Разработка прогрессивных технологических процессов

Nобор - суммарная мощность установленного оборудования, кВт.,

Nобор = 170.5 кВт.

(кВт/ч);

(грн.)

Расходы на электроэнергию для освещения

Затраты на электроэнергию для освещения определяются по формуле:



где 15 - средняя часовая затрата электроэнергии, кВт/ч на 1 м3 площади участка;

Sобщ - площадь участка, м2., Sобщ =685 м2

2500 - число часов освещения в год при двусменной работе;

1,05 - коэффициент, который учитывает дежурное освещение.

(грн.)

Расходы на воду для производственных потребностей

В механических цехах затраты на приготовление охлаждающих жидкостей определяются исходя из их затраты в пределах 14 - 18 м3 в год на 1 станок при двусменной работе.

где N - количество станков, N=12 шт.

Св - тариф на воду, Св =5 грн/м3.

(грн.)

Затрата воды на бытовые потребности рассчитываются исходя из расходов на хозяйственно-санитарные потребности 25 л на каждого работника и число выходов каждого работника в год. Затрата воды для душевых принимаются 60 л на каждого работающего в смене.

где n - количество рабочих дней на год, n=257 дней;

Св - стоимость 1 м3 воды, Св=5 грн/м3.

(грн.)



(грн.)

Расходы на отопление участка

Затраты на отопление участка определяются по формуле:

,

где S - площадь участка, м2;

N - количество месяцев отапливаемого периода;

Св - тариф на отопление на текущий период времени, Св=6 грн.

(грн.);

Расходы на сжатый воздух

Сжатый воздух тратится на обдувку станков (для удаления стружки, обдувки деталей, после мойки и во время составления, в пневматических зажимах и инструментах, а также в распылителях краски). Годовая затрата сжатого воздуха в кубических метрах подсчитывается по формуле:

где Нст - количество приемников данного наименования;

Вп - затрата воздуха одним приемником, м /год;

Кзп - коэффициент использования приемника в изменение;

Фи - эффективный фонд рабочего времени на год, часы.

В формуле учтено увеличение теоретической годовой затраты воздуха на 20-30 % для компенсации потери воздуха. При укрупненных расчетах можно принять: при обдувке станков затрата воздуха-1.5 -2.0 м/ч на каждый станок; при обдувке детали после мойки - 1.0-1.2 м/ч на одно установленое сопло; при оборудовании станка пневматическими зажимами - 0.1-0.5 м/ч на станок. Средняя стоимость 1000 м3 сжатого воздуха берется по данным базового предприятия или прейскуранту на момент сбора данных, Сс.в.=0,02грн

(грн.)

4.4 Расчет суммы общепроизводственных расходов

Общепроизводственные расходы подразделяются на постоянные и переменные. К переменной части ОПР относятся расходы на обслуживание и управление производством, которые изменяются прямо пропорционально к изменению объема производства. К постоянным ОПР относятся расходы, которые остаются неизменными при изменении объема производства.

В свою очередь постоянные ОПР могут быть распределенными на производственную себестоимость и нераспределенными, включенными в состав себестоимости реализованной продукции. Фактическая сумма постоянных ОПР распределяется на производственную себестоимость пропорционально трудоемкости фактического объема производства.

Перечень статей общепроизводственных расходов, их расчет и распределение на постоянные и переменные возведены в таблице 4.4.1.

4.5 Расчет калькуляции себестоимости продукции

Состав статей калькуляции может быть изменен в соответствии с принятым на базовом предприятии или фирме. Топливо и энергия для технологических потребностей учитывается в калькуляции, если такой же учет есть на базовом предприятии или фирме. В противоположном случае они входят в состав смет общепроизводственных расходов

Калькуляцию себестоимости продукции оформим в виде таблицы 4.5.1.

Таблица 4.7 - Калькуляция себестоимости продукции

Наименование статей	Базовый вариант	По проекту	Уменьшение (-), увеличение (+)
1	2	3	4
1 Сырье и материалы (за отчислением отходов)	5341.25	4273	-1068.25
2 Основная заработная плата производственных рабочих	13397.1	10717.69	-2679.4
3 Дополнительная заработная плата производственных рабочих	4019.1	3215.3	-803.8
4 Отчисления на соцстрах	6531	5224.8	1306.2
5 Общепроизводственные расходы	36731.8	29385.5	-7346.3
6 Общая производственная себестоимость	66020.4	52816.3	13204.1
7 Административные расходы	6602.03	5281.63	1320
8 Расходы на сбыт	1320.4	1056.3	264.1
9 Всего операционных расходов	73942.7	59154.2	-14788.5
10 Прибыль (25-30% от п.9)	18485.7	14788.6	3697.1
11 Оптовая цена (9+10)	92428.5	73942.8	18455.7
12 НДС (20% от п. 11)	18485.7	14788.6	3697.1
13 Отпускная цена (11+12)	110914.3	88731.4	22182.9

4.6. Расчет эффективности проекта

4.6.1 Расчет прибыли и рентабельности

Расчет прибыли и рентабельности осуществляется исходя из прогнозируемых объемов производства (в год), цен на единицу продукции, производственной себестоимости и суммы административных расходов и расходов на сбыт, которые сложились. К административным расходам относятся:

- расходы на содержание аппарата управления и служебные командировки;

- расходы на содержание основных средств и невещественных активов общехозяйственного назначения;

- расходы за консультативные услуги;

- расходы на связь;

- расходы на урегулирование споров в судебных органах;

- плата за расчетно-кассовое обслуживание;

- другие расходы общехозяйственного назначения. Для упрощения расчетов величину административных расходов примем в размере 8 - 10% от производственной себестоимости.

К расходам на сбыт относятся:

- расходы на упаковку;

- расходы на тару; - оплата труда работникам, которые обеспечивают сбыт;

- расходы на предпродажную подготовку товара;

- командировочные расходы службы маркетинга;

- транспортные расходы, связанные с реализацией продукции;

- расходы на гарантийный ремонт;

- другие расходы, связанные с сбытом продукции.

Ориентировочную сумму расходов на сбыт примем в размере 2-3% от производственной себестоимости.

Таблица 4.8 - Расчет прибыли

Показатели	Сумма, грн.
1 Выручка от реализации продукции (цена изделия х на программу выпуска)	8873140
2 НДС (1/6ВРП )	1478856.6
3 Чистая прибыль (п. 1 - п. 2)	7394283.4
4 Себестоимость реализованной продукции (производственная себестоимость всей программы)	5281630
5 Валовая прибыль (п. 3 - п. 4)	2112653.4
6 Административные расходы	422530.4
7 Расходы на сбыт	105632.6
8 Финансовый от операционной деятельности (п. 5 - п. 6 - п. 7)	1584490.4
9 Налог на прибыль (30% от п. 8)	475347.12
10 Чистая прибыль (п. 8 - п. 9)	1109143.28

Рентабельность продукции = Чистая прибыль / Себестоимость реализованной продукции *100%

Рентабельность продукции = 1109143.28/5281630х 100%=21%

Рентабельность производства определяется по формуле:

где Пч - чистая прибыль от производства и реализации продукции, грн.;

АУ - суммарная величина амортизации основных производственных фондов, грн;

К - величина капвложений на создание новых ОПФ для реализации проекта, грн.;

ОС - стоимость оборотных средств (при укрупненных расчетах 25-30% от стоимости основных фондов, грн.)

(%)

4.6.2 Окупаемость капитальных расходов

Расчет периода окупаемости выполняется по формуле

где ПО - период окупаемости вложенных средств по инвестиционному проекту;

К - сумма средств, которые инвестируются, направляются на реализацию, состоит из капитальных вложений;

Пч - чистая прибыль;

А- суммарная амортизация основных производственных фондов.

(г)

4.6.3 Коэффициент роста производительности труда

Коэффициент роста производительности труда рассчитывается по формуле:

Тпр, Тбаз - проектная и базовая трудоемкость продукции.

4.6.4 Расчет фондоотдачи, фондоемкости, и фондовооруженности

Показатель фондоотдачи рассчитывается по формуле:

где ПВ - выпущенная за год продукция, грн.;

Фос - стоимость основных производственных фондов, грн.

Показатель фондоемкости Фе является обратным показателем фондоотдачи и определяется по формуле:

Показатель фондовооруженности ФВ является обратным показателем фондоотдачи и определяется по формуле

где Рсп - учетная численность производственных рабочих.

(грн./чел.)

Показатели экономической эффективности проекта сводим в таблицу 4.9.

Таблица 4.9 - Показатели экономической эффективности проекта

Показатели	Ед. измерения	Значение
Прибыль	тис. грн.	1109.14
Рентабельность продукции	%	21
Рентабельность производства	%	35
Период окупаемости	год	2.1
Рост производительности труда	-	1.3
Фондоотдача	грн. в год / грн.	1.7
Фондоемкость	грн. в год / грн.	0.89
Фондовооруженность	грн. / чел.	232342

4.6.5 Расчет критического объема (точки безубыточности)

Анализ безубыточности проводят в алгебраической или в графической форме. График взаимосвязи между расходами, объемом и прибылью предприятия имеет вид графика безубыточности. Зависимость доходов, переменных, постоянных расходов и реализации продукции, можно представить в виде формул.

Выручка:

,

где Цизд - стоимость за единицу продукции, грн.;

N - программа изготовления и реализации продукции.

(грн.)

Переменные расходы на весь объем выпуска:

где Звир - переменные расходы на единицу продукции;

(грн.)

Постоянные расходы на весь объем выпуска - сумма ОПР, административных и расходов на сбыт:

Зпост =2432905.6+422530.4+105632.6=2961068.6

Прибыль операционная:

где Зпост - постоянные расходы на весь объем выпуска - это постоянная часть ОПР, административных расходов и расходов на сбыт.

(грн.)

В точке безубыточности ОП=0. Выручку в точке безубыточности можем представить в виде как умножение объема в точке безубыточности и цены единицы продукции. В этом случае вышеприведенная формула имеет следующий вид:

(шт.)

Критический объем производства и реализации можно рассчитать не только в натуральном, но и в стоимостном, выражении. Экономический смысл этого показателя - выручка, при которой прибыль производства равняется нулю: если фактическая выручка предприятия больше критического значения, оно получает прибыль, в противоположном случае - убыток. График безубыточности приведен на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - График безубыточности

Основные технико-экономические показатели проектируемого участка (цеха) представлены в таблице 4.11.

Таблица 4.10 - Технико-экономические показатели

Наименование показателей	Ед. измер.	Проектный вариант
1	2	3
1 Годовой выпуск продукции	шт. тыс.грн	100 88731.40
2 Площадь производственная	м2	685
3 Количество работающих, в т.числе: основных рабочих вспомогательных рабочих руководителей специалистов служащих	чел.	39 28 6 3 1 1
4 Фонд заработной платы, в т.числи: основных рабочих вспомогательных рабочих других категорий	тыс.грн	1671.5 1393.2 83.5 194.8
4 Стоимость основных фондов	тыс. грн.	7899.6
5 Число единиц оборудования	шт.	12
6 Производительность труда: одного работающего одного рабочего	тыс.грн./чел.	202.5 232.3
7 Коэффициент изменяемости		2.1
1	2	3
8 Коэффициент загрузки оборудования		0,77
9 Средняя заработная плата	грн.	4146.72
10. Коэффициент роста производительности труда		1,3
11 Себестоимость единицы продукции	грн	52816.30
12 Сумма общепроизводственных расходов	грн	29385.5
13 Процент общепроизводительных расходов	%	274

В результате проведенных расчетов можно сделать вывод, что проект представляется эффективным за счет снижения расходов, снижения общепроизводственных расходов.

5. ОХРАНА ТРУДА

5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

На спроектированном участке ремонтно-механического цеха при механической обработке возникает ряд физических, химических, психофизиологических и биологически опасных и вредных производственных факторов.

На работающих станках опасными производственными факторами является:

- движущиеся части производственного оборудования

- стружка обрабатываемых материалов,

- осколки при ломке инструментов,

- высокая температура поверхности обрабатываемых деталей и инструмента;

- повышенное напряжение в электрической цепи или статическое электричество, при котором может состояться замыкание через тело человека,

- возможность возникновения пожара.

При механической обработке, особенно на скоростных режимах, что образуется стружка, имеет высокую температуру и большую кинематическую энергию, являет собой опасность не только для работающего на станке, но и для лиц, которые находятся вблизи станка. Самые распространенные вследствие этого являются травмами глаз. Глаза могут повреждаться также пылевыми частицами обрабатываемого материала, осколками резательного инструмента и частицами абразива. Стружка, которая попадает на открытые участки тела, вызывает ожоги, а которая попадает на пол, портит обувь.

Большинство инструментов, применяемого на участке имеют сборную конструкцию и оснащенные твердосплавными пластинами. При несоблюдении, установленных режимов резания твердосплавные пластины могут разрушаться и наносить травмы.

К физическим вредным производственным факторам, характерным для процесса резания относят: повышенную запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; высокий уровень шума и вибрации; недостаточную освещенность рабочей зоны; наличие прямой и отбитой блеклой; повышенную пульсацию светового потока, недостаточное освещение рабочей зоны.

Аэрозоль нефтяных масел, которые входят в состав смазочно-охладительной жидкости, может вызывать раздражение слизевых оболочек верхних дыхательных путей, способствовать снижению иммунобиологической активности. Сложная смесь паров, газов и аэрозолей является химическими вредными производственными факторами.

К психофизиологическим вредным производственным факторам можно отнести физические перегрузки при установке, закреплении и снятии крупногабаритных деталей, напряжение зрения, монотонность труда.

К биологическим факторам относят болезнетворные бактерии и микроорганизмы, которые появляются при работе со смазочными жидкостями станка.

5.2 Разработка мероприятий по обеспечению безопасных условий труда

Требования к производственному оборудованию

Согласно ГОСТ 12.2.003-91 «Оборудование производственное. Общие требования безопасности» безопасность оборудования обеспечивается:

1.Выбором принципов действия конструктивных схем безопасных элементов конструкции;

2.Применением конструкции средств механизации, автоматизации и дистанционного управления;

3.Применением в конструкции средств защиты;

4.Выполнением эргономичных требований;

5.Выполнением требований безопасности в технологической и конструкционной документации по монтажу, эксплуатации, ремонту и транспортировке;

6.Применением в конструкции соответствующих материалов.

При обработке на фрезерных станках используют специальные экраны и щитки, а также специальные пылестружкоуловители, которые устанавливаются и крепятся на хоботе станка. Конструкция пылестружкоуловителя позволяет исключить травмирование работающего в случае вылета элемента фрезы или осколка, защищает от случайного попадания рук в рабочую зону. Многооперационные станки (с ЧПУ), оснащены инструментальным механизмом с автоматическим изменением инструмента должны иметь защитные устройства, которые защищают от возможного травмирования работающих, инструментом, который находится в магазине при его повороте.

При работе на шлифовальных станках уделяют внимание соблюдению норм безопасности при установке и закреплении инструмента на шпиндель, безопасным приемом правки. Обязательно при большом количестве образования пыли станки обеспечиваются устройствами для удаления пыли и аэрозолей.

Верстать из ЧПК и автоматы имеют защитные средства с блокирующими устройствами, которые предотвращают включение шпинделя при поднятии ограждения патрона, а также переключения частоты вращения шпинделя станка, когда не закрытая дверка ограждение шестирень гитары.

Все вращательные части токарно-револьверных станков-автоматов ограждены защитными тулупами и экранами.

Органы управления станков и других производственных оборудований окрашиваются в зависимости от функционального назначения в соответствующие сигнальные цвета за ГОСТ 12.4.026-76 ССБТ.

Производственные помещения, в которых осуществляются процессы обработки резанием, обязаны, отвечают требованиям СНиП 11-2-80, СНиП 11-89-80, санитарных норм проектирования промышленных предприятий СН 245-71. Бытовые помещения цеха отвечают требованиям СНиП 11-92-76. Все помещения оборудуются средствами пожаротушение за ГОСТ 12.4. 009-83. Размещается встаткування в производственных помещениях в зависимости от выбранной схемы, виду транспорта в цехе, размеров обрабатываемых деталей в соответствии с установленными нормами.

Требования к технологическим процессам

Разработка технологической документации, организация и выполнение технологических процессов обработки резанием отвечают требованиям системы стандартов безопасности труда ГОСТ 12.3.002-75 «Процессы производственные. Общие требования безопасности» и ГОСТ 12.3. 025-80 «Обработка металлов резанием. Требование безопасности».

Для обеспечения безопасности работы режимы резания должны отвечать требованиям стандартов и техническим условиям для соответствующего материала и инструмента.

Для охлаждения зоны резание допускается применение минерального масла с температурой вспышки не ниже 15°, свободное от кислот и влаги. МОР подают в зону резания методом распыленности в соответствии с гигиеническими требованиями.

Стружку и другие отходы производства убирают с помощью разных приспособлений (щеток) в специальную тару.

При эксплуатации шлифовальных станков обязательным является обзор и соблюдение правил хранения абразивного инструмента, испытания круга на прочность. Испытания кругов проводят на специальных стендах путем вращения круга без нагрузки со скоростями, которые превышают рабочие скорости на 30-50%. Транспортировки абразивного инструмента проводят с соблюдением специальных мер пресечений. Дно и борта тары должны быть обшитые мягким материалом, круги заключаются на слой спилок или древесной стружки.

Для исключения травматизма оборотными фрезами не допускается измерять деталь и проверять шероховатость обработанной поверхности вблизи оборотной фрезы, а также выполнять поджим крепежных элементов по поступь обработки.

Контроль на станках размеров обрабатываемых заготовок и снятия деталей для контроля проводятся лишь при отключенных механизмах вращения или перемещения заготовок, инструмента и приспособлений.

Требования к организации рабочего места

Организация рабочих мест отвечает ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ «Общие эргономичные требования. Рабочие места при выполнение работ сидя» и ГОСТ 12.2.033-78 «Общие эргономичные требования. Рабочие места при выполнение работ стоя».

Для работающих в технологическом процессе обработки резанием будут оборудоваться удобные рабочие места, которые не сжимают их действия во время выполнения работы. На рабочих местах предусматривается площадь, на которой размещаются стеллажи, столы и другие устройства для размещения оснащения, материалов, заготовок, готовых деталей и отходов производства.

На каждом рабочем месте возле станка на полу предусмотренные ґрати на всю длину рабочей зоны и по ширине не меньше 0,6м от выступающих частей станка. Материалы, детали, готовые изделия у рабочих мест должны заключаться на стеллаже и в ящики способом, который обеспечивает стабильность и удобство увлечения при использовании грузоподъемных машин. Высвобождаемую тару и паковочные материалы своевременно удаляют из рабочих мест в специально отведенные места.

Охрана окружающей среды

На некоторых станках участка обработки изделий ведется с применением смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Антимикробная защита СОЖ должно проводить с добавлением бактерицидных присадок и периодической пастеризацией жидкости. Периодичность замены СОЖ должна устанавливаться за результатами контроля ее содержания, но не реже однажды в шесть месяцев. Очистка емкостей для приготовления СОЖ, трубопроводов и систем подачи стоит проводить один раз в шесть месяцев, для масляных и один раз в три месяца для водных СОЖ. СОЖ хранят в специальной таре в помещениях в соответствие с требованиями ССБТ 11-106-72.

Отработанные СОЖ необходимо собирать в специальную емкость. Водная и масляная фазы используют в качестве компоненты для приготовления эмульсии. Масляная фаза эмульсии поступает на регенерацию или сжигается. Концентрация нефтепродуктов в стоковых водах при сбросе их в канализацию должна отвечать требованиям ССБТ 11-32-74. Водную фазу СОЖ очищают за предельно допустимой концентрацией или разбавляют к допустимому содержанию нефтепродуктов и сливают в канализацию.

Стружка, которая образуется в процессе производства, собирается в специальную тару, изготовленную соответственно ГОСТ 14861-74 и ГОСТ 19822-81, а эксплуатируется соответственно ГОСТ 12.3.010-82. После заполнения тары стружкой ее транспортируют на участок сепарации производственных отходов, с механизированной отгрузкой сепарированных метало отходов.

Дальше стружка попадает на переплавку в соответствующий цех.

Требования к освещению

Естественное и искусственное освещение производственных помещений должно отвечать требованиям СНиП ІІ 11-4-79 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования»

В цехе предусмотрено как естественное, так и искусственное освещение. При этом искусственное освещение - комбинировано. Рекомендуемая освещенность выбирается в зависимости от категории точности зрительных работ (при работе на станках - средней точности, при измерительных работах - наивысшей точности). Ен=2000лк.

Для местного освещения используют светильники. Установленные на металлорежущих станках и отрегулированные так, чтобы освещенность в рабочей зоне была не ниже установленного. Используются светильники (с направленными отражателями с защитным углом не менее 30°).

Чистка стекла, оконных прорезов и световых фонарей должна осуществляться не реже раз в год. Чистка ламп и осветительной аппаратуры также должна проводится не реже двух раз в год.

Требования к воздуху рабочей зоны

Согласно ГОСТ 12.1.003-88 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», для обеспечения чистоты воздуха и нормализации параметров микроклимата в производственных помещениях, кроме местных отсасывающих приборов, что обеспечивают удаление вредных веществ из зоны резания (пыли, мелкой стружки, и аэрозоли СОЖ), должна быть предусмотрена приливно-вытяжная общеобменная система вентиляции.

Помещение и воздуховоды от местных отсоов и общеобменной вентиляции должны очищаться за графиком, утвержденному в соответствии с принятой на предприятии формой внутренней документации.

В соответствии с требованиями СНиП 33-75 ворота, двери и технологические прорезы должны быть оборудованные воздушными и воздушно-тепловыми завесами.

Защита от шума и вибрации

Для снижения шума в производственных помещениях применяют разные приемы: уменьшение уровня шума в источнике его возникновения; звукопоглощение и звукоизоляция; установка глушителей шума; рациональное размещение оборудования; средства индивидуальной защиты.

Для уменьшения механического шума необходимо своевременно производить ремонт оборудования, заменить, по возможности, ударные процессы на не ударных, шире применять принудительное смазывание поверхностей, которые трутся, применять блокировку частей, которые вращаются.

Снижения аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока, улучшением аэродинамики конструкции звукоизоляции и установкой глушителей.

Если вибрация превышает допустимые нормы по ГОСТ 12.1.012-78, то применяют следующие методы защиты:

борьба с вибрацией в источнике возникновения, связанная с установлением причин появления механических колебаний и их устранением, например замена кривошипных механизмов на механизмы что равномерно вращаются, тщательный подбор зубчатых передач, балансирования масс, которые вращаются;

вибродемпфунирование - превращение энергии механических колебаний на других ее виды;

виброизоляция - на пути вибрации вводят дополнительную упругую связь в виде виброизоляторов из резины;

правильная организация режимов труда и отдыха.

Обеспечение электробезопасности

По ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ «Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты» к защитным мероприятиям опасности прикосновения к токопроводящих частям электроустановок относятся: изоляция, ограждения, блокировки, понижения напряжения, электрозащите средства, сигнализация.

Металлорежущие станки предусматривают наличие нулевой защиты, которая исключает непроизвольное включение станка при возобновлении внезапно исчезнувшего напряжения. Электрическая аппаратура, токоподводящие части должны быть надежно изолированные и укрытые в корпусах станков или в специальных закрытые со всех сторон шкафах, тулупах и т.д. Металлические конструктивные части станков, а также отдельно стоят электрические устройства (шкафы, пульты управления и т.п.), которые могут оказываться под напряжением в результате внешние изоляции и замыкания на корпус, повинные быть заземленные в соответствие из ПУЕ.

Для предупреждения електротравматизма придерживаются следующих правил:

при монтаже и эксплуатации встаткування соблюдают «Правила уклада электроустановок», «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителем»;

подключение, ремонт и замена встаткування осуществляется при отключенной питательной сети;

Обеспечение пожарной безопасности

Согласно ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ «Пожарная безопасность. Общие требования» пожарная безопасность предусматривает обеспечение безопасности людей и сохранения материальных ценностей предприятия на всех стадиях его жизненного цикла.

Так как на участке обрабатываются негорючие материалы, то помещение, в котором расположенный участок относится к категории «Д» за пожарной, взрывной и вибуховопожежной опасностью. Для сигнализации в случае возникновения пожара используются автоматические пожарные сообщения. На участке предусмотрены первичные средства пожаротушения: гидранты со шлангом, противопожарные щиты, оснащенные тарой с песком, вспомогательным инструментом, ручными огнетушителями.

Для предупреждения возникновения пожара придерживаются следующих правил:

в таре, предназначенной для сбора стружки и других отходов не должна находиться легковоспламеняющаяся жидкость или другое вещество;

должен проводиться своевременный противопожарный инструктаж;

заземление и контроль статического электричества пылеуловителей, воздуховодов, вентиляционных установок;

предусматривают устройства для выключения при коротком замыкании, как всей электрической сети, так и отдельных ее участков. Выключатели, в которых по условиям эксплуатации происходит прерывание тока, закрывают тулупами, которые предотвращают возникновение пожара от искры или электрической дуги;

повышают огнестойкость дома и сооружений облицюванням или отштукатуриванием металлических конструкций.

5.3 Расчет системы местной вентиляции

Так как в проектируемом технологическом процессе используются шлифовальные станки, то нужно рассчитать местную вентиляцию, которая обеспечит отвод пыли от станков. Нужно рассчитать систему пневматического удаления пыли и стружки от шлифовального станка, диаметр шлифовального круга 750 мм, скорость круга 30 м/с, который осуществляет тонкое шлифование стального вала. Пылевой факел непосредственно направлен в отверстие тулупа диаметром 350 мм. Предусмотреть очистку вентиляционного воздуха на циклонах и матерчатых фильтрах.

Скорость воздуха в установленном отверстии тулупа при направлении пылевого факелу непосредственно в отверстие:

V0=0,25·Vk,(5.1)

где Vk - скорость вращения шлифовального круга, м/с.

V0=0,25·30=7,5 (м/с)

Определяем площадь пересечения отверстия ветровода:

(5.2)

где d - диаметр отверстия тулупа, м.

Определяем количество воздуха, которое необходимо для удаления пыли и стружки:

L1=3600·F·V0(5.3)

L1=3600·0,096·7,5=2594,7 (м3/час)

L2=k·D,(5.4)

где k=2 - коэффициент, который зависит от типа круга;

D - диаметр круга, мм

L2=2·750=1500 (м3/час)

Для последующего расчета избираем больший участок L=259,7 м3/час. Тонкое шлифование сопровождается выделением 25-50 г/час пыли; для расчета берем Gi=50 г/час.

(5.5)

де Gi - количество стружки и пыли, которое образуется при роботе одного станка;

n - количество станков;

ц=0,7 - коефіцієнт, который учитывает одновременную работу станков.

г/час = 0,035 кг/час

Количество пыли, которая поступает после циклона на фильтр:

(5.6)

где - коэффициент эффективности работы циклона.

Количество пыли, которая поступает после фильтра:

(5.7)

где - коэффициент эффективности работы фильтра.

Концентрация пыли в воздухе после очистки:

, (5.8)

где L - затрата воздуха, м3/час

(мг/м3)

Концентрация пыли в воздухе не превышает предельного допущения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны (ПДК=6мг/ м3), то есть условие безопасности выполняется.

Проверим условие нормальной работы фильтра:

, (5.9)

где - площадь фильтрующей поверхности, м2;

- площадь фильтра за допустимой нагрузкой воздухом, м2.

- площадь поверхности фильтра:

, (5.10)

где t=4 год - интервал времени между циклами очистки фильтра;

А=0,2 кг/ м2 - допустимая пылеёмкость ткани фильтра.

Площадь фильтра за допустимой нагрузкой:

, (5.11)

где Iдоп = 350 м3/(м3 час) - допустимая нагрузка за воздухом

м2

0,14<7,41

Условие нормальной работы фильтра не выполняется. Для выполнения условия очистки фильтра можно проводить реже.

6. ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА

Задание: разработать мероприятия, направленные на повышение стойкости работы ремонтно-механичного цеха, в случае взрыва 132 тонн скрапленного пропана на расстоянии 515 метров.

Механосборочный цех, который реконструируется, располагается в промышленном здании с металлическим каркасом, с крановым оборудованием грузоподъемностью к 100т.

В цехе размещается следующее оборудование: средние станки (Токарный станок мод. 16К30; Токарный станок с ЧПУ мод. OKUMA LB-400; Горизонтально-расточной станок мод. 2М615; Круглошлифовальный станок мод. 3М194; Вертикально-фрезерный станок мод. 6550 Ф3; Радиально-сверлильный станок мод. 2М57); тяжелый станок Deltameb 400; краны и крановое оборудование грузоподъемностью 100 т., контрольно-измерительная аппаратура, коммунально-энергетические линии: трубопровод углубленный на 20 см., железнодорожные пути, кабельные подземные линии. Проектируемый участок цеха, предназначенная для изготовления гидроцилиндра привода выталкивателя стола пресса штамповочного.

Участок работает в две смены.

Размеры участка установлены исходя из габаритов оборудования, требований техники безопасности и санитарных норм. Ширина участка 24 метров, высота 8,7 метров, расстояние, между колоннами 5 метров.

Вычислим величину избыточного давления ударной волны в месте расположения объекта:

-определим радиус действия детонационной волны:

r1=17.5

где r1- радиус действия детонационной волны, м.

Q-количество взрывоопасного вещества, т.

r1=17.5=89.1 м.

-определим радиус действия продуктов взрыва:

r2=1.7r1

где r2-радиус действия продуктов взрыва, м.

r2=1.7Ч89.1=151.5 м.

Сравнивая величины r1 и r2 с расстоянием от центра взрыва до объекта, можно сделать вывод, что объект находится в третьей зоне - зона действия воздушной ударной волны.

Вычислим величину избыточного давления, для чего сначала рассчитываем относительную величину ц:

ц =0.24Ч r3/ r1

где r3- расстояние от объекта, который находится в третьей зоне, до центра взрыва.

ц =0.24Ч 515/ 89.1=1.39

Затем, чтобы вычислить избыточное давление ударной волны, воспользуемся одной из нижеприведенных формул, кПа:

если ц?2, то

если ц>2, то

где ?Р - избыточное давление ударной волны, кПа.

В нашем случае

ц =1.39<2, следовательно,

=

Составим возведенную таблицу результатов оценки стойкости объектов к действию ударной волны. Занесем в возведенную таблицу условными обозначениями степени разрушения элементов объекта при разных избыточных давлениях ударной волны. Определим предел стойкости каждого элемента объекта, как предел между слабым и средним разрушением. Занесем полученные цифры в предпоследний столбик. Среди полученных цифр найдем наименьшую, она и будет пределом стойкости объекта в целом. Занесем эту цифру в последний столбец. Критерием стойкости объекта к действию ударной волны является значение избыточного давления, при котором здание, сооружение, оборудование объекта хранятся или получают слабые разрушения.

Таблица 6.1 - Возведенная таблица результатов оценки стойкости объекта, который проектируется, к действию ударной волны

Характеристики элементов объекта	Степень разрушения при , кПа	Предел устойчивости, кПа
	10 20 30 40 50 60 70 80 90	Еле-мента	Объек-та
Здания: Массивное промышленное здание с металлическим каркасом и крановым оборудованием грузоподъемностью 60…100 тонн											30	10
Оборудование: Средние станки: 16К30; OKUMA LB-400;2М615;3М194; 6550 Ф3;2М57												25
Тяжелые станки: Deltameb 400													40
Краны и крановое оборудование грузоподъемностью 100 т												30
Электродвигателя мощностью до 2 кВт открытые												40
Электродвигателя мощностью от 2 до 10 кВт открытые												50
Контрольно измерительная аппаратура												10
Комунально-энергетические сети и транспорт: Кабельные подземные линии	Выдерживают до 300 кПа	300
Трубопроводы углубленные на 20 см	Выдерживают до 200 кПа	200
Железнодорожные пути	Выдерживают до 150 кПа	150

Предел устойчивости каждого элемента объекта определяется как граница между слабыми и сильными разрушениями. Предел устойчивости элементов в нашем случае 10 кПа. В результате проведенных расчетов ожидается максимальное избыточное давление фронта ударной волны 29.1 кПа, а предел стойкости объекта 10 кПа. Объект является неустойчивым к действию ударной волны. Неустойчивым элементом является контрольно-измерительная аппаратура, средние станки. Необходимо повысить стойкость этих объектов до 30 кПа.

Для повышения устойчивости объекта предлагаем следующие мероприятия:

- для повышения устойчивости средних станков - надежное крепление станков к фундаменту; устройство контрфорсов, которые повышают устойчивость станков к опрокидыванию;

- для повышения устойчивости контрольно-измерительной аппаратуры - установка на них защитные конструкции (навесов, кожухов, защитных козырьков).

7. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Анализ методов отделочно-упрочняющей обработки направляющих поверхностей штоков гидроцилиндров.

Надежность и ресурс современных машин в значительной мере определяются состоянием и несущей способностью поверхностного слоя их деталей. Параметры этого слоя, как правило, формируются на финишных операциях обработки и определяются технологией производства. Во многих случаях для обеспечения заданного высокого качества обработки используют поверхностное пластическое деформирование (ППД). Широкое применение такого метода объясняется его техническими достоинствами (простотой реализации, сравнительно высокой производительностью, универсальностью, высокой стойкостью и надежностью используемого инструмента). Наряду с достоинствами, ему присущи недостатки, существенно ограничивающие технологические возможности: необходимость тщательной (без задиров и наростов), точной по размерам предварительной обработки поверхности с низкой исходной шероховатостью; возможность возникновения во время процесса ППД перенаклепа и шелушения обрабатываемой поверхности; сложность и трудоемкость процедур экспериментального установления режимных технологических параметров и т.п.

Обработка поверхностным пластическим деформированием (ППД) -- это вид обработки давлением, при которой с помощью различных инструментов для рабочих тел пластически деформируется поверхностный слой материала обрабатываемой детали; применяется при восстановлении деталей из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов, обладавших достаточной пластичностью.

Преимущества и недостатки методов пластической поверхностной обработки (ППД)

По сравнению с традиционными методами конечной обработки резания ППО имеет много преимуществ. Как преимущества, так и недостатки, имеют разное значение для отдельных способов поверхностной пластической обработки, и поэтому их следует анализировать в связи с конкретными случаями обработки. Однако можно выделить две группы основных преимуществ, характерных для большинства способов ППО, значение которых может облегчить проектирование технологических процессов.

Преимущества, связанные с качеством обрабатываемой детали

возможность получения поверхности с очень малой шероховатостью (Ra=0.08 мкм), а также больших радиусов закруглений вершин и впадин, значительно больших, чем после шлифовки;

большая несущая способность поверхности, гарантирующая значительную стойкость соединений;

большая стойкость инструмента для ППО, что облегчает автоматизацию процесса, а также применение инструмента в линиях и обрабатывающих центрах;

возможность применения инструмента для ППО на универсальных станках, а также простота их обслуживания;

малая потребляемая мощность для реализации операций обработки и лучшее использование обрабатываемого материала из-за обработки без снятия стружки;

возможность замен поверхностной пластической обработкой трудоемких операций конечной шлифовки (хонингование, притирка, полировка);

возможность сочетания ППО с обработкой резанием в одной операции при применении специальной оснастки (точение или расточка в сочетании с ППО);

возможность замены в определенных случаях термической или термохимической обработки операциями упрочняющей ППО;

возможность обработки твердых гальванических покрытий и диффузионных слоев с высоким сопротивлением абразивному износу (ППО алмазным элементом, азотированным или хромированных поверхностей);

обработка без охлаждения зоны ППО;

большая безопасность рабочего во время работы;

отсутствие на поверхности после ППО твердых обломков инструмента (зерен абразива) и стружки;

сохранение непрерывности внутренних волокон металла, а также минимальный нагрев детали, исключающий возникновение прижога, обезуглероживания и термических напряжений;

повышение сопротивления воздействия таких эксплуатационных факторов, как поверхностная усталость, поверхностная коррозия;

возможность придания поверхностному слою определенных свойств;

возможность ликвидации локальной концентрации остаточных напряжений;

малый коэффициент трения и хорошая адгезия смазочных веществ к поверхности, обработанной с помощью ППО.

Как известно, одним из наиболее эффективных направлений совершенствования технологий является комбинирование различных методов воздействия на обрабатываемую поверхность. В этом плане комбинирование ППД до сих пор преимущественно производилось с принципиально другими видами обработки (химико-термической, закалкой ТВЧ, электроэрозионным упрочнением, лазерной термической, электромеханической и нанесением покрытий), которые различаются природой упрочняющего воздействия, эффективностью и областями применения. Такие технологии обеспечивают повышение эксплуатационных свойств обработанных поверхностей, улучшают декоративный вид изделий, однако не всегда способны удовлетворить современные требования как по качеству обработки, так и особенно по экологической безопасности и энергоемкости производства.

Для получения интегрированного результата представляются целесообразными разработка и исследование новых методов ППД, базирующихся на параллельном комбинировании в едином процессе различных принципов механического взаимодействия деформирующего инструмента с обрабатываемой деталью.

Для определения направления исследований на первом этапе был проведен сравнительный анализ имеющихся методов ППД по существующим технологическим возможностям: качеству обработанной поверхности, производительности процесса, стойкости инструмента и т.п. (таблица 7.1).

По результатам анализа видов механических воздействий установлено, что, несмотря на определенные достоинства динамической обработки (прерывистый контакт инструмента с обрабатываемой деталью, отсутствие пластической волны материала перед инструментом; лучший отвод тепла из зоны обработки; относительно меньшее усилие при поверхностной пластической обработке; возможность обработки фасонных поверхностей с некруглой образующей и т.п.), имеются значительные недостатки по сравнению со статической обработкой (относительно небольшая глубина упрочненного слоя, малая размерная точность обработанных деталей, значительный уровень шума при работе большинства инструментов). Таким образом, представляется наиболее целесообразным комбинирование статических методов ППД. Анализ технологических возможностей таких методов приведен на рисунке.

На основании данных рисунка можно сделать вывод, что обкатыванию разумно отдавать предпочтение в тех случаях, когда требуется создание глубокого упрочненного слоя, обеспечение более высокой производительности, а также при обработке материалов, исключающих выглаживание алмазом. Превалирование выглаживания целесообразно при жестких требованиях к шероховатости поверхности и повышенной поверхностной твердости, при меньшей требуемой глубине наклепа, при обработке маложестких деталей и инструментов, а также для отделочно-упрочняющей обработки мелких деталей в приборостроении.

Таблица 7.1 - Анализ методов ППД

Вид ППД	Метод упрочнения	Достоинства	Недостатки	Возможность и область применения
1	2	3	4	5
Статический наклеп - качение	Обкатывание	Повышается усталостная прочность и долговечность. Возможность получения поверхности с низкой шероховатостью. Остаточные напряжения распространяются на большую глубину. Предел выносливости в коррозионной среде повышается более чем в 4 раза	Специально изготавливаемый инструмент. Абсолютная величина остаточных напряжений небольшая. Обработка ведется с малыми подачами и в 1-3 прохода. Специальная подготовка поверхности под обработку	Глубокий упрочненный слой, значительные остаточные напряжения сжатия на поверхности. Повышение усталостной прочности и долговечности деталей. Отделочная операция для повышения класса чистоты поверхности. Упрочняюще-сглаживающая обработка
	Обкатывание шариком	Самоустанавливаемость шара во время обработки обеспечивает получение менее шероховатой поверхности при небольшом давлении шара. Простота конструкции и универсальность
		обкатника. Усталостная прочность может быть повышена на 30-60%
Статический наклеп - скольжение	Дорнование (раскатывание)	Высокопроизводительный процесс, сочетающий в себе возможности чистовой, упрочняющей, калибрующей и формообразующей обработки	Небольшая глубина упрочненного слоя и величина остаточных напряжений сжатия	Шероховатость обработанной поверхности составляет Ra=0,02-0,13мкм. Глубина упрочненного слоя достигает 1-3мкм. Раскатывание используют преимущественно для упрочнения внутренних цилиндрических поверхностей диаметром 10-300мм Уменьшение шероховатости поверхности (отделка), упрочнение поверхностного слоя.
				Для ППД маложестких деталей, т.е. тогда, когда невозможно применить обработку накатыванием
Ударный наклеп	Дробеструйный наклеп	При обработке в специальных камерах упрочнение больших площадей детали возможно небольшим количеством дроби (1-2кг) без ее замены. Шероховатость поверхности Ra=0,16-0,63мкм	Требует применения специализиро-ванного оборудования. Небольшая глубина упрочнения	Для повышения долговечности таких деталей, как рессорные листы, пружины, лопатки турбин, штоки и штампы
	Центробежно-шариковый наклеп	Поверхностная твердость повышается на 20-50%, глубина упрочненного слоя составляет 0,5-3,0мм, а шероховатость Ra=0,53 мкм.	Необходима последующая механическая обработка на допустимую глубину до 0,5мм	Для окончательной обработки поверхности коленчатых валов, поршневых колец, вкладышей подшипников и других деталей

Рисунок 7.1 - Технологические возможности ППД качением и скольжением

Изучение причин поломок деталей показывает, что большинство из них вызвано усталостью металла, нормальное же функционирование машин или отдельных агрегатов нарушается чаще всего из-за быстрого износа ряда деталей. Поверхностная обработка давлением позволяет устранить или значительно снизить влияние обоих указанных факторов, повысить как прочностную, так и размерную долговечность деталей.

7.2 Схемы ППД

Существенное влияние на выбор схемы оказывают размер и форма обрабатываемой поверхности. При анализе литературы были выявлены следующие основные типы поверхностей: цилиндрические наружные и внутренние, плоские и профильные. Размер поверхности ограничивает размер рабочей части инструмента, а также оказывает влияние на схему обработки. Так, очень маленькая поверхность может привести к невозможности использования какой-либо схемы обработки, а очень большая - к неэффективности схемы.

От типа производства зависит как выбираемая схема обработки, так и целесообразность изготовления сложных дорогостоящих высокопроизводительных инструментов.

Так, чем выше серийность, тем выгоднее использовать высокопроизводительные, но сложные схемы обработки и дорогостоящий инструмент. В связи с этим для обработки одинаковых поверхностей в условиях различных производств могут быть использованы разные схемы.

На основании анализа литературы были определены основные методы ОУО ППД:

1. Статические:

накатывание, обкатывание, раскатывание (упрочняющее, сглаживающее, калибрующее);

вибронакатывание;

выглаживание (алмазным и твердосплавным инструментом);

ультразвуковое упрочнение;

электромеханическая обработка;

дорнование и поверхностное редуцирование.

2. Ударные:

импульсная обработка (чеканка);

центробежно-ударная обработка;

обработка механической щеткой;

виброударная обработка;

ударно-барабанная обработка (галтовка);

обработка дробью и др.

Для реализации этих методов используются схемы, представленные ниже (таблица 7.2).

Таблица 7.2 - Схемы ППД

Способ обработки, используемый инструмент	1	Выглаживание гладилкой с твердосплавной пластиной	Выглаживание гладилкой с алмазным наконечником	Обкатывание однороликовым обкатником упругого действия
Схема обработки	2
Параметры получаемой поверхности	точность	3	не размерная	5-7	не размерная
	Ra	4	0,32...0,63	0,04...0,08	0,08...0,63
	hµ	5	До 600	До 1000	До 5000
1	Обкатывание одношариковым обкатником (dш < 10 мм) упругого действия	Обкатывание многошариковыми обкатниками упругого действия	Обкатывание 3-х роликовым обкатником упругого действия: а - с принудительной подачей; б - с самоподачей заготовки	Обкатывание жесткими многороликовыми обкатниками
2
3	не размерная	не размерная	не размерная	6 - 8
4	0,08...0,63	0,08...0,63	0,08...0,63	0,04...0,63
5	До 5000	До 5000	До 15000	до 15000
1	Обкатывание жестким многороликовым обкатником	Обкатывание между роликами	Вибрационное обкатывание упругим одношариковым обкатником	Ударная обработка шариковыми головками инерционного действия
2
3	6-8	не размерная	не размерная	не размерная
4	0,04...0,63	0,04...0,32	до 0,04	0,16...0,63
5	до 15000	до 100	до 5000	До 500

Геометрические параметры рабочей части инструмента определяются на основании анализа процессов в очаге деформации. Геометрические размеры и форма инструмента оказывают наибольшее влияние на процесс ППД. Профиль инструмента определяет геометрию контакта «инструмент-деталь», следовательно, и все, что с ней связано: возникающие усилия, частично шероховатость получаемой поверхности, глубину упрочнения и др. Наиболее эффективным методом анализа на сегодняшний день является метод конечных элементов.

Инструментальный материал выбирается на основании анализа процессов в очаге деформации. Материал инструмента определяет в первую очередь стойкость инструмента. Его сродство с обрабатываемым материалом влияет на качество обрабатываемой поверхности, особенно при различных методах выглаживания и дорновании, когда высока вероятность схватывания материала инструмента с обрабатываемой поверхностью. Кроме того, материал инструмента оказывает влияние на его конструкцию. Наиболее перспективны твердые сплавы, как правило, с высоким содержанием кобальта: ВК8, Т15К10 и др. Они обладают наименьшим сродством с обрабатываемым материалом, высокой твердостью. Наиболее существенными недостатками твердых сплавов являются хрупкость и сложность производства инструмента из них. При неравномерном распределении нагрузки возможны пиковые усилия, способные разрушить инструмент или его рабочую поверхность. Поэтому из твердых сплавов изготовляют в основном инструмент для статических методов обработки ППД. Широкое применение для изготовления рабочих частей инструмента находят шарикоподшипниковые (для стандартных шариков и роликов), углеродистые и легированные инструментальные стали (У10А, 9ХС и др.).

Назначение твердости, шероховатости, точности изготовления рабочей поверхности инструмента является важным этапом при его проектировании. Твердость рабочей поверхности назначается для инструмента, изготовленного из различных сталей. При этом необходимо учитывать, что чем выше твердость, тем больше стойкость инструмента. Однако при чрезмерно высоких для данного инструментального материала твердостях возможно преждевременное разрушение поверхности инструмента. Твердость рабочей поверхности инструмента из твердых сплавов определяется маркой сплава.

Значительное влияние на шероховатость поверхности детали оказывает шероховатость рабочей поверхности инструмента.

При обработке происходит копирование шероховатости поверхности инструмента на обрабатываемую поверхность, поэтому желательно ее уменьшение. При различных методах выглаживания и дорновании повышенная шероховатость поверхности инструмента существенно увеличивает усилия обработки, шероховатость обработанной поверхности, может приводить к схватыванию поверхностей в отдельных точках и вырыву частиц материала детали (появлению задиров), значительному снижению стойкости инструмента и даже его поломке из-за чрезмерных усилий.

Для жестких накатников и раскатников, а также дорнов ощутимое влияние на точность получаемых размеров оказывает точность изготовления инструмента. Причем важна не только точность диаметральных размеров, но и биения, из-за которых может сформироваться волнистость на обработанной поверхности.

Конструкция инструмента определяет удобство эксплуатации, возможности инструмента с точки зрения обработки труднодоступных мест детали, надежность инструмента и в значительной степени его стоимость.

Таким образом, для проектирования инструмента предлагается алгоритм, представленный на рисунке. В дальнейшем на базе этого алгоритма планируется разработка программного обеспечения для автоматизированного выбора инструмента.

7.3 Патентный поиск

Патент № 532924

Установка для упрочняющей накатки осей на токарном станке

Установка крепится на направляющих поперечной подачи суппорта токарного станка. Состоит (см. рисунок 7.2) из двух накатных роликов 2 и 4, закрепленных на сварных кронштейнах 1 и 5. Левый и правый кронштейны соединены с промежуточными плитами 12, имеющими направляющие клинья 11. Последние служат для крепления установки на направляющих поперечной подачи суппорта токарного станка. Кронштейны связаны между собой двумя тягами 10. Один их конец закреплен на левом кронштейне, а другой соединен через траверсу 9 со штоком гидроцилиндра 8. Гидроцилиндр двухстороннего действия шарнирно осью 7 соединен с правым кронштейном. Передвижением штока гидроцилиндра осуществляется перемещение кронштейнов с роликами по направляющим поперечной подачи суппорта токарного станка. При этом осуществляется подвод и прижатие роликов к обрабатываемой поверхности или их отвод.

Рисунок 7.2 - Установка для упрочняющей накатки осей на токарном станке