Совершенствование технологического процесса изготовления червячного колеса редуктора c использованием станка с ЧПУ

Определяем рекомендуемую скорость резания по формуле:

V = V таб. К1К2= 601,41,0 = 84 м/мин., где

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.

К2 - коэффициент, зависящий от стойкости инструмента.

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя по формуле:

По паспорту станка принимаем n = 180 мин-1

Определяем действительную скорость резания по формуле:

Расчет основного машинного времени обработки:

,

где - число зубьев детали,

- число заходов фрезы,

- количество одновременно обрабатываемых деталей.

Нормирование операции 015:

Сумма основного и вспомогательного времени составляет время оперативной работы.

Норма штучного времени определяется по формуле:

ТШТ. = ТО + ТВ + ТОБС. + ТОТД. мин.

ТО - основное машинное (технологическое) время, мин.

ТВ - вспомогательное время, мин.

ТОБС. - время обслуживания рабочего места, мин.

ТОТД. - время на отдых и естественные надобности, мин.

Максимальное основное (технологическое) время механической обработки составляет ТО = 0,76 минут.

Вспомогательное время складывается из следующих элементов, определяемых по таблицам нормативов (Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени на механическую обработку):

время на установку, крепления и открепления и снятие деталей;

время на установку и снятие инструмента;

время на установку и снятие вспомогательного инструмента;

время на отдельные приёмы, связанные с выполнением операции;

время на очистку от стружки инструмента и посадочных поверхностей приспособления;

время на контрольные промеры.

Значения всех этих составляющих приводятся в соответствующем нормативном справочнике.

Вспомогательное время для данной операции по нормативным документам составляет ТВ = 0,064 минуты.

Время на обслуживание рабочего места. Нормативы этого времени установлены в процентном отношении от операционного времени и предусматривают выполнение следующей работы.

По техническому обслуживанию рабочего места:

смену инструмента вследствие затупления;

регулировку, смазку и подналадку станка в процессе работы;

сметание стружки в процессе работы.

По организационному обслуживанию рабочего места:

осмотр и опробование оборудования;

заливку охлаждающей жидкости в процессе работы;

раскладку инструмента в начале работы и уборку его по окончании работы;

смазку и очистку станка;

получение инструктажа в течение рабочего дня.

, мин,

Где аОБС. - величина процента от оперативного времени (принимается по нормативам).

Время на отдых и естественные надобности рассчитываются по формуле:

, мин

Где аОТД. - величина процента от оперативного времени (принимается по нормативам).

Тогда штучное время операции:

ТШТ. = ТО + ТВ + ТОБС. + ТОТД. = 0,76 +0,064 + 0,098 + 0,066 = 0,988 мин.

1.15 Расчет припусков и предельных размеров на обработку изделия. Схемы припусков. Карта расчета припусков

Припуск - слой металла, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали.

материал: Ст 3 и БрО10Ф1.;

обрабатываемый размер: Ш.

Определение Rz, h, sy для каждого перехода

Rz+h = 500мкм

мкм

Ey=0

1. Черновое растачивание

Rz = 100 мкм

h = 100мкм

W = l мм/н

Cy = 0,045

S = 0,35 мм/об

НВ = 220

t = (0,1+0,4)/2

Дпр = 269 мкм = 0,269 мм

у = 0,75

n = 1,3

х = 1

мкм

Еу = 250 (42,13)

2. Получистовое растачивание

Rz = 50 мкм

Д = 0 (в связи с закономерным уменьшением на следующем переходе пренебрегаем)

h = 0 (исключают для стали после первого перехода)

Еy = 0,06

Еу+Еинд = 0,06 - 200 + 50 = 65 мкм

3. Чистовое растачивание

Rz = 25 мкм

Д = 0 (см п.2)

h = 0 (см п.2)

Еу = Еинд = 50 мкм

4. Хонингование

Rz = 5 мкм

Д = 0 (см п.2)

h = 0 (см п.2)

Rz = 15 мкм

полученные значения сведены в карту припусков.

Расчет минимальных припусков по переходам

1) мкм

2) мкм

3) мкм

4) мкм

полученные значения сведены в таблицу (графа расчётный припуск).

Расчёт минимальных размеров

4) Ш

Dmax4 = 50,025 мм

3) Dmaxi - 1 = Dmaxi - 2Zmini

Dmax3 = 50,025 - 2 · 40 = 49,945 мм

2) Dmax2 = 49,945 - 2 · 100 = 49,745 мм

l) Dmaxl = 49,745 - 2 · 266 = 49,213 мм

заготовка: Dmax = 49,213 - 2 · 1168 = 46,877 мм

Предельные размеры заготовки по переходам.

Определяются:

Наибольшие предельные размеры по всем тех. переходам округляют уменьшением их до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие предельные размеры определяют вычитанием допуска из округленного наибольшего предельного размера.

Предельные значения припусков

Определяются: Zmax как разность наименьших размеров,

Zmin как разность наибольших пр. размеров выполняемого и предшествующего переходов.

Проверка

Tds - Тdд = 2Z0max - 2Z0min,

где

800 - 30 = 770 = 3949 - 3179 = 770 следовательно расчет верен. Окончательный размер Ш46-0.8.

МГИУ	Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам	Группа: 11121
Факультет АФ	Наименование детали: Червячное колесо		Студент: Никуткин О.Д.
	Вид заготовки: Прокат	Марка материала: Ст3 и БрО10Ф1
Элементарная в поверхность в детали уу Технологический маршрут обработки поверхности детали по переходам обработки.	Элементы припуска, мкм	Расчетный вприпуск, мкм	Расчетный размер, мм	Допуск, мкм	Принятые (округ- ленные) размеры заготовки по переходам, мм	Полученные предельные значения припусков	Примечание
	Rz	h	Д	е
								Наиб.	Наим.	Наиб.	Наим.
Заготовка	800	0	269	Ї	Ї	46,88	800	46,8	46,0	Ї	Ї
Растачивание
1. Черновое	100	100	6	250	2·1168	49,213	460	49,213	48,753	2700	2360
2. Получистовое	50	Ї	Ї	65	2·266	49,745	300	49,745	49,445	600	440
3. Чистовое	25	Ї	Ї	50	2·100	49,945	120	49,945	49,825	470	290
4. Хонингование	5	Ї	Ї	5	2·40	50,025	25	50,025	50,0	179	89
									Сумма:	3949	3179

1.16 Анализ эффективности внесенных изменений в базовый тех. процесс

В новом технологическом процессе предлагается замена вида заготовки. В базовом тех.процессе деталь червячное колесо делается из двух заготовок: стальной ступицы и бронзового венца. Процесс обработки такой заготовки на универсальных станках является трудоемким и в проектируемом технологическом процессе я предлагаю заменить универсальные токарные и сверлильные станки, на станок с ЧПУ HAAS SL-10.Вследствии этой замены сократиться число операции, число обслуживающего персонала, площадь производственных помещений, а также повысится точность обрабатываемой детали.

1.17 Разработка управляющей программы (спец. вопрос)

Исследовательская часть

Тема: Описание управляющей программы

Программирование.

Устройства ЧПУ используют множество координат и смещении, позволяющим станочнику управлять положением вершины резца относительно детали. В этом разделе описан процесс взаимодействия системы координат и корректирующих смещении.

Система реальных координат представляет собой итоговую сумму всех систем координат и корректирующих смещении. При отсутствие коррекции на режущую кромку Она совпадает с программируемыми значениями G-кодов программы

Реальная координата = глобальная координата+ общая координата+ рабочая координата+дочерняя координата + коррекция на инструмент.

Системы рабочих координат - это дополнительный необязательный координатный сдвиг относительно системы глобальных координат. Последняя установленная рабочая координата действует до момента использования другой рабочей координаты, или до выключения питания станка.

Система дочерних координат находится внутри системы рабочих координат

Система общих координат располагается на второй странице смещения рабочих координат ниже системы глобальных координат. Системы общих координат сохраняется в памяти даже после выключения питания. Систему общих координат можно изменить вручную или с помощью макропеременных.

Существуют два вида коррекции: коррекция на геометрию и коррекция на износ. Коррекция на геометрию позволяет компенсировать разброс длин и ширин разных резцов, обеспечивая для них единство основной плоскости.

Коррекция на геометрию, как правило, проводится в процессе наладки и в дальнейшем остается неизменной. Коррекция на износ позволяет оператору вносить в коррекцию на геометрию незначительные поправки для компенсации износа инструмента в процессе работы. В начале работы значение коррекции на износ, как правило, равны нулю, но может меняться с течением времени.

Коррекция на геометрию отсутствует. Вместо нее используется коррекция на смещение инструмента. Коррекция на смещение инструмента в системах управления изменяет глобальную координату при изменении длины резца. Такую коррекцию необходимо использовать до обращения к инструменту. Коррекция на смещение инструмента заменяет рассчитанную ранее глобальную коррекцию на смещение.

Системы глобальных координат - единственная система координат, которая производит смещение всех рабочих координат и коррекции на инструмент относительно начала координат станка. Эта система координат рассчитывается устройством управления таким образом, что текущее положение рабочих органов станка соответствует реальным координатам. При отключении питания устройства ЧПУ эти значения обнуляются.

Управляющая программа.

1 Сверление отверстия + проточка одного торца

Т101 (сверло D=48)

М08

G54

G52

M03 S600

G00 Z1

X0

G83 Z-50 R1 Q5 F0.12

G00 Z100

X200

T202 (Расточная пластина)

M03 S1500

G00 Z0.5

X27

G01 Z-2 X25 F0.15

Z-46

G00 X0

Z100

X200

M09

M99

Перебазируем и закрепляем деталь изнутри

T303

M08

G54

G52

M03 S3000

G00 Z1

X76

G71 P1 Q2 D1.5 U1.5 W0.03 F0.2

N1

G00 Z0.5 X38

G01 Z-2 X40

Z-7.5

X72.5

Z-8.5 X73.5

Z-37.5

X 72.5

X74

N2

M03 S2500

G70 P1 Q2 F0.15

G00 X100

Z200

T101

M08

G54

G52

M03 S400

G00 X4

Z1

G01 Z-3 F0.12

G00 Z100

X200

M09

M99

Чистовая обработка

T303

M03 S3000

G00 Z0.5

X76

G71 P1 Q2 D1.5 U1.5 W0.03 F0.2

N1

G00 Z0.5 X38

G01 Z-2 X40

Z-7.5

X72.5

Z-8.5 X73.5

G03 R39 Z-36.5 X72

N2

M03 S2500

G70 P1 Q2 F0.15

G00 X100

Z200

M09

M99

Описание кодов управляющей программы.

G - коды используются для задания конкретных действий станка, например для простых движении или функции сверления.Ими иожно задавать также и более сложные действия, включающие использование разных инструментов.

G - коды делятся на группы. Каждая группа является командами определённого значения. К примеру, G-коды группы 1 задают движение по осям станка из точки в точку, а группа 7 относится к функции коррекции на инструмент.

G - коды могут быть модальными и немодальными. Модальный G код будучи заданным действует до конца программы или до тех пор пока не будет задан G код той же группы. Немодальный G код действует только в пределах строки. Немодальными являются коды группы 00, остальные группы кодов модальные.

G00 - быстрое перемещение

G01 -перемещение с использованием линейной интерполяции

G03 - перемещение с использованием круговой интерполяции

G52 - установка локальной системы координат

G54 - выбор системы координат

G70 - цикл чистовой обработки (P1-начало цикла, Q2-конец цикла)

G71 - цикл съёма припуска по обрабатываемому диаметру

G83 - цикл обычного сверления со ступенчатой подачей

M - коды определяют неосевые перемещения рабочих органов станка.

М03 - запускает вращение шпинделя (S-количество оборотов в минуту)

М08 - включается система подачи СОЖ

M09 - выключается система подачи СОЖ

М99 возврат из программы

T - код задает выбор режущего инструмента.

2. Конструкторская часть

2.1 Режущий инструмент

Токарные резцы.

Токарные резцы предназначены для обработки наружных и внутренних поверхностей. Они применяются для обработки поверхностей, цилиндрических и фасонных, нарезания резьбы и т.д.

Выполнение различных работ резцами на станках токарных групп.

Есть Прямые резцы и Отогнутые резцы.

Рис. 2.1

Виды токарных резцов.

Наружное обтачивание
Подрезание уступа.	Прорезание канавки.
Обтачивание радиусной галтели.	Растачивание отверстия.

Резцы с твердосплавными пластинами - Т15К6

Свёрла предназначены для сверления отверстий в сплошном материале, для рассверливания уже имеющихся отверстий, для сверления конических углублений, например, для центров.

Рис. 2.2

Наиболее применимы спиральные свёрла.

	Соотношение длины и диаметра не более 5/1. Если более чем 5/1, то возникают трудности с эвакуацией стружки. Свёрла используются для обработки отверстий под зенкерование, развёртывание, нарезание резьбы метчиком.
	Отличие сверления от других операций: на поперечной режущей кромке Vрезания=0.

Зенкеры широко распространены в машиностроении, особенно в крупносерийном и массовом производстве. Зенкерами обрабатывают более точные отверстия после сверления (потом развёртка).



Рис. 2.3 - 1-режущая или заборная часть; 2-калибрующая часть; 3-рабочая часть; 4-шейка; 5-хвостовик

Длина режущей части 1 зависит от глубины резания, калибрующая часть 2 придаёт правильное направление зенкера. Хвостовик 5 служит для закрепления зенкера в станке.

Зенкер не работает в сплошном материале (предназначен для обработки отверстий) следовательно, отпадает необходимость в оформлении заострённой вершины с поперечной кромкой. Это обеспечивает зенкеру лучшие условия резания на всём протяжении режущей кромки.

Развёртка предназначена для изготовления более точных отверстий и обеспечивает высокое качество обрабатываемых материалов.

Развёртка состоит из режущей, калибрующей частей, шейки и хвостовика.

Рис. 2.4 - 1 - направляющий конус; 2 - режущая часть; 3 - калибрующая часть; 4 - обратный конус; 5 - хвостовик; 6 - рабочая часть; 7 - шейка

Калибрующая часть служит для направления инструмента и используется, как запас на переточку. Она обеспечивает заданную форму отверстия, его точные размеры и требуемую шероховатость.

Калибрующая часть машинной развёртки - короткий цилиндрический участок, предназначенный для калибрования отверстий, и конический участок с утонением по направлению к хвостовику. Утонение служит для уменьшения трения развёртки по поверхности отверстия. Оно составляет 0,04-0,06 мм. Его не делают при повышенных требованиях к точности обрабатываемого отверстия.

Увеличение длины калибрующей части приводит к более тяжёлой работе развёртки. Рекомендуется применять короткие развёртки.

Зубья развёртки могут быть расположены параллельно оси или под наклоном.

Развёртки с винтовыми зубьями обеспечивают высокую точность и имеют более высокую стойкость.

Развёртки с прямыми и наклонными зубьями в большинстве случаев обеспечивают требуемую точность и качество обработки.

Изготовление, заточка и контроль развёрток с прямыми и наклонными зубьями значительно проще, чем с винтовыми. Направление винтовых зубьев делается обратным направлению вращения для предупреждения самозатягивания развёртки, а также выхода её хвостовика из шпинделя.

Угол наклона канавки выбирается в зависимости от обработки материала (сталь>7-8°).

2.2 Обоснование и выбор зажимного приспособления

При фрезеровании зубьев колеса в качестве оснастки для станка 5К32 используется оправка. Базой оправки является конусная поверхность (конус Морзе 5), которая вставляется в шпиндель станка. Поверхность под посадочное отверстие инструмента имеет диаметр 32h6 и имеет шпоночный паз размером 8N9х110 мм. Для прочности оправка изготовленная из стали 20Х ГОСТ 4543-71 подвергается термообработке до HRC 54…60 единиц.

Так как модульная фреза и имеют одинаковые посадочные отверстия, но разную длину, их положения на оправке регулируется с помощью колец, имеющих разную толщину.

Рис. 2.5

2.3 Описание контрольного приспособления

Контроль качества изделий очень важен в современном машиностроении. Применение универсальных измерительных инструментов и калибров малопроизводительно, и не всегда обеспечивает нужную точность и удобство контроля, а в условиях поточно-автоматизированного производства вообще неприемлемо.

Контрольные приспособления применяют для проверки заготовок, деталей и узлов машины.

Погрешность измерения в зависимости от назначения изделия допускают в пределах 8ч30% поля допуска на контролируемый объект.

На выбор схемы измерения большое влияние оказывает заданная производительность контроля.

Контрольные приспособления служат для проверки точности выполнения размеров, формы и взаимного расположения поверхностей детали. Точность контрольного приспособления в значительной степени зависит от принятого метода измерения, степени совершенствования конструкции приспособления и точности изготовления его элементов.

Активные устанавливают на станках, они контролируют детали в процессе обработки, давая сигнал на органы станка или рабочему на прекращение обработки или изменение условий ее выполнения при появлении брака.

Контрольное приспособление состоит из установочных, зажимных, измерительных и вспомогательных элементов, смонтированных на корпусе приспособления.

На установочные элементы (опоры) ставят проверяемую деталь своими измерительными базами для проведения контроля. Для установки применяют постоянные опоры со сферическими и плоскими головками, опорные пластины, а также специальные детали (секторы, кольца и т. д.) в зависимости от конфигурации детали.

На контрольной операции для проверки зацепления червячной пары используется контрольный стенд НО 2284. Приспособление состоит из корпуса 1, в котором на подшипниках поз. 21 вращается вал 5. На валу 5 крепится деталь червячное колесо с помощью гайки 18 и шайбы 20. Червяк в приспособлении вращается во втулках 7. Втулки крепятся к корпусу 1 с помощью крышек 4 шпильками М10 поз. 9 и гайками 17.

Порядок проведения контроля: на зубья червяка наносится слой краски. Червяк вращают при помощи колеса 12. На зубьях червячного колеса проверяют пятно контакта при помощи штангенциркуля. Пятно должно составлять 70-80% от длины, 75-85% от ширины зуба; смещение пятна от осевой линии должно быть не более 1/3 размера пятна контакта.



Рис. 2.6

3. Организационно-экономическая часть

3.1 Планирование технологической подготовки производства

Целью выполнения этой части дипломного проекта является разработка модели процесса технологической подготовки производства, проведение сравнительного анализа основных технико-экономических показателей и расчет экономической эффективности. Определение затрат на а также технологическая подготовка производства включает проектирование новых прогрессивных и совершенствование действующих технологических процессов, разработку методов эффективного контроля изделий основного производства, определение норм времени изготовления новых изделий, разработку нормативов для расчета потребностей производства в материалах, рабочей силе, оборудовании, обеспечение основного производства технологической оснасткой.

3.1.1 Сетевое планирование

Определение затрат на а также технологическая подготовка производства включает проектирование новых прогрессивных и совершенствование действующих технологических процессов, разработку методов эффективного контроля изделий основного производства, определение норм времени изготовления новых изделий, разработку нормативов для расчета потребностей производства в материалах, рабочей силе, оборудовании, обеспечение основного производства технологической оснасткой.

Одним из наиболее предпочтительных методов планирования является метод сетевого планирования. При выполнении сложных задач, когда различными исполнителями производится большое число работ, планирование и управление процессом ТПП может выполняться с помощью метода сетевого планирования и управления.

Основная задача и цель построения сетевого графика заключается в определении длины критического пути и расчета затрат на ТПП в данном случае.

Сетевой график - это модель построения процесса разработки и создания некоторого объекта, изображающая весь комплекс взаимосвязанных работ и их результатов в виде ориентированного графа.

Сетевой график наглядно показывает логическую последовательность и взаимосвязь всех действий и процессов, которые должны быть реализованы при проведении ТПП и для достижения поставленной цели.

Критическим путем называется промежуток времени, за который предполагается выполнить весь комплекс работ по ТПП.

Затраты на ТПП связаны с определением затрат на основные и вспомогательные материалы, используемые при технологической подготовке производства, затраты, связанные с заработной платой всех участников и разработчиков ТПП, амортизацией используемых основных средств и прочих расходов, определяемой спецификой технологической подготовки производства.

Событие - это факт начала или окончания какой-либо работы. Оно не имеет продолжительности во времени и всегда формируется при постановке задачи прошедшим временем.

Работа - это процесс или конкретное действие, приводящее к достижению определенного результата.

Работа всегда имеет трактовку, которая раскрывает ее содержание. Она характеризуется продолжительностью во времени и всегда связана с расходованием каких-либо ресурсов.

При расчете и оформлении сетевого графика каждой работе присваивается код, который устанавливает взаимосвязь между работами и событиями.

Построение сетевого графика проводится в несколько этапов:

Устанавливается перечень работ и мероприятий, связанных с технологической подготовкой производства и определяется логическая последовательность их выполнения;

Заполняется таблица по перечню работ и событий ТПП с определением трудоемкости, числа исполнителей и продолжительностью;

Строится сетевой график, после которого присваиваются номера событиям, а каждой работе соответствующий код;

Ищется критический путь;

Рассчитываются полный и свободный резервы времени работы.

3.1.2 Перечень работ и событий ТПП

Таблица 3.1

РАБОТА	СОБЫТИЕ
№	Код	Наименование	Трудоемкость, чел•час	Число исполнителей, чел	Продожителность, час	№	Формулировка
						1	Получено задание на совершенствование технологического процесса производства червячного колеса.
1	1-2	Разработка и согласование тех. задания	10	2	5	2	Тех. задание разработано и согласовано
2	1-3	Поиск необходимой для проектирования конструкторской и технологической документации	4	1	4	3	Документация найдена
3	3-4	Поиск аналога	4	1	4	4	Аналог найден
4	4-5	Изучение аналога	6	1	6	5	Аналог изучен
5	2-5	Фиктивная работа	0	0	0	5	Аналог изучен
6	5-6	Выявление недостатков	5	1	5	6	Недостатки выявлены
7	5-7	Обоснование технических требований	6	1	6	7	Технические требования обоснованы
8	7-8	Выбор типа и организационной формы производства	7	1	7	8	Тип и организационная форма производства выбраны
9	6-8	Фиктивная работа	0	0	0	8	Тип и организационная форма производства выбраны
10	8-9	Анализ существующих тех. процессов	10	1	10	9	Анализ произведен
11	9-10	Выбор оптимального тех. процесса	4	1	4	10	Оптимальный тех. процесс выбран
12	9-11	Выбор метода получения заготовки	5	1	5	11	Метод получения заготовки выбран
13	10-12	Выбор технологических баз	3	1	3	12	Технологические базы выбраны
14	11-12	Фиктивная работа	0	0	0	12	Технологические базы выбраны
15	12-13	Обоснование методов обработки	3	1	3	13	Методы обработки обоснованы
16	13-14	Выбор режущего инструмента	7	1	7	14	Режущий инструмент выбран
17	14-15	Расчет режущего инструмента на проч-ность, жесткость, износоустойчивость	32	2	16	15	Расчеты проведены
18	12-16	Разработка задания на проектирование оснастки	2	1	2	16	Задание разработано
19	16-17	Проектирование оснастки	48	2	24	17	Оснастка спроектирована
20	17-18	Изготовление оснастки	64	4	16	18	Оснастка изготовлена
21	15-19	Проектирование наладок	16	2	8	19	Наладки спроектированы
22	18-19	Фиктивная работа	0	0	0	19	Наладки спроектированы
23	19-20	Разработка задания на проектирование контрольного приспособления	2	1	2	20	Задание разработано
24	20-21	Проектирование контрольного приспособления	48	2	24	21	Контрольное приспособление спроектировано
25	21-22	Изготовление контрольного приспособления	32	4	8	22	Контрольное приспособление изготовлено
26	19-23	Разработка технологических операций	24	1	24	23	Технологические операции разработаны
27	23-24	Расчет режимов резания и норм времени на выполнение операций	32	2	16	24	Режимы резании и нормы времени рассчитаны
28	22-25	Расчет норм расхода материала	6	1	6	25	Нормы расхода материала рассчитаны
29	24-25	Фиктивная работа	0	0	0	25	Нормы расхода материала рассчитаны
30	25-26	Выбор оборудования для производства червячного колеса	8	1	8	26	Оборудование выбрано
31	26-27	Выбор средства транспортировки	3	1	3	27	Средство транспортировки выбрано
32	26-28	Разработка планировки участка по производству ступицы	20	2	10	28	Планировка участка разработана
33	27-29	Экспериментальная проверка оснастки и оборудования	34	2	17	29	Экспериментальная проверка проведена
34	28-29	Фиктивная работа	0	0	0	29	Экспериментальная проверка проведена
35	29-30	Проверка разрабатываемого тех. процесса	30	2	15	30	Проверка проведена
36	30-31	Изготовление пробной партии	32	4	8	31	Пробная партия изготовлена
37	31-32	Оформление приемочного акта	7	1	7	32	Приемочный акт оформлен

3.1.3 Расчет основных параметров сетевого графика

Вычисление параметров сетевого графика производится по следующим формулам.

Ранний срок свершения события - это время, необходимое для выполнения всех работ, предшествующих данному событию - определяется по формуле:

, где

r - номер работы сетевого графика;

tr - продолжительность работы r;

TPi,j - ранний срок свершения события, последующего за работой r;

TPi,r - ранний срок свершения события, предшествующего работе r.

Поздний срок свершения события - это наиболее позднее время свершения, увеличение которого недопустимо, так как это вызывает нарушение срока окончания всей разработки. Определяется по формуле:

, где

Tni,j - поздний срок совершения события i, предшествующей работе r;

Tni,r - поздний срок свершения события j, последующего за работой r.

Резерв времени событий - это максимальное время, на которое может быть отсрочено свершение события без увеличения срока окончания всей работы в целом. Определяется разностью между поздним и ранним сроками свершения данного события:

В сетевом графике различают 2 вида пути: полный и критический.

Полный путь (Ln) - это любая непрерывная последовательность событий и работ на сетевом графике от исходного до завершающего события.

Продолжительность полного пути:

- арифметическая сумма продолжительностей работ, составляющих путь.

Критический путь - полный путь, имеющий наибольшую продолжительность.

Резерв времени пути:

Данная величина показывает, на какую величину можно сократить или увеличить продолжительность работ на данном пути, не вызывая изменения продолжительности критического пути, а, следовательно, не изменяя дату достижения конечной цели.

ч ч

ч



Рис. 3.1

3.1.4 Расчет параметров событий

Таблица 3.2

Код события	Ранний срок свершения события	Поздний срок свершения события	Резерв
1	0	0	0
2	5	14	9
3	4	4	0
4	8	8	0
5	14	14	0
6	19	27	8
7	20	20	0
8	27	27	0
9	37	37	0
10	41	41	0
11	42	44	2
12	44	44	0
13	47	55	8
14	54	62	8
15	70	78	8
16	46	46	0
17	70	70	0
18	86	86	0
19	86	86	0
20	88	88	0
21	112	112	0
22	120	120	0
23	110	110	0
24	126	126	0
25	126	126	0
26	134	134	0
27	137	137	0
28	144	154	10
29	154	154	0
30	169	169	0
31	177	177	0
32	184	184	0

3.1.5 Расчет параметров работ

Для расчета основных параметров работ в сетевом графике исходными данными являются параметры событий.

К параметрам работы относятся ранние и поздние сроки начала и окончания работы, а также резервы времени работы:

- ранний срок начала работы: ;

- ранний срок окончания работы: ;

- поздний срок начала работы: ;

- поздний срок окончания работы: ;

Полный резерв времени работы - это время, на которое можно увеличить продолжительность данной работы, не изменяя продолжительность критического пути.

Полный резерв времени работы определяется по формуле:

Свободный резерв времени работы - это время, на которое можно увеличить продолжительность данной работы, не уменьшая резерва последующего за данной работой события. Он определяется по формуле:

Таблица 3.3 - Расчет параметров работ

№ работы	Код	Продолж. работы, tr
1	1-2	5	0	5	9	14	9	0
2	1-3	4	0	4	0	4	0	0
3	3-4	4	4	8	4	8	0	0
4	4-5	6	8	14	8	14	0	0
5	2-5	0	5	5	14	14	9	9
6	5-6	5	14	19	22	27	8	0
7	5-7	6	14	20	14	20	0	0
8	7-8	7	20	27	20	27	0	0
9	6-8	0	19	19	27	27	8	8
10	8-9	10	27	37	27	37	0	0
11	9-10	4	37	41	37	41	0	0
12	9-11	5	37	42	39	44	2	0
13	10-12	3	41	44	41	44	0	0
14	11-12	0	42	42	44	44	2	2
15	12-13	3	44	47	52	55	8	0
16	13-14	7	47	54	55	62	8	0
17	14-15	16	54	70	62	78	8	0
18	12-16	2	44	46	44	46	0	0
19	16-17	24	46	70	46	70	0	0
20	17-18	16	70	86	70	86	0	0
21	15-19	8	70	78	78	86	8	8
22	18-19	0	86	86	86	86	0	0
23	19-20	2	86	88	86	88	0	0
24	20-21	24	88	112	88	112	0	0
25	21-22	8	112	120	112	120	0	0
26	19-23	24	86	110	86	110	0	0
27	23-24	16	110	126	110	126	0	0
28	22-25	6	120	126	120	126	0	0
29	24-25	0	126	126	126	126	0	0
30	25-26	8	126	134	126	134	0	0
31	26-27	3	134	137	134	137	0	0
32	26-28	10	134	144	144	154	10	0
33	27-29	17	137	154	137	154	0	0
34	28-29	0	144	144	154	154	10	10
35	29-30	15	154	169	154	169	0	0
36	30-31	8	169	177	169	177	0	0
37	31-32	7	177	184	177	184	0	0

Найденные величины полного резерва для работ № 1, 5, 6, 9, 12, 14, 15, 16, 17, 21, 32, 34 показывают, что на сроки 9, 9, 8, 8, 2, 2, 8, 8, 8, 8, 10, 10 часов, соответственно, можно передвинуть соответствующие работы, не изменяя времени критического пути.

Найденные величины свободного резерва для работ № 5, 9, 14, 21, 34 показывают, что на сроки 9, 8, 2, 8, 10 часов, соответственно, можно передвинуть окончания соответствующих работ, не влияя на изменение характеристик, проходящих через эти работы путей.

3.1.6 Составление сметы затрат на ТПП

Основные материалы:

Вес заготовки: 6,41 кг; материал: Сталь 3 и БрО10Ф1. Стоимость 1 кг трубного проката бронзы: 120руб, стоимость проката стали : 50 руб. ; количество деталей в пробной партии: 10 шт.

ЗМ = ((2,83х120) +(3,58х50)) • 10 = 4150 руб.

2. Основная заработная плата:

Таблица 3.4 - Трудоемкость работ

Исполнители	Трудоемкость, чел·час	Процент к итогу
ИТР	386	75
Рабочие	128	25
Итого:	514	100

, где

Ti - трудоёмкость работ, чел•час;

r - средняя часовая ставка, руб.;

i - категория исполнителя.

ЗО ИТР = 386•18,15 = 7005,9 руб.

3О РАБ = 128•14,3 = 1830,4 руб.

3О = 7005,9+1830,4 = 8836,3 руб.

3. Дополнительная заработная плата:

ЗДОП = 3О •КД, где

КД - коэффициент, учитывающий размер дополнительной заработной платы (КД = 0,2).

ЗДОП = 8836,3 •0,2 = 1767,26 руб.

4. Отчисления в фонды социального страхования:

ОФ.С. = (3О + 3Д) • 0,34

ОФ.С. = (8836,3 + 1767,26) • 0,34 = 2915,9 руб.

5. Косвенные расходы:

Косвенные расходы определяются в размере 200% от основной заработной платы

руб.

Таблица 3.5 - Смета затрат

№	Статьи затрат	Результат, руб.	Процент к итогу
1.	Основные материалы	4150	10,87
2.	Основная заработная плата	8836,3	24,27
3.	Дополнительная заработная плата	1767,26	10,69
4.	Отчисления в фонды социального страхования	2915,9	12,55
5.	Косвенные расходы	17672,6	41,62
И Т О Г О	35340	100

3.2 Сравнительный анализ основных технико-экономических. показателей

3.2.1 Исходные данные для сравнительного анализа

По существующему технологическому процессу червячное колесо изготавливается на универсальных токарных и сверлильных станках. Проектируемый вариант технологического процесса предлагает изготовление червячного колеса на токарном станке с ЧПУ. Годовая программа выпуска 1000шт.

Режим работы цеха - двусменный. В новом технологическом процессе убираются операции: сверловка отверстий и нарезание резьбы под болты на вертикально-сверлильном станке 2Н125; закручивание болтов и срубка головок болтов. Сверловка отверстия для закрепления заготовки в кулачки токарного станка. Остальные исходные данные приведены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 - Исходные данные вариантов технологии

№ п/п	Исходные показатели	Ед. изме- рения	Варианты
			Базовый	Новый
1.	Годовая программа выпуска	шт.	1000	1000
2.	Вид заготовки		Прокат	Прокат
3.	Масса: заготовки	кг.	3,58Ст3+ 2,83БрОФ	3,58Ст3+ 2,83БрОФ
	детали	кг.	3,8	3,8
4.	Штучное время по операциям: Сверловка отверстий на вертикально-сверлильном станке 2Н125	мин.	5,25	-
	Сверловка отверстия под кулачки на универсальном токарном станке 16К20	мин.	3,13	-
	Токарные	мин.	22,3
	Токарные	мин	-	8,1
5.	Цена станка: Токарный 16К20(4шт.)	руб.	1260000	-
	Вертик.-сверлильный 2Н125	руб.	215000	-
	Станок С ЧПУ HAAS SL-10(2шт.)	руб.	-	3100000
6.	Габаритные размеры станков: Токарный 16К20(4шт.)	мІ	5600х8800	-
	2Н125	мІ	800х500	-
	HAAS SL-10(2шт.)	мІ	-	4300х1000
7.	Мощность станков: 16К20(4шт.)	кВт	7,2	-
	2Н125	кВт	1,5	-
	HAAS SL-10(2шт.)	кВт	-	5

3.2.2 Расчет капитальных вложений

а) Коэффициент занятости оборудования изготовлением данной детали:

,

Qг.раб. - годовой объем работы оборудования по выполнению операции изготовления данной детали, машино-ч/год;

Qг.раб.общ - общее время работы оборудования за год, машино-ч/год;

, .

; ; ;

.

б) Балансовая стоимость оборудования:

,

б - коэффициент, учитывающий затраты по доставке и монтажу оборудования (б = 1,10 - для металлорежущих станков, б = 1,18 для автоматических линий);

m - количество операций технологического процесса;

n - количество типоразмеров оборудования, занятого выполнением i-той операции изготовления детали;

Цоб - оптовая цена единицы оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-той операции, руб.;

Со - принятое количество единиц технологического оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-той операции;

Кз.о. - коэффициент занятости технологического оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-той операции, руб.

руб.

руб.

в) Стоимость здания, занимаемого оборудованием:

,

Цпл - средняя стоимость 1м2 общей площади здания, руб.;

Sid - габариты оборудования d-го типоразмера, занятого выполнением i-ой операции (длинаЧширина), м2;

Jid - коэффициент, учитывающий дополнительную площадь, приходящуюся на оборудование d-го типоразмера, занятое выполнением i-й операции;

Кз.п. - коэффициент занятости площади для изготовления данной детали (по величине равен Кз.о.).

руб.

руб.

г) Стоимость служебно-бытовых объектов:

Стоимость служебно-бытовых объектов учитывается при определении эффективности автоматической линии, ОЦ, ГПС, специального автоматического оборудования и в других случаях, где имеется существенная экономия рабочей силы. Площадь служебно-бытовых объектов, приходящаяся на одного рабочего, равна 7 м2. Стоимость служебно-бытовых объектов в расчете на 1 м2 площади составляет 4000 руб.

руб.

руб.

д) Капитальные вложения по вариантам (сумма), руб.:

,

Кбо - балансовая стоимость оборудования;

Кинстр - балансовая стоимость инструмента;

Кпл - стоимость здания, занимаемого оборудованием;

Ксб - стоимость служебно-бытовых объектов;

Ктп - затраты на технологическую подготовку производства, проектирование технологических процессов.

руб.

руб.

3.2.3 Расчет текущих затрат

а) Затраты на материалы:

- масса заготовки или материала, кг;

- цена 1 кг заготовки или материала, руб;

- коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы;

- количество реализуемой стружки в кг, определяемое по формуле

- чистая масса готовой детали, кг;

- цена 1 кг стружки, руб.

руб.

руб.

б) Заработная плата основных рабочих:

,

Кв.н. - коэффициент, учитывающий средний процент выполнения технически обоснованных норм (Кв.н.= 1,18);

Кпр - коэффициент, учитывающий приработок рабочих (руководство бригадой, премии за обучение учеников, за работу в ночные часы и т.д.), принимается в размере 1,2 - 1,4;

tшт.к. - норма штучно-калькуляционного времени на выполнение i-ой операции, мин./шт.;

m - количество операций технологического процесса;

1,512 - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату и отчисления органам соцстрахования;

li - часовая тарифная ставка работы, выполняемая на i-той операции, руб.

руб.

руб.

в) Заработная плата вспомогательных рабочих:

Где lнi - часовая тарифная ставка наладчика, руб.;

Ноб - норма обслуживания, определяемая по данным предприятия.

руб.

руб.

г) Амортизация оборудования:

,

а - норма амортизационных отчислений, принимаемая в размере 15% от балансовой стоимости оборудования.

руб. руб.

д) Ремонт оборудования:

, - нормативы годовых затрат на все виды ремонта (капитальный, средний, малый), осмотры и межремонтное обслуживание, соответственно механической и электрической частей оборудования;

Кмех, Кэ - категория сложности ремонта механической и электрической части оборудования, р.е.;

- коэффициент, учитывающий класс точности ремонтируемого оборудования.

е) Амортизация и содержание площади:

- норма амортизационных отчислений, принимаемая в размере 5% от балансовой стоимости здания, занимаемого оборудованием и служебных помещений.

руб. руб.

ж) Силовая и технологическая электроэнергия:

,

Nд - суммарная установленная мощность электродвигателей, кВт;

КN - коэффициент загрузки электродвигателей оборудования по мощности;

Код - коэффициент одновременной работы электродвигателей оборудования (принимается равным 0,8);

Кw - коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети (принимается Кw = 1,05);

Цэ - стоимость 1кВт/ч электроэнергии (принимается равным 3,05руб. за 1кВт/ч);

- коэффициент полезного действия электродвигателей станков 16К20 и 2Н125 (принимается равным 0,65),а HAAS SL-10 - 0,88

руб.

руб.

з) Затраты, связанные с эксплуатацией инструмента:

Sи=Сср.эк.и•to•,

Сср.эк.и - средняя стоимость эксплуатации металлорежущего инструмента за одну станко-минуту, руб.

to - основное время работы станка, мин.

и) Себестоимость детали по изменяющимся статьям затрат по вариантам технологических процессов:

С= Sом +Lо+Lв+Aо +Sр+Aпл+ Sэ+Sи

Sом - затраты на основные материалы;

Lо - заработная плата основных рабочих;

Lв - заработная плата вспомогательных рабочих;

Aо - амортизация оборудования;

Аинстр - амортизация инструмента;

Sр - текущий ремонт и межремонтное обслуживание оборудования;

Aпл - амортизация и содержание площади;

Sэ - силовая и технологическая электроэнергия;

Sи - затраты, связанные с эксплуатацией инструмента.

руб.

3.2.4 Расчет годового экономического эффекта

,

и- приведенные затраты на годовой выпуск деталей по базовой и новой технологиям, руб.;

С1 и С2 - себестоимость одной детали по базовой и новой технологиям, руб.;

К1 и К2 - удельные капитальные вложения по базовой и новой технологиям, приходящиеся на одну деталь, руб.;

N1 и N2 - годовой выпуск деталей по базовой и новой технологиям, шт.;

Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (принимается равным 0,2)



3.2.5 Расчет срока окупаемости дополнительных капитальных вложений

.

года.

3.2.6 Показатели эффективности вариантов технологии

Показатели экономической эффективности проектируемого варианта технологического процесса даны в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Показатели базового и проектируемого вариантов технологии

Наименование показателей	Ед. измерения	Технологический процесс
		базовый	проектируемый
Годовой выпуск деталей	шт.	1000	1000
Масса заготовки	кг.	3,58 Ст3 2,83БрОФ	3,58 Ст3 2,83БрОФ
Масса детали	кг.	3,8	3,8
Стоимость старого оборудования	руб.	1475000
Стоимость нового оборудования	руб.		3100000
Капитальные вложения, всего, в т.ч. стоимость:	руб.	135441	157069
а) затраты на ТПП	руб.	-	35340
б) оборудования	руб.	101650	119350
в) здания, занимаемого оборудованием	руб.	31165	1693
г) служебно-бытовых помещений	руб.	2626	686
Себестоимость годового выпуска деталей по изменяющимся элементам (статьям) затрат, всего, в т.ч.:	руб.	1104646	997586
а) затраты на материалы	руб.	953210	953210
б) заработная плата основных рабочих	руб.	172200	23480
в) заработная плата вспомогательных рабочих	руб.	3280	505
г) амортизация оборудования	руб.	2180	17900
д) ремонт оборудования	руб.	12720	300
е) амортизация и содержание площадей	руб.	1680	118
ж) силовая и технологическая электроэнергия	руб.	3730	1180
з) инструмента	руб.	980	103
Себестоимость одной детали	руб.	1104,646	997,488
Годовой экономический эффект	руб.	-	4201
Срок окупаемости доп. капитальных вложений	лет	-	1,5

4. Безопасность и экологичность проекта

4.1 Анализ предполагаемого технологического процесса с точки зрения охраны окружающей среды и условий труда

Безопасность производственных процессов определяется в первую очередь безопасностью производственного оборудования, которое обеспечивается учетом требований безопасности при составлении технологического задания на его проектирование, при разработке проекта выпуска и испытания опытного образца, при передачи его в серийное производство согласно ГОСТ 12.3.002-75. Основными требованиями к безопасности технологического процесса является устранение непосредственного контакта работающих с исходными материалами, заготовками, полуфабрикатами, готовой продукции и отходами производствами, оказывающими вредное воздействие.

Металлообрабатывающие системы - основной вид производственного оборудования участка по обработке червячного колеса редуктора привода лифта. Общие требования безопасности предъявляемые к металлообрабатывающим станкам определяются согласно ГОСТ 12.2.009-75.

При механической обработке металлов на металлорежущих станках (фрезерных, сверлильных, токарных и т.д.) возникает ряд физических, химических, психологических и биологических вредных факторов.

Движущиеся части производственного оборудования, стружка обрабатываемых материалов, осколки инструмента, повышенное напряжение в электроцепи - относится к категории физически опасных факторов.

К психологическим вредным производственным факторам обработки металлов резанием можно отнести физические нагрузки и монотонность труда.

К биологическим факторам относятся болезнетворные микро-организмы и бактерии появляющиеся при работе с СОЖ.

Защитные устройства, ограждающие зону обработки, защищают рабочего от отлетающей стружки и смазочно-охлаждающей жидкости. Конструкция защитного устройства не должна ограничивать технологических возможностей станка и вызывать неудобства при работе, уборке и наладке а при открывании не загрязнять пол СОЖ.

Шум механического происхождения возникает от движения частей производственного оборудования (металлорежущих станков, моечных машин и транспортных устройств), от установки и снятия деталей, от смены и заточки инструмента. Шум вызывает у человека психические нарушения (нарушения нервной системы), снижает работоспособность.

Механическая обработка сопровождается также и вибрацией. Источниками вибраций являются шлифовальные, фрезеровальные, сверлильные станки, моечные машины.

К вредным физическим производственным факторам относится пылеобразование, характерное для процессов резания. Таким образом, уборка рабочих мест производится способом исключающим пылеобразование.

Для охлаждения зоны резания допускается применять минеральное масло с температурой вспышки не ниже 150 градусов Цельсия, свободное от кислот и влаги. СОЖ подается в зону резания методом распыления в соответствии с гигиеническими требованиями утвержденными Минздравом Российской Федерации. В воздухе рабочей зоны выделяются аэрозоли масел и СОЖ.

Содержание углеводородов достигает при этом 150...900 мг/м3, аэрозоли масел 7...45 мг/м3, загрязнение одежды составляет 800...900 мг/м3.

При работе на шлифовальных станках существует ряд специфических особенностей, которые могут вызвать случаи травматизма. К ним относятся отлетание частицы абразива и металла. Для предотвращения данных ситуаций используют защитные кожухи.

4.2 Микроклимат

Показателями, характеризующими микроклимат, являются:

1) температура воздуха;

2) относительная влажность воздуха;

3) скорость движения воздуха;

4) интенсивность теплового излучения.

Нормы производственного микроклимата установлены ГОСТ 12.1.005-88, СанПин 22.4.584-96. Они едины для всех производств и всех климатических зон. Параметры микроклимата в рабочей зоне должны соответствовать оптимальным или допустимым микроклиматическим условиям. Оптимальные условия обеспечивают нормальное функционирование организма без напряжения механизмов терморегуляции. При допустимых условиях микроклимата возможно некоторое напряжение системы терморегуляции без нарушения здоровья человека.

Параметры температуры, влажности и скорости движения воздуха регламентируются с учетом тяжести физического труда: легкая, средняя и тяжелая работа. Помимо этого, учитывается сезон года: холодный период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +10°С и теплый период с температурой +10°С и выше.

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-008 на участке должна соответствовать данным приведенным в таблице 4.1.:

Таблица 4.1

№ п/п	Показатели характеризующие микроклимат	Холодный сезон	Теплый сезон
1	Температура воздуха	18-20°С	20-22°С
2	Относительная влажность воздуха	40-60%	40-60%
3	Скорость движения воздуха	0,2 м/с	0,3 м/с

Для соответствия показателей нормативам на производстве существует общеобменная приточная вентиляция.

4.3 Промышленная вентиляция

Эффективным средством обеспечения надлежащей чистоты и допустимых параметров микроклимата воздуха рабочей зоны является промышленная вентиляция. Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного воздуха и подачу на его место свежего.

По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции. Система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания, называется естественной вентиляцией. Разность давлений обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха и ветровым напором, действующим на здание. При действии ветра на поверхностях здания с подветренной стороны образуется избыточное давление, на заветренной стороне - разряжение. Распределение давлений по поверхности зданий и их значение зависят от направления и силы ветра, а также от взаимоположения зданий.

Неорганизованная естественная вентиляция - инфильтрация, или естественное проветривание, - осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давлений снаружи и внутри помещений. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов - силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ. Инфильтрация может быть значительной для жилых зданий достигать 0,5…0,75 объема помещения в час, а для промышленных предприятий - до 1…1,5 ч.

Для постоянного воздухообмена, требуемого по условиям поддержания чистоты воздуха в помещении, необходима организационная вентиляция. Организованная естественная вентиляция может быть вытяжной без организованного притока воздуха (канальная) и приточно-вытяжной с организованным притоком воздуха (канальная и безканальная аэрация).

Канальная естественная вытяжная вентиляция без организованного притока воздуха широко применяется в жилых и административных зданиях. Расчетное гравитационное давление таких систем вентиляции определяют при температуре наружного воздуха +5?С, считая, что все давление падает в тракте вытяжного канала, при этом сопротивление входу воздуха в здании не учитывается. При расчете сети воздуховодов прежде всего производят ориентировочный подбор их сечений, исходя из допустимых скоростей движения воздуха в каналах верхнего этажа - 1,0 м/с и в вытяжной шахте - 1…1,5 м/с.

Для увеличения располагаемого давления в системах естественной вентиляции на устье вытяжных шахт устанавливают насадки-дефлекторы.

Аэрацией называется организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра). Как способ вентиляции аэрация нашла широкое применение в промышленных зданиях, характеризующихся технологическими процессами с большими тепловыделениями (прокатных цехах, литейных, кузнечных). Поступление наружного воздуха в цех в холодный период года организуют так, чтобы холодный воздух не попадал в рабочую зону. Для этого наружный воздух подают в помещение через проемы, расположенные не ниже 4,5 м от пола, в теплый период года приток наружного воздуха ориентируют через нижний ярус оконных проемов (h = 1,5…2 м).

При расчете аэрации определяют требуемую площадь проходного сечения проемов и аэрационных фонарей для подачи и удаления необходимого количества воздуха. Исходными данными являются конструктивные размеры помещений, проемов и фонарей, величины теплопродукции в помещении, параметры наружного воздуха.

Основным достоинством аэрации является возможность осуществлять большие воздухообмены без затрат механической энергии. К недостаткам аэрации следует отнести то, что в теплый период года эффективность аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры наружного воздуха и того, что поступающий в помещение воздух не очищается и не охлаждается.

Вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием для этого специальных механических побудителей, называется механической вентиляцией.

Механическая вентиляция по сравнению с естественной имеет ряд преимуществ: большой радиус действия вследствие значительного давления, создаваемого вентилятором; возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры наружного воздуха и скорости ветра; подвергать вводимый в помещение воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению, подогреву или охлаждению; организовывать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам; улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и предотвращать их распределение по всему объему помещения, а также возможность очищать загрязненный воздух перед выбросом его в атмосферу. К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость сооружения и эксплуатации ее и необходимость проведения мероприятий по борьбе с шумом.

Системы механической вентиляции подразделяются на общеобменные, местные, смешанные, аварийные и системы кондиционирования.

Общеобменная вентиляция предназначена для ассимиляции избыточной теплоты, влаги и вредных веществ во всем объеме рабочей зоны помещений. Она применяется в том случае, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, рабочие места не фиксированы, а располагаются по всему помещению. Обычно объем воздуха, подаваемого в помещение при общеобменной вентиляции, равен объему воздуха, удаляемого из помещения. Однако в ряде случаев возникает необходимость нарушить это равенство. Так, в особо чистых цехах электровакуумного производства, для которых большое значение имеет отсутствие пыли, объем притока воздуха делается больше объема вытяжки, за счет чего создается некоторый избыток давления в производственном помещении, что исключает попадание пыли из соседних помещений. В общем случае разница между объемами приточного и вытяжного воздуха не должна превышать 10…15 %.

Существенное влияние на параметры воздушной среды в рабочей зоне оказывает правильная организация и устройство приточных и вытяжных систем.

Воздухообмен, создаваемый в помещении вентиляционными устройствами, сопровождается циркуляцией воздушных масс в несколько раз больших объема подаваемого или удаляемого воздуха. Возникающая циркуляция является основной причиной распространения и перемешивания вредных выделений и создания в помещении разных по концентрации и температуре воздушных зон. Так, приточная струя, входя в помещение, вовлекает в движение окружающие массы воздуха, в результате чего масса струи в направлении движения будет возрастать, а скорость падать.

Скорость затухания движения воздуха зависит от диаметра выпускного отверстия d0: чем больше d0, тем медленнее затухание. Если нужно быстрее погасит скорость приточных струй, подаваемый воздух должен быть разбит на большое число мелких струй.