Модернізація проточної частини існуючої малотурбулентної труби ІГМ

Втрати в зворотному каналі, Па

Втрати в другому та третьому коліні, Па

Втрати в форкамері, Па

Втрати в колекторі, Па

Втрати в робочій камері, Па

Втрати в дифузорі, Па

Втрати на вентиляторі, Па

Сума втрат всіх елементів, Па

Витрата, м³/с

Потужність вентилятора, кВт

10

0,058

0,2

5,35

2,017

2,72

0,14

10,36

22,26

6,8

49,9

1

0,1

15

0,12

0,44

10,3

4,538

5,93

0,26

21,38

50

15,1

108

1,5

0,324

20

0,2

0,16

17,7

8,067

10,2

0,42

36,4

89,06

26,8

189

2

0,756

25

0,3

0,247

26,76

12,6

15,7

0,64

54,67

139,1

41,7

291,7

2,5

1,459

30

0,42

0,353

37,16

18,15

22,5

0,88

75,73

200,3

59,9

415,4

3

2,493

35

0,56

0,477

48,7

24,71

30,5

1,18

99,94

272,7

81,3

560

3,5

3,92

40

0,71

0,617

61,18

32,27

39,7

1,51

127,9

356,1

106

726,1

4

5,8

Таблиця 2.11. Втрати напору в трубі з урахуванням моделі в робочій камері.

Швидкість в робочій камері, м/с	Втрати в розділовій камері, Па	Втрати в першому поворотному коліні, Па	Втрати в зворотному каналі, Па	Втрати в другому та третьому коліні, Па	Втрати в форкамері, Па	Втрати в колекторі, Па	Втрати в робочій камері, Па	Втрати в дифузорі, Па	Втрати на вентиляторі, Па	Сума втрат всіх елементів, Па	Витрата, м3/с	Потужність вентилятора, кВт
10	0,058	0,2	5,35	2,017	2,72	0,14	40,86	22,26	6,8	80,4	1	0,16
15	0,12	0,44	10,3	4,538	5,93	0,26	90	50	15,1	176,6	1,5	0,53
20	0,2	0,16	17,7	8,067	10,2	0,42	158	89,06	26,8	310,6	2	1,24
25	0,3	0,247	26,76	12,6	15,7	0,64	245,2	139,1	41,7	482,2	2,5	2,41
30	0,42	0,353	37,16	18,15	22,5	0,88	350,2	200,3	59,9	689,9	3	4,14
35	0,56	0,477	48,7	24,71	30,5	1,18	473,5	272,7	81,3	933,6	3,5	6,535
40	0,71	0,617	61,18	32,27	39,7	1,51	615,9	356,1	106	1214	4	9,712

Тепер, знаючи втрати в повітряному тракті труби ми зможемо побудувати характеристику труби:

Рис. 2.10 Характеристика мережі з та без впливу моделі в робочій камері

Рис. 2.11 Необхідна потужність вентилятору при різних режимних швидкостях

2.4 Вибір вентилятора

З каталогу вибираємо осьовий вентилятор фірми NOVENCO ACN 630, який задовольняє потреби мережі.

Будуємо характеристику мережі в врахуванням моделі та характеристику вентилятора . В точці перетину отримаємо параметри потоку в робочій камері, Qта H.



Рис. 2.12 -Характеристика мережі та вентилятора з різним кутом повороту лопаток робочого колеса

Параметри вибраного вентилятора:

Витрата повітря: ;

Напір повітря: ;

Споживна потужність: ;

Кут повороту лопаток робочого колеса: ;

Діаметр робочого колеса та втулки: ;

Частота обертання робочого колеса:

Порівняємо отриману характеристику мережі модернізованої труби з характеристикою до модернізації:



Рис. 2.13 Порівняння характеристик мережі

Отже, як видно з графіку 2.13 в модернізованій трубі втрати стали набагато менші при тій же витраті повітря. Адже характеристика нової труби побудована з урахуванням всіх елементів труби та з урахуванням моделі в робочій камері.

3.Технологічна частина

3.1 Опис деталі

Корпус являє собою циліндр з діаметром 155h9 і довжиною 620-0.4, в якому зроблені осьові отвори Ш110Н8 довжиною 270±0,2, Ш60Н8 довжиною 34, Ш125 довжиною 316мм( даний діаметр обробляється по спряженій деталі забезпечивши діаметральний зазор 0,008 ... 0,012мм) та Ш126Н8 довжиною 10. Окрім цього в отворі Ш120 зроблено канавку шириною 4,5 мм і Ш126 та західну фаску 1,6х45^о . В отворі Ш125Н8 зроблена західна фаска 1,6х45°, а в отворі діаметром Ш50Н8 дві фаски 1,6х45°. На поверхні 155h9 перпендикулярно осі зроблено отвір Ш8 до перетину з отвором Ш50.

3.2 Обґрунтування вибору виготовлення заготовки та розроблення її креслення

На кресленні деталі є достатня кількість розмірів, видів та розрізів, що забезпечує повне розуміння конструктивних особливостей деталі.

Розмір деталі складає Ш155 мм,довжина 620 мм.

Маса деталі 11.5кг.

3.2.1 Вибір методу виготовлення заготовки

Деталь «Гільза» разом з золотником призначені для перерозподілу витрати робочої рідини. Аналіз конструктивних особливостей деталі, виконуваний за робочим кресленням, дозволяє зробити наступні висновки: габаритні розміри заготовки - Ш155620мм, матеріал деталі - Сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-71. До деталі пред'являються високі вимоги по забезпеченню точності та шорсткості робочих поверхонь

3.2.2 Характеристики хімічних та фізико-механічних властивостей матеріалу деталі

Характеризуючи хімічні та фізико-хімічні властивості матеріалу, необхідно навести його склад, указати числові значення відповідних параметрів. Деталь "Гільза" виготовляється з Сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-71.

Хімічний склад, С %, Сталі 18ХГТ ГОСТ 4543-71: C -0.18%.

Фізико-механічні властивості сталі 45: тимчасовий опір при розтягуванні МПа; густина кг/м³

3.2.3 Визначення серійності виробництва та групи складності

Для правильного підбору технологічного процесу виготовлення заготовки необхідно визначити тип виробництва, тобто групу серійності. Попередньо визначаємо, що заготовку отримуємо з круглого прокату Ш200мм.

Для обґрунтування типу виробництва необхідно описати його за

коефіцієнтом закріплення операцій:

,

але враховуючи неможливість його використання без заводських даних використовуємо наближений табличний метод за масою та річним обсягом випуску і визначаємо тип виробництва якісно (ВСВ, ССВ). Після цього у відповідності за стандартом, який встановлює чисельне значення Кз.о для даного типу виробництва обираємо його конкретне значення.

У відповідності до таблиці, тип виробництва згідно з ГОСТ 3.1108-74:

Кз.о. =1 масове виробництво;

1<Кз.о.<10 великосерійне виробництво;

10<Кз.о.<20 середньосерійне виробництво;

20<Кз.о.<40 малосерійне виробництво;

Кз.о. 40 одиничне виробництво.

Висновок: всі подальші технологічні рішення будемо розробляти для умов середньосерійного типу виробництва з Кз.о = 14.

3.3 Розробка технологічного процесу

3.3.1 Проектування технологічних послідовностей оброблення поверхонь деталі

Конструкцію деталі можна розділити на сукупність типових геометричних фігур, які об`єднані загальним службовим призначенням деталі. Типовими елементами конструкції є: циліндричні або конічні, зовнішні та внутрішні поверхні, сукупність площин, фасонні поверхні- гвинтові, евольвентні та інші.

Відповідно до цього, практикою машинобудівного виробництва накопичено виробничий досвід технологічних послідовностей економічного оброблення типових поверхонь для забезпечення заданої точності розмірів та параметрів шорсткості робочих поверхонь. Практично всі технологічні довідники приводять такі послідовності. Типові технологічні послідовності оброблення поверхонь є типовими рекомендаціями, які необхідно додатково аналізувати та уточнювати при технологічному проектуванні.

Рис.

Таблиця 3.1. Послідовність обробки поверхонь

Поверхні	ITi	Ra	Послідовність обробки	ITi	Ra
	За кресленням		Після обробки
1	14	6.3	Точіння торця Фрезерування	14	6.3
2	14	6.3	Точіння торця Фрезерування	14	6.3
3	12	6.3	Розточування попереднє	14 12	12.5 6.3
4	14	6.3	Точіння торця Фрезерування	14 12	12.5 6.3
5	6	0.1	Розточування попереднє Розточ. напівчистов. Розточування чистове Притирка	14 10 8 6	12.5 6.3 0.8 0.1
6	14	6.3	Розточування попереднє	14	6.3
7	12	6.3	Розточування попереднє Розточування напів. Розточування чистове Притирка	14 10 8 6	12.5 6.3 0.8 0.1
8	14	6.3	Розточування попереднє Розточування напів. Розточування чистове Притирка	14 10 8 6	12.5 6.3 0.8 0.1
9	14	6.3	Точіння попереднє Точіння чистове Шліфування	14 12 9	12.5 6.3 0.8
10	14	6.3	Розточування попереднє Розточування напів. Розточування чистове Притирка	14 10 8 6	12.5 6.3 0.8 0.1
11	12	6.3	Свердлення Нарізання різьби	12 8	1.6 1,6

3.3.2 Кількісні показники технологічності

3.3.2.1 Рівень технологічності конструкції по точності обробки

,

де - відповідно базовий і отриманий коефіцієнти точності обробки.

,

де, - середній квалітет точності обробки виробу;

- кількість розмірів однакового квалітету точності ;

- квалітет точності обробки.

Таблиця 3.2. Кількісна характеристика квалітетів

Поверхня	Квалітет точності
	6	9	12	14
Циліндрична	1	1	4	4
Лінійна	-	-	2	4

.

Підставивши значення отримаємо :

.

Тоді:

 ,

тобто за цим показником деталь технологічна.

3.3.2.2 Рівень технологічності конструкції по коефіцієнту шорсткості

,

Де, - відповідно базовий і отриманий коефіцієнти шорсткості поверхонь.

,

Де, - середній параметр шорсткості обробки поверхонь виробу;

- кількість розмірів однакової шорсткості ;

- шорсткість обробки поверхні.

.

Таблиця 3.3. Кількісна характеристика шорсткості

Поверхня	Параметр шорсткості Ra, мкм
	0.1	0.8	1.6	6.3
Циліндрична	1	1	1	7
Лінійна	-	-	-	6

Підставляючи значення в формулу отримаємо:

.

Тоді:

,

тобто за цим показником деталь також технологічна.

3.3.2.3 Коефіцієнт використання матеріалу

,

де М_д, М_з- відповідно маса деталі та заготовки.

Тоді: ,

тобто за використанням матеріалу деталь також технологічна.

Висновок: приймаючи до уваги конструкцію деталі та виконані розрахунки, за якісними та кількісними показниками деталь є технологічною.

3.3.4 Проектування змісту технологічних операцій

На даному етапі проектування необхідно розробити маршрутний технологічний процес обробки заданої деталі. При розробці маршрутної технології для реалізації кожної технологічної операції встановлюють групу і модель верстата, необхідні пристосування та інструмент. Загальні правила вибору технологічного обладнання встановлені ГОСТ 14.404-73.

Загальні правила розробки маршрутного технологічного процесу:

- в першу чергу оброблюються поверхні, які є технологічними базами для наступної обробки;

- кожна наступна операція повинна покращувати якість обробленої поверхні;

- чорнову і чистову обробку треба розглядати на різних операціях;

- викінчувальні операції треба проводити в кінці технологічного процесу;

- отвори необхідно свердлити в кінці технологічного процесу, якщо вони не є базами для установки;

- обробку поверхонь з точним взаємним положенням необхідно проводити в одній операції;

- переходи треба розташувати так, щоб шлях менш стійких інструментів був мінімальним.

3.3.5 Проектування маршрутного технологічного процесу виготовлення деталі "Гільза"

Один з раціональних варіантів маршрутного технологічного процесу приведений нижче.

010 Фрезерна на верстаті ЧПУ

Вид обладнання: верстат горизонтально фрезерний з ЧПУ 6904ВМФ2.

Система оснастки: оснастка універсальна.

Різальний інструмент: фреза торцева ВК6М.

А. Установити, закріпити, зняти.

010.01 Фрезерувати торці 1 і 2 витримуючи розмір 3.

Рис.

020 Токарна з ЧПУ

Вид обладнання: горизонтально розточний верстат 2А620Ф2 з ЧПУ.

Система оснастки: оснастка універсальна.

Різальний інструмент: свердла спіральні Р6М6, різець карнавочний Т15К6, різець підрізний Т15К6.

А. Установити, закріпити, зняти, перевернути.

020.01. Свердлити отвір витримуючи розміри 1 і 2.

020.02. Розточити отвір витримуючи розміри 3 і 4.

020.03. Розточити отвір витримуючи розміри 5 і 6.

020.04. Розточити отвір витримуючи розміри 7 і 8.

020,05. Розточити отвір витримуючи розміри 9 і 10.

020.06. Розточити канавки витримуючи розміри 11, 12, 13.

020.07. Розточити канавки витримуючи розміри 14, 15, 16.

020.08. Розточити фаски витримуючи розміри 17,18.

Б. Установити, закріпити, зняти.

020.01. Розточити фаски витримуючи розміри 19,20.

Рис.

030 Свердлильна

Вид обладнання: вертикально-свердлильний моделі 2Р135Ф2-1.

Система оснастки: оснастка універсальна.

Різальний інструмент: свердло спіральне Р8М6, метчик, свердло спіральне Р10М6.

А. Установити, закріпити, зняти, перевернути.

030.01. Свердлити отвори витримуючи розміри 1, 2.

А. Установити, закріпити, замінити інструмент, зняти, перевернути.

030.02Нарізання різьби витримуючи розміри 3, 4.

А. Установити, закріпити, замінити інструмент, зняти, перевернути.

030.03. Свердлити отвори витримуючи розміри 5.

Рис.

040 Токарна з ЧПУ

Вид обладнання: горизонтально розточний верстат 2А620Ф2 з ЧПУ.

Система оснастки: оснастка універсальна.

Різальний інструмент: свердла спіральні Р6М6, різець прохідний Т15К6.

А. Установити, закріпити, зняти.

040.01. Точити зовнішню поверхню витримуючи розмір 1.

Рис.

050 Шліфувальна

Вид обладнання: круглошліфувальний верстат типу 3151.

Система оснастки: оснастка універсальна.

Різальний інструмент: круг типу 3Б25С1.

А. Установити, закріпити, зняти.

050.01. Шліфувати зовнішню поверхню витримуючи розмір 1.

Рис.

060 Миюча

070 Слюсарна

Вид обладнання: обладнання слюсарне.

Система оснастки: УЗП.

Різальний інструмент: різальний інструмент стандартний.

080 Хімічна

Устаткування: газовий карбюризатор.

Товщина покриття h 0.7… 0.9 мкм.

090 Доводочна

Вид обладнання: доводочний верстат ОФ-26М.

Система оснастки: оснастка універсальна.

Різальний інструмент: притир.

А. Установити, закріпити, зняти.

080.01. Шліфувати внутрішню поверхню витримуючи розмір 1.

Рис.

3.4 Розрахунок режимів різання

3.4.1 Розрахунок режиму різання при точінні

Вихідні дані для розрахунку режиму різання:

Матеріал заготовки поковка, Сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-71

Границя міцності матеріалу заготівки МПа

Загальний припуск на обробку (на діаметр) h = 4 мм

Діаметр заготовки D = 159 мм

Діаметр деталі (після обробки) d = 155 мм

Довжина оброблюваної поверхні l = 620 мм

Необхідна шорсткість Ra = 0,8 мкм

Загальний припуск визначається за формулою:

мм,

де

- діаметр заготовки;

- необхідний діаметр.

Загальний глибина різання дорівнює:

мм

Приймаємо подачу різця мм/об.

Визначаємо швидкість різання , м / хв. за формулою:

,

Де, - коефіцієнт, що залежить від умов обробки для обробки ;

- стійкість різця, хв (приймаємо хв);

, . - показники ступеня;

- загальний поправочний коефіцієнт, що представляє собою добуток окремих коефіцієнтів, кожен з яких відображає вплив певного фактора на швидкість різання.

Для різців з пластиною з твердого сплаву дорівнює:

,

Де, - загальний поправочний коефіцієнт, що враховує вплив фізико- механічних властивостей оброблюваного матеріалу і дорівнює:

,

Де, - поріг міцності матеріалу, МПа;

- поправочний коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовки, ;

- поправочний, коефіцієнт, що враховує матеріал ріжучої частини, ;

- поправочний коефіцієнт, що враховує головний кут в плані різця, для ;

- поправочний коефіцієнт, що враховує вид обробки , ;

Загальний поправочний коефіцієнт для різця дорівнює:

.

Показники степеня дорівнюють:

, , .

Швидкість різання, м / хв, дорівнює:

м/хв.

Визначаємо частоту обертання шпинделя, об/хв за розрахунковою швидкості різання:

об/хв.

Для обробки вибираємо ступінь коробки швидкостей з об/хв.

Визначаємо фактичну швидкість різання:

м/хв.

Обраний режим різання необхідно перевірити по потужності приводу шпинделя верстата.

Потужність, що витрачається на різання , повинна бути менше або дорівнювати потужності на шпинделі :

,

де - потужність електродвигуна токарного верстата, кВт; для верстата 2А620Ф2, кВт;

- ККД приводу токарного верстата, для верстата 2А620Ф2 .

Потужність різання визначається за формулою:

,

Де, - сила різання, Н;

- фактична швидкість різання, м/с.

Для визначення потужності різання визначаємо силу різання при чорновій обробці. Силу різання при точінні розраховуємо за наступною формулою:

,

Де, - коефіцієнт, що враховує властивості оброблюваного матеріалу, матеріал ріжучої частини різця, а також умови обробки, ;

- загальний поправочний коефіцієнт, чисельно рівний добутку ряду коефіцієнтів, кожен з яких відображає вплив певного фактора на силу різання:

,

Де, - поправочний коефіцієнт, що враховує вплив якості оброблюваного матеріалу, та визначається:

;

- поправочний коефіцієнт, що враховує головний кут в плані різця ;

- поправочний коефіцієнт, що враховує передній кут різця, ;

- поправочний коефіцієнт що враховує кут нахилу головного леза, .

Тоді, загальний поправочний коефіцієнт дорівнює:

.

Показники ступеня: , , .

Сила різання при точінні дорівнює:

Н.

Потужність різання, кВт:

кВт.

Потужність на шпинделі дорівнює:

кВт.

Так як (3,56<8 кВт), то вибраний режим різання задовольняє умови по потужності на шпинделі верстата.

Основний час на зміну форми і розмірів заготовки визначаємо за формулою:

,

Де, - довжина робочого ходу різця:

,

Де, - довжина оброблюваної поверхні, мм;

- величина шляху врізання:

мм;

- величина перебігаючи різця, мм, приймаємо ;

- величина шляха для зняттяпробних стружок, мм. У масовому виробництві при роботі на налаштованих верстатах не враховується;

- число робочих ходів різця, .

Основний час дорівнює:

хв.

Одиничний час, що витрачається на дану операцію:

,

Де, - допоміжний час, хв:

- час на установку і зняття деталі - 1.05 хв;

- час на робочий хід приймаємо 0,2 хв;

- час на вимірювання деталі приймаємо 0,2 хв;

хв.

- оперативний час:

хв.

Час обслуговування робочого місця:

.

Час перерв у роботі:

.

Час, що витрачається на обробку однієї деталі:

хв.

3.4.2 Розрахунок режимів різання при фрезеруванні

Вихідні дані для розрахунку режиму різання:

Матеріал заготовки поковка, Сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-71

Границя міцності матеріалу заготівки МПа

Ширина оброблюваної поверхні заготовки В = 84 мм

Довжина оброблюваної поверхні заготовки L = 84 мм

Необхідна шорсткість обробленої поверхні Ra = 1,6 мкм

Загальний припуск на обробку h = 5 мм

Вибираємо торцеву фрезу з багатогранними твердосплавними пластинками по ГОСТ 26595. Діаметр фрези вибираємо зі співвідношення:

мм.

Вибираємо фрезу діаметром мм, число зубів .

Матеріал фрези ВК6М. Геометричні параметри фрези: передній кут , задній кут для роботи з подачею в мм / зуб , головний кут в плані , кут в плані перехідної кромки , допоміжний кут в плані , кут нахилу ріжучої кромки .

мм.

Подачу на зуб приймаємо мм/зуб. Подача на один оберт складає:

мм/об.

Швидкість різання, м/хв, визначаємо за формулою:

Де, - коефіцієнт, що залежить від умов обробки для обробки ;

- стійкість фрези, хв (приймаємо хв);

, , , , , - показники ступеня;

- загальний поправочний коефіцієнт, що представляє собою добуток окремих коефіцієнтів, кожен з яких відображає вплив певного фактора на швидкість різання, і дорівнює:

Де, - загальний поправочний коефіцієнт, що враховує вплив фізико- механічних властивостей оброблюваного матеріалу і дорівнює:

,

- поправочний коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовки, ;

- поправочний, коефіцієнт, що враховує матеріал ріжучої частини, ;

- поправочний коефіцієнт, що враховує головний кут в плані різця, для ;

Загальний поправочний коефіцієнт дорівнює:

.

Швидкість різання при фрезеруванні:

м/мин.

Визначаємо частоту обертання фрези, об / хв за розрахунковою швидкості різання:

об/хв.

Для обробки вибираємо ступінь коробки швидкостей з об/хв.

Визначаємо фактичну швидкість різання:

м/хв.

Для уточнення величин подач необхідно розрахувати швидкість руху подачі за величиною подачі на зуб і на один оборот:

мм/хв.

За паспортом верстата знаходимо можливу настроювання на швидкість руху подачі, вибираючи найближчі менші значення мм/хв. Виходячи з прийнятих величин, уточнюємо значення подач на зуб і на оберт:

мм/об,

мм/зуб.

Обраний режим різання перевіряємо по потужності на шпинделі верстата 6904ВМФ2.

Потужність, що витрачається на різання, повинна бути меншою або дорівнювати потужності на шпинделі:

.

Потужність на шпинделі:

кВт.

Потужність різання, кВт, визначається за формулою:

.

Крутний момент, Нм, визначається за формулою:

.

Головна складова сили різання, Н, визначається за формулою:

.

Значення коефіцієнтів , , , , , .

При затуплені фрези до допустимої величини сила різання зростає при обробці сталі з в 1,3-1,4 рази. Приймаються збільшення в 1,3 рази.

Загальний поправочний коефіцієнт:

,

Де, ,

, , , отже:

.

Головна складова сили різання при чорновому фрезеруванні, Н, складе:

Н.

Крутний момент:

Нм.

Потужність різання при фрезеруванні:

кВт.

Так як (3,02<3,6 кВт), то вибраний режим різання задовольняє умови по потужності на шпинделі верстата.

Основний час на зміну форми і розмірів заготовки визначаємо за формулою:

хв.

Одиничний час, що витрачається на дану операцію:

,

де

- допоміжний час, хв:

- час на установку і зняття деталі - 1.8 хв;

- час на робочий хід приймаємо 0,8 хв;

- час на вимірювання деталі приймаємо 0,2 хв;

хв.

- оперативний час:

хв.

Час обслуговування робочого місця та перерв у роботі:

хв.

Час, що витрачається на обробку однієї деталі:

хв.

3.4.3 Розрахунок режимів різання при свердленні

Вихідні дані для розрахунку режиму різання:

Матеріал заготовки поковка, Сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-71

Границя міцності матеріалу заготівки МПа

Діаметр отвору D = 30 мм

Глибина отвору L = 257 мм

Швидкість різання, м/хв, визначаємо за формулою:

Де, - коефіцієнт, що залежить від умов обробки для обробки ;

- стійкість фрези, хв (приймаємо хв);

, , - показники ступеня;

- загальний поправочний коефіцієнт, що представляє собою добуток окремих коефіцієнтів, кожен з яких відображає вплив певного фактора на швидкість різання, і дорівнює:

Де, - загальний поправочний коефіцієнт, що враховує вплив фізико- механічних властивостей оброблюваного матеріалу і дорівнює:

,

- поправочний, коефіцієнт, що враховує матеріал ріжучої частини, ; .

Загальний поправочний коефіцієнт дорівнює:

.

Швидкість різання при свердленні:

м/мин.

Тоді подача мм/об.

Визначаємо частоту обертання шпинделя, об/хв за розрахунковою швидкості різання:

об/хв.

Для обробки вибираємо ступінь коробки швидкостей з об/хв.

Визначаємо фактичну швидкість різання:

м/хв.

Обраний режим різання необхідно перевірити по потужності приводу шпинделя верстата.

Потужність, що витрачається на різання , повинна бути менше або дорівнювати потужності на шпинделі :

,

де - потужність електродвигуна токарного верстата, кВт; для верстата 2Р135Ф2-1, кВт;

- ККД приводу токарного верстата, для верстата 2Р135Ф2-1 .

Потужність на шпинделі:

кВт.

Потужність різання, кВт, визначається за формулою:

.

Крутний момент, Нм, визначається за формулою:

.

Значення коефіцієнтів , , .

Загальний поправочний коефіцієнт:

,

Де, ,

Крутний момент:

Нм.

Силу різання при свердленні розраховуємо за наступною формулою:

,

Де, - коефіцієнт, що враховує властивості оброблюваного матеріалу, а також умови обробки, , , .

Загальний поправочний коефіцієнт:

,

Де, .

Сила різання при свердленні:

Н.

Потужність різання при свердленні:

кВт.

Так як (4,07<7,84 кВт), то вибраний режим різання задовольняє умови по потужності на шпинделі верстата.

4.Заходи з охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях

4.1 Електробезпека

Електробезпека -- система організаційних і технічних заходів і засобів, що забезпечують захист людей від шкідливої і небезпечної дії електричного струму, електричної дуги, електричного поля і статичної електрики (ГОСТ 12.1.009176.ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения).

Відповідно до ПУЭ, приміщення за небезпекою електротравм поділяються на три категорії:

* без підвищеної небезпеки;

* з підвищеною небезпекою

* особливо небезпечні;

Категорія приміщення визначається наявністю в приміщенні чинників підвищеної або особливої небезпеки електротравм.

До чинників підвищеної небезпеки відносяться:

¦ температура в приміщенні, що впродовж доби перевищує 35оС;

¦ відносна вологість більше 75%, але менше насичення;

¦ струмопровідна підлога -- металева, бетонна, цегляна, земляна тощо;

¦ струмопровідний пил;

¦ можливість одночасного доторкання людини до неструмовідних частин електроустановки і до металоконструкцій, що мають контакт з землею.

Так як наше приміщення не має жодного з чинників підвищеної небезпеки то приміщення можна вважати без підвищеної небезпеки.

Виходячи з аналізу обладнання, що застосовується и умов його експлуатації, а також з урахуванням технологічних вимог, з умов безпеки при напрузі до 1000 В, застосовуємо в якості джерела живлення трьохфазну чотирьохдротову мережу з заземленою нейтралью, оскільки вона дозволяє використовувати дві робочих напруги - лінійне і фазове. Застосування мережі з заземленою нейтралью зумовлене тим, що неможливо забезпечити нормальну ізоляцію проводки, швидко знайти і усунути пошкодження ізоляції, ємнісні токи мережі внаслідок її значного розгалуження досягають великих значень, що є небезпечним для людини.

Ця мережа є більш безпечною при доторканні людини до фазного дроту в режимі короткого замикання. Ймовірність появи котрого достатньо велика при великому енергооснащенні ділянки, що проектується та наявності великої кількості струмопровідних частин обладнання та транспортних систем, а також дрібної струмопровідної стружки.

Для захисту від ураження електричним струмом на дільниці передбачені наступні захисні заходи:

- забезпечити недоступність струмопостачальних частин обладнання за допомогою ізоляції;

- розміщення струмопостачальних частин на недоступних висотах;

- під час ремонту обладнання виконувати вимоги техніки безпеки;

- під час ремонту вивішувати попереджувальні таблички на вимикачах;

- не допускати до ремонту не підготовлений персонал.

Для трьохфазної чотирьохдротової мережі напругою до 1000 В використовуємо занулення.

Занулення - це навмисне електричне з'єднання з нульовим захисним проводом металевих знеструмлених частин обладнання, які можуть виявитись під напругою.



Рис. 4.1 Схема занулення; 1 - корпус; 2 - плавкі запобіжники

Принцип дії занулення складається в перетворенні замикання на корпус в однофазне коротке замикання, тобто замикання між фазами і нульовим проводом з метою створення великого струму.

Вимоги до заземлення:

- опір зануляючого контуру не більше за 4 Ом;

- ширина занулення в середині будівлі повинна бути у полі зору;

- сполучається шина із зовнішнім контуром не більш ніж в двох місцях.

Крім занулення обладнання для захисту від ураження електричним струмом на дільниці, що проектується розроблені заходи для запобігання враження електричним струмом робітників:

- енергоустаткування відповідає вимогам ГОСТ 12.2.009-89;

- виконання вимог ГОСТ 12.4.011-75 розділ „Засобу колективного захисту», згідно з якими на підприємстві застосовані основні кошти захисту від ураження електричним струмом: пристрої захисні, автоматичного контролю і сигналізації, занулення автоматичного відключення, запобіжні пристрої, знаки безпеки, громовідвід, застосування знижених напружень, періодична перевірка стану ізоляції енергоустаткування;

- покриття струмопровідних частин або відділення від інших частин шаром діелектрика, що забезпечує протікання струму в необхідному напрямі і безпечну роботу електроустановок;

- забезпечення недоступності неізольованих струмопровідних частин, яке досягається застосуванням стаціонарних огорож, блокування і розташуванням струмопостачальних частин на висоті, яка є недосяжною і в неприступних місцях;

- застосування малих напруг до 36 В;

- освітлювальна проводка відкрита;

- силова проводка укладена під підлогою в металевих трубах;

- контроль ізоляції = 1000 В (ГОСТ 12.2.009-89).

4.2 Пожежна безпека

Основними причинами пожежі можуть бути:

- неправильне улаштування, неправильність чи не відповідність виробничого середовища електричних установок та мереж;

- само загорання промасленого дрантя та інших матеріалів;

- іскри при електрозварювальних роботах;

- коротке замикання, перевантаження та великі перехідні опори;

- відсутність чи несправність громовідводів;

- необережне поводження з вогнем, куріння в закритих приміщеннях;

- порушення технологічного режиму.

У відповідності з ОНТП 24-86 дільниця, що проектується відноситься до категорії „Д». У дану категорію входять виробництва по обробці вогнетривких речовин і матеріалів в холодному стані.

Згідно вимог СНІП 2.09.02-85 степінь вогнестійкості будови ІІІ, так як всі основні конструкції виконані з незгораємих матеріалів, кількість поверхів 2 [6, т.237, с.690], найбільша допустима площа поверху між протилежними стендами будови 5200 м [6, т.330, с.713].

Згідно причинам та об'єктам гасіння пожежі, для ділянки, що проектується будемо застосовувати ручний вуглекислотний вогнегасник ОУ-5, який застосовується для гасіння пожежі, при загоранні різних речовин, матеріалів, об'єктів, також включно електричні установки під напругою в кількості 8 штук. Для гасіння обладнання також застосовують пісок і волок.

Принцип дії вогнегасника ОУ-5, заклечається в викиданні в вигляді снігу вуглекислоти, яка виникає на поверхні палаючого об'єкта в вигляді вуглекислої плівки, ізолює джерело пожежі від проникнення кисню.

Дільниця, що проектується не є вибухонебезпечним. Виходячи з класифікації приміщень і установок по ПУЕ-86 тип виконання електрообладнання - бризозахищене в відповідності з класом приміщення П-11а. Відповідно степені вогнестійкості відносяться будівлі з несучими та огороджувальними конструкціями з натуральних чи штучних кам'яних матеріалів, бетону чи залізобетону з застосуванням листових чи плитових не горючих матеріалів. Межа вогнестійкості - будівельних конструкцій 1 класу вогнестійкості (Сніп 2.01.02-85 таблиця 4.1)

Таблиця 4.1

Будівельні конструкції	Мінімальна межа стійкості, ч	Мінімальна граничне розповсюдження, см
Стіни несучі	2,5	0
колони	2,5	0
Сходові площадки	1	0
Балки, ферми	0,5	0

Відстань від найбільш віддаленого робочого місця до найближчого евакуаційного виходу (Сніп 2.09.02-85,таблиця 2) для приміщень категорії „Д» степені вогнестійкості будівлі 1, не залежно від об'єму, при густині людського потоку 1 люд/м² не обмежується. Ширина дверей евакуаційного виходу назовні залежить від загальної кількості людей на 1 м ширини входу і повинна бути не менше 0,8 м (Сніп 2.09.02-85, таблиця 2,3,4). Будівля четвертої степені вогнестійкості. В відповідності з цим, найбільш допустима площа поверху між протипожежним склом будівлі рівна 2600 м²; найбільш допустима відстань від найбільш віддаленого робочого місця до найближчого евакуаційного виходу дорівнює 100 м.

Речовини та матеріали ті, що застосовуються в розробленому технологічному процесі з точки зору пожежної безпеки не є пожежонебезпечними.

4.3 Захист від шуму

Шум - це будь1який небажаний звук, якій наносить шкоду здоров'ю людини, знижує його працездатність, а також може сприяти отриманню травми в наслідок зниження сприйняття попереджувальних сигналів. З фізичної точки зору - це хвильові коливання пружного середовища, що поширюються з певної швидкістю в газоподібній, рідкій або твердій фазі. Звукові хвилі виникають при порушенні стаціонарного стану середовища в наслідок впливу на них сили збудження и поширюючись у ньому утворюють звукове поле. Джерелами цих порушень бути механічні коливання конструкцій або їх частин, нестаціонарні явища в газоподібних або рідких середовищах. В нашому випадку це шум вентилятора потужністю 30 кВт.

Людина сприймає звуки в широкому діапазоні інтенсивності (від нижнього порога чутності до верхнього - больового порога). Але звуки різних частот сприймаються неоднаково (рис. 2.12). Найбільша чутність звуку людиною відбувається у діапазоні 800- 4000 Гц. Найменша - в діапазоні 20-100 Гц.

Основними характеристиками таких коливань служить амплітуда звукового тиску (р, Па), частота (f, Гц). Звуковий тиск - це різниця між миттєвим значенням повного тиску у середовищі при наявності звуку та середнім тиском в цьому середовищі при відсутності звуку. Поширення звукового полю супроводжується переносом енергії, яка може бути визначена інтенсивністю звуку J(Вт/м2). У вільному звуковому полі інтенсивність звуку і звуковий тиск зв'язати між собою співвідношенням:

J = p2/с · C, (5.1)

де J - інтенсивність звуку, Вт/м2,

p - звуковий тиск, Па,

с - густина середовища, кг/м3,

С - швидкість звукової хвилі в даному середовищі, м/с.

Рис. 4.2 Залежність півня звукового тиску, що сприймається людиною від частоти звуку (криві рівної гучності)

Звукоізоляція від повітряного шуму забезпечується за допомогою звичайних будівельних матеріалів - цегли, бетону та залізобетону, металу, фанери, плит із деревних стружок, скла, тощо. У якості звукоізолюючих матеріалів які застосовують у конструкціях перекриттів для зниження передачі структурного (ударного) звуку переважно в житлових і громадських будинках використовують мати та плити зі скляного та мінерального волокна, м'які плити з деревних стружок, картон, гуму, металеві пружини, утеплений лінолеум тощо.

Якщо, необхідно додатково знизити звукову енергію, що відбивається від поверхонь приміщення використовують звукопоглиначі конструкції та матеріали. Це, як правило, конструкції, складені з шпаристих матеріалів. При терті часток повітря, що коливаються, в шпаринах таких матеріалів енергія звукових хвиль переходить у теплоту. Звуку поглинаючі матеріалі застосовують у вигляді облицювання внутрішніх поверхонь приміщень, або ж у вигляді самостійних конструкцій - штучних поглиначів, які, як правило, підвішують до стелі.

Використання засобів індивідуального захисту від шуму здійснюють у випадках, якщо інші (конструктивні та колективні) методи не забезпечують допустимих рівнів звуку. Засоби індивідуального захисту дозволяють знизити рівні звукового тиску на 7-45 дБ. Вони розподіляються на вкладиші у вигляді тампонів, які встромляються у слуховий канал; протишумові навушники, які закривають вушну раковину зовні; шлеми та каски.

Вибираємо протишумові навушники ВЦНІІОТ-2М (Рис. 4.3). Призначені для захисту органів слуху від впливу високочастотного шиплячого, дзвінкого, свистячого виробничого шуму з рівнем до 120 дБ.

Навушники складаються з двох полусферичних пластмасових корпусів з звукопоглиначами з ультратонкого скловолокна, забезпечених ущільнювальними прокладками з полівінілхлоридної плівки; оголовники в вигляді двох кільцевих пружин; поліетиленових обмежувачів.

Максимальну ефективність навушники мають на найбільш шкідливий для людини ділянці діапазону частот, де заглушає здатність їх складає 45 дБ, що відповідає зниженню гучності під навушниками в 23 рази.

На низькочастотному ділянці діапазону навушники знижують гучність всього Б 1,5-2 рази, що дозволяє чути розмовну мову і контролювати на слух роботу механізмів.



Рис. 4.3 - Протишумові навушники ВЦНІІОТ-2М

4.4 Розрахунок освітлення приміщення робочої дільниці

Мета розрахунку штучного освітлення - підібрати стандартну лампу і визначити електричну потужність всієї освітлювальної системи приміщення дільниці, яка спроектована.

В цеху використовується штучне та природне освітлення. Природне бокове одностороннє освітлення здійснюється через віконні прорізи в стіні. Штучне освітлення - комбіноване.

Проведемо розрахунок.

Вихідні дані:

- висота освітлювального приміщення - 4,5 м;

- площа освітлювального приміщення - 200 м²;

- відношення довжини між центрами освітлювачів до висоти їх на робочою поверхнею (для люмінесцентних ламп) L/Hp=1,4;

- коефіцієнт мінімальної освітлюваності 1,1.

Для розрахунку рівномірного освітлення при І горизонтальній робочій поверхні основним є метод світлового потоку, який враховує світловий потік, що відбивається від стелі та стін.

Світловий потік лампи при люмінесцентних лампах розраховується за формулою:

Де, Е_н=150 лк - нормативна мінімальна освітлюваність (СНІП 11-4-79);

S=200 м² - площа приміщення, що освітлюється;

Z=1,1 - коефіцієнт мінімальної освітлюваності для люмінесцентних ламп;

K_з=1,5 - коефіцієнт запасу, який враховує запилення приміщення і зменшення світлового потоку лампи в процесі експлуатації;

N=15 кількість освітлювачів у приміщенні, яка приймається виходячи з крокового розташування ламп, площі приміщення та довжини між ними;

=0,83 - коефіцієнт використання світлового потоку ламп, який залежить від:

- ККД та кривої розподілення сили світла освітлювача;

- Коефіцієнта відбиття потоку від стелі р_п=70%;

- Коефіцієнт відбиття потоку від стін р_с=50%;

- Висоти підвіса освітлювачів та показника приміщення і:

де А і В - розміри приміщення: А=8 м; В=25 м, Н_р=4,5 м.

Тоді:

Тоді:

Підрахувавши світловий потік лампи, підбираємо ([7]табл.5 стр. 129) найближчу стандартну лампу та визначаємо електричну потужність всієї освітлювальної системи (табл. 5.2);

Таблиця 4.2. Характеристика люмінесцентних ламп

Назва лампи	Світловий потік, лм	Світлова віддача, лм/Вт
Люмінесцентна газорозрядна лампа ЛД-80	4070	50,8

Допустиме відхилення потоку вибраної лампи від розрахованої складає від 10% до 20% в іншому випадку застосовують другу схему розташування освітлювачів.

Висновки

В даному дипломному проекті була проведена модернізація проточної частини існуючої малотурбулентної труби ІГМ. Був проведений аеродинамічний розрахунок труби після модернізації.

Швидкість в робочій частині була недостатньою для експерименту, в зв'язку з тим що при проектуванні труби не врахували втрати на вентиляторі, втрати підвідних каналів та втрати моделі в робочій камері.

Ежекторна установка давала великі втрати напору, тому ми вирішили її прибрати, так як новий вентилятор дає необхідну витрату при якій швидкість в робочій камері достатня для експерименту. Провівши аеродинамічний розрахунок всіх елементів, була побудована характеристика мережі та по ній був вибраний відповідний вентилятор з потрібними характеристиками. При цьому затрати енергії на створення потоку зменшились в 4 рази, при більшій швидкості повітря в робочій камері. Побудовані характеристики мережі до та після модернізації.

Отже, після модернізації підвищилась швидкість в робочій камері, якої достатньо для експерименту, труба стала компактнішою, зменшились втрати повітря на 900 Па (2 в рази) при тій же швидкості, зменшились затрати енергії на створення штучного потоку повітря на 30 кВт (в 4 рази).

Список використаної літератури

1. Горлін С.М. Слезингер И.И. Аэромеханические измерения (приборы и методы) М., 1964 г., 720 стр. с илл.

2. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. Штейнберга М. О. - 3е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992. - 672 с.: ил.

3. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа: Учеб. Для вузов. - 7-е изд., испр. - М.: Дрофа, 2003. - 840 с, 311 ил., 22 табл. - (Классики отечественной науки).

4. Аронин Г.С. Практическая аэродинамика. Москва, 1962 г., 384 стр.

5. Мартынов А.К. Экспериментальная аэродинамика - Москва, 1950 г.,478 с.

6. Краснов Н.Ф. Аэродинамика. Ч I. Основы теории. Аэродинамика профиля крыла. Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.; «Высшая школа», 1976, 384с. илл.

7. Абрамович Г.И. Прикладная газовая динамика. В 2 ч. Ч. 1: Учеб. Руководство: Для вузов. - 5е изд., перераб и дон. - М.: Наука. Гл. ред. физ-маг. Лит., 1991- 600с.

8. Самойлович Г.С Гидрогазодинамика. - 2-е изд.. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990. - 384 с.: ил. ISBN 5-217-01092-4.

9. Ковалев М. А., Белова А.В., Маркевич Н.М., Ландман В.Г.. Аэрогазодинамика, Ленинград, 1959 г. 165 с.

10. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000, 576 стр.

11. Краснов Н.Ф. Аэродинамика. Ч II. Методы аэродинамического расчета.: Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.; «Высшая школа», 1980, 416 с. илл.

1. Размещено на Allbest.ru