Технологический процесс производства рабочей лопатки турбины ТНА ЖРД РД-180

Опция изменения геометрических параметров имеет подопции переноса и вращения (TRANSLATE и ROTATE ). Эти опции действуют так же, как и опции того же названия подфункции TRANSFOR. Единственное различие состоит в том, что солид не размножается, а переносится. Другой подопцией является изменение геометрических параметров PARM. На примере призмы (см. лист № 9 графической части) рассмотрим изменение ширины призмы:

SOLIDE + MODIFY + GEOMETRY + PARM + Ml указывается призма + во временном окне параметры изменяются: OFFSET1 с 40 до 120 мм, OFFSET2 с -40 до -120 мм + YES.

Данные подопции могут применяться как к независимым солидам, так и к солидам, являющимся частями модели. Указание частей модели осуществляется указанием Ml на соответствующий солид во временном окне древесной структуры.

Опция MODIFY OPERATN изменяет древесную структуру модели и содержит три подопции: замены одного солида другим (REPLACE), исключения солида (DELETE), внедрения солида (INSERT). Рассмотрим алгоритм замены одного солида другим на примере, приведенном на листе № 11 графической части.

SOLIDE + MODIFY + OPERATN + REPLACE + в окне древесной структуры указываем заменяемый солид + на экране указываем заменяющий солид + YES.

В двухмерном режиме важной функцией является функция создания сечений на основе трехмерной модели AUXIVIEW2. Данная функция имеет две подопции: создания сечений USE и задания свойств сечений DEFAULT. На листе № 11 графической части изображены три типа сечений: главный вид, сечение и сечение с сохранением изображения модели за плоскостью сечения. Приведем алгоритм построения данных сечений.

Главный вид: AUXIVIEW2 + USE + на временном окне Ml открывается закладка NEW + в еще одном временном окне указывается PRIMARY VIEW + открывается закладка UPDATE + во временном окне указывается название плоскости // Ml указывается на экране плоскость главного вида (ZX) + YES.

Сечение: AUXIVIEW2 + USE + на временном окне Ml открывается закладка NEW + в еще одном временном окне указывается CROSS-SECTION VIEW + на экране указывается линия (см. лист № 11), образующая рассекающую плоскость + на этой линии появляются стрелки, которые показывают какая часть модели будет показана сечением + на экране М2 указывается точка центра нового вида + YES.

Сечение с сохранением изображения за плоскостью сечения строится по тому же алгоритму, что и простое сечение.

По результатам испытаний лопаток на усталость определяется предел выносливости, равный наибольшей амплитуде максимальных переменных напряжений, при которой выдерживают базу испытаний три лопатки. Дополнительно по результатам испытаний может проводится регрессионный анализ для расчета предела выносливости и циклической долговечности заданной вероятности разрушения и построения кривой усталости по параметру вероятностного разрушения.

Метод испытаний на усталостьПервой операцией является формирование хвостовика лопатки:

По перенесенным из двухмерного вида контуру хвостовика формируется контур призмы. Далее строится призма и производится вычитание призмы из модели отливки.

Следующая операция - формирование торцев замка. Также по контуру, сформированному по данным из двухмерного вида, строятся две призмы, и производится операция вычитания.

Далее следует обрезка гребешка пера. Операция аналогична предыдущим двум.

Следующая операция - рассечение полки со стороны корыта вспомогательной плоскостью. Вспомогательная плоскость строится по данным с чертежа лопатки.

Далее формируется вырез на полке со стороны корыта. Строится призма и производится вычитание.

Теперь формируются скругления радиусом 0.5 мм на внутренних гранях построенного в предыдущей операции выреза.

Следующая операция - формирование выреза на полке со стороны выходной кромки. Строится призма, и производится вычитание.

Последние две операции - построение двух скруглений внутреннем и внешнем ребре на построенном в предыдущей операции вырезе.

Глава 5. Промышленная экология и безопасность производства

5.1 Анализ технологического процесса изготовления лопатки газовой турбины. Определение основных воздействий на окружающую среду и здоровье человека. Разработка мер защиты

5.1.1 Анализ технологического процесса изготовления лопатки газовой турбины

Анализ технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА с точки зрения воздействия на окружающую среду и здоровье человека представим в виде таблицы.

Таблица 5.1: Анализ техпроцесса и вредных факторов на производстве.

№ операции	Вид обработки	Оборудование	Материал	Воздействие на окружающую среду	Воздействие на здоровье человека
Заготовительная	Литьё по выплавляемым моделям	Установка для литья	Заготовка ЦНК-7П	Повышенная температура, высокий уровень теплового излучения, выделение вредных паров	Опасность ожогов, высокое световое излучение, опасность перегрева, опасность отравления вредными выделениями
012, 015, 020, 025, 030, 045, 070, 075, 080, 090.	Глубинное шлифование	Станок для глубинного шлифования ЛШ-220	Шлифовальный круг 180/А- 024, алмазный Правящий ролик 25П ЗИ31, СОЖ 3% Раствор Syntilio 81-Е	Выделение большого количества абразива, стружки, алмазной пыли и вредных паров; повышенная температура	Повышенный уровень шума и вибрации, опасность поражения кожного покрова и дыхательных путей вредными парами, пылью и абразивом; опасность механических повреждений тела и глаз стружкой и абразивом, опасность ожога и перегрева.
055, 073, 095	Полировальная	Полировальный станок 950/582	Гибкий круг 24А12…16ПМВ	Выделение большого количества абразива пыли, повышенная температура	Повышенный уровень шума и вибрации, опасность ожога и перегрева, поражение дыхательных путей и кожного покрова абразивом и пылью.
100,115	Промывка	Ванна	Горячая вода, спирт технический	Выделение вредных паров и эмульсий	Выделение вредных паров, Опасность попадания эмульсии на кожу.
125	Термическая (старение)	Специальная установка	Охлаждение в аргоне.	Высокая температура, выделение продуктов реакции.	Выделение вредных газов, опасность ожогов.
135, 165	ЛЮМ контроль	Специальная установка		Высокое излучение	Опасность облучения
145	Гидродробеструйное упрочнение	Установка ТП1126.25.150	Сталь Б1 … Б5, СОЖ-Трансформаторное масло по ГОСТ-982-80	Выделение вредных эмульсий, паров и газов	Выделение вредных эмульсий, паров и газов, вибрация и шум

5.1.2 Анализ вредных воздействий на окружающую среду и разработка мер защиты при выполнении операции глубинного шлифования

Основными воздействиями на окружающую среду при выполнении данной операции являются следующие:

1) Выброс в атмосферу через систему вентиляции пыли, мелкого абразива, стружки, испарений масел и СОЖ. Для борьбы с этим видом загрязнения используют различные средства очистки. Для очистки от пыли используются пылеулавливатели, чьи действия основаны на действии сил тяжести и инерции. Также широко применяются фильтрационные системы. Важнейшим средством защиты атмосферы является герметичное закрытие рабочей зоны шлифовального станка.

2) Загрязнение сточных вод отработанными СОЖ. Для снижения вредного воздействия используют различные методы очистки сточных вод. Применяют механическую, физико-химическую, биологическую и биохимическую очистки. Также отработанную СОЖ можно утилизировать или сжигать.

3) Выброс твердых отходов производства (пыли, абразива и др.) в почву. В качестве средства борьбы оптимальным является утилизация отходов.

5.1.3 Анализ вредных воздействий на здоровье человека и разработка мер защиты при выполнении операции глубинного шлифования

Рассмотрим опасности, возникающие для здоровья человека в процессе выполнения операции глубинного шлифования и методы борьбы с ними по пунктам:

1) Передвижение частей производственного оборудования, изделия и заготовки. Возникает опасность травм у оператора в случае попадания частей тела в зону обработки, раззакрепления детали, механической поломки станка. Для предотвращения этой опасности следует соблюдать следующие правила: надежно закреплять деталь; следить за состоянием станка и проводить профилактические меры по поддержанию работоспособности оборудования; следить за состоянием пола около станка; не производить никаких манипуляций в зоне обработки при работающем станке; не допускать появление посторонних лиц в рабочей зоне.

2) Повышенное напряжение в электрической цепи или статического электричества; При обработке глубинным шлифованием детали лопатка турбины ТНА некоторые узлы станка, при его эксплуатации находятся под высоким напряжением до 2000В. Также накапливается статическое электричество, что может привести к короткому замыканию через тело оператора. Для обеспечения безопасности при его работе, необходимо предусмотреть: заземление оборудования; использование блокировок, исключающих проведение работ на узлах станка, находящихся под высоким напряжением; ограждения вокруг токопроводящих частей оборудования. Для защиты персонала необходимо использовать следующие средства: диэлектрические резиновые перчатки; инструменты с изолированными рукоятками; диэлектрические коврики.

3) Стружка с обрабатываемой поверхности, осколки инструментов ( шлифовального круга и алмазного ролика); В результате обработки наиболее распространенными являются травмы глаз. Глаза повреждаются :отлетающей стружкой; пылевыми частицами обрабатываемого материала; осколками режущего инструмента; частицами абразива. Также возможны повреждения незащищенных частей тела. Для предотвращения травм следует одевать униформу из плотного материала, закрывающую тело; одевать специальные защитные очки; использовать пылестружкоулавливатели; использовать средства автоматической уборки стружки.

4) Выделение в рабочую зону абразива и алмазной пыли, наличие СОЖ, повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; При шлифовальной обработке в воздухе рабочей зоны образуется сложная смесь паров, газов, аэрозолей и являющихся химическими, вредными производственными факторами. В частности, очень вредной для организма является алмазная пыль, образующаяся в большом количестве в результате износа правящего ролика. Также аэрозоль нефтяных масел, входящих в состав смазочной охлаждающей жидкости (СОЖ), может вызывать раздражение верхних дыхательных путей, снижение иммунитета. При работе с СОЖ могут появиться у рабочего болезнетворные микроорганизмы и бактерии. Для снижения допустимых концентраций таких вредных веществ, как спирт , вредных веществ выделяющихся в помещении и оказывающих вредное воздействие не только на оператора, но и на состояние атмосферы должны соблюдаться следующие условия по использованию СОЖ:

— проводить операции только в вытяжных шкафах;

— текущий запас не должен превышать суточной потребности;

— хранить жидкость в специальной таре, с плотно закрывающимися крышками имеющие этикетки с четкими названиями этих жидкостей; специальная тара с жидкостью должна храниться в вытяжном шкафу с плотно закрывающимися дверцами.

А также для защиты кожного покрова от воздействия смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ) и пыли токсичных металлов применяются следующие дерматологические защитные средства: пасты, мази, кремы.

Для индивидуальной защиты дыхательных путей от содержащихся в воздухе вредных веществ предусмотрены следующие средства: респиратор, изолирующий противогаз.

Для очистки воздуха необходимо предусмотреть комплекс производственной вентиляции. Для этого используются следующие средства: осевые и центробежные вентиляторы, воздухозаборники, вытяжные шкафы. Также следует использовать такие приборы , как пылеулавливатели, пылесосы и др.

5) Высокая температура в зоне обработки; Приводит к перегреву и возникает опасность ожогов. Для нормального теплообмена также нужна система вентиляции.

6) Недостаточная освещенность рабочей зоны; Слабая освещенность приводит к быстрой утомляемости и проблемам со зрением. В помещениях с недостаточным естественным светом и без естественного света должны применяться установки искусственного ультрафиолетового облучения. Для местного освещения следует применять светильники, установленные на металлорежущих станках и отрегулированные так, чтобы освещенность в рабочей зоне была достаточной для нормальной работы станочника.

7) Высокий уровень шумов и вибраций; Шум отрицательно влияет на сердечно-сосудистую систему человека, на нервную систему, что приводит к потере концентрации. Вибрации разных частот также воздействуют отрицательно на разные органы человека. Для борьбы с шумами предусмотрены следующие меры защиты: звукоизоляция (ограждения, кабины, кожухи, экраны), звукопоглотители (облицовки), глушители (абсорбционные, реактивные, комбинированные). Для борьбы с вибрациями - виброизоляция (рабочих мест и источника вибрации) и виброгашение (динамические виброгасители и фундаменты).

5.2 Анализ и расчет освещённости рабочего места

5.2.1 Анализ освещённости рабочего места

Правильно спроектированное и выполненное освещение на предприятиях машиностроительной промышленности обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности. Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения. От освещения зависят также производительность труда и качество выпускаемой продукции.

На машиностроительных предприятиях рекомендуется применять систему комбинированного освещения при выполнении точных зрительных работ (слесарные, токарные, фрезерные, контрольные операции и т. д.). Система общего освещения может быть рекомендована в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы, а также в административных, конторских, складских помещениях и проходных.

Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы, прохода людей и движения транспорта.

Эвакуационное освещение предусматриваем для эвакуации людей из помещений при аварийном отключении рабочего освещения в местах, опасных для прохода людей, на лестничных клетках, вдоль основных проходов производственных помещений, в которых работает более 50 человек. Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность в помещениях на полу основных проходов и на ступенях не менее 0.5 лк, а на открытых территориях - не менее 0.2 лк. Выходные двери помещений общественного назначения, в которых могут находиться одновременно более 100 человек, должны быть отмечены световыми сигналами-указателями.

Светильники аварийного освещения для продолжения работы присоединим к независимому источнику питания, а светильники для эвакуации людей - к сети, независимой от рабочего освещения, начиная от щита подстанции. Для аварийного и эвакуационного освещения применяем только лампы накаливания и люминесцентные.

В нерабочее время, совпадающее с темным временем суток, во многих случаях необходимо обеспечить минимальное искусственное освещение для несения дежурств охраны. Для охранного освещения площадок предприятий и дежурного освещения помещений выделим часть светильников рабочего или аварийного освещения.

В производстве возникает необходимость правильной организации освещения, как естественного (дневной свет), так и искусственного.

Свет оказывает положительное влияние на эмоциональное состояние человека, воздействует на сердечно-сосудистую систему, воздействует на обмен веществ. Свет является важным стимулятором деятельности организма человека в целом.

При плохой освещённости рабочего места состояние зрительных функций находится на низком уровне, в процессе выполнения работы повышается утомление зрения, снижается общая работоспособность человека. В свою очередь, при слишком ярком освещении возможны проявления отрицательного влияния на органы зрения человека, которые могут выражаться явлением слепимости т.е. временным нарушением зрительных функций.

Естественное освещение характерно при работе в дневное время суток, в помещениях в которых имеются световые проёмы оконных проёмах и дверных, в стенах и на крышах зданий.

Искусственное освещение применяют в ночное время, либо для компенсации недостаточного естественного освещения. Искусственное освещение менее благоприятно с физиологической точки зрения.

Искусственное освещение делится на общее, местное, комбинированное. На производстве предусмотрено также дежурное и охранное освещения.

Освещенность (СниП 23-05-95)

Таблица 5.2.

Наименование операции	Минимальный размер объекта различия	Фон	Контраст	Разряд работ	Освещённость
					Общее	Мес тное	Естес- твенное	Совме-щённое
напыление	1 мм	Светлый	Средний	IV	300	100	150	5

5.2.2 Расчет на освещенность рабочего места

Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая освещенность изменяется в чрезвычайно широких пределах. Эти изменения обусловливаются временем дня, года и метеорологическими факторами: характером облачности и отражающими свойствами земного покрова. Поэтому естественное освещение нельзя количественно задавать величиной освещенности. В качестве нормируемой величины для естественного освещения принята относительная величина--коэффициент естественной освещенности КЕО, который представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке внутри помещения к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода. Таким образом, КЕО оценивает размеры оконных проемов, вид остекления и переплетов, их загрязнение, т. е. способность системы естественного освещения пропускать свет. Естественное освещение в помещениях регламентируется нормами СНиП 23.05-95.

Кроме количественного показателя--коэффициента естественной освещенности, нормируют качественную характеристику -- неравномерность естественного освещения. Минимальное значение КЕО в производственных помещениях с верхним и комбинированным освещением не должно быть меньше нормированного значения при боковом освещении для аналогичной зрительной работы.

В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяют люминесцентные лампы.

Вычислим освещаемую площадь освещения, м2:

, (5.1)

где А и В - соответственно, длина и ширина помещения.

Для расчета освещения методом светового потока вычисляем индекс помещения:

(5.2)

С учетом i находим коэффициент светового потока для ГЛ - = 0,74.

По Табл. 4.6 находим Фл = 4800, для ЛБ (мощность = 65 Вт)

Минимальная мощность - Еmin = 300лк

, (5.3)

где К3 = коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности при эксплуатации (Кз = 1,1 - 1,3);

Z - отношение средней освещенности к минимальной (обычно принимается равным 1,1 - 1,2); ni - число ламп в светильнике;

- коэффициент использования (выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единиц; зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка).

5. Определяем фактическую освещенность, лк, по формуле:

лк.

Освещённость (СНиП 23-05-95).

Таблица 5.3.

Лампы накаливания, 220 В	Люминесцентные лампы
Тип	Мощность, Вт	Световой поток, лм	Тип	Мощность, Вт	Световой поток, лм
В,Б	25	230	ЛДЦ(ЛБ)	15	600,820
Б(БК)	40	415,460	ЛДЦ(ЛД)	30	1500,1800
5(БК)	60	715,790	ЛХБ	30	1940,2020
Б(БК)	75	950,1020	ЛБ	30	2180
Б(БК)	100	1350,1450	ЛДЦ(ЛД)	40	2200,2500
Б,Г	200	2920	ЛХБ(ЛБ)	40	3000,3200
Г	300	4610	ЛД(ЛБ)	65	4000,4800
Г	500	8300	ЛДЦ(ЛД)	80	3800,4300
Г	1000	18600	ЛХБ(ЛБ)	80	5040,5400

5.3 Вентиляция производственного помещения

Для обеспечения безопасных условий труда на рабочем месте помещение оборудовано:

-системой вентиляции

-системой пожаротушения

Здоровье и работоспособность человека напрямую зависят от атмосферы, в которой он находится, от условий микроклимата и воздушной помещения, где он проводит своё время. За сутки человек потребляет 3 кг пищи и 15 кг воздуха. Свежесть и чистота, температура и влажность воздуха в помещении обеспечивается системами кондиционирования и вентиляции. Поэтому данные инженерные системы становятся всё более распространёнными. Они всё больше обуславливают комфорт нашей жизни.

Вентиляция - совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещениях и на рабочих местах в соответствии со СНиП (Строительными нормами).

Система вентиляции - это комплекс архитектурных, конструктивных и специальных инженерных решений, который при правильной эксплуатации обеспечивает необходимый воздухообмен в помещении.

Вентиляционная система - это инженерная конструкция, которая имеет определённое функциональное назначение (приток, вытяжка, местный отсос и т. п.) и является элементом системы вентиляции.

Системы вентиляции создают условия для обеспечения технологического процесса или поддержания в помещении заданных климатических условий для высокопродуктивной работы человека. В первом случае система вентиляции будет называться технологической, а во втором - комфортной.

Технологическая вентиляция обеспечивает в помещении заданный состав воздуха, его температуру, влажность, подвижность в соответствии с требованиями технологического процесса. Особенно высоки эти требования в цехах таких производств, как радиотехническая, электровакуумная, текстильная, химико-фармацевтическая промышленность, хранилища сельскохозяйственной продукции, архивы, помещения, в которых хранятся исторические ценности (музеи, галереи, памятники старины), и др.

К вентиляционным технологическим системам относятся такие, которые обеспечивают пневмотранспорт сыпучих и легковесных материалов (мука, цемент, зерно и т. п.) или удаляют производственную пыль, выделяющуюся от пылящего оборудования (места пересыпки сыпучих материалов, выбивки в литейных цехах, конвейеры сыпучих материалов и т. п.). Эти системы называются аспирационными системами.

Комфортная вентиляция должна обеспечить благоприятные санитарно-гигиенические условия для работающих в этих помещениях людей.

Санитарные условия, или микроклимат, помещения характеризуются температурой внутреннего воздуха, температурой внутренних поверхностей ограждающих конструкций, относительной влажностью воздуха соответствует установленным нормам. Сочетание указанных параметров, обеспечивающее наилучшее самочувствие и наивысшую работоспособность человека, называют комфортными условиями.

Требуемые метеорологические условия в помещениях должны быть обеспечены в рабочей зоне помещения или на рабочих местах. За рабочую зону принимают пространство высотой 2 м. от уровня пола или площадки, на которой находится рабочее место.

Для нормального самочувствия человека необходимо, чтобы был обеспечен постоянный отвод выделяемого им тепла.

Теплоотдачу человека в окружающую среду в большой степени зависит о температуры окружающего воздуха, относительной влажности, т. е. от метеорологических условий, создаваемых системами комфортной вентиляции.

По способу создания давления для перемещения воздуха системы вентиляции разделяют на системы с естественным и искусственным механическим побуждением.

Механическая вентиляция.

Естественная вентиляция, зависящая от температуры наружного воздуха и скорости ветра, не всегда может обеспечить нужный воздухообмен. Поэтому там, где необходимо удалить из помещения строго определенное количество воздуха и заменить его таким же по объёму количеством, широко используют механическую вентиляцию.

При механической вентиляции в цех или непосредственно к рабочему месту подают необходимое количество воздуха заранее заданной температуры и влажности, чтобы обеспечить условия для нормального технологического процесса или выполнить требования, предъявляемые санитарными нормами.

Вытяжные системы механической вентиляции удаляют запыленный или загрязнённый газами воздух на любое расстояние от рабочего места или цеха, а также очищают воздух от пыли перед выбрасыванием его в атмосферу. Приточные и вытяжные системы могут быть включены и выключены в любое время, их работу контролирует обслуживающий персонал. В силу этих преимуществ механическая вентиляция находит более широкое применение, чем естественная.

В механических системах вентиляции используются оборудование и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматика и др.), позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими. Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в требуемом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.), что практически невозможно в системах с естественным побуждением.

Часто используют смешанную вентиляцию, т. е. одновременно естественную и механическую вентиляцию.

В каждом конкретном проекте определяется тип вентиляции, который является наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении, а также технически и экономически более рациональным.

Классификация вентиляционных систем по назначению.

Вентиляционные системы можно по назначению разделить на приточные и вытяжные. Приточные системы служат для подачи в вентилируемые помещения чистого воздуха взамен загрязнённого. При этом в необходимых случаях приточный воздух может подвергаться обработке, например, очистке, нагреванию и увлажнению.

Система приточной вентиляции состоит из воздухоприёмного устройства, приточной камеры, сети воздуховодов и устройств подачи воздуха в помещение.

Приточная система вентиляции.

Устройство забора.

Устройство очистки.

Система воздуховодов.

Вентилятор.

Устройство подачи на раб. место.

К устройствам местной приточной вентиляции относятся воздушные души, воздушные завесы и воздушное отопление.

Воздушный душ - устройство в системе местной приточной вентиляции, обеспечивающее подачу сосредоточенного потока воздуха. Подаваемый воздух создаёт в зоне непосредственного воздействия этого потока на человека условия воздушной среды, соответствующие гигиеническим требованиям.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраивают для того, чтобы холодный воздух в зимнее время не проникал через открытые двери в общественные здания через открытые двери в общественные здания и через ворота в производственные помещения промышленных сооружений. Воздушная завеса - это плоская струя воздуха, которая подаётся с боков ворот или дверей под некоторым углом навстречу наружному холодному воздуху. Для воздушно-тепловой завесы подаваемый вентилятором воздух дополнительно подогревается.

В системах воздушного отопления воздух нагревается в калориферах до определённой температуры, а затем подаётся в помещение. В калориферах воздух нагревается горячей или перегретой водой, паром или горячими газами.

Вытяжная вентиляция служит для удаления из помещения загрязненного или нагретого отработанного воздуха. К вытяжным вентиляционным системам промышленной вентиляции относят системы аспирации или пневматического транспортирования сыпучих материалов, а также отходов производства - пыли, стружек, опилок и пр. Эти материалы перемещают по трубам и каналам потоком воздуха.

Система вытяжной вентиляции.

1. Устройство для удаления воздуха.

2. Вентилятор.

3. Система воздуховодов.

4. Пыле- и газоулавливающие устройства.

5. Фильтры.

6. Устройство для выброса воздуха.

В системах аспирации применяют специальные вентиляторы, очистные устройства, пылеприёмники и другое оборудование. Системы аспирации широко применяют на деревообрабатывающих предприятиях для удаления стружек и опилок от станков, на элеваторах для погрузки зерна в транспортные средства, на цементных заводах при погрузке цемента, в литейных цехах для транспортирования песка и горелой земли.

В общем случае в помещении предусматриваются как приточные, так и вытяжные системы. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений. В помещениях может быть также предусмотрена только вытяжная или только приточная система. В этом случае воздух поступает в данное помещение снаружи или из смежных помещений через специальные проемы или удаляется из данного помещения наружу, или перетекает в смежные помещения.

Классификация вентиляционных систем по зоне обслуживания.

Как приточная, так и вытяжная вентиляция может устраиваться на рабочем месте (местная) или для всего помещения (общеобменная).

Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

Местная приточная вентиляция.

К местной приточной вентиляции относятся воздушные души (сосредоточенный приток воздуха с повышенной скоростью). Воздушные души подают чистый воздух к постоянным рабочим местам, снижают в их зоне температуру окружающего воздуха и обдувают рабочих, подвергающихся интенсивному тепловому облучению.

Также к местной приточной вентиляции относятся воздушные оазисы -- участки помещений, отгороженные от остального помещения передвижными перегородками высотой 2-2,5 м, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой.

Местную приточную вентиляцию применяют также в виде воздушных завес, создающие воздушные перегородки или изменяющие направление воздушных потоков.

Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная. В производственных помещениях при выделении вредностей (газов, влаги, теплоты и т. п.) обычно применяют смешанную систему вентиляции -- общую для устранения вредностей во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и приток) для обслуживания рабочих мест.

Местная вытяжная вентиляция.

Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделений вредных веществ, пыли, опилок и т. д. в помещении локализованы, и можно не допустить их распространения по всему помещению.

Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и частично выделяющегося от оборудования тепла. Для удаления вредностей применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, бортовые отсосы, завесы, укрытия в виде кожухов у станков и др.). Основные требования, которым они должны удовлетворять:

Место образования вредных выделений по возможности должно быть полностью укрытым.

Конструкция местного отсоса должна быть такой, чтобы отсос не мешал нормальной работе и не снижал производительность труда.

*Вредные выделения необходимо удалять от места их образования в направлении их естественного движения (горячие газы и пары надо удалять вверх, холодные тяжелые газы и пыль -- вниз).

Конструкции местных отсосов условно делят на три группы:

Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, зонты).

Открытого типа (бортовые отсосы). Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха.

Основными элементами такой системы являются местные отсосы -- укрытия, всасывающая сеть воздуховодов, вентилятор центробежного или осевого типа, вытяжная шахта.

При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливания пылевыделений удаляемый из цеха воздух, перед выбросом его в атмосферу, должен быть предварительно очищен от пыли. Наиболее сложными вытяжными системами являются такие, в которых предусматривают очень высокую степень очистки воздуха от пыли с установкой последовательно двух или даже трех пылеуловителей (фильтров).

Местные вытяжные системы высокоэффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно от места их образования или выделения, не позволяя им распространяться по помещению. Благодаря значительной концентрации вредных веществ (паров, газов, пыли), обычно удается достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта при сравнительно небольшом объеме удаляемого воздуха.

Однако местные системы не могут решить всех задач, стоящих перед вентиляцией. Не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами. Например, когда вредные выделения, рассредоточены на значительной площади или в объеме; подача воздуха в отдельные зоны помещения не может обеспечить необходимые условия воздушной среды, то же самое, если работа производится на всей площади помещения или ее характер связан с перемещением и т. д.

Станок ЛШ-220 автоматизирован так же оснащен системами собственной зашиты:

- средствами тепло-звуко-вибро-защиты

- электронными блоками с предохранителями

- системой сигнализации

- системой контроля и аварийного отключения

5.4 Меры противопожарной защиты

Пожары являются самой распространенной из нештатных ситуаций, возникающих в процессе производства. во время технологического процесса изготовления лопатки турбиныТНА возникают следующие факторы возникновения пожара: использование в качестве СОЖ горючих веществ; образование воспламеняющихся веществ из смеси стружки, абразива и смазывающе-охлаждающей жидкости ; высокая температура в зоне резания при механической обработке; использование горючих жидкостей при проведении операции обезжиривания; частое применение в процессе производства лопатки электрических приборов.

Основными системами пожарной безопасности являются системы предотвращения пожара и противопожарной защиты.

Предотвращение пожара достигается следующими средствами: устранением образования горючей среды; устранением образования в горючей среде (или внесения в нее) источника зажигания; поддержанием температуры горючей среды ниже максимально допустимого; поддержанием давления горючей среды ниже максимально допустимого и другими мерами.

Систему противопожарной защиты составляет комплекс организационных и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара и ограничение материального ущерба от него. Противопожарная защита обеспечивается: максимально возможным применением негорючих и трудногорючих материалов; ограничением количества горючих веществ и их размещения; изоляцией горючей среды; предотвращением распространения пожара за пределы очага; применением средств пожаротушения; применением конструкции объектов с высокими пределами огнестойкости; эвакуацией людей; системами противодымной защиты; применением средств пожарной сигнализации; организацией пожарной охраны промышленных объектов.

Рассмотрим выше перечисленные средства подробнее. Ограничение горючих средств и их размещения достигается регламентацией количества горючих веществ в помещении, наличием аварийного слива пожароопасных жидкостей и аварийного стравливания горючих газов из оборудования; периодичностью очистки помещений, оборудования и коммуникаций от горючих отходов; регламентацией числа рабочих мест, на которых используются пожароопасные вещества; выносом пожароопасного оборудования в отдельные помещения и на открытые площадки.

Изоляция горючей среды обеспечивается следующими средствами: максимальной автоматизацией и механизацией технологических процессов, связанных с применением пожароопасных веществ; применением для таких веществ герметичного оборудования; применением устройств защиты производственного оборудования с пожароопасными веществами от повреждений и аварий; применением изолированных отсеков, камер и т.п.

Предотвращение распространения пожара обеспечивается: устройством противопожарных преград; установлением предельно допустимых площадей противопожарных отсеков и секций; устройствами аварийного отключения и переключения оборудования и коммуникаций; применением средств, предотвращающих разлив пожароопасных жидкостей при пожаре; применением огнепреграждающих устройств (огнепреградителей, клапанов, заслонок и т.п.); применением разрывных мембран на агрегатах и коммуникациях.

Организационно-технические мероприятия включают организацию на производстве службы пожарной охраны предприятия; паспортизацию веществ, материалов, изделий, технологических процессов, зданий и сооружений в части обеспечения пожарной безопасности; организацию обучения работающих правилам пожарной безопасности; разработку инструкций о порядке обращения с пожароопасными веществами и материалами и т.п.

Рассмотрим средства пожаротушения, используемые на производстве. На предприятиях широко используются установки водяного, пенного, парового, газового и порошкового пожаротушения. Тушение пожара водой является наиболее дешевым и распространенным средством. Для тушения большинства твердых горючих веществ и материалов вода подается в виде компактных и распыленных струй их лафетных и ручных пожарных стволов. Сплинкерные установки, состоящие из системы водопроводных труб, расположенных под потолком, являются автоматическими и используются в отапливаемых помещениях. Также системой труб являются дренчерные установки. Их отличие от сплинкерных в том, что они являются ручными.

Химическая пена используется для тушения легковоспламеняющихся веществ и подается из огнетушителей. Воздушно-механическую пену используют для тушения закрытых объемов, благодаря ее способности длительно сохранять свою структуру и быстроте подачи.

Водяной пар используется в помещениях объемом до 500 м. Для этих целей используется перегретый насыщенный или отработанный водяной пар.

Пожаротушение газом используется для тушения разного технологического оборудования при невозможности применения других средств, например, когда в работе агрегата используется масло. В качестве газа применяются инертные газы.

Для ликвидации небольших загораний, не поддающихся тушению другими средствами (расплавленного металла, например), используется в качестве средств порошковые. К ним относятся хлориды щелочных и земельно-щелочных металлов, карнолит, поташ и др.

5.5 Выводы по результатам анализа вредных и опасных факторов

Выполненный анализ опасных и вредных факторов, возникающих при выполнении работ, показал, что по микроклимату, производственному шуму, травмоопасности, электробезопасности и производственным вибрациям рабочее место соответствует требованиям СНиП.

Помещение соответственно оборудовано для обеспечения безопасности условий труда.

Вывод: При выполнении анализа условий работы рабочее место оператора полностью соответствует требованиям СНиП.

Глава 6. Расчет экономической эффективности внедрения нового технологического процесса

Новый технологический процесс производства рабочей лопатки турбины ТНА установки отличается от базового тем, что в базовом техпроцессе механическая обработка хвостовика лопатки осуществлялась фрезерованием и последующим шлифованием, а в новом техпроцессе вся механическая обработка заключается в глубинном шлифовании. Рассчитаем, является ли внедрение нового технологического процесса экономически обоснованным. Для признания внедрения обоснованным нужно, чтобы годовой экономический эффект был больше нуля.

6.1 Расчет затрат на проектирование технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА

6.1.1 Расчет затрат на проектирование технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА в проектируемом варианте

На основании данных таблицы 1 определяются нормы времени на проектирование ТП (таблица 3.1.). Для расчета по методическим рекомендациям таблицы 2 выполняется перевод замещаемых операций технологического процесса в условные операции и определение трудоемкости разработки пооперационной технологии.

Нормы времени на проектирование технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА.

Таблица 6.1.

№	Этап работ	Единица измерения	Количество	Норма времени
1	Оценка технологичности и выбор типового ТП	проект	1	11,52
2	Разработка маршрутной технологии	проект	1	19,23
3	Разработка операционной технологии	условная операция	18	4,00
4	Участие в отладке ТП	проект	1	34,56
5	Корректировка документации	проект	1	11,52

Норма времени на участие в отладке t4 и корректировке документации t5 рассчитываются по методическим указаниям :

ti = tТП · ГС · КСi, (3.1)

где tТП - трудоемкость разработки ТП; ГС - категория сложности проекта от 1(А) до 5 (Д); КСi - коэффициент затрат этапа i.

t4 = 18 4 · 0,12 · 4 = 34,56 час.

t5 = 18 4 · 0,04 · 4 = 11,52 час.

Общая трудоемкость разработки проектируемого технологического процесса:

tТП = 11,52 +19,23 + 72 + 34,56 + 11,52 = 148,83 час.

Затраты на основную заработную плату проектировщиков ТП ЗО и трудоемкость каждого этапа работ распределяется между исполнителями, привлекаемыми для разработки определяются по методическим указаниям таблицы 3 и 4.

Определение затрат на основную заработную плату при проектировании технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА.

Таблица 6.2.

№	Этап работ	Суммарная трудоемкость этапа, н. час.	Категория рабо-таюших	Тариф-ная ставка, руб/ час.	Трудоемкость по категориям работающих, н. час.	Заня-тость в чел./ мес.	Затраты на основную зарплату, руб.(З0)
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Оценка технологичности и выбор типового ТП	11,52	Технолог	180	11,52	1	2070
2	Разработка маршрутной технологии	19,23	Технолог	180	4	1	1440
			Н.ТБц	200	1	1	200
			Инж. ОГТ	172	12	1	2064
			Гл. техн.	320	2,23	1	713.6
3	Разработка операционной технологии	72	Технолог	180	56	1	10080
			Н.ТБц	200	8	1	1600
			Техн. ОГТ	172	8	1	1376
4	Участие в отладке ТП	34,56	Технолог	180	34,56	1	6220.8
5	Корректировка документации	11,52	Технолог	180	11,52	1	2073.6
	ИТОГО	148,83	--	--	--	4	27121.6

Общие затраты на проектирование Tтех должны учитывать дополнительную зарплату ЗД, отчисления на социальные нужды ОС, косвенные расходы ЕК, а также материальные затраты, связанные с проектными и экспериментальными работами ЕМ, в соответствии с методическими указаниями определяются по формулам:

ЗД = 0,2 ЗО = 0,2 27121.6 = 5424.3 руб.

ОС = 0,30 (ЗО + ЗД)= 0,26 (27121.6 + 5424.3) = 8463 руб.

ЕК = КК ЗО/100 = 65 27121.6 /100 = 17629 руб.,

где КК = (4580)% - коэффициент косвенных расходов.

ЗМ = 0,03 ЗО = 0,03 27121.6 = 813.6 руб.

Определение общих затрат на проектирование Епр.

Епр = ЗО + ЗД + ОС + ЕК + ЗМ == 49550 руб.

Смета затрат на проектирование технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА.

Таблица 6.3

№	Наименование статей затрат	Сумма затрат, руб.	Проценты к итогу
1	Основная зарплата при проектировании	27121.6	45,6
2	Дополнительная зарплата	5424.3	9,1
3	Отчисления на социальные нужды	8463	14,2
4	Косвенные расходы	17629	29,7
5	Материальные затраты, связанные с проектными и экспериментальными работами	813.6	1,4
Итого:	49550	100

6.1.2 Расчет затрат на проектирование технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА в базовом варианте

На основании данных таблицы 1 определяются нормы времени на проектирование ТП (таблица 6.4.). Для расчета по методическим рекомендациям выполняется перевод замещаемых операций технологического процесса в условные операции и определение трудоемкости разработки пооперационной технологии.

Нормы времени на проектирование базового технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА.

Таблица 6.4.

№	Этап работ	Единица измерения	Количество	Норма времени
1	Оценка технологичности и выбор типового ТП	проект	1	11,52
2	Разработка маршрутной технологии	проект	1	19,23
3	Разработка операционной технологии	условная операция	27	4,00
4	Участие в отладке ТП	проект	1	51,84
5	Корректировка документации	проект	1	17,28

Норма времени на участие в отладке t4 и корректировке документации t5 рассчитываются:

t4 = 27 4 · 0,12 · 4 = 51,84 час.

t5 = 27 4 · 0,04 · 4 = 17,28 час.

Общая трудоемкость разработки базового ТП:

tТП = 11,52 +19,23 + 108 + 51,84 + 17,28 = 207,87 час.

Для определения затрат на основную заработную плату проектировщиков ТП ЗО трудоемкость каждого этапа работ распределяется между исполнителями, привлекаемыми для разработки в соответствии с таблицами 6.3, 6.4 результаты приведены в таблице 6.5.

Определение затрат на основную заработную плату при проектировании базового технологического процесса лопатки турбины ТНА.

Таблица 6.5.

№	Этап работ	Суммарная трудоемкость этапа, н. час.	Катего-рия рабо-таюших	Тариф-ная ставка, руб/ час.	Трудоемкость по категориям работающих, н. час.	Заня-тость в чел./ мес.	Затраты на основную зарплату, руб.(З0)
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Оценка технологичности и выбор типового ТП	11,52	Технолог	180	11,52	1	1036,8
2	Разработка маршрутной технологии	19,23	Технолог	180	4	1	360
			Н.ТБц	200	1	1	100
			Инж. ОГТ	172	12	1	1032
			Гл. техн.	320	2,23	1	356,8
3	Разработка операционной технологии	108	Технолог	180	68	1	12240
			Н.ТБц	200	8	1	800
			Техн. ОГТ	172	8	1	688
4	Участие в отладке ТП	51,84	Технолог	180	51,84	1	9233
5	Корректировка документации	17,28	Технолог	180	17,28	1	1410
	ИТОГО	207,87	--	--	--	4	33428.8

Общие затраты на проектирование рассчитываются по формулам (3.2), (3.3), (3.4), (3.5):

ЗД = 6685.76 руб.

ОС = 12788.7 руб.

ЕК = 21728 руб.

ЗМ = 1002.80 руб.

Общие затраты на проектирование по формуле (4.6).

Епр = 55634.82 руб.

Смета затрат на проектирование базового технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА.

Таблица 6.6.

№	Наименование статей затрат	Сумма затрат, руб.	Проценты к итогу
1	Основная зарплата при проектировании	33428.8	44,2
2	Дополнительная зарплата	6685.76	8,8
3	Отчисления на социальные нужды	12788.7	16,9
4	Косвенные расходы	21728	28,7
5	Материальные затраты, связанные с проектными и экспериментальными работами	1002.80	1,3
Итого:	55634.82	100

6.2 Расчет годового экономического эффекта от внедрения нового технологического процесса

6.2.1 Расчет затрат на материал

Затраты на материал одной лопатки рассчитываются по формуле:

Где:

- вес заготовки, кг;

- цена материала, руб/кг;

- вес отходов, кг;

- цена отходов, руб/кг;

- коэффициент транспортно-заготовительных расходов.

Для обоих техпроцессов:

= 600 руб/кг;

Цотх= 90 руб/кг;

Ктр= 1.05.

Для базового техпроцесса:

= 0.65 кг;

= 0. 19 кг.

Для нового техпроцесса:

= 0.60 кг;

= 0.16 кг.

Тогда:

6.2.2 Расходы на зарплату

Расходы на зарплату в процессе производства партии складываются из зарплат рабочим и зарплат инженерам :

= 1.3- отчисления в тарифный фонд.

Для базового техпроцесса:

= 2387 руб.

= 1351 руб.

Для нового техпроцесса:

= 1826 руб.

= 1034 руб.

6.2.3 Затраты на производственную площадь

Затраты на производственную площадь рассчитываются по формуле:

F - площадь производственного цеха, м2

= 3.5 руб - цена 1 м2 производственной площади за 1 час эксплуатации - время одного цикла производства детали

Для базового техноло68гического процесса:

F = 260 м2 ;= 0.98 часа.

Для нового технологического процесса:

F = 205 м2 ; = 0.75 часа.

6.2.4 Расчет затрат на эксплуатацию оборудования

- число единиц оборудования данного типа;

- стоимость эксплуатации 1 часа единицы оборудования данного типа;

- среднее время эксплуатации одной единицы оборудования данного типа на 1 партию деталей при условии непрерывного производства;

Для базового технологического процесса:

а) Фрезерные станки: = 6; = 240 руб/час.;

б) Шлифовальные станки: = 4; = 200 руб/час.;

в) Полировальные станки: = 2 ; = 140 руб/час.;

Для нового технологического процесса:

а) Станки для глубинного шлифования: = 8; = 220 руб/час.;.

б) Полировальные станки: = 2 ; = 200 руб/час.;

в) Гидродробеструйная установка: = 1 ; = 120 руб/час.;

Тогда:

6.2.5 Расчет энергетических затрат

Где:

- энергоемкость техпроцесса,

., тарифы на электроэнергию,

6.2.6 Расчет себестоимости техпроцессов и экономического эффекта от внедрения

Также ниже приведены расходы на инструмент и оснастку:

Прочие расходы:

Тогда себестоимость производства одной лопатки турбины для базового и нового ТП составит:

Эффект от внедрения нового технологического процесса (за 1 лопатку) составляет:

Годовой экономический эффект в случае непрерывного производства (где t - годовой фонд рабочего времени) :

Реальный годовой экономический эффект будет зависеть от объема заказа на изготовление лопаток.

Рассмотрим экономический эффект при годовом заказе n = 16000 лопаток.

Тогда эффект составит:

6.3 Расчет времени окупаемости внедрения нового технологического процесса

6.3.1 Расчет капиталовложений в оборудование

Расчет капиталовложений в производственное оборудование ведется по формуле:

Где:

- число единиц оборудования данного типа;

- стоимость единицы оборудования данного типа, тыс.руб.

Для базового технологического процесса:

а) Фрезерные станки: = 6; = 200 тыс. руб.

б) Шлифовальные станки: = 4; = 360 тыс. руб.

в) Полировальные станки: = 2; = 180 тыс. руб.

Для проектируемого технологического процесса:

а) Станки для глубинного шлифования: = 8; = 220 тыс. руб.

б) Полировальные станки: = 2; = 180 тыс. руб.

в) Гидродробеструйная установка: = 1; = 150 тыс. руб.

6.3.2 Расчет затрат на освоение новой технологии

Расчет затрат на освоение новой технологии ведется по формуле:

Где:

- затраты на исследования;

- затраты на опытные работы.

- затраты на разработку техпроцесса (см. выше.)

Для базового ТП:

= 295000 руб.;

= 196000 руб.

= 56000 руб.

Для нового ТП:

= 598000 руб.;

= 305000 руб.

6.3.3 Расчет времени окупаемости внедрения нового ТП.

Также осуществляются следующие капиталовложения для базового и нового ТП:

А) Затраты на инструмент.

Для базового ТП:

Для нового ТП:

Б) Затраты на технологическую оснастку.

Для базового ТП:

Для нового ТП:

Сумма капиталовложений для нового и базового ТП:

Время окупаемости (для годового заказа n=16000 лопаток) рассчитывается по формуле (капиталовложения/годовой экономический эффект):

Показатель 2,4 года является высоким, что подтверждает, что внедрение данного ТП, а в частности, технологии глубинного шлифования, явилось крайне важным в производстве лопаток газовых турбин.

Глава 7. Выводы по работе

В данной работе был рассмотрен относительно новый технологический процесс производства рабочей лопатки турбины ТНА ЖРД РД-180. Благодаря применению литья без припуска на механическую обработку пера и операции глубинного шлифования позволило отказаться от фрезерования, что значительно снизило трудоемкость и себестоимость технологического процесса изготовления детали. Проблема снижения предела выносливости изделия, вызванная применением материала ЦНК-7П, обладающего более высокой пористостью, чем используемый в предыдущем техпроцессе деформируемый сплав ЭИ-893, была решена с помощью операции гидродробеструйной обработки замка лопатки. Благодаря этой операции предел усталостной прочности повысился с 180 до 240 МПа. Вместе с тем переход на данную технологию для российских предприятий замедлен, так как у нас в стране нова технология литья турбинных лопаток длиной более 200 мм. Но применение глубинного шлифования уже широко используется в производстве газотурбинных агрегатов и приносит прибыль нашим предприятиям.

Также в данном проекте подробно была рассмотрена система автоматизации производства CATIA. Проблема создания или внедрения программных продуктов уровня СATIА является актуальной для нашего производства. Такие системы позволили значительно повысить производительность при производстве совершенно разных деталей в разных отраслях. На современном производстве рассмотренная в нашем дипломном проекте операция создания трехмерной модели является основной на этапе конструкторского проектирования.

Развитие в производстве невозможно без обеспечения экологической чистоты и безопасности производства. Поэтому повышение внимания к проблемам экологии становится просто необходимым условиям вхождения нашего государства в мировой рынок как равноправного члена. Рассмотренная технология производства лопатки отвечает мировым требованиям по безопасности и экологии производства.