Разработка технологии изготовления тормозной колодки из композиционных полимерных материалов
Разработка состава фрикционного термоустойчивого материала для изготовления тормозных накладок, выбор матрицы и характеристика амидных связывающих. Проектирование технологии получения термоустойчивого фрикционного ПМ, прессования фрикционных накладок.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.11.2009 |
| Размер файла | 223,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Vдвиж = L (м) / (мин) = 4 м 3 раза / 20 мин = 1,2 м/мин.
Вследствие того, что для проведения синтеза олигоамидоэфира на поверхности наполнителя требуется нагрев и выдержка при одной температуре (1800С), то сушильная камера пропиточной установки будет иметь только одну температурную зону (рис. 3.1).
При организации процесса следует учесть механические свойства наполнителя базальтовой нити РБК-600. Базальтовые волокна легко распушаются по поверхности от соприкосновения с различными элементами установки. Поэтому количество соприкосновений сухого базальтового наполнителя с путевыми роликами должно быть минимальным. В данном случае предполагается только один контакт на входе в пропиточную ванную. После того как на базальтовое волокно нанесено связующее, т.е. волокно защищено, количество контактов не регламентируется. Жесткость базальтовых волокон ограничивает допустимый радиус изгиба волокон без разрушения, который можно ориентировочно оценить в соответствии с формулой:
р,в = Ер,в dв / dизг
В соответствии с этой зависимостью для базальтовых волокон в нити РКБ-600 допустимый минимальный радиус изгиба составляет 0,3 мм. Диаметры путевых роликов пропиточных машин как правило значительно превосходят данное значение. Поэтому этот фактор не будет учитываться при организации технологического процесса.
Пропиточная ванна должна быть оснащена подогревом, с мощностью нагревательных элементов, обеспечивающих нагрев связующего до температуры 555 0С (т.е. до оптимального значения вязкости, без использования дополнительных растворителей). В этом случае в сушильную камеру будет попадать уже подогретый до температуры термообработки материал, что сокращает общее время цикла.
Если пропиточная ванна не снабжена нагревательными элементами и пропитка должна проводиться при температуре окружающей среды, то связующее необходимо разбавить до требуемого уровня вязкости (17-19 сек). В качестве разбавителя возможно использование ацетона, который при термообработке в сушильной камере полностью удаляется и не влияет на механизм и направление синтеза олигоамидоэфира. В этом случае общее время нахождения материала в сушильной камере несколько увеличится из-за необходимости прогрева материала до 600С со скоростью не более 50С/мин., при этом несколько уменьшиться скорость движения наполнителя в пропиточной установке.
Таким образом, для получения прессматериала ДБВ-ФИ можно использовать стандартные пропиточные установки:
пропиточная ванна должна иметь обогрев до 5550С;
сушильная камера высотой 4 м, имеет одну зону нагрева (600), обеспечивает три прохода материала; снабженная инфракрасными нагревателями;
скорость движения - 1.2 м/мин;
путевые ролики - стандартные.
3.2 Технологическая блок схема и получение ДБВ-ФИ
Блок схема.
1. Хранение исходных материалов.
2. Контроль качества исходных материалов.
3. Получение прессматериала ДБВ-ФИ.
4. Контроль качества ДБВ-ФИ.
5. Хранение препрега ДБВ-ФИ.
Хранение исходных материалов.
Операция осуществляется в складских помещениях согласно
ГОСТ 12. 1. 005-76:
температура воздуха 18-20 0С;
относительная влажность не выше 60%;
не допускается нарушение целостности упаковки материалов.
3.2.1 Контроль качества связующего
Производится на соответствие паспортным данным или требований технических условий. Контроль связующего проводят с помощью ареометра и вискозиметра.
Параметры, контролируемые при проверке:
плотность при 20 0С - 1,189 г./м3, при 60 0С - 1,163 г./м3;
вязкость при 20 -165 сек, при 60 0С - 22 сек.
Срок хранения не должен превышать 4 месяца.
Контроль качества наполнителя
Для проверки качества базальтовой нити отбирают пробу от каждой партии с любой катушки и контролируют на обрыв волокна, отсутствие механических повреждений, толщину, ширину материала в соответствии с ТУ 06-И81-85.
При получении неудовлетворительных результатов проводят повторный контроль, результаты которого распространяются на всю партию.
Получение прессматерала ДБВ-ФИ
Получение ДБВ-ФИ заключается в пропитке с подсушкой базальтового наполнителя (Базальтовой нити РКБ-600 связующим АПИ-3. Пропитку РКБ-600 можно осуществлять на пропиточной машине УПСТ-300. Максимальная скорость пропитки составляет 1,2 м/мин, производительность - 20 кг/час. Машина имеет зонную сушильную камеру, пропиточная камера позволяет подогревать связующее для снижения вязкости.
Перед запуском установки необходимо убедиться в исправности всех узлов и механизмов, протянуть наполнитель по протяжному траку, установить натяжение 30,2 Н, требуемую температуры в сушильной камере и скорость протяжки нити.
Режимы пропитки и сушки назначаются из условия необходимости выдержки препрега во время сушки в течение 20 минут при 60 0С. Для пропитки нити РКБ-600 температура сушки составляет 60 0С, скорость движения 1,2 м/мин.
Уровень связующего в ванне поддерживается на 20-25 мм выше лакирующих валков. Контроль вязкости связующего в ванне осуществляется один раз в три часа и в случае ее увеличения добавляется ацетон в ванну пропиточной машины. Выходящий из сушильной камеры препрег подается на автоматические ножницы, где режется на заданные отрезки и ссыпается в упаковочную тару.
Контроль качества
Контролируемые параметры: прессматериал должен быть не липким и содержать связующего 303% размер гранул 15 -20 мм.
Липкость определяется отслаиванием целлофановой пленки, которое должно проходить без прилипания, характерного липкого расслаивания.
Визуально прессматериал контролируется на отсутствие непропитанных участков и односторонней пропитки.
Содержание связующего определяется взвешиванием по разности масс отмеренного отрезка препрега и сухой углеродной ленты.
Содержание связующего определяется по формуле:
С = Мп - Мн 100, (%)
Мн
где: С - содержание связующего, % масс;
Мп - масса препрега после сушки, г;
Мн - масса непропитанного наполнителя, г.
Хранение прессматериала
Хранение герметично упакованного в пленочный мешок прессматериала может осуществляться в течение 12 месяцев при температуре не выше 20 0С и относительной влажности 50-60%.
4. Разработка технологии изготовления фрикционных тормозных колодок.
4.1 Обоснование выбора метода
Выбор метода формования изделия из ПМ определяется конфигурацией и размерами изделия, техническими требованиями к нему, типом и технологическими свойствами полимерного материала, возможностями существующего оборудования и его доступностью, техническим оснащением производства и экономической целесообразностью производства.
Производство тормозных колодок для тормозных систем автомобилей можно отнести к категории крупносерийных производств, т. к. потребность в масштабах государства и отрасли высока. В год планируется изготовление 150000 шт. изделий данного типоразмера.
крупносерийное производство;
изделие имеет конфигурацию пластины с размерами 125*40 мм и толщиной 6 мм.
материал изделия - изотропный, (матрица армированная короткими волокнами).
в качестве армирующих наполнителей использовано базальтовое волокно.
полуфабрикаты - прессматериал ДБВ-ФИ.
формообразование и термообработка изделия происходит в одну стадию производственного процесса;
изделие ответственное, повышенные требования к качеству материала;
Стадия уплотнения пакета и фиксация формы должна производиться в оснастке, к которой предъявляются особые требования по материалу оснастки (повышенная температура формования 300 оС требует специальных марок стали), по конструктивному решению оформляющей полости оснастки, т. к. формование тормозной накладки осуществляется на поверхности металлической пластины тормозной колодки. В данном случае можно рекомендовать принцип полусъемных форм. Плоскость разъема в форме должна совпадать с пласкостью вставного элемента. При этом необходимо, чтобы в процессе формования распределение давления было равномерным по всей поверхности изделия.
Величина давления формования в данном случае ограничивается свойствами армирующего наполнителя. С учетом требований по нормальному распределению давлений по площади изделия и ограничений по прочности и текстуре наполнителя пригодными для стадии уплотнения и фиксации формы могут быть следующие методы:
1. Термокомпрессионное формование
Для реализации термокомпрессионного формования не требуется сложного дорогого оборудования. Давление создается за счет расширения в результате нагрева эластичных формующих элементов. Однако для крупносерийного производства этот метод не подходит т. к. процесс формования занимает длительное время и эластичные элементы не выдерживают многократного циклического нагрева до 300 оС.
2. Прямое прессование
Метод прямого прессования осуществляется на достаточно сложном прессовом оборудовании, но в России имеется достаточно большой парк разнообразного прессового оборудования (от простых прессов до автоматизированных прессовых линий), существуют налаженные прессовые производства. Так, как изготовляемая деталь имеет форму пластины, то давление при прямом прессовании будет распределятся равномерно, поэтому для данного изделия самым рациональным методом формования является метод прямого прессования.
Таким образом для изготовления фрикционных накладок выбран метод
прямого прессования.
4.2 Разработка технологии прессования
Структура технологической операции
Технологическая операция - это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.
Переход - это законченная часть ТО, характеризуемая единством инструмента и обрабатываемой поверхности.
Рабочий переход - характеризуется изменением состояния предмета труда.
Вспомогательный переход - подготавливает рабочий переход и не связан непосредственно с изменением состояния предмета труда.
Ход - законченная часть перехода, характеризующаяся постоянством действия.
Структура Т.О. «Прессование»
|
1. Очистка пресс-формы сжатым воздухом |
ВП |
|
|
2. Смазка пресс-формы |
ВП |
|
|
3. Установление знаков |
ВП |
|
|
4. Загрузка материала в пресс-форму |
ВП |
|
|
5. Смыкание пресс-формы |
ВП |
|
|
6. Нагрев до температуры формования |
РП |
|
|
7. Технологическая выдержка в пресс-форме под довлением |
РП |
|
|
8. Охлаждение и раскрытие пресс-формы |
ВП |
|
|
9. Извлечение изделия |
ВП |
Графически структуру ТО «Прессование» можно изобразить следующим образом:
1ВП 2ВП 3ВП 4ВП 5ВП 6РП 7РП 8ВП 9ВП
Время нагревания материала до соответствующих температур рассчитывается по уравнению нестационарной теплопроводности:
н = 2 Fо/4а,
где: Fо - критерий Фурье;
а - коэффициент температуропроводности;
- максимальная толщина изделия.
Для определения значения критерия Фурье используется номограмма /21/ зависимости критерия Фурье от относительной температуры , которая рассчитывается:
= (Тф - Тизд) / (Тф - Тм),
где: Тф - температуры формы;
Тизд - температура изделия;
Тм - температура материала.
Выбор режима формования изделия производится путем анализа данных по вязкоупругим и термомеханическим свойствам имидопластиков на основе АПИ-3, кинетике газовыделения, кинетике уплотнения пакета заготовок и др., исходя из требований получения изделия высокого качества /11/.
Режим прессования:
загрузка прессматериала в пресс-форму при Т= 20 0С;
установка прессформы под пресс при Т= 300 0С
прогрев прессформы и поднятие давления до 10 МПа в течение 4 минут;
выдержка при температуре 300 0С в течение 30 минут;
выемка пресс-формы и свободное охлаждение;
После охлаждения до Т100 С пресс-форму размыкают и извлекают изделие.
Выбор пресса производится по номинальному усилию (Nном). Необходимым условием является:
Nном Nпотр
Nпотр = S Рформ,
где Nпотр - потребляемая мощность;
S - площадь изделия (355 см2)
Рформ - давление формования (20 кгс/см2);
Nпотр = 355 см2 20 кгс/см2 = 7100 кгс или 7,1 тс.
При работе пресса надо учитывать некоторые потери, поэтому необходимо иметь небольшой запас мощности, который учитывается коэффициентом потерь давления при прессовании (К). Отсюда эффективная мощность (Nэфф) рассчитывается как:
Nэфф = К Nпотр
К выбираем по рекомендациям /11/ в интервале 1,1-1,15. С учетом того, что прессуется одно изделие, при невысоком усилии формования, достаточно будет использовать К = 1,1.
Nэфф = 1,1 7,1 тс = 7,81 тс.
По справочным данным находим пресс, обеспечивающий необходимое усилие прессования. С учетом габаритов оснастки выбираем гидравлический пресс ДБ-2424 со следующими характеристиками:
|
- Номинальное усилие |
25 тс |
|
|
- Ход ползунка |
450 мм |
|
|
- Наибольшее расстояние между столом и ползунком |
710 мм |
|
|
- Размеры стола: |
||
|
длина |
560 мм |
|
|
ширина |
500 мм |
|
|
- Скорость ползунка: |
||
|
холостой ход |
200 мм/с |
|
|
рабочий ход |
5 мм/с |
|
|
возвратный ход |
100 мм/с |
Время нагревания материала до соответствующих температур рассчитывается по уравнению нестационарной теплопроводности:
н = 2 Fо/4а,
где: Fо - критерий Фурье;
а - коэффициент температуропроводности;
- максимальная толщина изделия.
Для определения значения критерия Фурье используется номограмма /21/ зависимости критерия Фурье от относительной температуры , которая рассчитывается:
= (Тф - Тизд) / (Тф - Тм),
где: Тф - температуры формы;
Тизд - температура изделия;
Тм - температура материала.
4.3 Расчет времени технологической операции прессования
Время технологической операции (в часах) можно рассчитать по следующей формуле:
Тш.кул.= toсн.+tвс.+ tобсл+ tл.н.+ tзак.; где
Тш.кул - штучно-кулькуляционное время определенной (1-ой) операции;
tонс. - основное время ТО (20 мин.);
tвс - вспомогательное время ТО (6 мин);
tобсл. - время затрачиваемое на обслуживание (2 мин.);
tл.н - время на личные надобности обслуживающего персонала (1 мин.);
tзак. - подготовительно-заключительное время (2 мин.);
Тш.кул= 0.3 + 0.1 + 0.03 + 0.01 + 0.03 = 0.47 (н*час.)
Выводы
Таким образом, анализ конструкции и технических требований к изделию - тормозная автомобильная колодка - показал, что изделие характеризуется простой конфигурацией и сравнительно небольшими размерами; особые требования предявляются материалу изделия который обеспечивает высокий и постоянный коэффициент трения в области рабочих температур (до 300С).
В результате анализа технической литературы показана целессообразность и эффективность использования для изготовления такого типа изделий из термоустойчивых полимерных композиционных материалов на основе имидных сетчатых матриц типа PMR (отечественные аналоги АПИ), которые обеспечивают необходимый уровень уровень рабочих температур при высоких механических показателях. Проведен обоснованный выбор состава материала для изготовления изделия, в результате которого наиболее подходящим можно считать полимерный материал на основе имидной матрицы АПИ-3 и армирующего наполнителя базальтовой нити РКБ-600, степень наполнения прессматериала ДБВ-ФИ - 63% масс.
Разработана модель и рассмотрены технологические особенности получения прессматериала ДБВ-ФИ методом окунания. Разработана технология изготовления прессматериала ДБВ-ФИ пригодного для прессования изделия методом прямого прессования. Обоснован выбор метода формования изделия и представлена технология метода прессования. Определены особые требования к формующей оснастке.
В соответствии с ЕСТД разработан технологический процесс изготовления прессматериала ДБВ-ФИ.
5. Разработка бизнес-плана по производству тормозной колодки для дисковых тормозов автомобиля
Проект: Разработка ТП изготовления тормозной колодки для дисковых тормозов автомобиля из ПКМ.
Рынок: Автомобильная промышленность
Особенности выпускаемого продукта: Фрикционная накладка тормозной колодки для дисковых тормозов автомобиля изготавливается из термоустойчивого полимерного композиционного материала.
Финансовое резюме
Суть и эффективность проекта заключается в рациональной разработке ряда организационных мероприятий и правильном решении инженерных и экономических задач, при выполнении которых будет обеспечена максимальная производительность, наилучшее качество изделий, при минимальных экономических и энергетических затратах.
Разработка и производство тормозной колодки для дисковых тормозов автомобиля окупит себя в течение 1 - 2 лет.
Описание продукции
Выпускаемое нами изделие является важной деталью тормозной системы автомобиля. Данное изделие разработано на базе аналогичных изделий, но из более улучшенного по техническим параметрам материала. Этот материал существенно превосходит аналогичные материалы за счет своей термоустойчивости, а также высокой надежности и долговечности. Конструкция прошла комплекс физико-механических, термических и других испытаний по материалу конструкции и конструкции в целом, как методом неразрушающего контроля, так и прямым испытанием изделия и была одобрена для производства.
Для изготовления тормозной колодки необходимо наличие оборудования для термообработки и прессования, а также наличие пропиточной машины для получения препрега.
Основные трудности, возникающие при изготовлении тормозной колодки для дисковых тормозов автомобиля - это высокие требования к качеству перерабатываемого материала и его особые технологические свойства. Для гарантии соответствия продукции заданным характеристикам каждое изделие проходит контроль
План маркетинга
Маркетинг - это функция управления разработкой, производством и сбытом продукции с целью получения прибыли на основе комплексного учета процессов, происходящих на рынке.
Целевая рыночная позиция
Целевые рынки: проведя маркетинговые исследования, было выявлен один основной сегмент - автомобилестроение. В связи с широкой спецификацией возможно применение и в других областях машиностроения.
В данный момент наша продукция является крупносерийной, в связи с большим числом заказов.
Конкуренция: в связи с высоким уровнем конкуренции наша продукция должна обладать рядом преимуществ по сравнению с другими аналогами.
Выбор целевой рыночной позиции
Наша позиция - сконцентрировать усилия в тех направлениях, где мы можем наибольшим образом реализовать свои возможности.
Стратегия маркетинга
- специализация, то есть концентрация усилий на решение проблем избранных групп заказчиков;
- выдвижение концепции нового товара;
- применение новейших, особенно гибких технологий;
интенсификация НИР.
Ценовая политика
Цена изделия назначается так, чтобы она покрывала все издержки по его производству, разработке, испытаниям, а также давала прибыль за приложенные усилия (как минимум перекрывала все валовые издержки), при этом не превышая цены на уже существующие разработки аналогичного назначения.
Организация сбыта
На нашем производстве организация сбыта осуществляется таким образом, чтобы как можно больше повысить портфель заказов, предлагая как можно больший перечень услуг. Производится изготовление изделий по предварительным заказам. Каждое изделие имеет сертификат соответствия.
Целевой производственный потенциал
Максимально возможный годовой объем выпуска - порядка 1000 деталей в год (увеличение годового объема возможно при увеличении заказов).
Ресурсы затраченные на наше производство, велики. В них входят: энергоресурсы, материальные, научно-исследовательские и трудовые ресурсы.
Производственная стратегия
Описание технологического процесса производства: см пункт 4. данной работы.
Качество и сертификация производства
Контроль качества при производстве тормозной колодки: см подпункт 4.2. данной работы.
Машины и оборудование
Производственное оборудование: пропиточная машина, пресс с электронагревом, механизированные нажницы.
Вспомогательное оборудование: токарный и фрезерный станок для механической обработки, оборудование для контроля качества изделия.
Материалы
Основные: базальтовая нить, полиимидное связующее марки
АПИ-3К;
Вспомогательные: ацетон, пленка полиэтиленовая, смазка К-21, циклопентадиен, фуриловый спирт.
Производственные площади и помещения
Цех по производству препрега имеет площадь 650 м2 и включает в себя:
склады - исходных материалов, отходов, готовой продукции;
участки - пропитки, раскроя.
Цех по производству тормозных колодок имеет площадь 650 м2 и включает в себя: участки - сборки пакета заготовок, прессования, термообработки, механообработки, пристройку для бытовых и конторских нужд.
Испытательная лаборатория имеет площадь 35 м2, исследовательская лаборатория - 30 м2.
Земля и инфраструктура
Описание расположения предприятия: наш завод находится в пределах города Москвы и занимает сравнительно небольшую территорию.
Транспортная сеть: вблизи с территорией завода проходит шоссе Энтузиастов. Рядом расположены железнодорожные пути казанского направления. На территории предприятия все цеха и лаборатории имеют асфальтированные подъезды.
Система связи: у завода есть прямой выход на московскую АТС, а также есть внутренняя АТС.
Техническое обслуживание и текущий ремонт: непосредственный мелкий ремонт ведется на месте в цеху. В случае крупных неполадок ремонтируется специалистами либо на месте, либо в ремонтном цеху на территории завода.
Финансовый план
Финансовый план представлен в таблицах, сделанных на ПК с помощью Excel и представленных ниже.
6. Анализ технологии производства и условий труда
При разработке данного раздела использовались рекомендации /12,13/.
Общий анализ и оценка опасных факторов технологического процесса
В рассматриваемом технологическом процессе осуществляется переработка в изделие термореактивного полимерного композиционного материала.
Операции технологического процесса, формирующие опасные и вредные производственные факторы (ОПФ и ВПФ) представлены ниже в таблице 6.1.
Таблица 6.1. Операции технологического процесса, формирующие ОПФ и ВПФ
|
№ |
Наименование операции |
Материалы, сырье, комплектующие. |
Оборудование, приспособления |
Готовые изделия |
Производственная среда |
Окружающая среда |
|
|
Входной контроль компонентов |
связующее, растворители, базальтовая нить |
вискозиметр ВЗ-4, ареометр |
- |
воздух |
воздух, содержащий пары растворителей, пыль сыпучих компонентов |
||
|
Получение препрега (пропитка) |
связующее, наполнитель |
пропиточная машина УПСТ-1000 |
препрег |
воздух, связующие |
воздух, содержащий пары растворителей, пыль сыпучих компонентов |
||
|
Раскрой препрега и сборка пакета заготовок |
препрег на бобине |
автоматические ножницы |
нарезанный препрег |
воздух |
воздух |
||
|
Прессование препрега |
нарезанный препрег |
пресс-форма, гидравлический пресс, 25 тс |
фрикцион-ная накладка |
воздух |
воздух |
||
|
Термообработка пакета |
пакет в ограничительной оснастке |
пресс-форма с электронагревом. |
- |
воздух |
воздух, содержащий пары растворителей, пыль сыпучих компонентов |
||
|
Механическая доработка изделия |
отформованная лопасть |
точильный станок |
- |
воздух |
воздух, содержащий пыль |
||
|
Контроль качества изделия |
- |
дефектоскоп УД-10П, шаблоны, измерительный инструмент |
- |
воздух |
воздух |
Из таблицы 6.1. видно, что вредные вещества выделяются в воздух при пропитке наполнителя, сушке и термообработке препрега. Опасность для работающих создают нагретые поверхности пресс-формы. При неисправностях электропроводки оборудования возникает опасность поражения электрическим током. От работы механизмов и приводов возникает шум и вибрация.
Количественная оценка указанных факторов приводится в таблицах 6.2, 6.5, 6.6и 6.7. Условия труда, микроклимат и освещенность представлены в таблицах 6.3 и 6.4.
Таблица 6.2. Количественная оценка опасных и вредных производственных факторов
|
№ |
Наименование операции |
ОПФ и ВПФ |
Значение фактора, |
Предельно допустимое значение, |
Продолжительность воздействия, час |
Вероятность воздействия |
|
|
1. |
Входной контроль компонентов |
Запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны: фуриловый спирт ацетон |
10 мг/м3 150 мг/м3 |
0,5 мг/м3 200 мг/м3 |
4 1 |
0,56 0,14 0,21 |
|
|
2. |
Получение препрега (пропитка) |
Запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны: фуриловый спирт ацетон |
10 мг/м3 150 мг/м3 |
0,5 мг/м3 200 мг/м3 |
4 1 |
0,56 0,14 |
|
|
Опасный уровень электрического тока |
380 В |
36 В 6 мА |
4 |
0,56 |
|||
|
Повышенный уровень шума |
см. табл. 5 |
3 |
0,42 |
||||
|
Повышенный уровень вибрации |
см. табл. 6 |
3 |
0,42 |
||||
|
3 |
Раскрой препрега и сборка пакета заготовок |
Опасный уровень электрического тока |
380 В |
36 В 6 мА |
4 |
0,56 |
|
|
Повышенный уровень шума |
см. табл. 5 |
3 |
0,42 |
||||
|
Повышенный уровень вибрации |
см. табл. 6 |
3 |
0,42 |
||||
|
4. |
Термообработка пакета заготовок |
Запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны: циклопентадиен |
50 мг/м3 |
5 мг/м3 |
1,5 |
0,21 |
|
|
Повышенная температура поверхности: пресс-форма |
300 0С |
45 0С |
2 |
0,28 |
|||
|
Опасный уровень электрического тока |
380 В |
36 В 6 мА |
4 |
0,56 |
|||
|
5 |
Прессование |
Опасный уровень электрического тока |
380 В |
36 В 6 мА |
4 |
0,56 |
|
|
Повышенный уровень шума |
см. табл. 5 |
3 |
0,42 |
||||
|
Повышенный уровень вибрации |
см. табл. 6 |
3 |
0,42 |
||||
|
6. |
Механическая доработка изделия |
Опасный уровень электрического тока |
380 В |
36 В 6 мА |
4 |
0,56 |
|
|
Повышенный уровень шума |
см. табл. 5 |
3 |
0,42 |
||||
|
Повышенный уровень вибрации |
см. табл. 6 |
3 |
0,42 |
Таблица 6.3. Микроклимат (ГОСТ 12.1.005-76)
|
№ |
Характеристика |
Категория |
Параметры микроклимата |
|||
|
по т. 6.1. |
помещений по избыткам тепла |
тяжести |
Т, 0С |
Влажность, % |
Скорость движения воздуха, м/с |
|
|
Сухое; небольшой |
I б (легкая) |
холодный период |
||||
|
1-7 |
избыток тепла |
энергозатраты |
норм: 21-24 |
40-75 |
0,1 |
|
|
около нагретых |
до 174 Дж/с |
факт: 20-22 |
45-55 |
0,2-0,5 |
||
|
агрегатов (4, 5) |
теплый период |
|||||
|
норм: 23-25 |
40-60 |
0,1-0,3 |
||||
|
факт: 22-24 |
40-50 |
0,3-0,5 |
Таблица 6.4. Освещенность (СНиП 11-4-79)
|
№ по |
Минимальный |
Фон |
Контраст |
Разряд |
Освещенность |
||||
|
т. 6.1 |
размер объекта различения |
работ |
общ ЛК |
мест ЛК |
ест., % |
совм., % |
|||
|
1,3,6,7 |
0,3-0,5 мм |
темный |
средний |
н: 200 ф: 180 |
400 380 |
4 |
2 |
||
|
2,4,5 |
0,5-1,0 мм |
темный |
средний |
V |
н: 200 ф: 180 |
500 360 |
4 |
2 |
Таблица 6.5. Производственный шум (Дб)
|
Опера ция |
Характеристика фактора |
Действующий / предел допустимых значений частота, Гц |
||||||||
|
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|||
|
2 |
Шум привода и механизма пропиточной машины |
80 99 |
82 92 |
84 86 |
87 83 |
90 80 |
87 78 |
76 76 |
70 74 |
|
|
5 |
Шум насосной станции пресса |
95 99 |
96 92 |
88 86 |
88 83 |
80 80 |
74 78 |
60 76 |
48 74 |
|
|
6 |
Шум точильного станка |
75 99 |
78 92 |
82 86 |
87 83 |
82 80 |
74 78 |
78 76 |
70 74 |
Таблица 6.6. Производственная вибрация (Дб) (СН №3044-84)
|
Опера ция |
Характеристика |
Действующий / предел допустимых значений частота, Гц |
|||||||
|
1,0 |
2,0 |
4,0 |
8,0 |
16,0 |
31,5 |
63,0 |
|||
|
2,5,6 |
Общая, 3а |
140 126 |
132 117 |
110 108 |
106 102 |
104 102 |
104 102 |
104 102 |
Таблица 6.7. Воздух рабочей зоны (ГОСТ 12.1.007-76)
|
Опера ция |
Выделяющиеся вещества |
Класс опасности |
Фактическое значение, мг/м2 |
ПДК, мг/м2 |
Действие на организм |
|
|
1, 2 |
Пары фурилового спирта |
10 |
0.5 |
токсичен |
||
|
1, 2 |
Пары ацетона |
V |
150 |
200 |
А (аллерген) |
|
|
4 |
Циклопентадиен |
50 |
5 |
Н (наркотик) |
В результате анализа выявлены следующие ОПФ и ВПФ: запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; повышенная температура поверхностей оборудования; опасный уровень электрического тока; повышенный уровень шума и вибраций. Каждый из них превосходит уровни ПДК и ПДУ.
Для защиты работающих от содержащихся в воздухе примесей и пыли необходима приточно-вытяжная вентиляция производственных помещений.
Соприкосновения работающих с нагретыми частями пресса и пресс-формы способно вызвать ожоги. Для предотвращения этого при загрузке и выгрузке материалов в эти агрегаты, а также при работе с неостывшими полуфабрикатами и изделиями персонал должен использовать войлочные рукавицы ИС3 и специальные съемно-загрузочные приспособления (вилки, съемники и т.п.).
Для предотвращения поражения электрическим током при работе с технологическим оборудованием необходимо предусмотреть и тщательно контролировать изоляцию наружной электропроводки, защиту ее от механических повреждений, оголений, разрывов. Оборудование (пропиточная машина, пресс, точильный станок) должно быть надежно заземлено (Rз.з = 4,0 Ом при U = 380 В, согласно требованиям ПУЭ-76), при его пуске после ремонта проверяется электропроводка, наличие заземления, отсутствие посторонних предметов.
Простым, дешевым и эффективным методом снижения шума на рабочих местах является установка звукоизолирующих кожухов. Кожухи из листовой стали устанавливаются на силовые агрегаты пропиточной машины, пресса и точильного станка. Это обеспечивает снижение уровня шума ниже величины ПДУ.
Для защиты от вибрации оборудование устанавливается на виброизолирующие опоры ОВ-31, что снижает уровень вибрации ниже ПДУ.
Разработка комплекса мероприятий по защите персонала от последствий внештатных и чрезвычайных ситуаций на производстве
Характеристика веществ, используемых в технологическом процессе, с точки зрения пожаро- и взрывоопасности представлена в таблице 6.8.
В зависимовти от температуры вспышки различают материалы легковоспламеняющиеся (Твсп 61 0С) и горючие (Твсп 61 0С). В данном процессе присутствуют как легковоспламеняющиеся (ацетон, циклопентадиен), так и горючие (фуриловый спирт) вещества. Ацетон способен образовывать с воздухом взрывоопасную смесь - категория А. Смесь фурфурола с воздухом - категория В.
Таблица 6.8. Количественные показатели пожаро- и взрывоопасных веществ и материалов
|
Опера |
Наименование |
Температура, 0С |
Область воспламенения, % |
|||
|
ция |
вещества |
вспышки |
воспламен. |
самовоспл. |
НКПВ ВКПВ |
|
|
1, 2 |
Фуриловый спирт |
74 |
61 117 |
400 |
0,55 14,2 |
|
|
1, 2 |
Ацетон |
-18 |
-20 6 |
465 |
2,55 12,8 |
|
|
4 |
Циклопентадиен |
-50 |
- |
640 |
- |
Определение пожаро- и взрывоопасных категорий производств осуществляется по СН и П -90-81. По наличию легковоспламеняющихся веществ данный технологический процесс можно отнести к категории Б - взрывопожарное производство. По требуемой степени огнестойкости производство данной категории можно отнести к группе
При обеспечении пожарной безопасности решаются следующие задачи: предотвращения пожаров и загораний; локализация возникших пожаров; защита людей и материальных ценностей, тушение пожаров.
Предотвращение возникновения пожара достигается: исключением образования горючей и взрывоопасной среды; предотвращением образования в горючей среде источников зажигания или инициирования взрывов.
При нормальных условиях работы концентрация горючих и взрывоопасных и веществ в воздухе не превышает нижнего предела воспламенения.
Для недопущения образования источников зажигания необходимо обеспечение ликвидации условий для самовозгорания, регламентация допустимой температуры и энергии искрового разряда, применение процессов и оборудования, удовлетворяющих требованиям искробезопасности.
Предусматриваются следующие меры предупреждения пожара: работа приточно-вытяжной вентиляции; поддержание температуры и влажности в пределах нормы; контроль исправности электрооборудования; контроль за технологическими параметрами (давление, температура и т.д.); запрет курения и пользования открытым огнем в производственных помещениях.
В случае возникновения пожара необходимо принятие мер по ограничению его распространения и предотвращению воздействия на людей опасных и вредных факторов, а также локализации и тушению пожара.
Для ликвидации очага пожара необходимы первичные средства пожаротушения; огнетушители химические пенные ОХП-10, огнетушители воздушные пенные ОВП-100 в количестве соответствующем защищаемой площади, для тушения твердых материалов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; песка. Эти средства должны быть расположены на видном месте и иметь свободный доступ.
Для своевременного принятия мер по пожарозащите необходима пожарная сигнализация и звуковая оповещающая система. Применяются ультразвуковые извещатели «Факус-МП», предназначенные для пространственного обнаружения очага загорания и подачи сигнала тревоги. Приемная станция - ТЛО 10/100.
Для обеспечения эвакуации людей при пожаре в соответствии с СН и П -89-80 предусматриваются эвакуационные выходы. Ширина проходов, проемов, коридоров должна соответствовать нормам эвакуации.
Обеспечение экологической чистоты процесса
Результаты экологической экспертизы технологического процесса переработки термореактивного полимерного материала на основе имидного связующего АПИ-3К и базальтового наполнителя в изделие представлены в таблице 6.9.
Как видно из таблицы, отходы, образующиеся на различных стадиях ТП, включают в себя летучие продукты химических реакций, растворители, использованные для промывки технологических емкостей, обрезки препрега и пыль, образующаяся в результате механической доработки, а также производственный брак. Для предотвращения попадания указанных отходов в окружающую среду необходимы следующие мероприятия:
Сбор твердых и жидких отходов в специальные емкости с последующим уничтожением (сжиганием);
Очистка вентиляционных выбросов от механических примесей пыли) при помощи аппарата сухой инерционной очистки с рукавными фильтрами ЗИЛ-900. Степень очистки 99%;
Обезвреживание газообразных выбросов вентиляционной системы при помощи тонковолокнистых адсорбционных фильтров ТХЛ. Степень очистки 80-90%.
Указанные меры обеспечивают предотвращение попадания в окружающую среду отходов технологического процесса или снижение их концентрации ниже предельно допустимых значений.
В настоящем разделе дипломного проекта произведен общий анализ производства фрикционных колодок для тормозных систем и условий труда с целью выявления опасных и вредных производственных факторов. Проведена их количественная оценка и определены меры защиты. Определена категория пожаро- и взрывоопасности производства, меры по предотвращению пожаров и ликвидации возгораний. Также проведена экологическая экспертиза ТП и предложены меры, направленные на предотвращение вредных воздействий на окружающую среду.
В результате принятых мер достигнут нормативный уровень безопасности и условий труда, соблюдены требования пожарной безопасности и экологической чистоты процесса.
Заключение
Таким образом в дипломном проекте разработана технология изготовления тормозной колодки для дисковых тормозов автомобиля из термоустойчивого ПМ на основе отечественного связующего АПИ - 3 и базальтовой нити РКБ-600. При разработке технологии учтены исходные требования изделию и условия эксплуатации, определены требования к материалу изделия и методу формования, обеспечивающие работоспособность изделия; учтены требования ЕСТД. Разработан проект технологической инструкции на получение препрегов ДБВ-ФИ, представленный в приложении.
Разработан бизнес-план на производство изделия - тормозной колодки для дисковых тормозов автомобиля. Оценка технико-экономической эффективности тормозной колодки из имидобазольтопласта предполагает, что достигается существенная экономия затрат при эксплуатации связанных с ремонтом и заменой изделия за счет увеличения срока эксплуатации данного изделия.
В разделе «Анализ технологического процесса и условий труда» были выявлены; опасные и вредные производственные факторы, разработаны меры защиты человека от ОВПФ ТП. Были выявлены факторы, способствующие возникновению чрезвычайных ситуаций (ЧС) и указаны меры по выходу из возможных ЧС. Проведена экологическая экспертиза ТП и разработаны меры экологической защиты в разработанном технологическом процессе изготовления тормозной колодки для дисковых тормозов автомобиля.
Список использованной литературы
1. Чичинадзе А.В. Полимеры в узлах трения машин и приборов: Справочник - М.: Машиностроение, 1988-328 с.
2. Промышленные полимерные композиционные материалы / Под ред. М. Ричардсона: пер. с англ. / Под ред. П.Г. Бабаевского. - М.: Химия, 1980. - 472 с.
3. Бартенев Г.М., Лаврентьев В.В. Трение и износ полимеров - Л.: Химия, 1972-240 с.
4. Полиимиды - класс термостойких полимеров / Бессонов М.И., Котон М.М., Кудрявцев В.В., Лайус Л.А. - Л.: Наука, 1983. - 328 с.
Михайлин Ю.А., Мийченко И.П., Земскова Е.В. Технологические свойства жесткоцепных связующих // Пластические массы. - 1990. - №12. - С. 20-24.
6. Базальтоволокнистые материалы: Сборник статей/ под ред. Костикова В.И., Смирнова Л.Н. - М.: Информконверсия, 2001-307 с.
7. Композиционные материалы на основе базальтовых волокон: Сборник научных трудов - Киев.:ИПМ, 1989-164 с.
8. Технология производства препрегов для полимерных композиционных материалов: Учебное пособие / В.М. Виноградов, Г.С. Головкин, А.И. Горохович и др. - Уфа: УГАТУ, 1995. - 92 с.
9. Воюцкий С.С. Физико-химические основы пропитывания и импрегнирования волокнистых систем водными дисперсиями полимеров. - М.: Химия, 1969. - 336 с.
10. Мийченко И.П. Полиимидные композиционные материалы, формуемые прямым и литьевым прессованием. Канд. дисс. - М.: МАТИ, 1986. -202 с.
Подобные документы
Получение, переработка и применение термоэластопластов. Виды и особенности свойств термопластичных полимеров. Основы создания фрикционных изделий. Определение показателя текучести расплава. Разработка твердофазного метода получения ТЭП при экструзии.
дипломная работа [763,1 K], добавлен 03.07.2015Назначение, условия эксплуатации стальной детали "Опора". Разработка технологии изготовления отливки. Выбор оборудования для изготовления форм и стержней, материалов и смесей. Разработка конструкции модельно-опочной оснастки, технологии плавки и заливки.
курсовая работа [367,7 K], добавлен 01.07.2015Шорно-седельное производство. Анализ технологии изготовления хомутины. Разработка требований к хомутине. Выбор материалов, разработка кинематической и электрической схем экспериментального стенда. Экспериментальное исследование деталей хомутины.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 15.10.2013Разработка варианта конструкции фюзеляжа самолета легкого типа из полимерных композиционных материалов и обоснование принятых решений расчетами. Технологический процесс изготовления конструкции. Анализ дефектов тонкостенных деталей трубопроводов.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 11.02.2015Анализ рабочего чертежа и технических условий изготовления детали "стакан". Выбор материала и способа изготовления. Разработка маршрутной технологии обработки детали. Определение припусков на обработку. Расчет режимов резания и норм времени на обработку.
курсовая работа [227,1 K], добавлен 25.12.2014Эскизное проектирование, направления современной моды. Обоснование выбора пакета материалов, применяемых при изготовлении изделия, методов обрабоки, оборудование. Разработка технологического процесса изготовления. Управление качеством продукции.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 25.08.2010Исследование устройства и принципа действия фрикционного пресса. Техническая характеристика и описание основных узлов станка. Требования к электроприводу и автоматике. Выбор рода тока и величины питающего напряжения. Расчет мощности электродвигателя.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 16.02.2016Разработка технологического процесса изготовления корпуса. Выбор заготовки и способа её получения. Анализ технологичности конструкции детали. Разработка структуры и маршрута обработки детали. Выбор режимов резания, средств измерения и контроля.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 09.12.2016Разработка технологии изготовления фланцевого соединения труб системы газопровода. Выбор конструкции фланца в зависимости от рабочих параметров и физико-химических свойств газа. Описание детали, эскиз заготовки; маршрутная технология изготовления фланца.
курсовая работа [723,9 K], добавлен 30.04.2015Эксплуатационное назначение отливки. Выбор метода изготовления детали. Определение плоскости разъема модели, припусков на механическую обработку. Выбор опок и модельных плит. Расчет литниковой системы. Разработка технологии сборки и заливки форм.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 09.11.2013
