n₁= n_{4 *} i (1.4)

где: i - передаточное отношение привода

i= i_1* i_2* i₃=3.3 _* 6 _* 5=99 (1.5)

i₁ - передаточное отношение ременной передачи;

i_2, i₃ - передаточное отношение, закрытый цилиндр

n₁=15_*99=1485 мин^-1

5. Выбор электродвигателя:

4А160М4УЗ, ГОСТ 19523-74

6. Уточнение передаточного отношения привода:

i= n₁/ n₄=1500/15=100 (1.6)

7. Определение мощностей, вращающих моментов и частот вращения валов:

Р_j+1=P_j+_j (1.7)

_{j +1}= _j /i_j, (1.8)

где: j =1,2....(к-1),

Р₂=Р_{1 * 1}=15,89_*0,95=15,09 кВт; Р₃=Р_{2 * 2}=15,1_*0,97=14,64 кВт

n₂=n₁/i₁=1500/3=500 мин^-1; n₃=n₂/i₂=500/6=83,33 мин^-1

Т_j=9550_*P_j/n_j (1.9)

Т₁=9550_*15,89/1500=101,16 Нм

Т₂=9550_*15,09/500=288,22 Нм; Т₂=9550_*14,64/83,33=1677,81 Нм

8. Силовые и кинематические параметры приведены в таблице 4.12.

Таблица 4.12 Силовые и кинематические параметры

Номер вала	Мощность Р, кВт	Частота вращения n, мин-1	Вращающий моментТ, Нм
1	15,89	1500	101,16
2	15,09	500	288,22
3	14,64	83,33	1677,81
4	14,14	15	9000

9. Выбор редуктора и муфты:

- муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП) ГОСТ 21424-93;

- редуктор РЦД - 550 - 30 - 2 (цилиндрический двухступенчатый, с меховым расстоянием 550мм., передаточным отношением i =30)

10. Расчет клиноременной передачи, установленной в системе привода от электродвигателя к редуктору: Р₁=15,89, n₁=1500 мин^-1, n₂=455мин^-1, i =3,3. Натяжение ремня периодическое. Решение:

- характеристики сечения ремня по ГОСТ 1284.3-80:

	h, мм	bо, мм	bp, мм	lp, мм	(dp)min, мм	А, м2	g ,кг	, кг/м3
				min 630	max 6300
Сечение ремня	11	17	14			125	138*10-1	0,18	1100…1250

Рис. 4.2 Сечение ремня

- чтобы ременная передача имела не большие габариты, диаметры берутся поменьше, а число ремней увеличится до z = 3. Диаметр ведущего шкива d ₁=160мм. Р₀3,8 кВт.

- расчет геометрических параметров передачи. Диаметр ведомого шкива:

d ₂d _1*i =160_*3,3=528мм, выбирается стандартное значение d ₂=500мм. При согласовании d_p допускается отклонение i до 4 % . При выборе межосевого расстояния передачи необходимо учесть рекомендацию:

2(d ₁+ d ₂)а 0,55(d ₁+ d ₂)+h,

где h - высота сечения ремня.

2(160+500)а0,55(160+500)+11; 1320а374

Предварительно берется а 800мм.

Длина ремня находится по формуле:

l _p2а+0,5n(d ₁+ d ₂)+ (d ₁+ d ₂)²/(4а) 2*800+0,5*3,14(500+160)+(500+160)²/(4*800)2672,36мм.

Из стандартного ряда длин ремня принимается l _p=2800мм.

- меховое расстояние по формуле:

а =;

а = =840мм

- угол обхвата ремня малого шкива:=180-57(d1-d2)/а=180-57(500-160)/840=

=157^о; 120^о 157^о - в допускаемых пределах.

- кинематические параметры окружной скорости на шкивах:

V=Пdn/60;

V₁=3.14*0.160*1500/60=12,5м/с; V₂=3.14*0.160*455/60=12.0м/с.

Учитывая упругое скольжение на шкивах, V₂<V_1.

- ресурс наработки по ГОСТ 1284.2-89 для эксплуатации при среднем режиме нагрузки Тср=2000ч. При других условиях:

Т=Тср*К1*К2,

где К1=1-коэффициент режима нагрузки; К2=1-коэффициент климатических условий.

Т= 2000*1*1=2000ч.

5. ОХРАНА ТРУДА И ЭКОЛОГИЯ

5.1 Краткие сведения по проектируемому цеху

Литейный цех предназначен для изготовления художественных изделий из бронзы и латуни.

Цех может функционировать как самостоятельное предприятие, а может располагаться на производственных площадях любого промышленного предприятия.

Цех состоит:

- участка подготовки формовочной смеси;

- участка формовки;

- участка напайки и восковки;

- плавильно - заливочного участка;

- участка обработки и сборки изделий.

Цех занимает площадь 1152 м², при общем количестве работающих - 50 человек, и годовой производительностью 24000 кг годных изделий. Предусмотрен двухсменный и трехсменный график работы цеха.

5.2 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов

По ГОСТ 12.0.003-80 ССБТ выделяются следующие факторы производственной опасности:

- Подвижные элементы производственного оборудования;

- Повышенная запыленность рабочей зоны;

- Повышенная температура воздуха;

- Повышенные уровни шума и вибрации;

- Повышенные физические нагрузки.

В соответствии с ГОСТ 12.0.003-74 в таблице 5.1 приведены следующие производственные факторы проектируемого цеха.

Таблица.5.1 Опасные и вредные производственные факторы

Участок цеха	Категория фактора	Фактор
Подготовка формовочных материалов	Вредный	Высокочастотный шум 110Дб Технологическая вибрация Пыль
Приготовления модельной массы и изготовления моделей	Опасный Вредный Опасный	Расплавленная модельная масса Испарение модельной массы Движущиеся части манипулятора изготовле-ния моделей
Напайки	Опасный Вредный	Горячее жало паяльника Испарение модельной массы при разогреве
Формовки	Вредный	Вибрация от вибровакуумной установки. Пыль SiO2 и гипса
Литейный	Опасный	Вращающиеся части заливочной установки, расплавленный металл, горячие поверхности оборудования
	Вредный	Испарение металла, пыль формовочной массы, испарение модельной массы, тепловое излучение
Обрубки и очистки	Опасный	Металлическая стружка Вращающиеся части станков
Финишной обработки	Опасный	Вращающиеся части станков

Контроль содержания вредных веществ в воздухе проектного цеха проводится не менее двух раз в смену. Для устранения вредного влияния веществ на окружающую среду предусмотрена очистка технологических выбросов. Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных ПДК.

Таблица.5.2 ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Название вредного вещества	ПДК, Мг/м3	Класс опасностей
SiO2 Гипс Окись цинка Окись олова Окись меди Свинец и его соединения Медь Парафин	1.8 10 2,8 3,5 3,9 0,01 1 5	III III III III III I II III

5.3 Техника безопасности

5.3.1 Безопасность веществ

В соответствии с ГОСТ 12.0.002-74 и ГОСТ 12.0.003-74 в проектируемом цехе к вредным производственным факторам относятся пыль, выделяющиеся газы и пары при плавке металла, которые поступают в воздух рабочей зоны.

Эти вредные вещества могут стать причиной острых и хронических заболеваний; а также отклонений в состоянии здоровья работающих. В организм человека вредные вещества попадают воздушно-капельным путем, также оседают на кожном покрове.

По ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ И - 01.12.81; 02.06.90 пыль с содержанием фракции 0,5 мм 30…50% относится к III классу опасности.

Содержание вредных примесей лимитируется ГН 2.2.5.552-96 предельно-допустимые концентрации (ПДК) для пыли SiO₂ - 0,5 мг/м³ для гипса - 2 мг/м³.

Для устранения вредного воздействия веществ на рабочих и окружающую среду предусмотрена обще обменная приточно-вытяжная вентиляция, с очисткой перед выбросом в атмосферу. Для плавильной печи предусмотрена местная вытяжная вентиляция с верхним отсосом в виде зонта, направление движения отсасывающего воздуха совпадает с направлением движения загрязненного факела.

Для того чтобы не запылить общую рабочую зону, в проектируемом цехе предусмотрено изолированное отделение для подготовки огнеупорных материалов.

В этом отделении местная вытяжная вентиляция с боковым отсосом, он отклоняет факел пыли в сторону, не позволяя ему проходить через зону дыхания человека.

Так же эффективным средством защиты дыхательных путей является респиратор.

5.3.2 Безопасность технологических процессов

Безопасность технологических процессов достигается соблюдением требованием ГОСТ 12.3.027-81.

Для обеспечения безопасности и предупреждения травматизма выполняются следующие меры:

- Вращающиеся части механизмов закрыты защитными кожухами;

- Станины машин и корпуса электродвигателей заземлены;

- Регулярно и своевременно производится ремонт оборудования;

- Производится инструктаж для работников;

- Работники обеспечиваются спецодеждой и индивидуальными средствами защиты.

Безопасность производственного процесса обеспечивается выбором технологических методов и способов работы, выбором технологического оборудования, производственных помещений и исходных материалов, так и четким определением функций работающих.

На участке подготовки формовочных материалов помол молотого песка осуществляется в вибромельнице. Сито используют для просева наполнителя. В соответствии с нормами ГОСТ 12.3.027-81 операции подготовки формовочных материалов осуществляются в отдельно изолированном помещении. При этом помещение оборудовано вытяжной вентиляцией, скорость движения воздуха не менее 0,7 м/с.

В этом отделении находится один рабочий. В течение смены он последовательно работает на всем оборудование. Процесс загрузки и выгрузки сыпучих материалов осуществляет рабочий ручным способом в соответствии с ГОСТ 12.3.027-81 выгрузка сыпучих материалов из вибромельницы и бункеров для хранения производится способами, исключающими проникновение пыли в помещение отделения.

В этом отделении повышенный уровень шума, вибрации и запыленности. Поэтому рабочие в этом отделение должны использовать следующие средства индивидуальной защиты: респиратор, хлопчатобумажный халат, прорезиненный фартук, наушники и обувь с вибродемпфирующей подошвой.

Для улучшения условий труда и уменьшения вредного воздействия пыли в отделении предусмотрено не реже трех раз в год, проводить уборку пыли с металлоконструкций и из воздуховодов вентиляционных систем.

На участке производства моделей находится расплавленная модельная масса, ее испарения вредны, поэтому имеется вытяжная вентиляция. Производство моделей осуществляется на автоматическом манипуляторе. Манипулятор имеет ограждение, а корпус двигателя заземлен. Включение манипулятора осуществляется с пульта, который удален на безопасное расстояние.

На участке формовки работа связана с пылевидными материалами. Приготовление формовочной массы производят на вакуумном миксере. Корпус установки заземлен. На участке обязательно должна быть спецодежда, х/б халат, прорезиненные фартуки, защитные очки, респираторы. Участок оборудован вентиляцией.

На участке литья производятся несколько операций: 1- вытопка, 2-прокалка, 3 - плавка бронзы, 4 - центробежная заливка форм и 5 - ручная выбивка форм.

Во время операций вытопки и прокалки обязательным является применение средств защиты - халатов и специальных рукавиц. Это предусматривается для того, чтобы избежать термических ожогов. В соответствии ГОСТ 12.3.027-81 пол вокруг печи выполнен из несгораемого материала. При прекращении подачи электроэнергии, электрическая печь должна быть немедленно отключена от электроэнергии. Все операции прикосновением к двери печи, выгружаемым изделиям должны производится в рукавицах при снятом напряжении. Печь оборудована вытяжным зонтом.

На каждом участке существуют меры безопасности. В целях безопасности процесса плавки шихта должна проходить предварительный контроль на наличие влаги. Печи оборудованы вытяжной вентиляцией. У заливочной установки корпус заземлен. Литейный участок оборудован средствами пожаротушения. Уборка всех рабочих мест производится еже сменно. В мастерской должна находится аптечка со средствами необходимыми для оказания первой медицинской помощи. Технологические процессы должны исключать воздействие на работающих опасных и вредных факторов, установленных с ГОСТ 12.3.027-81.

Участок обрубки и очистки предназначен для отрезки литников и прибылей. Отрезка происходит на абразивно-отрезном станке; чистка отливок - в дробеструйной камере, очистном барабане. Все электрооборудование заземлено. Дробеструйная камера и очистной барабан оснащены вентиляцией, а все вращающиеся части абразивно-отрезного станка закрыты кожухом. Наличие медицинской аптечки на участках обязательно.

Участок финишной обработки предназначен для шлифования изделий на шлифовальном станке. Чеканщик окончательно отделывает изделие. После, изделие собирается. Для сборки изделий на участке устанавливается сверлильный станок. Корпуса станков заземлены. [4]

5.3.3 Безопасность оборудования

При эксплуатации вибромельницы, оборудование необходимо поместить в герметичный кожух.

Герметизация пылящих машин путем заключения их в кожухи выполняется заводами-изготовителями. В местах соединения частей разъемных кожухов кладут прокладки из резины. Также герметизируют приемные отверстия вибромельницы и крышки бункеров с помощью резины.

Для уменьшения вредного воздействия на человека вибрации, вибромельницу устанавливают на демпфирующее основание. Вибромельница имеет блокировку включения при открытом загрузочном окне. [6]

5.3.4 Промышленная санитария

В соответствии с нормами СН 245-71 проектируемый цех характеризуется IV классом санитарной классификации. Поэтому величина санитарно-защитной зоны составляет 100 м.

Здание проектируемого участка выполнено из железобетонных конструкций. Теплоизоляция достигается за счет применения пенобетона и уплотнения из шлаковаты.

Отопление предусматривается для поддержания температуры воздуха в рабочей зоне в пределах санитарно-гигиенических норм, установленных ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ.

Применяется водяное отопление, работающее от местной котельной.

Помещение проектируемой мастерской по опасности поражения электрическим током является помещением с повышенной опасностью и относится к II классу.

К признакам повышенной опасности относятся:

- Наличие влажности более 75%;

- Наличие проводящей пыли, (пыль, оседая на проводах, проникая внутрь машин и отлагаясь на электроустановках, ухудшает условия охлаждения);

- Наличие токопроводящих оснований;

- Наличие повышенной температуры, > 35 ^оС.

Достижение электробезопасности на производстве достигается следующими способами:

- Защитное заземление оборудования;

- Изолирование токоведущих частей;

- Применение технологических способов и средств (предохранители, защитные реле, средства индивидуальной защиты человека);

- Соблюдение правил эксплуатации оборудования, обучение, инструктаж.

В проектируемой мастерской в основном все работы относятся к тяжелым, когда энергозатраты 295 Дж/с (250 ккал/ч) и относятся к III категории. Такие работы связаны с постоянным передвижением, перемещением значительных (более 10 кг) тяжестей и требующих больших физических усилий.

Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является наличие оптимального микроклимата в производственных помещениях.

Микроклимат производственных помещений - это метеорологические условия внутренней среды этих помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха и теплового облучения. Микроклимат устанавливается с учетом тяжести выполняемой работы и сезонов года. Указанные выше величины должны соответствовать нормам гост 12.1.005-88. для проектируемой мастерской эти величины приведены в таблице 5.3.

Таблица. 5.3 Оптимальные и допустимые нормы параметров микроклимата в рабочей зоне производственных помещений

Период Года	Категория . работ	Температура воздуха, С	Относительная влажность Воздуха	Скорость движения воздуха
		Оптимальная	Допустимая
			Граница Верхняя Нижняя на рабочих местах	Оптимальная	Допустимая Не более	Оптимальная	Допустимая не более
			Постоянных	Непостоянных	Постоянных	Непостоянных
Холод-ный	II	18-20	23	24	17	15	40-60	75	0,2	0,3
Теплый	II	21-23	28	29	18	17	40-60	65	0,3	0,4

Эффективным средством обеспечения надлежащей чистоты и допустимых параметров микроклимата является вентиляция.

Санитарно-гигиенические требования предъявляемые к вентиляции помещения выполняются по СН и П 245-71 и по СН и П 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» и по ГОСТ 12.4.021-75 «ССБТ. Системы вентиляционные. Общие требования».

В цехе объем подаваемого наружного воздуха должен составлять не менее 20 м³/ч, т.к. возможно естественное проветривание помещения. Естественная вентиляция (аэрация) осуществляется за счет разности температур воздуха, находящегося внутри и снаружи зданий, а также за счет действия ветра. При аэрации свежий воздух поступает в помещение через ряд оконных проемов (для теплого периода года - на высоте 1…1,5 м от уровня пола, для холодного - 4…5 м) и удаляется через проемы в световых фонарях. Данная вентиляция имеет недостатки (невозможен нагрев, охлаждение, сушка, увлажнение, очистка и др.), эти недостатки устраняются механической вентиляцией.

Механическая вентиляция подогревает воздух в холодный и переходный периоды до 23 Дж/м³*с и очищает подаваемый воздух с помощью электроочистительной установки. Удаляемый воздух, перед выбросом в атмосферу, очищается, чтобы обеспечить нормы СН 245-71. это осуществляется циклоном.

В цехе предусматривается естественное и искусственное освещение. В соответствии со СН и П 23.05-95 освещение на участке должно обеспечивать санитарные нормы освещенности на рабочих местах, равномерную яркость, отсутствие резких теней и блесткости, постоянство освещенности во времени и правильности направления светового потока.

Естественное освещение характерно для светлого времени суток и при работе в помещениях, имеющих проемы в стенах и крыше здания.

В случаях искусственного освещения применяются соответствующие осветительные установки искусственного света.

Естественное освещение по спектральному составу является наиболее приемлемым. Искусственное же отличается относительной сложностью восприятия его зрительными органами человека. От усиленной деятельности, глаза при искусственном освещении быстро утомляются, что вызывает физическую усталость организма, поэтому ночные условия труда являются более тяжелыми с физиологической точки зрения.

Нормы освещенности зависят от разряда зрительной работы и характеристики фона, контраста объекта с фоном.

По нормам освещенности рекомендуется общая освещенность равная 500 лк. Из них 100лк приходится на общее освещение, а 400 лк на местное.

Расчет производится по формуле:

F=100E_minSZK/Nn

где Е - минимальная нормируемая освещенность рабочей поверхности, лк

К - коэффициент запаса, равный 1,5;

S - освещаемая площадь, м²;

Z - коэффициент неравномерности освещенности, равный 1,15;

N - число ламп;

n - коэффициент использования светового потока к общему, равный 5.

F = 100*200*576*1,15*1,5/60*5 = 66240 лм

При данном значении освещенности с учетом расстояния до источника света выбираем лампу местного освещения. Лампа накаливания 60 Вт.

На участке подготовки формовочных материалов проектируемого цеха наблюдается воздействие технологической вибрации. Вибрация представляет собой процесс распространения механических колебаний в твердом теле. Постоянно воздействующая вибрация, ведет к развитию у человека профессиональной вибрационной болезни. Технологическая вибрация передается человеку через опорную поверхность.

На участке обрубки и очистки наблюдается воздействие локальной вибрации при отрезке литников и прибылей.

Таблица.5.4 Гигиенические нормы вибрации.

Вид вибрации	Допустимый уровень вибрации, Дб В октавных полосах, Гц
	2	4	8	16	31,5	63	125
Технологическая	108	99	93	92	92	92	-
Локальная	-	-	115	109	109	109	109

Фактическая величина вибрации на рабочих местах поддерживается ниже допустимого уровня за счет средств индивидуальной защиты рабочего и за счет проведения технических мероприятий двух направлений: воздействие на источник вибрации и снижение вибрации на пути ее возникновения.

Методы виброзащиты подразделяются на:

- индивидуальные, к которым относятся:

а) Для рук - рукавицы, перчатки и прокладки;

б) для ног - специальная обувь, подметки, наколенники;

в) для тела - специальные костюмы, нагрудники.

- коллективные.

По отношению к источнику возбуждения вибрации, методы защиты подразделяются:

- снижение параметров вибрации воздействием на источник возбуждения;

- снижение параметров вибрации в направлении ее распространение.

Воздействие на источник возбуждения сводится к изменению конструктивных элементов источника возбуждения и характера возбуждающих сил и моментов, а также к уравновешиванию отдельных элементов машин и к применению методов отслойки от резонансных явлений. В местах распространения вибрацию можно снизить, используя дополнительные устройства, встраиваемые в конструкцию машины, применяя демпфирующие покрытия, а также используя антифазную синхронизацию двух или нескольких источников возбуждения.

Вибрация оборудования уменьшается за счет дополнительных систем виброгашения. На этом оборудование необходимо работать с перерывами на 15 мин. Через каждый час или менять работающего.

Интенсивный шум на производстве способствует снижению внимания и увеличению числа ошибок при выполнении работы. Сильное влияние оказывает шум на быстроту реакции. Нормируемые параметры шума на рабочих местах определены по ГОСТ 12.1.003-83.

Допустимые уровни звукового давления, уровня звука на рабочих местах в производственных помещениях приведены в таблице 5.5.

Таблица 5.5 Допустимые уровни звукового давления, уровня звука на рабочих местах в производственных помещениях.

Рабочие места	Уровни звукового давления дБ в октавных полосах, Гц	Уровни звука, Дб
	31	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Помещения управления, рабочие комнаты	93	79	70	68	58	55	52	50	49	60
Постоянные рабочие места	110	99	92	86	83	80	78	76	74	85

Наибольший шум в проектируемом цехе создают на участках подготовки формовочных материалов: одна мельница 110 дБ; полигональное сито в 60 дБ; на участке обрубки и очистки абразивно-отрезной станок в 90 Дб; на участке финишных операций сверлильный станок 60 дБ. В этих помещениях применяют объемные звукопоглотители, подвешиваемые к потолку, за счет этого происходит уменьшение шума на 7 10 Дб.

Защита от вредного воздействия шума достигается рациональной планировкой и размещением оборудования в цехе. Вибромельница должна располагаться в изолированном помещении. Для защиты от шума рабочие должны использовать индивидуальные средства защиты: наушники и вкладыши.

В ходе технологического процесса в воздух рабочей зоны поступают испарения различного состава и пыль. Эффективным средством обеспечения надлежащей чистоты и допустимых параметров микроклимата является вентиляция. Проектирование вентиляционных систем выполнено в соответствии со СниП 2.04.04-91. Кроме естественной вентиляции в цехе предусмотрена принудительная вытяжная вентиляция. Она предназначена для улавливания вредных веществ непосредственно у места рабочего или места выделения вредных веществ. Вытяжные зонты используются в качестве устройств местной вентиляции. В холодный и переходный периоды года используется воздушно - тепловая завеса. Она препятствует проникновению холодного воздуха в помещение при открывании входных дверей. Еще в эти периоды года используется водяное отопление. Для того, чтобы обеспечить равномерный прогрев воздуха в цехе до оптимальных температур необходимо определенным образом расположить количество батарей водяного отопления. [5,8,10,13]

5.4 Пожаровзрывобезопасность

Номенклатура и применяемость показателей пожаровзрывобезопасности приведена в ГОСТ 12.1.044-84.

В зависимости от класса взрывоопасной зоны должен быть обеспечен определенный уровень взрывозащиты оболочек электрических машин, аппаратов, а также светильников. Степени защиты обозначаются согласно ГОСТ 14.2.54-80. эксплуатация электроустановок производится в зоне класса II-III.

В цехе предусмотрены первичные средства пожаротушения - это огнетушитель ручной, ведро, лопата, ящик с песком, асбестовые полотна, багры, топор. Эти средства применяют для тушения пожара в начальной стадии горения, до прибытия пожарных подразделений. Также в цехе установлен пожарный кран.

Для тушения электроустановок до 380В, различных веществ и материалов используют ручные углекислотные огнетушители марки ОУ-2и ОУ-5. огнетушители наполняются сжиженным газом до давления 6*10⁶ Н/м². углекислотные огнетушители приводится в действие при вертикальном положении баллона.

Для защиты кабелей применяют эластичные огнезащитные составы, которые вспучиваются при нагревании от 150 до 1000 ⁰С. Такие составы наносят слоем 1,5…2 мм с помощью кисти, делают трудновоспламеняемыми оболочки из резины или поливинилхлорида. Надежно защищают в течение 1ч.

Чтобы на рабочем месте, на станке или в цехе не произошло пожара, кроме средств, для тушения пожара необходимо выполнять пажаропрофилактические мероприятия:

- правильный выбор электрооборудования и способов его монтажа с учетом пожароопасности окружающей среды;

- систематический контроль исправности защищенных аппаратов и устройств, для защиты оборудования;

- предупреждение оборудования и подшипников от перегрева, а также трущихся деталей и механизмов путем современной и качественной смазки, контроля над температурой;

- запрещается хранение, транспортирование и содержание на рабочем месте огнеопасных жидкостей и растворов в открытых емкостях;

- своевременное удаление промасленных обтирочных материалов и огнеопасных отходов в специально отведенные для этого места. [6]

5.5 Охрана окружающей среды

Основным источником выбросов в цехе является участок подготовки формовочных материалов и вытопочно-прокалочные печи прокалочно-плавильно-заливочного участка цеха. На участке подготовки формовочных материалов вредными выбросами является пыль SiO₂. Вентиляция на участке снабжена пылеуловителем типа «Циклон ЦН - 15».

Ниже приведена техническая характеристика наиболее распространенного на производстве циклона ЦН-15:

- допустимая запыленность газа, г/м³:

для слабослипающихся пылей - не более 1000;

для среднесливающихся пылей - 250;

- температура очищаемого газа, °С - не более 400;

- давление (разрежение), кПа (кг/см²) - не более 5 (500);

- коэффициент гидравлического сопротивления:

для одиночных циклонов - 147;

для групповых циклонов - 175-182;

- эффективность очистки (от пыли dm = 20 мкм, при скорости газопылевого потока 3,5 м/с и диаметре циклона 100 мм), % - 78.

Рис. 3. Циклон типа ЦН-15П:

1 - коническая часть циклона; 2 - цилиндрическая часть циклона; 3 - винтообразная крышка; 4 - камера очищенного газа; 5 - патрубок входа запыленного газа; 6 - выхлопная труба; 7 -бункер; 8 - люк; 9 - опорный пояс; 10 - пылевыпускное отверстие.

Помимо этого на прокалочно-плавильно-заливочном участке предусмотрена газоочистная установка.

Технологический процесс очистки газов.

Принцип работы ГОУ основан на улавливании пыли с использованием жидкости. При подаче орошающей жидкости в трубу Вентури ее начальная скорость незначительна. За счет сил динамического давления газового потока капли одновременно с дроблением получают значительные ускорения и в конце горловины приобретают скорость, близкую к скорости газового потока. В диффузоре скорости газового потока и капель подают, причем, вследствие сил инерции скорость капель превышает скорость газового потока. Поэтому захват частиц пыли каплями наиболее интесивно идет в конце конфузора и горловие, где скорость относительно капли особенно значительна и кинематическая коагуляция протекает наиболее эффективно.

В каплеуловителе создается вращение и снижение скорости газового потока, вследствие чего смоченные и укрупненные частицы пыли отбрасываются на стенки и непрерывно удаляются по сливному патрубку в сборник орошающей жидкости в виде шлама. Далее газы, через первый вентилятор проходят через фильтр. В фильтре при контакте капель с твердой поверхностью фильтрующего элемента происходит образование пленок жидкости, которые непрерывно удаляются в виде струек или крупных капель через отводной патрубок в сборник.

После фильтра очищенные газы через второй вентилятор по газопроводу отводятся в дымовую трубу.

Шлам осаждается на дне сборника и еженедельно удаляется во время остановки ГОУ и УИП при проведении профилактических работ. Шламы закачиваются насосом в отдельную емкость и транспортируются на станцию нейтрализации для дальнейшей их переработки.

ГОУ позволяет производить очистку отходящих газов с УИП с размером частиц пыли от 5 мкм каплями жидкости до 10 мкм.

Отходами производства являются отработанная формовочная смесь и шлак, получаемый при плавке бронзы. Эти отходы складируются и по мере накопления вывозятся за территорию предприятия, там они захораниваются в специально отведенных местах. [7, 23]

5.6 Гражданская оборона

Гражданская оборона - система общегосударственных мероприятий, цель которых заблаговременно подготовить население и народное хозяйство к защите от оружия массового поражения.

К основным задачам, решение которых облегчает повышение устойчивости цеха, относятся:

- повышение устойчивости к воздействию поражающих факторов ядерного взрыва, как всего инженерно-технического комплекса в целом, так и его отдельных элементов;

- подготовка к переводу объекта на особый режим работы;

- предупреждение или максимальное сокращение возможных разрушений и потерь от дополнительного воздействия вторичных факторов поражения;

- создание устойчивой системы управления производственными процессами;

- организация прочих производственных связей с соседними предприятиями и устойчивого снабжения всем необходимым для производства основной продукции;

- создание запасов сырья, топлива и резерва инструмента, оснастки, а также организация и хранение вне зон вероятных сильных разрушений;

- осуществление мероприятий, направленных на обеспечение защиты рабочих;

- защита запасов продовольствия, воды в целях организации питания рабочих в военное время.

К инженерно-техническим мероприятиям, повышающим устойчивость работы, относятся:

- планировка цеха с учетом требований гражданской обороны при его строительстве и реконструкции;

- применение устойчивых, с повышенной огнестойкостью конструкций при устройстве, размещении наиболее ответственных узлов в подземных сооружениях;

- оборудование устройств аварийного отключения систем, машин и агрегатов, разрушение которых может вызвать дополнительное поражающее воздействие вторичных факторов взрыва;

- создание между производственными корпусами надежных противопожарных полос и земельных насаждений;

- постоянное содержание в надлежащем порядке убежищ и укрытий;

- проведение подготовительных работ по защите наиболее ценного оборудования, готовой продукции.

К основным особенностям способов защиты людей от ОМП относятся: распределение и эвакуация населения городов; укрытие людей, оставшихся в городе в защитных сооружениях и обеспечение населения индивидуальными средствами защиты.

Применение этих способов позволяет исключить поражение личного состава.

Заблаговременное обеспечение защиты рабочей смены должно осуществляться в мирное время двумя путями: строительство убежищ двойного назначения, используемых до возникновения угрозы нападения противника для производственных, бытовых и культурных нужд предприятия, а также приспособления под убежище подвалов.

Полную ответственность за организацию и состояние гражданской обороны несет начальник ГО объекта.

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Данный раздел посвящен оценке эффективности работы проектируемого литейного цеха с точки зрения экономической целесообразности его строительства.

Методика расчета и форма представления материала согласно учебному пособию Бобровой А.В.

6.1 Определение стоимости основных фондов проектируемого цеха

Стоимость основных фондов представлена в таблице 6.1.

Таблица 6.1 Состав основных фондов проектируемого цеха

Наименование основных фондов	Стоимость основных фондов, тыс. руб.	Структура основных фондов, %	Годовые амортизационные отчисления
			Норма амортизации, %	Сумма, тыс. руб.
Здания	5000	58,13	2,00%	100
Машины и оборудования	2484,775	28,89	10,00%	248,478
Инструменты	315	3,66	20,00%	63
Производственный инвентарь	547	6,36	9,10%	49,777
Хозяйственный инвентарь	254,5	2,96	10,00%	25,45
Итого:	8601,275	100		486,705

Состав машин и оборудования проектируемого цеха представлен в таблице 6.2.

Таблица 6.2 Состав машин и оборудования проектируемого цеха

Машины и оборудование	марка	количество	Стоимость 1 шт, тыс. руб.	Стоимость всех машин, тыс. руб.
Восковый инжектор	«ФОРТ»	2	9,9	19,8
Вакуумный миксер	Феттер ЕВ 30 (3опоки)	2	102,18	204,36
Вибро-мельница	ВМ-ООНМ	2	45,34	90,68
Весы	МИП 1200	2	1,9	3,8
Прокалочная печь	Соб/произ	2	22,425	22,425
Вытопочная печь	Соб/произ	2	22,8	45,6
Плавильная печь	УИП-0,06	2	630	1260
Печь нагрева ковша	Соб/произ	1	15	15
Центробежная установка	CS-1V	1	626,1	626,1
Дробеструйная установка		2	30	60
Станок сверлильный	ТВМ 220 PROXXON 28128	2	7,116	14,23
Бормашина с тремя цангами	PROXXON 28 514	3	4,89	14,67
Вентилятор	ВЦ-14-46-5В4	1	26,15	16,15
Вентилятор	ВР 132-30-6.3	1	30,32	20,32
Труба Вентури	ГВПВ-0.019	1	21,3	11,3
Каплеуловитель	КТЦ-700	1	19	9
Волокнистый фильтр	ФВГ-Т	1	35,8	35,8
Центробежный насос	Х50-32-125Л	1	15,54	15,54
Итого:		29		2484,775

6.2 Расчет материально-энергетических затрат

Расчет потребности в оборотных средствах проектируемого цеха представлен в таблице 6.3.

Таблица 6.3 Расчет потребности в оборотных средствах проектируемого цеха

Наименование оборотных средств	Единица Измерения	Норма расхода на одну т годных изделий	Цена за единицу, руб.	Годовая потребность
				В единицах измерения, т	Сумма, тыс. руб.
Основные материалы
Поделочный камень	т	0,8	60000	24,96	1198,08
Бронза БХ3	т	2	100000	49,92	9984
Итого:	11182,08
Вспомогательные материалы
Гипс	т	0,411	2900	9,86	28,594
Вспомогательные материалы
Песок	т	1,644	400	39,46	15,782
Модельный состав	т	0,4	12000	9,984	119,808
Конструкционные материалы	т	0,0086	35000	0,206	7,210
Итого:	171,394
Вода и электроэнергия
Электроэнергия	кВт/ч	29455	0,97	24	685,712
Вода	л	386	0,01	24	0,093
Итого:	685,805
Итого оборотные средства:	12039,279
Возвратные отходы
Бракованные изделия	т	0,04	30000	24,96	29,952
Литники и прибыли	т	0,5		24,96	374,400
Модельная масса:	т	0,4	240	2	192,000
Итого возвратные отходы	596,352
Итого оборотные средства за вычетом возвратных отходов	11442,927

Расчет электроэнергии представлен в таблице 6.4.

Таблица 6.4 Расчет электроэнергии

Потребитель электроэнергии	Мощность, кВт/ч	часы	дни	Всего в месяц, руб.
Восковый инжектор	4,5	6	21	550
Вибромельница	14,7	6	21	1797
Вакуумный миксер	6	4	21	489
Прокалочная печь	98	6	21	11978
Вытопочная печь	40	6	21	4889
Плавильная печь	100	6	21	12222
Печь нагрева ковша	15	6	21	1833
Центробежная установка	34	8	21	5541
Дробеструйная установка	6	6	21	733
Станок сверлильный	4	4	21	326
Бормашина с тремя цангами	6	4	21	489
Вентиляция	22	8	21	3585
Освещение	2,9	8	21	473
Итого:	44904

6.3 Расчет фондов заработной платы

Расчет численности и фонда заработной платы основных рабочих представлен в таблице 6.5.

Таблица 6.5 Расчет численности и фонда заработной платы основных рабочих

Профессия рабочего	количество	Годовой фонд заработной платы, тыс. руб.
		Прямой	Суммарные начисления на прямую заработную плату, %	Общий на 1 чел	Всего
1	2	3	4	5	6
Руководитель	1	210	15%	241,5	241,5
Бухгалтер	1	44,21	90%	84	84
Инженер-технолог	1	44,21	90%	84	84
Снабженец	1	44,21	90%	84	84
Секретарь	1	25,26	90%	48	48
Машинист мельниц	2	25,26	90%	48	96
Формовщик	3	25,26	90%	48	144
Литейщик	10	37,89	90%	72	720
Обработчик	6	25,26	90%	48	288
Напайщик	4	25,26	90%	48	192
Модельщик	2	25,26	90%	48	96
Сварщик	1	31,58	90%	60	60
Слесарь	1	31,58	90%	60	60
Электрик	1	37,89	90%	72	72
Уборщик	1	25,26	90%	48	48
Охранник	4	25,26	90%	48	192
Итого:	44				2509,5

Таблица 6.6 Ведомость списочного количества работников

Категория работника	Явное количество	Коэффициент резервной численности	Списочное количество	Общий годовой фонд заработной платы, тыс. руб.	Среднемесячная заработная плата тыс. руб.	Единый социальный налог (35,6 %), тыс. руб.
Основные рабочие	31	1	31	1536	4,13	546,82
Вспомогательный персонал	9	1	9	480	4,44	170,88
ИТР	3	1	3	252	7,00	89,71
руководитель	1	1	1	241,5	20,13	85,97
итого		2509,5		893,38

Баланс использования времени производственного рабочего приведен в таблице 6.7.

Таблица 6.7 Баланс использования времени производственного рабочего

Элементы баланса	Дни	Часы
Календарное время	365	2920
Выходные и праздничные дни	114	912
Номинальное время	251	2008
Потери рабочего времени
Отпуск	24	192
Болезнь	14	112
Выполнение государственных обязанностей	5	40
Прочие	6	48
Эффективное время	102	1616

6.4 Расчет и составление сметы расходов на содержание и эксплуатацию оборудования

Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования представлена в таблице 6.8.

Таблица 6.8 Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования

Статья расходов	Сумма, тыс. руб
Амортизация машин, оборудования и инструментов	386,70
Вспомогательные материалы по уходу за оборудованием (4,7%)	181,75
Текущий ремонт оборудования и инструментов (31,5%)	1134,40
итого	1702,86

6.5 Расчет и составление сметы цеховых расходов

Смета общепроизводственных расходов приведена в таблице 6.9.

Таблица 6.9 Смета общепроизводственных расходов

Статья расходов	Сума, тыс. руб.
Амортизация зданий, передаточных устройств, производственного и хозяйственного инвентаря	486,70
Вспомогательные материалы на хозяйственно-бытовые нужды	47,63
Текущий ремонт зданий, сооружений, передаточных устройств, производственного и хозяйственного инвентаря	808
Общий фонд заработной платы с учетом единого социального налога руководителей и рабочих	2509,5
Прочие расходы (охрана труда, рационализация и др.)	173,56
Итого	4025,40

Смета затрат на производство по экономическим элементам представлена в таблице 6.10.

Таблица 6.10 Смета затрат на производство по экономическим элементам

Экономический элемент затрат	Сумма, тыс. руб.
Материальные затраты	12039,28
Возвратные отходы	596,35
1. материальные затраты за вычетом возвратных отходов	11442,93
2. затраты на оплату труда всех категорий работников	2509,50
3. единый социальный налог	893,38
4. амортизация основных фондов	486,70
5. прочие затраты (текущий ремонт оборудования, зданий, т.д.	1515,89
Итого:	16848,41

Себестоимость годовой программы на 1 т годных изделий представлена в таблице 6.11.

Таблица 6.11 Себестоимость годовой программы на 1 т годных изделий

Статьи затрат	На годовую программу тыс. руб	На 1 тонну годных изделий
Основные и вспомогательные материалы на технологические цели	11582,86	482,62
Вода и энергия	685,81	28,58
Общая заработная плата основных рабочих	1536	64,00
Отчисления по Е.С.Н. основных рабочих	546,82	22,78
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	1098,04	45,75
Общепроизводственные расходы	3704,88	154,37
Потери от брака	98,87	4,12
Итого цеховая себестоимость	19253,27	802,22
Общехозяйственные расходы (доля расходов по управлению и обслуживанию на предприятии)	135	5,63
Итого производственная себестоимость	19388,27	807,84
Внепроизводственные расходы (доля коммерческих расходов предприятия)	92,5	3,85
Итого полная себестоимость	19480,77	811,70

За базовую себестоимость принимаем себестоимость художественных изделий ЗАО “Уралбронза” г. Челябинск - 1 т - 883,2 тыс. руб.

Эф = (883,2 - 811,7)*24 = 1716 тыс. руб.

Т окуп. = 8601,275/1716 = 5 лет

6.6 Технико-экономические показатели

Динамика технико-экономических показателей цеха приведена в таблице 6.12.

Таблица 6.12 Динамика технико-экономических показателей цеха

Наименование показателя	Единица измерения	Обозначение и формула	Значение показателя
Годовой объем производства, годных изделий	т	Q	24
Потери от брака	%	Пб = mб/(Q+mб)*100%	4
Площадь цеха	м2	S	1152
Съем изделий с 1 м2площади	т/м2	Сs = Q/S	0,02083
Балансовая стоимость основных производственных фондов	Тыс. руб.	Фб	8601,275
Активная часть основных производственных фондов	%	АЧ = (Фа/Фб)*100% Фа-стоимость машин, оборудования, инструментов	41,869
Фондоотдача	Руб/руб	ФО=Q*Ц/Фб	2,93
Фондоемкость продукции	Руб/руб	ФЕ=1/ФО	0,341
Стоимость оборотных фондов	Тыс/руб	ОФ	12039,3
Материалоотдача	Руб/руб	МО=Q*Ц/ОФ	2,093
Материалоемкость продукции	Руб/руб	МЕ=1/МО	0,478
Расход основных материалов на 1 т годных изделий	т	Ром	482,62
Численность рабочих в цехе	чел	Чр	31
Численность работающих в цехе	чел	Ч	44
Производительность труда одного рабочего	т/чел	ПТ=Q/Чр	0,774
Производительность труда одного работающего	т/чел	ПТр=Q/Ч	0,545
Эффективное время	час.	Эв	1616
Трудоемкость продукции	Чел*ч/т	Тэ=Чр*Эв/Q	2087,33
Общий годовой фонд заработной платы	тыс.руб	ФЗП	2509,50
Средняя заработная плата одного работающего	тыс. руб	ЗПср	57,03
Полная себестоимость одной тонны годных изделий	тыс. руб	С	811,70
Цена одной тонны годных изделий	тыс.руб	Ц	1050
Прибыль на 1тонну годных изделий	тыс.руб	П	238,30
Прибыль на годовой выпуск	тыс.руб	Пг=П*Q	5719,23
Рентабельность по фондам	%	Рф=П*Q/(Фб+ОФ)*100%	27,71
Затраты на 1 руб. продукции	1	Z=С/Ц	0,773
Срок окупаемости	лет	Токуп=Фб/Эф	5
Годовой экономический эффект	тыс.руб.	Эф=(Сб-Сп)*N	1716,03

6.7 Определение экономической эффективности спроектированного цеха

Технико-экономические показатели цеха приведены в таблице 6.13.

Таблица 6.13 Технико-экономические показатели цеха

№	Наименование показателя	Единица измерения	Проектный вариант
1	Годовая программа выпуска	т	24
2	Численность работающих:	чел	44
	- основных		31
	- вспомогательных		9
	- ИТР		3
	- руководитель		1
3	Средний тарифный разряд основных рабочих		5
4	Фонд заработной платы:	тыс. руб
	- основных		1536
	- вспомогательных		480
	- ИТР		252
5	Среднемесячная заработная плата одного основного рабочего	тыс. руб	4,13
6	Количество оборудования	шт.	23
7	Средний коэффициент загрузки оборудования		0,7
8	Себестоимость одной тонны годных изделий	тыс. руб	811,7
9	Себестоимость всего выпуска	тыс. руб	19480,77
10	Выручка по цеху	тыс. руб	25200
11	Годовой экономический эффект	Тыс.руб.	1716,03
12	Срок окупаемости	лет	5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При дипломном проектирование были выполнены следующие задачи:

- разработан настольный подарочный сувенир «Пчела»;

- изготовлен сувенир «Пчела», материал: металл бронза БХ3, природный камень змеевик;

- разработана технология изготовления настольного сувенира «Пчела»;

- продумана планировка литейного цеха для изготовления художественных изделий данного типа;

- произведен расчет голтовочного барабана, который используется для очистки отливок на территории литейного цеха;

- разработан раздел по охране труда и экологии;

- произведен экономический расчет;

Благодаря использованию технологии литья по выплавляемым моделям и прогрессивных технологий по обработке камня, подарочный сувенир «Пчела» выполнен на достойном уровне; с хорошо обработанной поверхностью металла и природного камня. Сочетание бронзы и змеевика достаточно лаконично. Соединение элементов изделия выполнены профессионально. С художественной точки зрения сувенир «Пчела» является стилизованным, выглядит привлекательным, декоративным и не вызывает сомнений.

Спроектированный литейный цех позволяет изготавливать различные произведения из бронзы и др. сплавов, изделия из бронзы неповторимые и красивые, они являются великолепным дополнением любого интерьера. Благодаря не дорогому оборудованию и формовочным материалам, значительно снижается себестоимость продукции. Она составила 19480,77 тыс. руб. в год. Годовой выпуск цеха составляет 24000 кг. Годовой экономический эффект составил 1716,03 тыс. руб. Срок окупаемости - 5 лет.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Том 1, М.: Машиностроение, 1980 - 728 с.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Том 2, М.: Машиностроение, 1980 - 559 с.

3. Барташевич А.А. Основы художественного конструирования. - Мн.: Высш. шк., 1984. - 224 с.

4. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие по дипломному проектированию / А.П.Смолин, Г.И.Матвеев, Г.И.Голотин и др. - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 1994. - ч.X. - 64 с.

5. Безопасность жизнедеятельности: Конспект лекций / Л.М.Кисилева, С.Г.Серикова. - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 1994 - 100 с.

6. Безопасность жизнедеятельности: Методические указания по дипломному проектированию / Сост.: Н.В.Глотова, И.С.Окраинская. - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 1999 - 16 с.

7. Безопасность жизнедеятельности: Методические указания по дипломному проектированию / Сост.: Г.Давлятин. - Челябинск. Изд. ЮУрГУ, 1998 - 14 с.

8. Безопасность жизнедеятельности в примерах и задачах: Учеб. пособие. - Челябинск. Изд. ЮУрГУ, 1998. - ч.V. - 50 с.

9. Волкотруб И.Т. Основы художественного конструирования. Моделирование материалов и биоформ. - Киев.: Высш. шк., 1982. - 152 с.

10. Голотин Г.И. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие по дипломному проектированию. - Челябинск. Изд. ЮУрГУ, 1998. - ч.XIV. - 55 с.

11. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для технических специальных вузов. - Мн.: Высш. шк., 2001. - 447 с.

12. Иванов В.Н, Карпенко В.М. Художественное литье: Учеб. пособие. - Мн.: Высш. шк., 1999. - 206 с., ил.

13. Калмыков А.В., Журбинский Л.Ф. Борьба с пылью и шумом на обогатительных фабриках. - М.: 1984. - 222 с.

14. Кашекова Н.Э. От античности до модерна: стили в художественной культуре. М.: Просвещение, 2000 - 144 с.: ил.

15. Кон-Винер. История развития изобразительных искусств: перевод с немецкого. М.: СВАРОГ и К, 2000. - 220 с.

16. Кривандин В.А., .Филимонов Ю.П. Теория. Конструкция и расчеты металлургических печей. Том 1, М.: металлургия, 1978.

17. Лахтин Ю.М., В.П.Леонтьева. Материаловедение: Учебник для машиностроительных вузов. - М.: Машиностроение, 1980. - 493 с.

18. Магницкий О.Н, Пирайнен В.Ю. Художественное литье: Учебник для технических вузов и художественно-реставрационных училищ.- С.-П.: Политехника, 1996. - 231 с.

19. Никитин Ю.В. Поделочные камни и их обработка. - Л.: Наука,1979 - 86 с., ил

20. Ряховский О.А., Иванов С.С. Справочник по муфтам. - Л.: Политехника, 1991. - 384 с.

21. СТП ЮУрГУ 04-2001 Курсовое и дипломное проектирование. Общие требования к оформлению. - Введ. 01.07.2001 г/ Сост.: Н.В. Сырейщикова, В.И. Гузеев. - Челябинск: ЮУрГУ, 2001. - 49 с.

22. Стен Смит, Рисунок. Полный курс: Учеб. пособие по рисованию. - М.: Изд. АСТ, 2001. - 160 с.

23. Фильней М.И. Проектирование вентиляционных установок. - М.: Стройиздат, 1966. - 208 с.

24. Чекмарев А.А.,Осипов В.К. Справочник по машиностроительному черчению. - Мн.: Высш. шк., 2002. - 493 с.

25. Чуркин Б.С., Гофман Э.Б. Технология литейного производства: Учебник. - Екатеринбург, 2000. - 662 с.

26. Юдин Е.Я., Белов С.В., Баланцов С.К. и др. Охрана труда в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1983. - 432 с., ил.