Управляющая программа

6. Расчет и конструирование резца для обработки вала

К основным углам резца (углам рабочего клина) относятся:

– «передний угол (гамма)»;

– «главный задний угол (альфа)»;

– «угол заострения (бета)»;

– «угол резания (дельта)».

Геометрия резца показана на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 - Геометрия резца

Углы в плане показаны на рисунке 6.2

Рисунок 6.2 - Углы в плане: - главный; ₁ вспомогательный

5.14 Классификация токарных резцов

Токарные резцы применяются для обработки различных поверхностей деталей: цилиндрических, конических, фасонных, торцовых и т.д. Резцы классифицируются в зависимости от различных параметров.

По назначению различают резцы:

- проходные (прямые, отогнутые упорные),

- подрезные (торцовые), прорезные (канавочные),

- отрезные,

- фасонные,

- резьбовые,

- расточные.

5.15 Расчет и конструирование резца

Для обработки детали вала выбираем составной токарный проходной резец с пластиной из твердого сплава для чернового обтачивания из стали 45 с . Диаметр заготовки , припуск на обработку (на сторону) , подача , вылет резца .

Теперь, зная данные, произведем расчет резца:

В качестве материала для корпуса резца выбираем углеродистую сталь 50 с и допустимым напряжением на изгиб .

Главная составляющая силы резания:

, Н (6.1)

где t - глубина резания, мм;

- подача резца, мм/об;

- суммарный поправочный коэффициент, .

При условии, что , ширина прямоугольного сечения корпуса резца

, мм (6.2)

где - главная составляющая силы резания, Н;

- вылет резца, мм;

- напряжение на изгиб, МПа.

Принимаем ближайшее большее сечение корпуса .

Следуя приведенными соотношениями, получаем высоту корпуса резца . Принимаем .

Проверяем прочность и жесткость корпуса резца.

Максимальная нагрузка, которая допускается прочностью резца

, Н (6.3)

где - сечение корпуса, мм;

- высота корпуса резца, мм;

- напряжение на изгиб, МПа;

- вылет резца, мм.

Самая большая нагрузка

, Н (6.4)

где - допускаемая стрела прогиба резца при черновом точении,

;

- модуль упругости материала корпуса резца, ;

- вылет резца, ;

- момент инерции прямоугольного сечения корпуса.

Момент инерции

, м⁴ (6.5)

где - сечение корпуса, м;

- высота корпуса резца, м.

м⁴

Резец обладает достаточными прочностью и жесткостью, так как

Размеры резца берем по СТСЭВ 190-75; ; расстояние от вершины резца до боковой поверхности в направлении лезвия ; радиус кривизны вершины лезвия резца ; пластина из твердого сплава, , форма № 0239А по ГОСТ 2209-82.

Геометрические элементы лезвия резца выбираем по справочнику [16].

7. Безопасность и экологичность проекта

7.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации УСТПК

Машинист УСТПК выполняет следующие работы: контроль режима работы камер по прокалке и тушению кокса и котельных установок УПК-8; производит загрузку кокса в камеру УСТПК производит разгрузку камер УСТПК производит замер температуры кокса в зоне прокалки; проверяет исправное действие предохранительных клапанов, водоуказательных приборов, котловых манометров; производит периодические продувки котла; производит отбор проб котловой воды и конденсата пара; производит обходы газоопасных мест III группы; обслуживает газоочистные и пылеосадительные установки очистки аспирационного воздуха; производит передачу оборудования УСТПК, имеющего электропривод, для технического обслуживания и ремонта и взятия из ремонта по окончании работ; производит остановку камер УСТПК и их пуск; проверяет действия автоматики и сигнализации на оборудовании УСТПК; проверяет системы досушивания и пожаротушения на УСТПК; производит покраску оборудования; производит уборку снега, мусора, территории.

Рабочее место машиниста УСТПК характеризуется наличием нескольких основных опасных и вредных производственных факторов. По уровню шума превышений нет.

Постоянное воздействие высоких температур раскаленного кокса (до 1300С), пара (до 355С), питательной воды (до 100С), нагретых металлических поверхностей - создают возможность ожога. Высокие температуры рабочей зоны приводят к дополнительным нагрузкам на сердечно-сосудистую систему.

Сквозняки могут привести к респираторным заболеваниям и остеохондрозу.

Наличие движущихся и вращающихся частей машин и механизмов создают опасность травмирования.

Наличие токоведущих троллей с высоким напряжением (380 В) и электрооборудования создают опасность поражения электрическим током.

Наличие в воздухе пыли создает возможность заболевания органов дыхания и опасность попадания ее в глаза (ПДК = 6 мг/м³).

Наличие ядовитого циркуляционного газа в рабочей зоне создает возможность отравления оксидами углерода, предельно допустимая концентрация (ПДК) оксида углерода (СО) - 20 мг/м³. Циркуляционный газ содержит: оксид углерода (СО, удушающий газ) - 4 - 12%; водород Н₂ - до 4%; кислород О₂ - до 3%; азот N₂ - остальное.

Циркуляционный газ является отравляющим за счет содержания в нем оксида углерода. Оксид углерода при вдыхании образует с молекулами гемоглобина крови химическое соединение, более устойчивое, чем его с кислородом, делая тем самым его неспособным переносить кислород из легких для питания тканей. Из-за понижения содержания кислорода в крови наступает отравление. Основные симптомы отравления: отдышка, удушье, судороги, потеря сознания. Особенно важно уловить начальные симптомы, при появлении, которого необходимо немедленно покинуть рабочее место: голова становится тяжелой, появление ощущения сдавленности лба, сильная боль во лбу и висках, мелькание в глазах, ощущение пульсации в висках, головокружение, чувство слабости, учащенное сердцебиение, рвота.

Наличие азота может привести к удушению из-за недостатка кислорода (содержание кислорода в воздухе рабочей зоны должно быть 19-23%). Азот (N₂), поступающий на УСТПК из кислородного производства ОАО «Северсталь» практически на 100% состоит их основного химического элемента. Азот является удушающим газом потому что, растворяясь в плазме крови быстрее кислорода, создает затруднение последнему из ткани легких переходить в кровь. Основные признаки удушения: учащение дыхания и пульса, потери равновесия, головокружение, чувство тяжести в висках, возможно эйфория. Объемная доля содержания кислорода в воздухе рабочей зоны обеспечивающая нормальную жизнедеятельность человека, составляет 19-23%.

7.2 Меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда

На участке коксовых батарей существует две стороны: машинная и коксовая.

На машинной стороне находится коксовыталкиватель, который по путям передвигается вдоль батарей, служит для отвода и установки дверей камер коксования, проталкивания кокса с помощью коксовыталкивающей штанги. Управляет коксовыталкивателем специально обученный персонал - машинисты, каждый коксовый выталкиватель обслуживает один машинист. В помощь машинисту выделяется дверьевой, он производит обслуживание камер (забрасывает концы, чистит раму, производит уплотнение двери).

Освещение с машинной стороны расположено по всей длине батарей, также на кабине и обслуживающей площадке коксовыталкивателя. Так как коксовые батарей находятся на открытом воздухе, то вентиляции не предусмотрено. Так как пути коксовыталкивателя заземлены, то и он сам тоже. Вся автоматика на коксовыталкивателе тоже имеет заземление, проводка имеет изоляцию, печки имеют ограждения, контакторная кабина закрыта, и доступ в нее имеет только электрик (сменный, дневной), троллеи коксовыталкивателя также имеют ограждения, в кабине машиниста на полу лежат резиновые коврики, ручки переключателе пластмассовые с резиновой изоляцией. На верхней и нижней площадках коксовыталкивателя имеется ограждения, а также на лестницах.

Также имеются блокировки на передвижение у планерной и коксовыталкивающей штангах коксовыталкивателя. С коксовой стороны расположены двересъемная машина и электровоз с тушильным вагоном. Управляют двересъемом и электровозом машинисты, специально обученные. Освещение находится по всей длине батарей, а также на обслуживающей площадке двересъема. Вентиляция не предусмотрена, т.к. машинисты находятся не открытом воздухе.

Корпус, органы управления на двересъемной машине и электровозе имеют заземление, пластиковые ручки с резиновой изоляцией, провода тоже имеют изоляцию, в кабинах обеих машин имеются резиновые коврики, а печки имеют ограждения. На обслуживающих площадках двересъема имеются ограждения, также имеются блокировки на передвижение и на отжатие коксонаправляющей ванны. На электровозе имеются ограждения и блокировка на передвижение.

На участке установки сухого тушения пекового кокса есть два отделения: отделение камер сухого тушения кокса, отделение котлов-утилизаторов.

На установке сухого тушения пекового кокса работает обслуживающий персонал в количестве: бригада слесарей - 5 человек; электросварщик - 1 человек; дневной машинист установки сухого тушения пекового кокса - 1 человек; смены машинист установки сухого тушения пекового кокса - 1 человек; КИПиА - 1 человек; газовщик установки сухого тушения пекового кокса - 1 человек.

Предусмотрено искусственное освещение на рабочем месте КИПиА, газовщика УСТПК, машиниста УСТПК, в будке слесарей, а также на каждом этаже обслуживающих площадок как отделения камер сухого тушения пекового кокса, по всей длине, так и в отделении котлов-утилизаторов. Светильники расположены в линию с одинаковым расстоянием друг от друга. Вентиляция на участке УСТПК предусмотрена как естественная, так и принудительная (с помощью вентиляторов). Шумные места на УСТПК, это места загрузки и разгрузки кокса, кокс, ударяясь об металлические поверхности, создает шум.

7.3 Расчет искусственного освещения участка УСТПК

Расчет искусственного освещения производим для помещения участка УСТПК размером 16х8 м.

Равномерное освещение:

, м (7.1)

где - расстояние между центрами светильников, м;

- высота подвеса над рабочей поверхностью, м.

м

Число необходимых светильников с люминесцентными лампами (ЛЛ):

, шт. (7.2)

где - площадь помещения, м²;

- расстояние между центрами светильников, м;

- расстояние между параллельными рядами светильников, м.

В соответствии с рекомендациями м. Оптимальное значение м. Площадь помещения участка УСТПК м².

После подстановки исходных данных в формулу (8.2) получаем:

шт.

Определяем требуемый световой поток ламп, обеспечивающий оптимальные условия труда при выполнении зрительных работ известного разряда:

, лм (7.3)

где - минимальная нормируемая освещенность, лк;

- коэффициент запаса, учитывающий запыление светильников и снижение светоотдачи источников света в процессе эксплуатации;

- коэффициент неравномерности освещения по площади помещения;

- коэффициент использования светового потока, %;

- коэффициент затенения, который вводится в расчет только при наличии крупногабаритного оборудования, затеняющего рабочее пространство.

Коэффициент неравномерности освещения по площади помещения: для ламп накаливания , для газоразрядных .

Индекс помещения найдем по формуле:

, (7.4)

где - длина и ширина помещения, м.

По полученному индексу помещения принимаем . Подставляя полученные данные в формулу (8.3), определяем требуемый световой поток:

лм

Исходя из полученного светового потока, выбираем люминисцентную лампу, мощностью 80 Вт.

Определяем потребляемую мощность осветительной установки:

, Вт (7.5)

где - мощность выбранной лампы, м;

- число светильников, шт.;

- число ламп в светильнике, шт.

Вт

Осветительная установка, состоящая из 20 светильников с люминесцентными лампами, обеспечивает освещенность и удовлетворяет требования (СНиП 23-05-95).

7.4 Меры по обеспечению устойчивости работы цеха в условиях чрезвычайных ситуаций

На участке УСТПК возможны следующие чрезвычайные ситуации:

– разрыв газопровода пекококсового газа;

– разрыв газопровода отопительного коксового газа;

– срыв кантовочного крана в тоннеле пекококсовых печей;

– срыв стопорного крана в тоннеле пекококсовых печей;

– разрыв штанги газовоздушных клапанов или штанги кантовочных кранов, обрыв тросов кантовочной лебедки;

– обрыв или заклинивание шиберов тяги на общем борове или на стороне, работающей на нисходящем потоке, затопление борова;

– аварийное прекращение отсоса "сырого" пекококсового газа;

– разрыв газопровода природного газа; разрыв задвижки природного газа;

– разрыв кислородопровода с загоранием и без загорания;

– разрыв азотопровода на УСТПК;

– разрыв газохода циркуляционного газа камеры УСТПК;

– остановка приточно-вытяжной вентиляции на УСТПК;

– прекращение подачи электроэнергии на пекококсовые печи.

7.5 Меры по охране окружающей среды

В процессе производства пекового кокса выбрасываются в атмосферу вредные вещества: пекококсовая пыль, продукты сгорания смолистых веществ со стояков и продукты сгорания коксового газа через дымовую трубу. Источники выбросов пекококсового цеха относятся к III группе.

В целях обеспечения уменьшения влияния отходов на экологическую обстановку в пекокосовом цехе предусмотрены соответствующие мероприятия.

Для удаления вредных веществ от мест их выделения цех оснащен аспирационными устройствами, которые обеспечивают в рабочей зоне производственных помещений предельно-допустимые концентрации.

Работа технологических агрегатов без систем очистки воздуха запрещается.

Аспирационная система для улавливания пыли и газа от разгрузочных устройств УСТПК: объем очищаемого системой воздуха составляет 30000 м³/ч.

Аспирационная система для улавливания пыли при погрузке кокса в вагоны: объем очищаемого системой воздуха 30000 м³/ч.

Аспирационная система для удаления пыли на перегрузочной станции: объем очищаемого системой воздуха 10000 м³/ч.

Аспирационная система для удаления пыли от бункера под опрокидывателем, от валковой дробилки ВТП, от конвейера ПК-5, из бункера накопителя, от конвейера ПК-6 и от места выгрузки ВТП в ж/д вагоны: объем очищаемого системой воздуха 72-144 м³/ч.

Паровой конденсат цеха сбрасывается в конденсатосборник смолоперегонного цеха. Сбросы с аспирационных систем по шламопроводам направляются в шламовый отстойник башни тушения.

Образующиеся в результате чистки емкостей химические отходы, а также бытовые отходы размещаются согласно схеме размещения химических и бытовых отходов, утвержденной начальником пекококсового цеха, а затем вывозятся на свалку твердых химических и бытовых отходов автомобильным транспортом.

Металлолом вывозится в копровый цех автомобильным и железнодорожным транспортом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Коксохимическое производство является, одним из начальных этапов производства стали. В современных коксохимических производствах процесс получения коксующегося угля и сопутствующих продуктов поставлен на поток. Нарушение цикла производства влечет за собой проблемы на других стадиях получения готового продукта - стали и соответственно потери производства со срывом сроков поставки по основным контрактам. Кратковременные простои влекут за собой увеличение затрат на поддержание оборудования основных цехов в режиме простоя.

В ВКР рассмотрен немаловажный фактор эффективности производства - текущий уровень состояния технологического оборудования, в частности для пекококсового цеха. Устаревшее или снятое с производства оборудование приводит к увеличению затрат на его обслуживание, увеличению простоев основных агрегатов и к падению производительности. Использование современных комплектующих, оборудования и технологических новшеств позволяет не только снизить затраты, но и увеличить надежность оборудования, а самое главное - производительность технологической системы в целом.

Поддержание производства на современном уровне с достаточной эффективностью требует постоянного отслеживания новинок технического прогресса, а для их внедрения проведения модернизаций и реконструкций.

В ВКР рассмотрены наиболее важные вопросы модернизации установки УСТПК и пути их решения:

– разработан вариант модернизации установки сухого тушения пекового кокса;

– выполнен расчет и проектирование привода рассекателя с использованием современных и распространенных комплектующих, что позволить снизить затраты не его обслуживание;

– рассчитан и спроектирован гидропривод секторного отсекателя, что в виду его более быстрого срабатывания по сравнению со старым механическим, позволяет увеличить производительность установки в целом и также уменьшить затраты на обслуживание отсекателя;

– разработан технологический процесс изготовления вала секторов секторного отсекателя на станках с ЧПУ, что позволяет сократить расходы на изготовления наиболее важной детали и соответственно уменьшить затраты на ежегодное обслуживание оборудования;

– выполнен расчет режущего инструмента и выбор оптимальных его параметров для обработки вала секторов;

– выполнено технико-экономическое обоснование проекта модернизации;

В связи с этим, модернизация установки сухого тушения пекового кокса на данном производстве актуальна и влечет за собой увеличение надежности оборудования, уменьшение простоев, увеличение производительности агрегата в целом, а так же сопутствует уменьшению затрат на содержание и обслуживание основного оборудования цеха.

Модернизация установки сухого тушения пекового кокса целесообразна. Срок окупаемости показывает скорую отдачу.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Алексеев, Г.А., Конструирование инструмента / В.А. Аршинов, Р.М. Кричевская. - М.; Машиностроение, 1979. - 384 с.

2. Ананенко, Т.И. «Северсталь» / Т.И. Ананенко. - Череповец: Речь, 2000. - 321 с.

3. Андреев, П.И. Анализ финансово-хозяйственной деятельности: учеб. для вузов / П.И. Андреев, В.И. Рыбин. - М.: Финансы и статистика, 1989. - 391 с.

4. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. / В.И. Анурьев / под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001. -82 с.

5. Волоков, О.И. Экономика предприятия: учеб. для вузов / О.И. Волоков. - М.: ИНФРА - М, 1998. - 416 с.

6. Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Учебное пособие для машиностроительных спец вузов - 4-е изд., перераб. и доп./ А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред. - Минск: Высшая школа, 1983. - 256 с.

7. Грузинов, В.П. Экономика предприятия: учебное пособие / В.П. Грузинов, В.Д. Грибов. - М.: Финансы и статистика, 1997. - 208 с.

8. Егоров, М.Е. Технология машиностроения. Учебник для машиностроительных вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. / М.Е. Егоров. - М.: Высшая школа, 1976. - 534 с.

9. Журавлёв, С.А. Расчёт и конструирование металлорежущего инструмента / С.А. Журавлёв, С.А. Лопатин. - Л.: ЛИП им. Калинина, 1987. - 70 с.

10. Зайкин, А.Д. Экономико-правовое регулирование финансовой деятельности: учебное пособие / А.Д. Зайкин. - М.: ИНФРА-М, 1998. - 328с.

11. Иванов, М.Н. Детали машин. Курсовое проектирование. Учебное пособие для машиностроительных вузов. / М.Н. Иванов. - М.: Высш. школа, 1975.- 243 с.

12. Кауфман, А. А. Мастер коксового производства / А. А. Кауфман. - М.: Металлургия, 2002. - 243 с.

13. Клюев, С.А. Освещение производственных помещений. / С.А. Клюев. - М.: Энергия, 1979. - 152с.

14. Ковалев, А.И. Анализ финансового состояния предприятия: учеб. для вузов / А.И. Ковалев, В.П. Привалов. - М.: Центр экономики и маркетинга, 1999. - 216 с.

15. Колпаков, В.Н. Гидропневмопривод и гидропневмоавтоматика станочного оборудования: Методические указания к выполнению курсовой работы: Часть 1. Статический расчет и конструирование гидропривода. / В.Н. Колпаков, - Вологда: ВоГТУ, 1999. - 29 с.

16. Люткевич, Е.Г. Расчёт зуборезного инструмента. / Е.Г. Люткевич, А.И. Волчков. - Новочеркасск: НПИ, 1978. - 80 с.

17. Нарышкин, В.Н. Подшипники качения: Справочник каталог. / В.Н. Нарышкин и др. - М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

18. Некрасов, С.С. Практикум и курсовое проектирование по технологии сельскохозяйственного машиностроения. / С.С. Некрасов - М.: Мир, 2004. - 240 с.

19. План гражданской обороны ПКЦ ОАО «Северсталь», введ. 10.06.2005 // ПКЦ ОАО «Северсталь»

20. План локализации аварий в ПКЦ ОАО «Северсталь», введ. 01.05.2007 // ПКЦ ОАО «Северсталь»

21. Погосян, Г.Р. Практикум по экономике, организации и нормированию: учебное пособие / Г.Р. Погосян, А.Д. Тихомиров. - М.: Экономика, 1993. - 194 с.

22. Расчет деталей и узлов металлургических машин. Справочник. / П.И. Полухин [и др.]. - М.: Металлургия, 1985. - 184 с.

23. Режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков с числовым программным управлением: Справочник / под ред. В.И. Гузеева. - М.: Машиностроение, 2005 - 368 с.

24. Савицкая, Г.В. Анализ хозяйственной деятельности предприятия: учеб. для вузов / Г.В. Савицкая. - Мн.: Новое знание, 1999. - 688 с.

25. Свешников, В.К. Станочные гидроприводы. Справочник / В.К. Свешников - М.: Машиностроение, 1995 - 397 с.

26. Семенченко, И.И. Проектирование металлорежущих инструментов / И.И. Семенченко, В.М. Матюшин, Г.Н. Сахаров. - Л.: Машиностроение, 1961. -951с.

27. Справочная книга по светотехнике. / под. ред. Ю.Б. Айзенберга. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 528 с.

28. Справочник инструментальщика. / под ред. И.А. Ординарцева - Л.: Машиностроение, 1987. - 845 с.

29. Справочник конструктора - инструментальщика. / под редакцией В.И. Баранчикова. - М.; Машиностроение, 1994. - 558с.

30. Справочник технолога машиностроителя. / Под ред. Л.Г. Косиловой, Р.К. Мещерекова. - М.: Машиностроение, 1986. - 496 с.

31. Сысков, К.И. Коксохимическое производство./ К.И. Сысков, Ю.Г. Королев. - М.: Высшая школа, 1969. - 221 с.

32. Технологическая инструкция. Производство пекового кокса: ТИ 105-КХ. ПК-11-03, введ. 08.10.2006 - Череповец: Северсталь, 2006. - 28 с.

33. Шейнблит, А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. / А.Е. Шейнблит - Калининград: Янтар. Сказ, 2004. - 454 с.

34. Шеремет, А.Д. Финансы предприятия: учебное пособие / А.Д. Шеремет, Р.С. Сайфулин. - М.: ИНФРА-М, 1998. - 343 с.

Размещено на Allbest.ru