибе

Окружная сила на червячном колесе:

(6.13)

Эквивалентное число зубьев колеса:

(6.14)

В зависимости от z_V принимаем коэффициент формы зуба червячного колеса Y_F=1,25.

Коэффициент расчетной нагрузки K_F при расчете зубьев колеса на сопротивление усталости при изгибе:

K_F=K_H=1,1

Нормальный модуль:

(6.15)

Напряжения изгиба зубьев колеса:

(6.16)

что меньше , следовательно расчёт зубьев червячного колеса на сопротивление усталости при изгибе соответствует норме.

6.5 Проверочный расчет передачи на контактную прочность при кратковременной перегрузке

Определяем предельно допускаемые контактные напряжения для оловянной бронзы:

(6.17)

Максимальные контактные напряжения при кратковременной перегрузке:

(6.18)

где К_П=Т_ПУСК/Т=1,4 - кратковременная перегрузка.

Контактная прочность червячного колеса при кратковременной перегрузке обеспечена, так как:

6.6 Проверочный расчет передачи на изгибную прочность при кратковременной перегрузке

Как и ранее расчет проводим только для зубьев червячного колеса, так как витки червяка по форме и материалу значительно прочнее зубьев колеса.

Определяем предельно допустимое значение напряжения изгиба:

(6.19)

Максимальное напряжение изгиба при кратковременной перегрузке:

 (6.20)

Изгибная прочность зубьев червячного колеса при кратковременной перегрузке обеспечивается, так как:

6.7 Тепловой расчет червячной передачи [3]

Тепловой расчёт производится по тепловому балансу.

Для обеспечения работоспособности передачи необходимо выполнение условия: Q_B ? Q_О, где Q_B - тепловыделение

Q_О - теплоотдача

(6.22)

кде з - КПД червячной передачи;

Р - мощность на червяке, равная 4300 кВт;

(6.23)

где К_т = 17 - коэффициент теплоотдачи

t_M = 70…90 ?C - температура масла;

t_B = 20 ?C - температура окружающей среды;

S - коэффициент зависящий от способа охлаждения;



Q_B=1290 ? Q_О=950

Следовательно условие теплового нагружения выполняется.

7. Охрана труда и окружающей среды

7.1 Общие сведения

В ГОСТ 12.0.002-80 техника безопасности определена как система организационных мероприятий, предотвращающих воздействие на рабочих опасных производственных факторов, а производственная санитария - как система организационных, технических средств, предотвращающих или уменьшающих воздействие на работающих вредных производственных факторов.

Правила по технике безопасности содержат требования технического характера, направленные на защиту работающих от воздействия предметов и средств труда, безопасную работу машин, оборудования и инструментов, снабжение станков и машин конструктивными ограждениями, предохранительными приспособлениями и др.

Нормы по производственной санитарии и гигиене труда определяют устройство производственных и бытовых помещений, рабочих мест в соответствии с физиологией и гигиеной труда, а также безопасные пределы содержания в воздухе производственных помещений пыли, газов, паров и др.

7.2 Мероприятия по улучшению условий труда

Комплексный план мероприятий, направленных на улучшение условий труда по предупреждению несчастных случаев и заболеваемости работников, на примере завода "ВИЗАС", а именно:

были приобретены Правила Проматомнадзора;

выписывается журнал "Охрана труда и социальная защита";

приобретены плакаты по охране труда и пожарной безопасности;

оформлены уголки по охране труда в цехах и на территории завода;

произведен ремонт бытовых помещений в здании административного корпуса женских и мужских;

покрашены и установлены металлические шкафы для одежды;

отремонтирована кровля административного корпуса, котельного зала энергосилового цеха и кровля транспортного цеха;

произведен ремонт лестничных клеток и части помещений в административном корпусе;

установлена схема движения транспортных средств на территории завода;

обновлены знаки дорожного движения на территории завода;

произведено техническое обслуживание и ремонт транспортных средств внутризаводского транспорта;

произведено техническое освидетельствование всех регистрируемых в Проматомнадзоре и нерегистрируемых грузоподъемных кранов;

произведено экспертирование мостовых кранов, сосуда и участка по изготовлению грузозахватных приспособлений для получения лицензии;

произведен ремонт отопления, промывка и гидроиспытание всей системы отопления;

произведен частичный ремонт вентиляции на малярном участке;

на заточных станках задействованы вытяжные устройства;

цеха укомплектовывались необходимыми медикаментами;

своевременно выдавалась спецодежда, специальная обувь, защитные средства;

регулярно производилась стирка спецодежды;

переработаны инструкции по охране труда в количестве 47 шт.,

по пожарной безопасности - 7 шт.,

по объектам промышленной безопасности - 12 шт.;

аттестовано в комиссии Министерства промышленности по охране труда 5 человек;

в комиссии Проматомнадзора - 6 человек;

проведена проверка знаний у ИТР завода по общим правилам и законодательству в количестве 24 человек;

по Правилам охраны труда при работе на высоте у ИТР - 13 человек;

по Положению о расследовании и учете несчастных случаев на производстве и по Положению об учении, инструктаже и проверке знаний работников по вопросам охраны труда - 25 человек;

проведена проверка знаний у рабочих, обслуживающих объекты промышленной безопасности - 14 человек;

проведена проверка знаний по технике безопасности и пожарной безопасности у рабочих цехов - 145 человек;

обучено на допуск к управлению грузоподъемными механизмами с пола 54 человека;

обучено к работе с пневмоинструментом 7 человек.

Вводный инструктаж проведен.

По пожарной безопасности 6 гидрантов, имеющихся на территории завода, приведены в действие, обозначены согласно требований Правил. Произведена проверка всех имеющихся пожарных кранов, определена потребность в их укомплектовании рукавами, стволами, приобретены 3 порошковых огнетушителя; и другие мероприятия.

7.3 Охрана окружающей среды

Основными источниками, загрязняющими атмосферу, являются: модельный цех, инструментальный участок, термическое отделение, цех ТНП, КЗЦ, гальванический участок, механический цех, светокопия, аккумуляторная, сборочный цех, сварочное отделение.

Для проведения аналитического контроля обеспечены оборудованные места отбора проб выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

На предприятии разрабатывается годовой план работы по производственному экологическому контролю, на основании которого составляются квартальные планы работы. Планы работы утверждаются руководителем структурного подразделения и главным инженером предприятия.

Периодичность контроля за выбросами определяется для каждого источника выброса на основании класса опасности вещества и категории опасности предприятия.

На предприятии разрабатываются годовые планы мероприятий по охране окружающей среды, на основании которых составляются квартальные планы мероприятий. Планы утверждаются руководителем структурного подразделения и главным инженером предприятия.

Об аварийном нарушении нормального хода технологического процесса, способном повлечь выброс (сброс) загрязняющих веществ, технические службы предприятия обязаны немедленно уведомить должностных лиц, ответственных за проведение контроля за выбросами (сбросами).

Исполнители производственного экологического контроля принимают меры для срочной организации необходимых измерений, обеспечивающих получение данных о максимальном секундном выбросе (сбросе) и общем количестве загрязняющего вещества, поступившего в окружающую среду.

В случае установления аварийного характера выброса (сброса) фиксируется факт и обстоятельства происшедшего, устанавливаются причины и последствия.

Решение об установлении специальных мероприятий, направленных на снижение загрязнения окружающей среды, в том числе о приостановке или прекращении производственной деятельности объекта, являющегося источником загрязнения, принимается администрацией предприятия на основании документов представленных ответственным за охрану окружающей среды.

Для поддержания работоспособности оборудования предприятия и предупреждения возникновения аварийных ситуаций производится его своевременное и качественное техническое обслуживание, согласно календарному графику.

Составляются планы мероприятий по подготовке к работе в осенне-зимний периоды.

Для постоянного поддержания и повышения квалификации обслуживающего персонала проводятся занятия согласно план-графика.

7.4 Технические средства защиты рабочего и требования техники безопасности при работе на станке

1. Включить вентиляцию и проверить ее эффективность.

2. Одеть и застегнуть на все пуговицы полагающуюся исправную и чистую спецодежду. Рукава спецодежды, при отсутствии пуговиц на обшлагах, закрепить у кистей рук резинкой. Одеть (кому положено) спецобувь. Не работать в легкой обуви (в тапочках, босоножках и др.). Одеть (кому положено) головной убор и убрать волосы под него. Женщинам, при пользовании косынкой, убрать свисающие концы.

3. Проверить исправность и подготовить к применению средства индивидуальной защиты (защитные очки, респираторы, рукавицы, перчатки, диэлектрические перчатки, щитки, каски, фартук и др.).

4. Убедиться в том, что рабочее, место достаточно освещено, что местное освещение не слепит глаза. Знать, что напряжение местного освещения не должно превышать 42В.

5. Проверить исправность и подготовить к работе инструмент, разложив его в положение, удобное для пользования.

6. Проверить и подготовить к работе рабочее место, убрать все лишнее и мешающее работе. Потребовать от мастера уборки излишествующих контейнеров, а также контейнеров, поставленных на проходах и на подступах к рабочему месту (оборудованию).

7. Проверить технологическое оборудование и оснастку на соответствие требованиям безопасности;

7.1 Наличие и исправность заземления (заземляющих устройств);

7.1.1 Корпусов оборудования (электроустановок, потребляющих токи выше 36В переменного и 110 постоянного);

7.1.2 Корпусов электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и др.;

7.1.3. Приводов электрических аппаратов;

7.1.4 Вторичных обмоток трансформаторов электросварочных машин, измерительных трансформаторов;

7.1.5. Каркасов распределительных щитов, щитов управлений, щитков и шкафов, пультов управлений;

7.1.6 Металлических конструкций распределительных устройств, стальных труб электропроводок и др. металлических конструкций, связанных с установкой электрооборудования;

7.1.7 Оборудования механизмов, установленных на заземленных металлических конструкциях, на опорных поверхностях, в которых отсутствует электрическая связь (не предусмотрены зачищенные и незакрашенные площадки для обеспечения электрического контакта) и др.;

7.2 Проверить наличие и исправность ограждений (оградительных устройств), опасных зон, всех видов силовых передач, гибочных механизмов, движущихся механизмов, конструкций, находящихся под высоким электрическим напряжением, температурой или давлением, а также коммуна-ционных устройств от случайного включения и др.

7.3 Проверить наличие и исправность защитных, предохранительных устройств и механизмов (экранов, концевых выключателей, блокировок электрических и механических, фотоэлементной защиты, ловителей и др.);

7.4 Проверить механическую целостность оборудования (визуально): отсутствие трещин на конструкциях, наличие и исправность крепежа и др..

7.5 Проверить исправность рабочих органов оборудования (патронов, резцов и резцедержателей на токарном станке; прессформ на Литейных машинах; штампов на прессах; патронов и сверл (метчиков) фрез на сверлильном и фрезерном станках; крюковых блоков на грузоподъемных механизмах; сварочных головок на контактно-сварочных машинах; гибочных механизмов на гибочных станках; шлифкругов -- на шлифовальных, заточных и полировальных станках; круглых пил, ножевого вала и фрез на деревообрабатывающих станках; подвесок и специальных контейнеров на конвейерах и др.);

7.6 Проверить наличие и исправность коммутационных устройств механизмов и приборов управления оборудованием, технологическими процессами (рубильников, магнитных пускателей, "кнопок и сигнальных лампочек на пультах управления, педальных и рычажных устройств включения рулевых устройств управления, .тормозных устройств и контрольных приборов);

7.7 Проверить наличие и исправность местного освещения там, где оно предусмотрено, на оборудовании или рабочем месте;

7.8 Проверить исправность местной вентиляции, где она имеется.

8. Внимательно выполнять порученную работу, следить за нормальной работой оборудования, за показаниями приборов, особенно приборов безопасности, за исправностью оснастки и приспособлений, не отвлекаться и не отвлекать других от работы разговорами, не касающимися производства.

9. При получении новой незнакомой работы требовать от мастера инструктажа по безопасности труда. Выполнять новую работу только после усвоения безопасных приемов выполнения.

10. Работать в положенной по нормам спецодежде, спецобуви, рукавицах и всех других средств индивидуальной защиты.

11. Следить за исправной вентиляции, нормальным освещением.

12. В работе не допускать захламления ненужными и излишествующими материалами заготовки и изготовленными деталями рабочего места, проходов и проездов, а также подступов к пультам, электрощитам и электрошкафам.

13. Складировать на рабочем заготовки и изготовленные детали в стеллажах в штатной таре в местах, специально предусмотренных для этого.

14. Стружку со станков снимать только с помощью щеток-сметок, специальным крючком. Не убирать станок от стружки незащищенными руками или с помощью сжатого воздуха.

15. Не работать на неисправном оборудовании, на оборудовании при отсутствии ограждения опасных зон или при неисправном ограждении.

16. Не смазывать, не убирать, не ремонтировать, не регулировать, не налаживать станок до полной остановки всех его механизмов.

17. Не класть инструмент и другие предметы на станины, ограждения и механизмы станка.

18. Не включать и не останавливать машины. Станки и механизмы, работа на которых Вам не поручена администрацией. Подключение, отключение электрооборудовании, электроинструмента производится только электрическим персоналом, которому поручается выполнение указанных работ. Запрещается без соответствующего разрешения заходить за ограждения электрооборудования,

19. Не прикасаться к арматуре общего освещения, к оборванным электропроводам, клемам и другим легкодоступным токоведущим частям. Не открывать дверцы электрораспределительных шкафов (сборок) и не снимать ограждений и защитные кожухи с токоведущих частей оборудования.

20. Постоянно следить за исправностью заземления. При малейшем дефекте его прекратить работу на оборудовании и не возобновлять ее до устранения дефекта.

Общие требования безопасности

1.1 К работе на заточных станках допускается проинструктированный персонал.

1.2 Установка заточных кругов поручается ремонтному персоналу (слесарю) после ознакомления его с данной инструкцией.

1.3 При работе на заточных станках существует опасность их разрыва от центробежной силы. Поэтому существующим законоположением предусматриваемся, что вновь пускаемые в работу камни и круги, кроме наружного освидетельствования на отсутствие трещин, должны испытываться в течение 0,5 часа. При этом скорость вращения круга или камня должна превосходить рабочую: для камней - на 50 об/с, для кругов - на 75 об/с. Не подлежат обязательному испытанию лишь круги и камни, работающие с окружной скоростью не свыше 6 м/с, а также камни и круги с диаметром не свыше 100 мм. Однако испытанные камни и круги также не гарантируют от разрыва, если:

а) хранение их до установки на станке было неправильным;

б) установка их производилась с нарушением правил техники безопасности;

в) эксплуатировались они с нарушением правил техники безопасности.

Требования безопасности до начала работы

2.1 Перед началом работы проверить:

-комплектность и надежность крепления деталей;

-проверить исправность электрокабеля, рубильника (выключателя);

-проверить работу станка на холостом ходу;

-проверить крепление заточного круга

2.2 Получая в инструментальной кладовой для установки на станке круга, следует выяснить, прошли ли они испытания на заводе.

2.3 Путем внешнего осмотра и обстукивания убедитесь, что круг не имеет следующих пороков: раковин, выбоин и необожженных мест, а главное - трещин. Исправный круг издает при обстукивании чистый и звенящий звук, неисправный - дребезжащий и глухой звук.

2.4 Не устанавливайте круг на станке, число оборотов шпинделя которого превышает допустимое, обозначенное на ярлыке круга.

2.5 Диаметр отверстия круга, как правило, должен превышать диаметр шпинделя станка, но не более чем на 0,3-1 мм, в зависимости от величины круга. Назначение этого зазора - предотвратить перенапряжение круга и появление трещин при расширении шпинделя от нагревания.

2.6 Укрепление круга на шпинделе разрешается производить только посредством двух боковых нажимных дисков, свинчиваемых навернутыми на шпиндель гайками.

Диаметр этих дисков должен составлять не менее половины диаметра круга. Между каждым диском и кругом должна быть проложена эластичная прокладка (из кожи, картона и т.п.).

Диски должны иметь выточку и соприкасаться с кругом по кольцевой поверхности шириной в 1/16 диаметра круга.

2.7 Если крепящие плоскости дисков имеют забоины или если ширина их более 1/16 диаметра круга, то их нужно заменить новыми, так как вследствие неравномерного прилегания круга к опорным поверхностям дисков создаются неравномерная нагрузка и излишние напряжения в отдельных его частях.

Требования безопасности во время работы

3.1 При установке круга на шпинделе станка первым одевается задний диск, на который накладывается эластичная прокладка; затем, становится круг, а за ним вторая прокладка диска, после чего круг закрепляется гайкой и контргайкой.

3.2 При затягивании гаек воспрещается пользоваться ударными приемами; необходимо пользоваться гаечным ключом, который надлежит крепить только от руки.

3.3 Ведущий (задний) диск на шпинделе крепится неподвижно, причем зажимная плоскость диска должна быть точно под прямым углом к оси шпинделя.

3.4 Направление винтовой нарезки на концах шпинделя должно быть таким, чтобы гайка навертывалась в сторону, противоположную вращению круга.

3.5 Рабочая поверхность круга должна иметь строго круговое вращение. Для правки шлифовальных кругов необходимо пользоваться алмазами или шарошками. Правка круга насечкой, зубилом или подобным инструментом воспрещается, так как такой способ правки способствует образованию трещин.

3.6 После установки круга надлежит пускать его вхолостую не менее 5 минут, и только после этой проверки можно сдать круг в эксплуатацию.

3.7 Запрещается работать:

-без защитного кожуха;

-без средств индивидуальной защиты;

-при появлении дыма, посторонних шумов;

Требования безопасности при аварийных ситуациях

1. При обнаружении дефектов оборудования (заточных кругов), представляющих опасность для жизни персонала и целостности оборудования, немедленно приостановить работы, по возможности отключить электрооборудование, принять меры к ликвидации аварии.

2. При получении травмы на заточном станке обратиться в медпункт или вызвать скорую помощь, поставить в известность мастера о полученной травме.

Требования безопасности по окончании работы

1. Сообщить ответственному лицу о выполненной работе и сообщить о замеченных неисправностях.

2. Привести в порядок рабочее место и станок.

3. По окончании работы снять и убрать спецодежду, вымыть руки теплой водой, принять душ.

7.5 Механизм прекращения горения при возникновении пожара

Охлаждающие огнетушащие вещества.

Для охлаждения горящих материалов применяются жидкости, обладающие большой теплоемкостью.

Для большинства горючих материалов применяется вода. Попадая в зону горения, на горящее вещество, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. Большинство горючих материалов горит при температуре, не превышающей 1300-1350 °С и тушение их водой не опасно. Однако металлические магний, цинк, алюминий, титан и его сплавы, термит и электрон при горении создают в зоне горения температуру, превышающую термическую стойкость воды. Тушение их водяными струями недопустимо.

Вода имеет низкую теплопроводность, что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции. Это свойство позволяет использовать ее не только для тушения, но и для защиты материалов от воспламенения. Некоторые горючие жидкости (жидкие спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) растворимы в воде, поэтому, смешиваясь с водой, они образуют негорючие или менее горючие растворы. Огнетушащая эффективность воды зависит от способа подачи ее в очаг пожара (сплошной или распыленной струей).

Для охлаждения отдельных видов горючих материалов кроме воды применяется твердый диоксид углерода. Это мелкая кристаллическая масса, которая при нагревании переходит в газ, минуя жидкое состояние. Это позволяет тушить ею материалы, портящиеся от воздействия влаги.

Твердый диоксид углерода прекращает горение всех горючих веществ, за исключением металлического натрия и калия, магния и его сплавов. Он неэлектропроводен и не смачивает горючие вещества. Поэтому применяется для тушения электроустановок под напряжением, двигателей, а также при пожарах. При тушении он подается на поверхность горящих веществ равномерным слоем.

Несмотря на то, что плотность твердой углекислоты больше, чем воды, вследствие непрерывного перехода в газ и создания своеобразной газовой подушки, она не тонет в горящей жидкости и находится на ее поверхности. Верхний слой горящего вещества при этом охлаждается, и количество горючих паров и газов в зоне горения уменьшается. Возгонка (кипение) твердой углекислоты в газ и испарение горючего вещества происходят на одной поверхности. Поэтому в зону горения поступает смесь горючих паров с диоксидом углерода, что приводит к снижению скорости реакции и температуры горения ниже температуры потухания, а значит и к ликвидации пожара.

Из вышесказанного следует вывод, что механизм прекращения горения твердым диоксидом углерода заключается в охлаждении горящих материалов и разбавлении их паровой фазы или продуктов разложения диоксидом углерода одновременно.

Снизить температуру горящего слоя горючих веществ и тем самым прекратить горение можно перемешиванием самих горящих веществ. Путем перемешивания можно прекратить горение и горючих жидкостей. Очевидно, что в процессе горения жидкости прогреваются в глубину. Первоначально толщина прогретого слоя не превышает нескольких сантиметров, и нижние слои горючей жидкости в резервуаре имеют первоначальную температуру, т.е. температуру хранения. Если перемешать жидкость, то можно охладить верхний ее слой и тем самым снизить скорость горения. При определенных условиях степень охлаждения может оказаться такой, что температура верхнего слоя жидкости снизится ниже температуры воспламенения, и горение прекратится.

Изолирующие огнетушащие вещества.

Создание между зоной горения и горючим материалом или воздухом изолирующего слоя из огнетушащих веществ и материалов - распространенный способ тушения пожаров. При его реализации применяются самые разнообразные огнетушащие средства, способные на некоторое время изолировать доступ в зону горения либо кислорода воздуха, либо горючих паров и газов.

В практике пожаротушения для этих целей широкое применение нашли: жидкие огнетушащие вещества (пена, в некоторых случаях вода и пр.); газообразные огнетушащие вещества (продукты взрыва и т.д.); негорючие сыпучие материалы (песок, тальк, флюсы, огнетушащие порошки и т.д.); твердые листовые материалы (асбестовые, войлочные покрывала и другие негорючие ткани).

Основным средством изоляции являются огнетушащие пены. Основное огнетушащее свойство пен - изолирующая способность. Пена изолирует зону горения от горючих паров и газов, а также горящую поверхность горючего материала от тепла, излучаемого зоной реакции. Прежде чем накопится на горящей поверхности достаточным слоем, изолирующим выход горючих паров и газов в зону горения, пена под действием тепла разрушается и охлаждает вещество. При этом жидкость, из которой получена пена, испаряется, разбавляя горючие пары и газы, поступающие в зону горения, и т.д. Все это способствует прекращению горения, хотя изоляция - доминирующее свойство, которое приводит именно к потуханию.

Для продвижения пены при заполнении ею помещений необходимо создать благоприятные условия, т.е. вскрыть проемы для выпуска продуктов сгорания из помещения, или с помощью передвижных установок для удаления дыма изменить направление газообмена по ходу движения пены.

В настоящее время для тушения различных горючих веществ более широкое применение находят огнетушащие порошковые составы. Они не токсичны, не оказывают вредного воздействия на материалы, не электропроводны и не замерзают.

Механизм прекращения горения порошками заключается в основном в изоляции горящей поверхности от зоны горения, т е. в прекращении доступа горючих паров и газов в зону реакции. Основным критерием прекращения горения порошковым составом является удельный расход.

В случае объемного тушения - механизм прекращения горения заключается в химическом торможении реакции горения, т.е. ингибирующем воздействии порошков, связанном с обрывом цепной реакции горения.

Разбавляющие огнетушащие вещества.

Для прекращения горения разбавлением реагирующих веществ применяются такие огнетушащие средства, которые способны разбавить либо горючие пары и газы до негорючих концентраций, либо снизить содержание кислорода воздуха до концентрации, не поддерживающей горения.

Приемы прекращения горения заключаются в том, что огнетушащие средства подаются либо в зону горения или в горящее вещество, либо в воздух, поступающий к зоне горения. Наибольшее распространение они нашли в стационарных установках пожаротушения для относительно замкнутых помещений, а также для тушения горючих жидкостей, пролитых на земле, на небольшой площади. Практика показывает, что в качестве разбавляющих огнетушащих средств наибольшее распространение нашли диоксид углерода (углекислый газ), азот, водяной нар и распыленная вода.

Механизм прекращения горения при введении разбавляющих огнетушащих веществ в помещение, в котором происходит пожар, заключается в понижении объемной доли кислорода. При введении разбавляющих веществ в помещении повышается давление, происходит вытеснение воздуха и вместе с ним кислорода, увеличивается концентрация негорючих и не поддерживающих горение газов, парциальное давление кислорода падает.

Все это приводит к снижению скорости диффузии кислорода к зоне горения, уменьшается количество вступающих в реакцию горючих паров и газов, снижается количество выделяющегося тепла в зоне реакции. При определенной концентрации разбавляющих огнетушащих веществ в воздухе помещения температура горения снижается и становится меньше, чем температура потухания, и горение прекращается.

Таким образом, разбавляющие огнетушащие средства, наряду с охлаждающими и изолирующими, обладают достаточно высоким эффектом тушения и должны настойчиво внедряться в практику работы пожарных подразделений. Особое внимание при этом следует уделить более широкому применению тонкораспыленной воды.

Огнетушащие средства химического торможения.

Сущность прекращения горения химическим торможением реакции горения заключается в том, что в воздух горящего помещения или непосредственно в зону горения вводятся такие огнетушащие вещества, которые вступают во взаимодействие с активными центрами реакции окисления, образуют с ними либо негорючие, либо менее активные соединения, обрывая тем самым цепную реакцию горения. Поскольку эти вещества оказывают воздействие непосредственно на зону реакции, в которой реагирующие вещества находятся в паровоздушной фазе, они должны отвечать следующим требованиям: иметь низкую температуру кипения; иметь низкую термическую стойкость; продукты термического распада огнетушащих веществ должны активно вступать в реакцию с активными центрами горения.

Наиболее широкое применение нашли составы на основе брома и фтора. Галоидированные углеводороды и огнетушащие составы на их основе имеют высокую огнетушащую способность при сравнительно небольших расходах. Причем прекращение горения достигается именно химическим путем, что подтверждается опытами.

Соли металлов, содержащиеся в порошке, вступают в реакцию с активными центрами. Соли металла в зоне реакции нагреваются до высокой температуры и переходят в жидкое состояние (возможно, частично испаряются). Остальная часть молекулы соли разлагается с образованием либо металла, либо окиси или гидрата металла.

На основе галоидированных углеводородов и углекислоты разработаны огнетушащие составы. Составы обладают свойствами компонентов их составляющих.

7.6 Электробезопасность

Безаварийная работа станка обеспечена при изменении напряжения от 0,9 до 1,1 номинального значения, а соответствующие паспорту технические характеристики -- при изменении напряжения от 0,95 до 1,05 номинального значения. Электрооборудование также обеспечивать безаварийную работу при изменении частоты напряжения по ГОСТ 6697--83.

Станок имеет вводный выключатель ручного действия, размещенный в безопасном и удобном для обслуживания месте. Выключатель предназначается для подключения электрооборудования станка к питающей сети, а также для отключения его от сети на время перерыва в работе или в аварийных случаях, которые могут вызвать поломку оборудования, порчу обрабатываемой заготовки и травмирование. Вводный выключатель по своим параметрам выбран на величину суммы токов всего подключаемого электрооборудования, которое может работать одновременно и обеспечивать включение и отключение номинального рабочего тока станка в нормальном режиме его работы. Вводный выключатель имеет два определенных фиксированных состояния контактов -- включенное и отключенное, при отключении он отсоединяет все проводники, присоединяемые к источнику питания за исключением заземляющего.

На шкафах помещены предупреждающие знаки электрического напряжения по ГОСТ 12.4.026-86. В шкафах с аппаратурой электрического управления контактные зажимы или верхние контакты вводных выключателей, предназначенные для присоединения кабелей и проводов, идущих от источников питания, надежно защищены крышками из изоляционного материала от случайного прикосновения обслуживающего персонала при открытых дверцах шкафа или ниши. На крышках нанесен предупреждающий знак электрического напряжения по ГОСТ 12.4.026-86, а контактные зажимы или верхние контакты вводных выключателей имеют обозначения А, В и С. Для запирания дверей шкафов с электрооборудованием применяются замки с вынимающимися ключами.

В тех случаях, когда это позволяет аппаратура, используется в защитных целях безопасное напряжение. Электрические цепи с безопасным напряжением изолированы от цепей опасного напряжения. Так как для питания этих цепей используется трансформатор с первичным напряжением 380, то изоляция между первичными и вторичными обмотками выполнена с запасом (способна выдерживать испытание напряжением 4000 В). Для исключения попадания опасного напряжения в цепи безопасного напряжения, последние проложены полностью независимо от цепей опасного напряжения в отдельной защитной оболочке с отдельными предохранителями и распределительными устройствами. Для монтажа цепей безопасного напряжения используются провода и материалы, предназначенные для работы с номинальным напряжением не менее 260 В и стандартизованные для сетей безопасного напряжения. Многожильный кабель, отдельные жилы которого подсоединяются к различным по величине напряжениям, имеет изоляцию отдельных жил, рассчитанную на высшее номинальное подсоединенное напряжение. Штепсельные разъемы в цепях с безопасным напряжением не сочленяются со штепсельными разъемами цепей с более высоким напряжением.

Устройство аварийного отключения рассчитано на максимальную нагрузку, соответствующую начальному пусковому току (току двигателя, находящегося в заторможенном состоянии) при номинальном напряжении наибольшего по мощности двигателя и сумме номинальных токов всех остальных потребителей.

Все металлические части станка (станина, корпуса электродвигателей, каркасы шкафов, пульты управления и др.), которые могут оказаться под напряжением выше 42 В, оснащены легко обозримыми устройствами заземления, расположенными внутри или снаружи оболочки вблизи от места ввода питающих проводов. Указанные устройства имеют заземляющие винты или присоединительные зажимы, на поверхности которых нанесено антикоррозионное токопроводящее покрытие для соединения с заземляющими шинами или зануляющими проводами. Защитные цепи состоят из отдельных проводов заземления и зануления или из проводящих частей станка и кожухов. Защитные провода обеспечивают гальваническую связь между частями электрического оборудования, не находящимися под напряжением в нормальном режиме, и защитной цепью. Винты и клеммы защитных цепей рассчитаны на присоединение медных проводов, также предусмотрены устройства (пружинные шайбы), предотвращающие ослабление соединения между заземляемыми частями. Над заземляющим зажимом нанесён знак заземления по ГОСТ 21130-90. Присоединение заземляемых частей к защитной цепи выполнено посредством отдельных независимых ответвлений, благодаря чему при снятии какой-либо заземленной части, например, для текущего ремонта, цепи заземления других частей не нарушаются.

7.7 Расчет заземляющего устройства

Задача.

Рассчитать заземляющее устройство для заземления электродвигателя серии 4А напряжением U=380В в трехфазной сети с изолированной нейтралью при следующих исходных данных: грунт - суглинок с удельным электрическим сопротивлением

с = 100 Омм;

в качестве заземлителей приняты стальные трубы диаметром d = 0,08 м и длинной l = 2,5 м, располагаемые вертикально и соединенные на сварке стальной полосой 40 ? 4 мм (рис. 7.2б);

мощность электродвигателя 4А100S2Y3 составляет четыре кВт;

мощность трансформатора принята 170 кВ·А, требуемое по нормам допускаемое сопротивление заземляющего устройства [r_з] 4 Ом.

Защитное заземление - преднамеренное соединение с землей частей оборудования, не находящихся под напряжением в нормальных условиях эксплуатации, но которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции электроустановки (рис. 7.1).

Рисунок 7.1. Принципиальная схема защитного заземления

ПП - пробивной предохранитель; R₀ - заземление нулевой точки трансформатора; R_З - заземляющее устройство; R_ИЗ - сопротивление изоляции; U_пр - напряжение прикосновения; I_З - ток замыкания на землю; I_ЧЕЛ - ток, протекающий через человека; 1 - плавкие вставки; 2 - электродвигатель; 3 - график распределения потенциалов на поверхности земли.

Решение:

Принимаем схему заземления электродвигателя (рис. 7.2а). Определяем сопротивление одиночного вертикального заземлителя Rв, Ом, по формуле:

(7.1)

где t - расстояние от середины заземлителя до поверхности грунта, м;

l, d - длина и диаметр стержневого заземлителя, м.

с_расч - расчетное удельное сопротивление грунта, определяемое по формуле:

(7.2)

где ц - коэффициент сезонности, учитывающий возможность повышения сопротивления грунта в течение года.

Рисунок 7.2. Принципиальная схема защитного заземления (а - схема заземляющего устройства; б - расположение одиночного заземлителя)

1- плавкие вставки;

2 - электродвигатель;

3 - соединительная полоса;

4 - трубчатый заземлитель.

Принимам ц = 1.3 для III климатической зоны.

Тогда :

Определяем сопротивление стальной полосы, соединяющей стержневые заземлители:

(7.3)

где l - длина полосы, м;

t - расстояние от полосы до поверхности земли, м;

d = 0,5 b (b - ширина полосы, равная 0,08 м).

Определяем расчетное удельное сопротивление грунта с'_расч при использовании соединительной полосы в виде горизонтального электрода длиной 50 м. При длине полосы в 50 м, ц' = 1,6. Тогда:

Определяем ориентировочное число n одиночных стержневых заземлителей по формуле:

(7.4)

где з_в - коэффициент использования вертикальных заземлителей (для ориентировочного расчета з_в принимаем равным 1);

- допустимое по нормам сопротивление заземляющего устройства.

Принимаем расположение вертикальных заземлителей по контуру с расстоянием между смежными заземлителями равным 2l. Найдем действительные значения коэффициента использования з_в и з_г, исходя из принятой схемы размещения вертикальных заземлителей, з_в = 0,78, з_г = 0,55.

Определяем необходимое число вертикальных заземлителей:

Вычисляем общее расчетное сопротивление заземляющего устройства R с учетом соединительной полосы:

(7.5)

Правильно рассчитанное заземляющее устройство должно отвечать условию R ? [r_з].

Расчет выполнен, верно, так как 2,86 < 4.

8. Расчет технико-экономических показателей станка

8.1 Подготовка исходных данных

Проектируемый станок предназначен для заточки концевых инструментов. Для обработки инструмент устанавливается в бабку изделия, которая располагается на поворотном столе. На станке проводятся такие виды металлообработки как шлифование.

В процессе модернизации нашего станка увеличили скорость холостого хода привода подач, в результате чего уменьшилось штучное время операции и повысилась производительность.

Запишем формулу штучного времени

(8.1)

где t_уст.д.- время установки детали

t_б.п. - время быстрого подвода

t_об. - время обработки

t_б.от. - время быстрого отвода

t_сн.д. - время снятия детали

t_изм. - время измерения

t_всп.оп. - время вспомогательных операций

Определим время быстрого подвода

(8.2)

где S -путь перемещения каретки,

V-скорость перемещения, обеспечиваемая приводом подач,

Время в модернизированном станке:

Время в исходном станке

Теперь найдем разницу на которое изменилось наше время

(8.3)

Новое штучное время будет равно

(8.4)

где -разность времен

После сбора исходных данных группируем их и представляем в форме таблицы 8.1.

Таблица 8.1 - Сводная характеристика оборудования

Характеристики оборудования	Базовый вариант	Проектируемый вариант
1. Модель оборудования	ВЗ 295Ф4	362
2. Наименование оборудования	специальный	специальный
3. Штучное время операции (такт линии) tшт, мин	2	1,98
4. Коэффициент технического использования оборудования, Ки	0,81	0,81
5. Масса оборудования, т	3	3
6. Площадь под оборудование по габаритам S, м2	36	36
7. Коэффициент дополнительной площади, Д	1,3	1,3
8. Общая площадь Sоб = S·Д , м2	46,8	46,8
9. Срок службы оборудования Т, лет	14,9	14,9
10. Ремонтная сложность механической части оборудования (е.р.с.м.)	10	10
11. Ремонтная сложность электрической части оборудования (е.р.с.м.)	5	5
12. Оптовая цена оборудования Цо, руб	520000000	-
13. Разряд станочника (оператора)	3	3
14. Разряд наладчика	5	5

8.2 Подготовительные расчеты

Годовая производительность базового и нового оборудования (В) рассчитывается по формуле:

, (8.5)

где Ф_н - номинальный годовой фонд времени работы оборудования, час;

К_и - коэффициент технического использования оборудования;

t_шт - норма времени на обработку детали, мин.

Годовая производительность базового оборудования (В₁) и проектируемого (В₂) рассчитывается по формуле (8.5):

 шт/год;

шт/год.

Количество станочников (Р_ст) на каждую операцию определяется по трудоемкости и нормам обслуживания по формуле:

, (8.6)

где F_э - эффективный фонд времени рабочего, (F_э =1840 часов в год);

п - число станков, обслуживаемых одним рабочим, шт.;

При полном использовании производительности оборудования вместо N подставляется В.

Полученное значение округляется до ближайшего целого. Количество наладчиков определяется по нормам обслуживания станков, до целого значения не округляется.

Определим количество станочников (Р_1ст ,Р_2ст):

;

.

, (8.7)

где Н_ОН - число станков, обслуживаемых одним наладчиком, Н_ОН = 10.

В нашем случае Р_НАЛ равно для проектного и базового станков.

.

Плановый фонд времени работы оборудования (Ф_пл)

, (8.8)

ч;

ч.

8.3 Расчет полезного эффекта

Расчет полезного эффекта модернизированного станка производится по формуле:

Э_п = Ц₁(k_пk_д-1)+И_т+К_т+ Э_к+ Э_с+ Э_д , (8.9)

где Ц₁ - отпускная цена базового оборудования, тыс. руб.;

k_п - коэффициент роста производительности нового оборудования по сравнению с базовым;

k_д - коэффициент учета изменения срока службы нового оборудования, по сравнению с базовым;

И_т - изменение текущих издержек эксплуатации (без амортизационных отчислений) у потребителя за срок службы при использовании им нового оборудования, тыс. руб.;

К_т - изменение отчислений от сопутствующих капитальных вложений потребителя за срок службы при использовании нового оборудования, тыс. руб.;

Э_к - эффект от изменения качества продукции, изготавливаемой на новом оборудовании, руб.;

Э_с , Э_д - социальный и экологический эффект , выраженный в экономических показателях, обусловленный применением нового оборудования у потребителя, тыс. руб.;

При отсутствии информации о получаемом эффекте от повышения качества, социальном и экологическом эффектах, данными слагаемыми пренебрегаем. Основные составляющие полученного эффекта рассчитываются по соответствующим формулам.

В формуле для расчета полезного эффекта нового станка, а также в других формулах, определяем только те параметры, которые будут меняться как для базового, так и для проектируемого мною станка.

Коэффициент роста производительности нового оборудования по сравнению с аналогом (k_п) рассчитывается в зависимости от исходного задания.

Если программа выпуска не задана, а проектное решение направлено на улучшение технико-эксплуатационных параметров оборудования, то коэффициент роста производительности определяется по формуле:

, (8.10)

где В₁ , В₂ - годовая производительность базового и нового оборудования в натуральном выражении.

Коэффициент учета изменения срока службы (k_д) нового станка по сравнению с базовым определяется по формуле:

, (8.11)

где Т₁ ,Т₂ - срок службы техники по вариантам, лет;

Е_n - реальная ставка платы за кредит на рынке долгосрочных кредитов, принимают равной ставке рефинансирования.

Изменение текущих издержек эксплуатации у потребителя за срок службы оборудования определяется по формуле:

, (8.12)

где И₁, И₂ - годовые эксплуатационные издержки потребителя (формула 8.19), млн.руб.

Изменение отчислений от сопутствующих капитальных вложений потребителя определяется по формуле:

, (8.13)

где , - сопутствующие капитальные вложения, тыс. руб.

К^с = К_м+К_зд+Ц_ос, (8.14)

где К_м - затраты на доставку и установку оборудования, тыс.руб.;

К_зд - стоимость производственных помещений занятых оборудованием, тыс. руб.;

Ц_ос - затраты на дорогостоящую универсальную оснастку, Ц_ос= 0 руб.

Затраты на доставку и установку оборудования можно принимать по нормативу 20% от стоимости оборудования.

= 0,2 · 520000000 = 104000000 руб.

Теперь мы можем найти затраты на доставку и установку оборудования в проектируемом нами варианте по формуле:

(8.15)

млн.руб.

, (8.16)

где S - площадь, занятая оборудованием с учётом проходов и проездов, м²; Ц_пл - цена 1 кв. метра площади производственного помещения, руб.

 млн. руб.;

= 104000000 + 20592000= 124,59 млн. руб.;

= 104000000 + 20592000= 124,59 млн. руб.

млн. руб.

Годовые эксплуатационные издержки потребителя (И) техники складываются из ряда затрат, которые в свою очередь зависят от характеристик оборудования.

И = И_з.п.+И_ш.к.+И_зд+И_эн

где И_з.п.- издержки, связанные с заработной платой станочников и наладчиков, руб.;

И_зд - издержки, связанные с содержанием и амортизацией производственных помещений, тыс.руб.;

И_эн - издержки на силовую энергию, тыс. руб.;

И_ш.к-издержки, связанные с экономией шлифовальных кругов, тыс. руб.;

Издержки, связанные с заработной платой, включают затраты непосредственно на оплату труда станочников и наладчиков, а также обязательные отчисления с заработной платы в различные фонды.

И_зп = (З_ст·Р_ст+З_нал·Р_нал) ·(1+к^н) (8.18)

где З_ст, З_нал - годовая заработная плата соответственно станочников и наладчиков данного оборудования (основная и дополнительная), руб.;

Р_ст, Р_нал - расчетное количество станочников и наладчиков, чел;

к_н - коэффициент, учитывающий отчисления в фонд социальной защиты населения и обязательное страхование.

Основная заработная плата рабочих сдельщиков в приближенных расчетах определяется по формуле:

З^сд _з = Т_год·С_сч·к_от, (8.19)

где Т_год - суммарная трудоемкость изготовления продукции за год, чел.-ч,

Т_год=Ф_пл;

С_сч - часовая тарифная ставка заработной платы рабочего определенного разряда, руб./чел.-ч: для 3-го разряда 1755 руб/чел.-ч, для 5-го разряда 2249 руб/чел.-ч

к_от - отраслевой коэффициент, к_от=1,2.

Фонд заработной платы рабочих- повременщиков (приближенно) рассчитывается следующим образом:

З^вр _з = F_э·С_сч·к_от, (8.20)

Дополнительная заработная плата рабочих определяется по формуле:

, (8.21)

где С ^о _з - основная заработная плата рабочих;

к ^д _з - процент дополнительной заработной платы, с учетом премиальных выплат (принимается от 10 до 50%).

Найдем основную заработную плату станочников:

З^сд_з1 = 1840·1755·1,2=3,88 млн.руб.

З^сд_з2 = 1840·1755·1,2=3,88 млн.руб.

Найдем дополнительную заработную плату станочников:

млн.руб.

млн.руб.

Годовая заработная плата станочников:

З_ст1=3875040+1937520=5,8 млн.руб.

З_ст2=3875040+1937520=5,8 млн.руб.

Найдем основную заработную плату наладчиков:

З^вр _з1 = 1840·2249·1,2=4,97 млн.руб.

З^вр _з2 = 1840·2249·1,2=4,97 млн.руб.

Найдем дополнительную заработную плату наладчиков:

млн.руб.

Годовая заработная плата наладчиков:

З_нал1= З_нал2=4965792+2482896=7,45 млн.руб.

Издержки, связанные с заработной платой найдем по формуле (8.20):

И_зп1 = И_зп2 =(5812560·2+7448688·0,1) ·(1+0,35)=16,69 млн.руб.

Издержки, связанные с затратами на содержание производственных помещений и их амортизацию, можно рассчитать по формуле:

И_зд = И_с.з+К_зд·Н_а.з , (8.22)

где И_с.з - затраты на содержание производственных помещений, определяются исходя из площади и нормы расхода средств на 1 м² установленных на предприятии, тыс. руб.;

К_зд - стоимость производственных помещений занятых оборудованием, тыс. руб.;

Н_а.з - норма амортизации производственных помещений.

И_с.з1= И_с.з2 = 0,05 · 18720000= 936 тыс.руб.;

И_зд1 = И_зд2 = 936000+18720000 ·0,01 = 1,12 млн.руб.

Рассмотрим вопрос связанный с энергосбережением

В процессе модернизации станка в приводах главного движения и подачи были заменены двигатели, что повлекло за собой изменение суммарного расхода электроэнергии станка.

Рассчитаем суммарный расход электроэнергии до и после модернизации:

До модернизации: ?Р=3,7+0,09+2,2+0,27+0,33+0,63·3=8,57 кВт;

После: ?Р=4+2·0,09+2,2+0,27+0,33=6,98 кВт;

Определим издержки на силовую энергию:

И_эн = N_э·Ф_пл·Ц_э , (8.23)

где N_э - суммарная установленная мощность электродвигателей оборудования, кВт; F_д - действительный фонд времени работы оборудования, F_д = Ф_н ,ч; Ц_э - цена 1 кВт. ч электроэнергии, руб/кВт^. ч.