Разработка технологического процесса изготовления корпуса клапана

При размещении оборудования в соответствии с выбранным вариантом необходимо обеспечить установленные нормами расстояния между оборудованием при различных вариантах их размещения, а также ширину проездов.

9.3 Размеры здания и компоновочного цеха

Сетку колонн выбираем по рекомендациям 12Ч18 м, высоту принимаем равной 6м.

Ширина магистрального проезда - 4 м, ширина проходов - 1,4 м. Площадь участка

механической обработки корпуса клапана - 360 м². Размещение станков относительно транспортных средств принимаем кольцевое для станков с ЧПУ, для обеспечения многостаночного обслуживания, и продольное для остальных станков. Расстояние от стен и колонн до станков принимаем равным 0,8 м, расстояние между станками - 1,3 м.

В качестве вспомогательных транспортных средств используем тележки цеховые.

Классификация грузов:

По способу загрузки - в таре

По форме - корпусные

По виду материала - металлические

По массе - легкие (до 0,5 кг)

Компоновка участка механической обработки корпуса клапана дана на чертеже ДП52.151001.65.442.11

9.4 Расчет загрузки оборудования

Фонд времени работы станков принимаем равным 1800 часов. Учитывая, что на ремонт станков отводится 5% от фонда времени оборудования, то время работы станков

1800?0,95 = 1710 ч.

Годовая программа выпуска деталей - 10000 шт. Через каждую тысячу деталей станок переналаживается на выпуск другой продукции, следовательно необходимо сделать 10 переналадок. Каждая переналадка станка занимает 1 час. Следовательно фонд чистого времени работы станков

1710-10=1700 часов

Вычислим, сколько времени необходимо потратить на каждой операции каждому станку, чтобы обработать годовую программу. Для этого умножим время обработки одной детали на годовую программу на каждой операции механической обработки.

Заготовительная: 2,16?10000/60 = 360 часов

Токарная с ЧПУ: 7,45?10000/60=1242 часа

Фрезерная с ЧПУ: 5,1?10000/60=850 часов

Сверлильная: 4,71?10000/60=785 часов

Учитывая, что у нас на участке находится 2 токарных станка, 2 фрезерных станка и 3 сверлильных станка, то время обработки всей партии при условии полной загрузки всех станков

Заготовительная: 360 часов

Токарная с ЧПУ: 621 час

Фрезерная с ЧПУ: 425 часов

Сверлильная: 262 часа

Рассчитаем загрузку оборудования в процентах:

1. Заготовительная: 360/1700=21%

2. Токарная с ЧПУ: 621/1700=36,5%

3. Фрезерная с ЧПУ: 892/1700=25%

4. Сверлильная: 414/1700=15,4%

Рис. 9.4.1 График загрузки оборудования при односменной работе.

10. Экономическая эффективность проекта

Актуальность работы состоит в том, что в условиях конкурентной борьбы необходимо минимизировать затраты на изготовление изделия при этом качество продукции должно соответствовать требованиям заказчика.

Экономический эффект от внедрения нового технологического процесса рассчитывается по формуле:

, (10.1)

где С₁ - себестоимость изготовления единицы продукции по базовому варианту;

С₂ - себестоимость изготовления единицы продукции по новому варианту;

К₁ - капитальные вложения в базовый технологический процесс.

К₂ - капитальные вложения в новый технологический процесс.

Ен - нормативный коэффициент эффективности.

10.1 Капитальные вложения в оборудование по базовому и новому варианту

На оборудование капитальные вложения определяются как сумма стоимости всех используемых станков.

Для базового варианта используются станки: 8Г663-100,1А616,1В340, ГФ2171, 2М112,1И611П.

Для нового варианта: SHARK-332, SPINNER TC-52, ГФ2171, 2М112, 16К20.

Стоимость станков:

- отрезной 8Г663-100 - S=560000 руб.;

- токарный 1А616 - S= 750000 руб.;

– токарно-револьверный 1В340- S=580000 руб.;

– фрезерно-вертикальный с ЧПУ ГФ2171- S=900000 руб.;

– сверлильный 2М112- S=30000 руб.;

– токарный 1И611П- S=650000 руб.;

– ленточнопильный SHARK-332- S= 2600000 руб.;

– токарный с ЧПУ SPINNER TC-52 МС- S=4400000 руб.;

– токарный 16К20- S=120000 руб.;

Итого имеем:

S_Б=560000+750000+580000+900000+30000+650000=3470000 руб.;

S_Н=600000+3400000+900000+30000+120000 =5050000 руб.

10.2 Капитальные вложения в здание по базовому и новому варианту

(10.2.1)

гдеs - суммарная площадь, занимаемая оборудованием м²;

к_дп - коэффициент, учитывающий дополнительную площадь, занимаемую проездами, складами и др.;

Ц_пп - цена за содержание 1 м² помещения,руб.;

к_зрм - коэффициент занятости рабочих мест.

Для базового варианта, учитываем только те рабочие места, которые находятся в данном цеху:

s =24,83м²;

к_дп = 2,6;

Ц_пп = 250 руб.;

к_зрм = 0,19.

Для нового варианта:

s = 12,72м²;

к_дп = 2,6;

Ц_пп = 250 руб.;

к_зрм = 0,5.

10.3 Капитальные вложения в оснастку по базовому и новому варианту

Ввиду того, что резцы, сверла, фрезы и метчики используются как в базовом, так и в новом варианте и их количество и цена одинакова, то их стоимость не отразиться на разнице капитальных затрат.

, (10.3.1)

где М_V - материальные затраты на изготовление приспособление, руб;

П_И - затраты на покупные изделия, руб;

И - затраты на изготовление и сборку, руб.

В обоих вариантах техпроцесса используется одна и та же технологическая оснастка, за исключением: в базовом - цанговый патрон; в новом - цанговый патрон + пневмоприспособление.

Стоимость цангового патрона К_осн1 = 6500 руб.(по данным завода)

, (10.3.2)

где m_i - масса заготовки i-й детали, кг;

Ц_i - стоимость материала i-й детали, руб.

Пневмоприспособление для снижения его стоимости изготавливается в основе своей из стали Ст 3 (прокат), потом свариваются отдельные части и все механически обрабатывается в сборе. Приспособление состоит из корпуса (Ст 3), цилиндра(Сталь 45), крышки с Т-образными пазами (Сталь 45), болтов 6 шт., винтов 4 шт., шпилек 2 шт. Итого имеем:

руб.

руб.

Затраты на изготовление, сборку, сварку и последующую обработку 1680 руб.

По формуле (16.4):

руб.

Капитальные вложения в оснастку:

– для базового варианта К_осн=6500 руб;

– для нового варианта К_осн1=6500+2938=9438 руб.

Занесем полученные данные в итоговую таблицу.

Таблица10.3.1 - Капитальные вложения в рублях

Содержание изменяющихся капитальных вложений	Базовый вариант	Новый вариант
Вложения в оборудование	3470000	5050000
Вложения в здание	3068	4134
Вложения в оснастку	6500	9438
ИТОГО	3479568	5063572

руб.

руб.

10.4 Затраты на заработанную плату:

,(10.4.1)

где ЗП_ОСН - основная заработанная плата, руб;

К_прем - коэффициент, учитывающий премию;

К_д - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату;

К_Е.С.Н. - коэффициент, учитывающий единый социальный налог.

Определяем основную заработанную плату по формуле:

 (10.4.2)

Где Ч_тсi - часовая тарифная ставка i-го разряда, принимаем

3 разряд - 29,16 руб/чел.-ч.

4 разряд - 32,4 руб/чел.-ч.

Q_з - годовая программа выпуска деталей = 10000 шт.

t_шк - норма штучно-калькуляционного времени.

Таблица 10.4.1 -Расчет основной заработанной платы

Базовый техпроцесс	Новый техпроцесс
010 Отрезная руб.	010 Отрезная руб.
020 Отрезная в размер руб.	020 Токарная с ЧПУ руб.
030 Токарно-револьверная руб.	030 Фрезерная с ЧПУруб.
040 Токарно-револьверная руб.	040 Сверлильная руб.
050 Фрезерная с ЧПУ руб.	050 Гальваническая руб.
060 Сверлильная руб.	060 Токарная руб.
070 Гальваническая руб.	070 Промывочная руб.
080 Токарная руб.
090 Промывочная руб.
ЗПОСН=2862008 руб. - без учета операции с ЧПУ ЗПОСН=1155600 руб. - операции с ЧПУ	ЗПОСН=1266192 руб. - без учета операций с ЧПУ ЗПОСН =1717200 руб - операции с ЧПУ

Принимаем коэффициенты: К_прем=1,2 и К_прем=1,7 (для операции с ЧПУ); К_д=1,04; К_Е.С.Н=1,3 тогда:

руб.;

руб.

10.5 Затраты на дополнительную заработную плату

Дополнительная заработная плата рассчитывается по формуле

(10.5.1)

Где к_доп - коэффициент учитывающий дополнительную з/п (к_доп = 0,21).

руб.

руб.

10.6 Затраты на социальные нужды

Затраты на социальные нужды рассчитываются по формуле:

(10.6.1)

Где к_соц- процент отчисленный на социальные нужды (к_соц = 0,39).

руб.

руб.

10.7 Затраты на амортизацию оборудования

Годовые амортизационные отчисления на полное восстановление оборудования находим по формуле из:

,(10.7.1)

где S - смотрите п.16.1;

H_а.в. - норма амортизационных отчислений, принимаем по 4,1%.

Т_шт.к.. - штучно-калькуляционное время на каждой операции .

Ф_д.- годовой фонд времени, принимаем 1960ч.

К_з. - коэффициент загрузки оборудования, принимаем 0,2.

Занесем полученные данные в таблицу.

Таблица10.7.1 -Расчет амортизационных отчислений

Базовый техпроцесс	Новый техпроцесс
010 Отрезная руб.	010 Отрезная руб.
020 Отрезная в размер руб.	020 Токарная с ЧПУ руб.
030 Токарно-револьверная руб.	030 Фрезерная с ЧПУ руб.
040 Токарно-револьверная руб.	040 Сверлильная руб.
050 Фрезерная с ЧПУ руб.	050 Токарная руб.
060 Сверлильная руб.
080 Токарная руб.

руб.

руб.

10.8 Затраты на электроэнергию

, (10.8.1)

где P -мощность используемых металлорежущих станков, кВт;

Т_шт.к.. - штучно-калькуляционное время на каждой операции .

Ц_эл - стоимость 1 кВтч электроэнергии, 1,92 руб/кВтч.

Занесем полученные данные в таблицу.

Таблица 10.8.1 -Расчет затрат на электроэнергию

Базовый техпроцесс	Новый техпроцесс
010 Отрезная руб.	010 Отрезная руб.
020 Отрезная в размер руб.	020 Токарная с ЧПУ руб.
030 Токарно-револьверная руб.	030 Фрезерная с ЧПУ руб.
040 Токарно-револьверная руб.	040 Сверлильная руб.
050 Фрезерная с ЧПУ руб.	050 Токарная руб.
060 Сверлильная руб.
080 Токарная руб.

руб.

руб.

10.9 Цеховые расходы

Цеховые затраты определяем по формуле:

, (10.9.1)

где ЗП - основная заработная плата;

Кц.р. - коэффициент цеховых расходов, принимаем 1,2% .

руб.

руб.

10.10 Определение основных материальных затрат на изделие

По заводской технологии предложено изготавливать корпус из прутка квадратного сечения со стороной 40 мм повышенной точности - Пруток Д16Т кв.40П ГОСТ 21488-76. Допуск отклонения размера (сечения) не более 0,62 мм на сторону.

Затраты на заготовку получаем по :

руб, (10.10.1)

где Q - масса заготовки, кг, Q = 0,54 кг;

S - цена 1 кг материала, руб., S =90руб;

q - масса готовой детали, кг, q = 0,25 кг;

S_отх - цена 1 кг отхода материала, руб., S_отх = 4,5 руб;

Занесем полученные данные в итоговую таблицу.

Таблица10.10.1 - Изменяющиеся статьи затрат в рублях

Содержание изменяющейся статьи затрат	Базовый вариант	Новый вариант
Затраты на основную з/п	7299364	7001082
Затраты на дополнительную з/п	1532867	1460227
Затраты на социальные нужды	3444571	3131910
Затраты на амортизацию оборудования	3187,8	10357,5
Затраты на электроэнергию	732	374
Цеховые затраты	8759237	8420298
ИТОГО	21039616	20024248

руб.

руб.

По формуле (8.1) вычисляем годовой экономический эффект:

руб.

По формуле определим срок окупаемости капитальных вложений:

(10.10.2)

года.? 1год и 6 месяцев

11. Обеспечение безопасность жизнедеятельности

11.1 Обеспечение требований безопасности при работе на токарном станке с ЧПУ SPINNER TC-52 МС

Безопасность жизнедеятельности (БЖД) -- наука об обеспечении безопасного взаимодействия человека с окружающими средами -- производственной, бытовой, природной. Безопасность закладывается на стадии проектировании объектов (оборудования и т.п.) и нормируются специальной системой мер на стадии их эксплуатации. При этом стадия проектирования имеет исключительно большое значение, т.к. обеспечить безопасную эксплуатацию малонадежных и неудобных объектов практически не удается, особенно в условиях чрезвычайных ситуаций (ЧС). Основными требованиями охраны труда, предъявляемые при проектировании машин и механизмов, являются: безопасность для человека, надёжность и удобство эксплуатации. Требования безопасности определяются системой стандартов безопасности труда.

В условиях современного производства отдельные, частные мероприятия по улучшению условий труда, предупреждению травматизма и заболеваемости оказываются недостаточно эффективными. Необходимо, чтобы они осуществлялись комплексно, образуя в системе управления производством подсистему управления безопасностью труда. При этом открываются наиболее широкие возможности для целенаправленного регулирования процесса формирования безопасных условий труда на производстве.

Источники опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ) столь же многообразны, как и сами неблагоприятные факторы. Нередко источниками ОВПФ является недостаточно продуманные технические решения конструкций производственного оборудования, его неудачное размещение; недостаточная прочность конструкций оборудования, что приводит к опасному его размещению непосредственно в рабочей зоне. Отсутствие или неисправность приборов и устройств безопасности на оборудовании - концевых выключателей, сигнализаторов нагрузки, ограждений, блокировок, предохранительных клапанов; недостаточно обоснованный выбор типов производственного оборудования, например, установка шумного и виброопасного оборудования; отсутствие постоянного контроля за соответствующими системами и устройствами, например, несоблюдение сроков чистки светильников; неправильное определение некоторых исходных условий (проектировании освещенности); недостаточная механизация работ (наличие в технологии выполнения работ производственной операции с повышенной опасностью).

В процессе обработки корпуса клапана на токарном станке с ЧПУ SPINNER TC-52 МС возникают следующие вредные и опасные производственные факторы:

1. Движущиеся части станка, вращение инструмента, заготовки;

2. Стружка обрабатываемого материала, осколки инструмента, высокая температура поверхности обрабатываемой детали и инструмента;

3. Повышенный уровень шума от работающего оборудования;

4. Повышенное напряжение в электроцепи или статического электричества, при котором может произойти замыкание через тело человека;

5. Недостаточная освещенность рабочего места;

Уровень безопасности оборудования оценивается по величине коэффициента безопасности [30]:

(11.1.1)

где К_о - коэффициент, характеризующий опасность оборудования;

Км - коэффициент, характеризующий организацию рабочего места;

КВ - коэффициент, характеризующий уровень вредных излучений, генерируемых оборудованием;

m - количество операторов, одновременно работающих на оборудовании; m=1;

t -продолжительность работы операторов на оборудовании в течении смены (вахты), t=8 ч.

t_o - продолжительность смены (вахты), t_o=8 ч.

(11.1.2)

где n1 - общее количество опасных факторов, генерируемых оборудованием;

Кoi - коэффициент влияния i-го опасного фактора генерируемого оборудованием на безопасность труда.

k₀₁: подвижность оборудования = 0,99; скорость движения наружных частей низкая, защитный кожух.

k₀₂: нагрев оборудования и детали = 0,99; предусмотрена система охлаждения.

k03: электрический ток = 0,99; в станке предусмотрено заземление и изоляция.

(11.1.3)

где n2 - количество факторов, определяющих организацию рабочего места на оборудовании;

Кмi - коэффициент влияния i-го фактора, определяющего организацию рабочего места на оборудовании, на условия труда в данном оборудовании;

Км1- соответствия рабочего места правилам эргономики, Км1=1;

Км2- коэффициент соответствия освещения рабочего места характеру зрительной работы, Км2=0.99 - при средней контрастности;

Км3-коэффициент влияния монотонности Км3=0.97 - фактор влияет, но не утомляет;

(11.1.4)

где n3 - количество вредных факторов, генерируемых оборудованием;

Kвi - коэффициент влияния i-го вредного фактора, генерируемого оборудованием;

КВ1 - коэффициент влияния выделения химических веществ КВ1 = 0.99 - масла минеральные и нефтяные;

КВ2 - коэффициент влияния шума КВ2 = 0.99 - не действует раздражающе на оператора;

КВ3 - коэффициент влияния выделения влаги, КВ3 = 0.99;

Состояние условий труда на рабочем месте оценивается по величине коэффициента условий труда.

 (11.1.5)

где Коj - коэффициент, характеризующий опасность j-го оборудования, обслуживаемого на данном рабочем месте Коj = 0,96;

р - количество единиц - оборудования, обслуживаемого на одном рабочем месте р = 1;

КМ = 0,96;

КП - коэффициент, характеризующий состояние условий труда в производственном помещении;

(11.1.6)

n₄ - кол-во факторов, определяющих условия труда в помещении ;

К_Пi - коэффициент влияния i-го фактора, определяющего условия труда в помещении, на общее состояние условий труда в помещении:

К_П1 - наличие естественного света К_П1 = 1 - достаточное;

К_П2 - яркость света К_П2 = 1 - не утомляет глаза;

К_П3 - освещенность К_П3 =0.99;

К_П4 - скользкость полов К_П4 =1 - полы сухие;

К_Р - коэффициент, характеризующий организацию рабочего времени;

(11.1.7)

где n₅ - количество факторов определяющих условия труда в помещении;

К_Рi - коэффициент влияния i-го фактора, определяющего организацию рабочего времени на общее состояние условий труда;

К_Р1 - сменность; К_Р1 = 1 - работа в одну смену;

К_Р2 - организация суточного режима труда и отдыха; К_Р2 = 1 - сочетание режима труда и отдыха оптимально.

11.2 Организационные и технические мероприятия по обеспечению требований безопасности жизнедеятельности

Учет требований безопасности при размещении производственного оборудования. Производственные помещения, в которых осуществляются процессы обработки резанием, должны соответствовать требованиям СНиП II - 2 - 80, СНиП II - 89 - 80, санитарных норм проектирования промышленных предприятий СН 245 - 71. Бытовые помещения должны соответствовать требованиям СНиП 2.09.04 - 87. Все помещения должны быть оборудованы средствами пожаротушения по ГОСТ 12.4.009 - 83.

При расположении оборудования в цехе необходимо учесть что:

- минимальная ширина прохода между станками не менее 1 метра;

- станки должны отстоять от стен 0,5…0,6 метра.

Обеспечение требований электробезопасности. Электробезопасность зависит от величины электрического сопротивления рабочей изоляции, выполненной из технических диэлектриков. Ее состояние должно соответствовать ПЭУ. Сопротивление изоляции проверяется не реже одного раза в месяц, а состояние подвижных контактов и клемм не реже одного раза в три дня. По действующим нормам сопротивление изоляции одного участка в сетях напряжения до 1000 В, должно быть не менее 0,5 МОм на фазу, при температуре 10-30 ⁰С. Сопротивление изоляции относительно земли электрически связанных цепей защиты должны поддерживаться для каждого присоединения на уровне не ниже 1 МОм. Установку и ремонт электрооборудования должны производить только электромонтеры.

Корпуса оборудования и источников тока необходимо заземлять. Нельзя использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы для горючих жидкостей и газов. Обычно используют металлические заглубленные конструкции или арматуру железобетонных конструкций. Запрещается использовать контур заземления в качестве обратного провода сварочной дуги.

Все движущиеся части оборудования должны быть ограждены, доступ к токоведущим элементам - закрыт крышкой. На крышках, кожухах должны стоять предупреждающие и остерегающие маркировки, окрашенные яркой краской.

Требования к освещению. Естественное и искусственное освещение должно соответствовать требованиям СНиП 23 - 05 - 95*. В помещениях с недостаточным естественным светом и без естественного света должны применяться установки искусственного ультрафиолетового облучения в соответствии с СН 245 - 71. Чистка стекол, оконных проемов и световых фонарей должна производиться не реже 2 раз в год.

Обеспечение санитарно-гигиенических требований. Производственные помещения должны содержаться в надлежащей чистоте. На предприятиях должны быть вспомогательные санитарно-бытовые помещения: гардеробные, умывальные, туалеты, душевые, курилки, пункты питания, комнаты отдыха, здравпункты, комнаты личной гигиены. Состав этих помещений, размеры и оборудование зависит от санитарной характеристики, производственного процесса и численности работников.

Водоснабжение должно обеспечить потребности в питьевой воде, для хозяйственно-гигиенических требований, производственных и противопожарных целей.

Все предприятия согласно санитарным нормам и правилам должны иметь канализационные сооружения, предназначенные для приема, удаления и обезвреживания сточных вод, а также отведения их на определенные участки. Согласно СанПин2.2.4.548-96 в производственных и вспомогательных помещениях освещение, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха должны обеспечивать оптимальные параметры производственного микроклимата. Температура воздуха в производственных помещениях в холодный и переходный периоды года должны быть от 14 ⁰С до 21 ⁰С, в теплый период - от 17 ⁰С до 25 ⁰С. Относительная влажность - 15…75%, скорость движения воздуха не более 0,2…0,5 м/с.

Как и общеобменная, местная вентиляция бывает вытяжной и приточной. Вытяжная осуществляется через различного рода отсасывающие устройства - зонты, козырьки, панели, шкафы, боковые и бортовые отсосы и так далее. Для подачи воздуха (приточная вентиляция) применяют душирующие патрубки и воздушно - тепловые завесы.

Пожарная безопасность. Для обеспечения пожарной безопасности на рабочем месте и на промышленном объекте в целом необходим анализ уровня пожарной безопасности.

Для быстрой ликвидации пожаров необходимо иметь систему пожаротушения, если использование такой системы нерационально, то необходимо оборудовать противопожарный пост и оснастить его следующим инвентарем: ведро, ящик с песком, ручной огнетушитель углекислый ОУ-2 (ОУ-5, ОУ-8) или химический пенный ОХП-10. В соответствии с правилами надзора для помещений категории Г число огнетушителей принимается из расчета - один огнетушитель на 50-100 м² промышленной площади.

Обеспечение безопасности в чрезвычайных ситуациях. В настоящее время существуют два основных направления минимизации вероятности возникновения и последствий чрезвычайных ситуаций на промышленных объектах.

Первое направление. Разработка технических и организационных мероприятий, уменьшающих вероятность реализации опасного поражающего потенциала современных технических систем. В рамках этого направления технические системы снабжают защитными устройствами - средствами взрыво-пожарозащиты технологического оборудования, электро- и молниезащиты, локализации и тушение пожаров и т.д.

Второе направление. Основано на подготовке объекта, обслуживающего персонала, служб гражданской обороны к действиям в условиях чрезвычайных ситуаций. Основой этого направления является формирование планов действия в чрезвычайных ситуациях, для создания которых нужны детальные разработки сценариев возможных аварий и катастроф на объекте.

Мероприятия по улучшению условий труда в процессе изготовления корпуса клапана.

1. Опасность травмирования от движущихся элементов станка можно уменьшить за счет использования оградительных средств защиты, которые препятствуют появлению человека в опасной зоне (пространство в которой возможно действие на работающего опасного и (или) вредного производственного фактора). Применяются для изоляции систем привода машин и агрегатов, зон обработки заготовок, для ограждения токоведущих частей, зон интенсивного излучения (тепловых, электромагнитных, ионизирующих), зон выделения вредных веществ, загрязняющих воздушную среду.

2. Снижение вероятности травмирования человека стружкой, осколками инструмента: механизация и автоматизация производственных процессов, использование дистанционного управления; работать на таких режимах резания, при которых не образовываются опасные виды стружки; использование защитных экранов; применение средств индивидуальной защиты; использование различных средств удаления стружки в процессе обработки.

3. Уменьшение уровня шума действующего на рабочего можно за счёт: использование маломощных, малошумных двигателей; использование систем дистанционного управления; уменьшение шума в источнике; применение принудительного смазывания трущихся поверхностей; использование прокладочных материалов для уменьшения передачи колебаний; изменения направленности излучения шума; использование акустической обработки помещений; уменьшение шума на пути его распространения; применение средств индивидуальной защиты.

4. Для защиты рабочего от поражения электрическим током используется: организация безопасного эксплуатирования оборудования; обеспечение недоступности токоведущих частей; электрическое разделение сети; применение малых напряжений; двойная изоляция; заземление; зануление; защитное отключение.

5. Допустимая освещенность достигается: необходимым числом ламп заданной мощности в сочетании с естественным освещением; своевременной замене перегоревших ламп; правильным проектированием системы освещения.

Расчет системы вентиляции

Многие производственные помещения на предприятиях машиностроения отличаются большими размерами, выделением большого количества тепла в окружающую среду (гальваническое производство, литейное, …), выделением вредных веществ. Это создает определенные трудности в решении задач нормализации микроклимата, т.е. в обеспечении требований норм к параметрам микроклимата.

С целью нормализации параметров микроклимата следует исключать из технологических процессов работы и операции, сопровождающиеся поступлением в производственные помещения больших количеств теплого или холодного воздуха, влаги, вредных паров, газов и аэрозолей. При возможности выбора различных вариантов технологических процессов и конструкций производственного оборудования предпочтение должно отдаваться тем из них, которые характеризуются наименьшей выраженностью вредных производственных факторов. Большое значение имеет рационализация объемно-планировочных решений производственного помещения. Она должна быть направлена на максимальное ограничение распространения по всему объему помещения вредных выделений.

Нормализации микроклимата по температуре способствует устройство тамбуров-шлюзов, применение воздушно-тепловых завес у ворот и технологических проемов отапливаемых зданий, изготовление ограждающих поверхностей зданий (стен, потолков, полов) из материалов с оптимальными теплоизолирующими свойствами. В частности, материал покрытия полов в отапливаемых производственных помещениях на постоянных рабочих местах при работе стоя должен иметь коэффициент теплоусвоения не более 7 Вт/(м² * К).

Для обеспечения чистоты воздуха, выполнения требований норм к его температуре и влажности используют также специальные системы: вентиляции, кондиционирования, отопления. Если с их помощью не удается нормализовать параметры микроклимата, то применяют средства индивидуальной защиты работающих.

Системы вентиляции служат для удаления из помещения загрязненного или нагретого воздуха и подачи в него чистого. Системы кондиционирования воздуха обеспечивают создание и автоматическое поддержание в помещении заданных параметров воздушной среды независимо от меняющихся метеоусловий.

По способу осуществления перемещения воздуха системы вентиляции делят на естественные и искусственные (механические). Естественная вентиляция обеспечивается либо за счет гравитационного давления, возникающего вследствие того, что наружный и внутренний воздух имеют разную плотность, либо за счет ветрового давления. При механической вентиляции перемещение воздуха осуществляется вентиляторами. Возможно применение и смешанных систем (приток естественный, вытяжка воздуха -- механическая).

По способу подачи и направлению потока воздуха различают системы вентиляции вытяжные, приточные, приточно-вытяжные и системы с рециркуляцией. Приточная вентиляция создает избыточное давление в помещении, и за счет этого исключается попадание в него загрязненного воздуха из соседних помещений или холодного воздуха извне. Вытяжная вентиляция создает пониженное давление в помещении и применяется в тех случаях, когда необходимо исключить распространение в данном помещении вредных выделений. Системы с рециркуляцией -- это системы, в которых к наружному воздуху примешивается часть вытяжного воздуха из помещения.

По способу конструктивного оформления, обслуживаемому объему системы вентиляции делятся на общеобменные, местные и смешанные. Общеобменная вентиляция -- система, которая осуществляет циркуляцию (подачу и вытяжку) воздуха во всем помещении и тем самым создает в нем некоторые средние условия микроклимата.

Она применяется при равномерном поступлении вредных веществ в воздух всего помещения и при отсутствии каких-то определенных границ у рабочих мест.

Местная вентиляция (вытяжная или приточная) создает требуемые условия только в местах нахождения людей. Конструктивно она может быть выполнена в виде воздушных душей, вытяжных зонтов, отсосов, шкафов.

По назначению системы вентиляции делятся на рабочие и аварийные. Рабочие системы должны постоянно создавать требуемые параметры микроклимата. Аварийные системы, включаемые при внезапных поступлениях в воздух помещения вредных или взрывоопасных смесей, являются, как правило, вытяжными.

Естественная вентиляция может быть организованной (аэрация) и неорганизованной (инфильтрация через неплотно закрывающиеся двери, окна, через щели и т.д.). Аэрация осуществляется в заранее установленных пределах (управляемая естественная вентиляция) через специальные проемы (форточки, фрамуги, аэрационные фонари), площади которых рассчитываются. Ее применение дает значительный экономический эффект. В зависимости от конструктивного оформления аэрация может быть бесканальной и канальной. Наружный воздух, имеющий более низкую температуру и большую плотность, чем внутренний, поступает в помещение через нижние проемы, вытесняя внутренний воздух через верхние.

В расчете и проектировании систем вентиляции можно выделить следующие основные этапы:

Выбор типа вентиляции. При решении этого вопроса руководствуются санитарными нормами, учитывают характер вредных выделений, экономические соображения.

Определение количества поступающих в помещение вредных выделений (избыточная теплота, влага, вредные пары, газы).

Определение необходимого воздухообмена, т.е. количества воздуха, которое необходимо подать в помещение или удалить из него для обеспечения заданных условий микроклимата.

Определение параметров технических средств, с помощью которых будет осуществляться вентиляция: сечения воздуховодов, типа и производительности вентиляторов, мощности электродвигателя для привода вентиляторов, производительности калориферов, размеров устройств для очистки воздуха, размещения воздухораспределительных устройств и др.

Для естественной вентиляции определяются площади вентиляционных проемов, диаметр воздуховодов при канальной естественной вентиляции.

Расчет воздухообмена в помещениях по избыткам теплоты

При выполнении расчета используется следующая формула [31]:

(п.4.1)

где L - расход приточного воздуха, м³/ч;

- количество воздуха, удаляемого из обслуживаемой рабочей зоны общеобменной вентиляцией, местной вентиляцией и забираемого на технологические нужды, м³/ч;

А=3,6-переводной коэффициент для единиц системы СИ (А=1, если тепловыделение дано в Вт);

С - теплоемкость воздухе, равная 1,2 кДж/(м * С);

Q - избыточный тепловой поток явного тепла в помещении, Вт;

- температура воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения, удаляемого системами местных отсосов, общеобменной вентиляцией, °С;

- температура воздуха, подаваемого в помещение, °С;

- температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами рабочей или обслуживаемой зоны, °С.

Количество воздуха, удаляемого местными отсосами, общеобменной вентиляцией и на другие нужды из рабочей зоны помещения, может быть определено по формуле

, (п.4.2)

Где - количество воздуха, удаляемого местными отсосами от обжарочных печей, котлов, ванн, сушилок, моечных машин и другого оборудования со значительными выделениями тепла. Количество воздуха, удаляемого местными отсосами от различного оборудования, может быть вычислено по формуле

=3600*F*V, (п.4.3)

Где F - площадь приемного отверстия (раcчетного сечения) зонта, колпака, бортового воздухоприемника, м² ;

V - средняя скорость воздуха в расчетном сечении, м/с. Данные по количеству уделяемого воздуха можно взять из паспорте производственного оборудования или ориентировочно принять по табл.п.4,1 или п.4.2 [31];

L₂ - количество воздуха, удаляемого общеобменной вентиляцией, м³/ч.

Количество воздуха, удаляемого общеобменной вентиляцией, может быть взято из паспорта или определено по нормируемой кратности воздухообмена по формуле

L₂ =U*n, где (п.4.4)

U -объем помещения, м³;

n - нормируемая кратность воздухообмена, Ч^-1

Величину L₂ можно также определить по нормируемому расходу воздуха на I чел.(табл. П.4.3), т.е.

L₂ =N*m, где (п.4.5)

N - число людей, работающих в цехе, на участке;

m - нормируемый удельный расход приточного воздуха на I человека, М³/ч;

L₃ - количество воздуха, идущего на технологические и другие нужды (окисление масла, нагретых металлов, горение топлива)

Q - избыточный тепловой поток явного тепла, поступающего в помещения, складывается из нескольких слагаемых:

Q = Q₁+Q₂+...+Q_n , где (п.4.6)

Q₁ - количество тепла, поступающего в помещение от нагретого оборудования, Вт, определяется по табл П.4.4 или П.4.5;

Q₂- количество тепла, поступающего в помещение от открытых водных поверхностей (ванн), Вт.

Теплопотоки от открытых водных поверхностей могут быть определены по формуле

(п.4.7)

Где V - скорость воздуха над поверхностью воды, м/с;

- температура воды (раствора), °С;

T_в - температура воздуха в помещении, °С;

F - площадь поверхности воды, м² .

Тепловыделения с поверхности гальванических ванн зависят от состава электролита , его температуры и равны:

ванна с серной кислотой и температурой до 75 °С -15250 Вт/(м²*ч);

ванна с соляной кислотой и температурой до 75 °С -1450 Вт/(М²*ч);

панна известкования с температурой 75°С - 100°С -48000 Вт/(м²*ч);

Q₃ - количество тепла, поступающее в помещение от людей, Вт.

Тепловыделения от работающих людей рассчитываются по формуле:

Q₃ = N_Л*q_Л (П.4.8)

Где N_Л - количество людей в помещении;

q_Л - явное количество теплоты, выделяемое 1 человеком;

при температуре 20 °С и тяжелой работе q_Л ? 120 Вт, при легкой работе и той же температуре q_Л ? 90 Вт.

Q₄ - количество тепла, поступающего в помещение от работающих электродвигателей, Вт.

Тепловыделения от электродвигателей могут быть рассчитаны по формуле:

(П.4.9)

Где Р - номинальная мощность электродвигателей, Вт;

K₁ - коэффициент загрузки, равный 0,7 - 0,9;

K₂ - коэффициент одновременности работы, равный 0,7 - 0,9;

- КПД электродвигателя при данной загрузке,

= (0,9 - 1) *_n;

где _n - КПД при полной загрузке, определяемой по каталогу или по следующим данным;

Таблица 11.2.1

Р, КВт	n	Р, КВт	n
< 0,5	0,75	10-28	0,88
5 - 10	0,95	50	0,92
0,5 -5	0,84	28-50	0,9

Q₅- количество тепла, выделяемое в помещение работающими станками в механических мастерских, Вт.

Тепловыделения от работающих станков могут быть подсчитаны по формуле:

Q₅ =0,25*N_ст (п. 4.10)

Где N_ст - установленная мощность двигателей на станках, Вт.

Q₆ - количество тепла, поступающего в помещение от электроосвещения (от осветительных приборов), Вт.

Q₆ = N_осв*а (п.4.11)

Где N_осв установленная мощность осветительных приборов, Вт ;

а - коэффициент, учитывающий вид светотехнической арматуры, приведен ниже:

Тип лампы Значение а

Люминесцентные открытые 0,9

То же, закрытые матовым стеклом 0,6

Открытые лампы накаливания 1,0

Лампы накаливания, закрытые стеклянными матовыми колпаками 0,7

Исходные данные для расчета:

Механический цех, размеры 60Ч18 м, высота 6м, количество работающих людей - 15, количество станков - 29, количество осветительных приборов - 48, = 23 °С, = 10 °С, = 20 °С.

В данном случае,

L₂ = 15*20 = 300 м³/ч

Q = Q₃+Q₄+Q₆

Q₃ = 15*100 =1500 Вт

В цеху 8 станков имеют мощность 7 КВт, 5 станков - 9 КВт, 5 станков - 10 КВт, 5 станков - 14 Квт, 4 станка - 13 КВт, 2 станка - 28 КВт.

В результате расчета получаем

Q₄ = 20635 Вт

В цеху все лампы - люминисцентные, имеют мощность 1000 Вт.

Q₆ = 48*1000*0,9 = 43200 Вт

Q = 1500+20635+43200=65335 Вт.

Тогда, расход приточного воздуха

= 5421 м³/ч

12. Экологичность проекта

12.1 Экологические аспекты технологического процесса изготовления корпуса клапана АСА8.034.159

В данном проекте при изготовлении корпуса клапана используется:

а) в основном традиционные технологические процессы (обработка металла резанием);

б) материалы и сырье -- дуралюмин Д16Т - пруток;

в) используемая энергия -- электрическая;

г) отходы (металлическая стружка)-- сдаются на вторсырье;

д) в технологическом процессе присутствует одна операция промывки и одна гальваническая операция(оксидирование).

В процессе производства корпуса клапана в окружающую среду выделяются следующие вредные вещества:

- На отрезной операции атмосферный воздух загрязняется выделениями пыли металлической (взвешенные вещества) а так же образуется стружка цветных металлов (алюминий). Алюминиевая стружка на предприятии складируется в специально оборудованных контейнерах и затем сдается на переработку (предприятие ООО «ЭКО-ВТОР»)

- На токарной операции в атмосферный воздух выделяется металлическая пыль, а так же взвешенные частицы эмульсола. Образуется алюминиевая стружка и отходы СОЖ. Отходы СОЖ на предприятии сливаются в специальный контейнер, по мере наполнения отходы вывозятся на очистные сооружения калининградской портовой нефтебазы, где и утилизируются.

- На промывочной операции при мойке деталей в ванне с каустической содой и обдувке воздухом в атмосферный воздух выделяется гидрооксид натрия. Источник выброса является организованным.

- При заточке инструмента в атмосферный воздух поступают корунд белый, железа оксид, пыль неорганическая (SiO₂ 70-20 %), углерода оксид.

- На гальванической операции при оксидировании в атмосферный воздух выделяется натр едкий, азота диоксид, азотная кислота, серная кислота, натрий ортофосфат. Источник выброса организованный.

- Для транспортирования деталей между участками используются специальные погрузчики - электрокары. При зарядке аккумуляторных батарей в гараже в атмосферный воздух выделяется аэрозоль серной кислоты. Источник выброса является организованным.

- Завод отапливается от собственной котельной, в которой установлены три котла «Prextherm 2000». В атмосферу выбрасывается азота диоксид, азота оксид, бензапирен, СО₂.

- В энерго-механическом отделе предприятия, где производится ремонт оборудования, сварочные работы, образуются отходы: масла индустриальные отработанные и остатки и огарки стальных сварочных электродов.

- При работе компрессорных установок происходит ухудшение технических свойств компрессорного масла, используемого для смазки работающих частей установки, в результате чего образуется отход масло компрессорное отработанное.

- Для освещения производственных зданий, административного корпуса и территории завода используются люминесцентные лампы. При замене вышедших из строя ламп образуется отход - ртутные лампы, люминесцентные ртутьсодержащие трубки отработанные и брак.

- На предприятии имеется заводская столовая, обеспечивающая питанием всех работающих. В результате приготовления пищи образуется определенное количество пищевых отходов.

12.2 Расчёт годового объёма стружки и СОЖ

Серийность изготовления корпуса АСА 8.034.159 - 10000 шт/год.

Масса стружки с одной детали:

, кг (12.2.1)

где М_ст - масса стружки, кг;

М_з - масса заготовки, кг;

М_д - масса детали, кг.

кг.

Тогда годовая масса стружки составит:

кг.

На операциях механической обработки применяется смазочно-охлаждающая жидкость. Поэтому, образующиеся металлические отходы, перед вторичным использованием на литейных предприятиях собираются и очищаются от смазочно-охлаждающей жидкости. Смазочно-охлаждающая жидкость, содержащая мелкодисперсные частицы металла, очищается и отправляется на повторное использование. Применение автоматизированного оборудования позволяет обрабатывать деталь на режимах близких к оптимальным. Это способствует уменьшению объема и времени использования смазочно-охлаждающей жидкости, сократить образование аэрозолей (туманов) при использовании смазочно-охлаждающей жидкости. В станках с ЧПУ подача смазочно-охлаждающей жидкости осуществляется во время процесса резания.

Т.к. после механической обработки корпуса его промывают водой, то возникает опасность загрязнения сточных вод, а вместе с ними близлежащих водоемов и земельных участков. Вода, используемая при промывке деталей содержит акустическую соду и гидроксид натрия. Отработанная вода не сливается в городской коллектор, а проходит очистные фильтры, расположенные на территории завода и вновь поступает в производство.

На территории предприятия организованы участки для временного накопления (хранения) отходов, откуда они по мере накопления вывозятся на предприятия, осуществляющие переработку, использование, обезвреживание или захоронение отходов. Временное накопление отходов на территории предприятия устанавливается исходя из класса опасности, физико-химической характеристики отходов, реакционной способности образующихся отходов, общих требований безопасности.

Открытые площадки для хранения отходов оборудованы асфальтным покрытием. Отходы, хранящиеся в производственных помещениях, защищены от влияния атмосферных осадков и не воздействуют на почву, атмосферу, подземные и поверхностные воды, своевременно удаляются (промасленная ветошь в цеху хранится не более одних суток).

На станках в данном техпроцессе используют СОЖ следующих марок:

- смазочно-охлаждающая жидкость Велс-1 (ТУ3800148843-017-94) водосмешиваемое смазочно-охлаждающее технологическое средство, полусинтетическое, образующее 2-10%-ные водные эмульсии.

- смазка технологическая СП-3 (ГОСТ 5702-75)-- водосмешиваемое смазочно-охлаждающее технологическое средство. Основные эксплуатационные характеристики: эмульгируемая, 5-10% водна яэмульсия.

Трёхмесячная норма расхода СОЖ на один станок равна 15 литров, следовательно в год на один станок расходуется 60 литров СОЖ.

На спроектированном мною механическом участке расположены 4 станка использующие СОЖ: 2 токарных станка с ЧПУ и 2 фрезерных станка с ЧПУ. Следовательно расход СОЖ в год, для изготовления корпуса клапана АСА8.034.159, составит 240 литров.

12.3 Определение годового объема ветоши и методы ее утилизации

При обслуживании станочного парка предприятия применяют ветошь обтирочную хлопчатобумажную по ГОСТ 4643-75.

В таблице 12.3.1 приведены удельные показатели образования обтирочных материалов при обслуживании техники и оборудования.

Таблица 12.3.1 - Удельные показатели образования обтирочных материалов при обслуживании техники и оборудования

Наименование станков	Норма образования за смену, г. (из расчета 8-ми часового рабочего времени)
1 Специальные токарные	120
2 Фрезерные	150 - 200
3 Сверлильные	50 - 80
4 Шлифовальные, копировальные, притирочные, универсально-заточные	80 - 100
5 Заточные станки для резцов, пил, фрез, плашек и др.	35
6 Отрезные	50-90
7 Ремонт и монтаж станков	100

В технологическом процессе, согласно спроектированному механическому участку, участвуют: отрезной станок (1 шт.), сверлильные станки (3шт.), токарные станки с ЧПУ (2 шт.) и фрезерные станки с ЧПУ (2 шт.). Определим общий вес ветоши, необходимой для осуществления технологического процесса.

Р = 50 + (703) + (1202) +(1502) = 800 грамм.

Р_год=0,8Ч10000=8000 кг.

Место и правила сдачи ветоши в утиль, осуществляется в соответствии с требованиями инструкции, разработанной Ростехнадзором с учетом требований по сбору, хранению, учёту, сдаче и перевозке отработанного масла (ГСМ) и маслосодержащих отходов (ветошь промасленная, опилки промасленные, фильтра отработанные промасленные).

Ниже приведены пункты разработанной инструкции, касающиеся сбору, хранению, учёту, сдаче и перевозке отработанной ветоши:

- ветошь промасленная относится к отходам IV класса опасности (малоопасные);

- отработанная ветошь промасленная является пожаро- и взрывоопасным отходом, а также легко воспламеняющимся;

- не допускается хранение промасленной ветоши в открытых контейнерах, под открытым небом и под прямыми лучами солнца; совместное хранение с ТБО и с отработанными фильтрами, промасленными опилками, промасленным песком;

- первичный сбор промасленной ветоши должен осуществляться раздельно от других отходов в специально предназначенные металлические ёмкости. Ёмкости для сбора и временного хранения промасленной ветоши находиться как в производственной зоне так и вне её. Ёмкости обязательно должны иметь маркировку и крышку. Ёмкости запрещается ставить вблизи нагретых поверхностей и мест возможного возгорания;

- в случае если ёмкости устанавливаются на прилегающей территории, площадка для накопления промасленной ветоши должна иметь твёрдое покрытие и навес, исключающий попадание воды и посторонних предметов. Полы в помещениях и под навесами должны быть влагонепроницаемыми и маслонепроницаемыми. Площадки и навесы, где хранятся ёмкости с промасленной ветошью, должны быть ограждены;

- не допускается хранение промасленной ветоши в открытых контейнерах, под открытым небом и под прямыми лучами солнца; совместное хранение с ТБО.

При обращении с отработанной промасленной ветошью запрещается:

- устанавливать металлические емкости с промасленной ветошью вблизи нагретых поверхностей и источников открытого пламени;

- хранить промасленную ветошь совместно с другими материалами и веществами;

- вывозить промасленную ветошь для утилизации на свалки ТБО;

- привлекать для работ с промасленной ветошью лиц, не прошедших предварительный инструктаж, и лиц моложе 18 лет;

- сжигать отработанную промасленную ветошь на территории предприятия.

- учёт отработанной промасленной ветоши.

Учёт наличия и движения промасленной ветоши организуется на предприятии независимо от формы собственности и ведомственной принадлежности.

Учёт ведётся в специальном журнале, где в обязательном порядке отмечается движение новой (не отработанной) ветоши и отработанной ветоши.

Страницы журнала должны быть пронумерованы, прошнурованы и скреплены.

Журнал учёта должен заполняться ответственным лицом (на промышленной базе, на участке строительства). Обязательно указывается количество, дата приёмки и лицо которое сдаёт отработанную промасленную ветошь.

Не позднее 10 числа месяца, следующего за отчётным периодом лицо, заполняющее журнал должно предоставить инженеру - экологу в отдел Охраны Труда предприятия справку о количестве сданной отработанной промасленной ветоши в специализированные предприятия.

Отработанная промасленная ветошь сдается на утилизацию в специализированные организации, имеющие лицензию на деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортировке, размещению опасных отходов.

Отработанная промасленная ветошь перед сдачей должна быть взвешена.

При транспортировке промасленную ветошь укладывать так, чтоб избежать возможности выпадения из кузова машины при перевозке.

В настоящее время на предприятии промасленную ветошь сдают в специализированную организацию по ее уничтожению.

12.4 Вывод

Предприятие предприняло меры для защиты окружающей среды от воздействия на нее экологически вредных факторов. Так отработанная СОЖ вывозится на территорию рыбного порта, металлическая стружка на территорию предприятия «Эковтор» для дальнейшей переработки, ветошь промасленная - на полигон промышленных отходов в п. Круглово.

Так как причиной разработки нового технологического процесса изготовления корпуса клапана АСА8.034.159 является замена устаревших станков на станки с ЧПУ, то внедрение нового технологического процесса в производство существенно не повлияет на состав и изменение экологических аспектов существовавших на предприятии ранее.

Заключение

В дипломном проекте решены следующие основные задачи:

1.проведен анализ технологической размерной цепи

2.выбрана заготовка для корпуса клапана;

3.разработан технологический процесс изготовления корпуса клапана;

4.произведен расчет режимов резания механической обработки по основным технологическим операциям, произведено техническое нормирование операций;

5.спроектировано и рассчитано приспособление на токарную и сверлильную операцию;

6. Спроектирован стенд для испытаний клапана на средний ресурс работы;

7. Разработан план участка механической обработки корпуса клапана и рассчитана загрузка оборудования;

8. Выполнен обзор системы ЧПУ SINUMERIK 810D и 2С42, а так же обзор применяемых при обработке корпуса циклов

9.определена экономическая эффективность от внедрения нового оборудования.

Список используемой литературы

1. Александров Ю.П. Технология машиностроения: Методические указания к лабораторным работам для студентов специальности 170600 “Машины и аппараты пищевых производств” и специальности 120100 “Технология машиностроения” по курсу “Технология машиностроения”, Калининград, 2014-43с.