Проблемы изготовления корпуса компенсатора

К_од - коэффициент одновременности работы электродвигателей станка (К_од=0,9);

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

- средний КПД для электродвигателей станка (з=0,95);

Ц_э - стоимость одного кВт-ч электроэнергии, руб. (в расчетах принять равной 0,4 руб.);

К_вр - средний коэффициент загрузки электродвигателей по времени,

где t_осн - норма основного (машинного) времени на операцию обработки, мин.

Затраты на эксплуатацию режущего инструмента

При эксплуатации абразивного инструмента

где S_абр- первоначальная стоимость абразивного инструмента, руб.

К_су- коэффициент случайной убыли, К_су=1,2

Т_см- стойкость абразивного инструмента до полного износа, мин.

Амортизация технологического оборудования.

Амортизация специального оборудования:

=146880 руб.

где Б- первоначальная стоимость станка, руб.

N_пр- принятое количество станков, шт.

N_арен- норма амортизации на полное восстановление станка, %.

При работе оборудования с абразивным инструментом N_арен=6,7%.

Затраты на ремонт технологического оборудования.

Затраты на ремонт специального оборудования

14638.9руб

где S_рем- затраты на все виды ремонта за межремонтный цикл на единицу ремонтной сложности, руб.

R- число единиц ремонтной сложности для данного станка.

К_з- коэффициент, учитывающий затраты на ремонт электрической части станка (К_з=1,3)

Т_м- нормативная длительность межремонтного цикла, ч (Т_м=24000ч)

_Т- коэффициент, учитывающий тип производства.

_м, _у , _ст- коэффициенты, учитывающие соответственно вид обрабатываемого материала, условия эксплуатации оборудования, весовую характеристику станка.

F_э- годовой эффективный фонд рабочего времени станка, ч.

Затраты на все виды ремонта за межремонтный цикл (S_рем) на единицу ремонтной сложности станка определяется по формуле

S_рем=Т(С_час+Д+М)=Т·С_{час.рем}(1+0,585+10)

S_рем = 3596.16

где Т - трудоемкость всех видов ремонта на единицу ремонтной сложности станка, нормо-ч.

Т=n_к ·T_к+n_ср ·T_ср+n_Т ·T_Т+n_осм ·T_осм=1·35+ 2·23,5+ 6·6,1+ 9·0,9=126,7

С_{час.рем.}- средняя тарифная ставка рабочих ремонтников, руб.

Д - дополнительная заработная плата и отчисления на социальные нужды, Д=0,585·С_час._рем;

М - стоимость ремонтных материалов и запасных частей, руб., М=10·С_{час.рем}.

Затраты на эксплуатацию приспособления

Определяется из условия, что стоимость приспособлений, применяемых в массовом и серийном производстве, в течение двух лет списывается (переносится) на готовые изделия, а расходы на их ремонт составляют в среднем до 20% стоимости приспособления.

С_пр=0,6·S_пр·N_пр·К_з=0,6·210000·1·1,033=130158руб.

где S_пр - первоначальная стоимость приспособления, руб.

N_пр- количество станков, на которых применяется данное приспособление.

Общецеховые расходы

Величина расходов по этой статье себестоимости определяется в целом по цеху и распределяется между отдельными видами продукции чаще всего пропорционально основной заработной плате основных рабочих. Поэтому величину общецеховых расходов можно определить по формуле

С_цех = С_час 1.84·10⁵руб,

где - процент от основной зарплаты основных рабочих, величина которого зависит от типа производства: для крупносерийного и массового - 350%,

Расчет технологической себестоимости обработки детали

Объектом расчета технологической себестоимости является деталеоперация или отдельная деталь. Это позволяет наиболее точно учесть экономическое влияние каждого отдельного технического решения: выбранного оборудования, инструмента, приспособления, режимов обработки и т.д.

Технологическая себестоимость рассчитывается поэлементно и включает изменяющиеся по сравниваемым вариантам составляющие статьи затрат. Исключение из расчета технологической себестоимости статей, численные значения которых остаются одинаковыми в сравниваемых вариантах, не оказывая влияния на окончательный вывод, значительно снижает трудоемкость экономического анализа.

В данной работе приведена методика расчета технологической себестоимости единичной операции механической обработки. Из общего состава статей, составляющих технологическую себестоимость, рекомендуются к расчету наиболее часто изменяющиеся. Это сделано из соображений уменьшения громоздкости и трудоемкости сравнительных расчетов по экономическому обоснованию вариантов технологического процесса.

Технологическая себестоимость единичной операции может быть представлена в виде

С = V·В + Р; С =V + Р

где С - себестоимость годового объема производства деталей, руб./год;

V - переменные (пропорциональные) затраты, руб./шт.;

P - условно-постоянные (непропорциональные) затраты, рассчитываемые на год, руб.;

В - годовой выпуск деталей, шт.

Величина переменных затрат определяется на одну деталь или на детале-операцию, а условно-постоянных расходов - на год.

Состав элементов (статей) затрат по группам переменных и условно-постоянных расходов зависит в основном от того, какое технологическое оборудование используется - универсальное или специальное.

При использовании специального оборудования затраты, входящие в технологическую себестоимость механической обработки будут следующими:

V=C_м+С_з+С_Э+С_РИ

Р=С_асо+С_ремсо+С_пр+С_цех

V₁=75065+12265+6120=93450

Р₁=146880+14639+130188+184000=475707

С₁=93450+475707=569157руб

С_м - затраты на основные материалы, руб.;

Сз - заработная плата рабочего-станочника с начислениями, руб.;

С_э - затраты на силовую электроэнергию, руб.;

С_ри - затраты на эксплуатацию режущего инструмента, руб.;

С_асо - годовая сумма амортизации специального оборудования, руб.;

(или одну деталь), руб.;

С_ремсо - затраты на ремонт специального оборудования на год, руб.;

С_пр - затраты на эксплуатацию специальных приспособлений на год, руб.;

С_цех - общецеховые расходы, руб.

Расчет капитальных вложений в технологическое оборудование.(станок MODLER)

На основе заданной годовой программы обработки деталей определяется потребное количество станков

где В - годовой выпуск продукции, шт.;

t_шт.к. - норма штучно-калькуляционного времени обработки детали, мин.;

Fэ - годовой эффективный фонд времени работы одного станка, ч (F_Э=4000 ч);

К_ВН - коэффициент выполнения норм (Квн =1 ).

0,28

Принятое количество станков (N_пр) устанавливается округлением расчетного количества станков до ближайшего целого числа. N_пр=1

Коэффициент загрузки оборудования заданной программы выпуска деталей определяется по формуле

Капитальные вложения в технологическое оборудование

=7500000·1·0,28=2100000

где Б - первоначальная или балансовая стоимость станка, руб.

Расчет капитальных вложений в приспособление осуществляется на основе принятого количества станков:

=1000000·1·0,28=280000

где S_пр - первоначальная стоимость приспособления, руб. Последняя находится с учетом транспортно-заготовительных расходов

=2100000+280000=2380000.

Полученные по вариантам значения капитальных вложений занести в форму и использовать в расчетах экономического эффекта и сроков окупаемости дополнительных капитальных вложений.

Заработная плата рабочим-станочникам с начислениями

19318руб.

где С_час - часовая тарифная ставка рабочего-станочника соответствующего разряда, руб.

t_ШТ - норма штучного времени на операцию механической обработки, мин;

К_дн - коэффициент, учитывающий дополнительные виды заработной платы и отчисления на социальное страхование. В расчетах принять равным 1,43.

Затраты на силовую электроэнергию.

С_э= 15178руб.

где N_у - установленная мощность электродвигателя станка, кВт;

К_M - средний коэффициент загрузки электродвигателя по мощности (Км=0,8);

К_од - коэффициент одновременности работы электродвигателей станка (К_од=0,9);

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

- средний КПД для электродвигателей станка (з=0,95);

Ц_э - стоимость одного кВт-ч электроэнергии, руб. (в расчетах принять равной 0,4 руб.);

К_вр - средний коэффициент загрузки электродвигателей по времени,

где t_осн - норма основного (машинного) времени на операцию обработки, мин.

Затраты на эксплуатацию режущего инструмента

При эксплуатации абразивного инструмента

где S_абр- первоначальная стоимость абразивного инструмента, руб.

К_су- коэффициент случайной убыли, К_су=1,2

Т_см- стойкость абразивного инструмента до полного износа, мин.

Амортизация технологического оборудования.

Амортизация специального оборудования:

=140700

где Б- первоначальная стоимость станка, руб.

N_пр- принятое количество станков, шт.

N_арен- норма амортизации на полное восстановление станка, %.

При работе оборудования с абразивным инструментом N_арен=6,7%.

Затраты на ремонт технологического оборудования

Затраты на ремонт специального оборудования

3966руб

где S_рем- затраты на все виды ремонта за межремонтный цикл на единицу ремонтной сложности, руб.

R - число единиц ремонтной сложности для данного станка.

К_з - коэффициент, учитывающий затраты на ремонт электрической части станка (К_з=1,3)

Т_м - нормативная длительность межремонтного цикла, ч (Т_м=24000ч)

_Т - коэффициент, учитывающий тип производства.

_м, _у , _ст- коэффициенты, учитывающие соответственно вид обрабатываемого материала, условия эксплуатации оборудования, весовую характеристику станка.

F_э- годовой эффективный фонд рабочего времени станка, ч.

Затраты на все виды ремонта за межремонтный цикл (S_рем) на единицу ремонтной сложности станка определяется по формуле

S_рем=Т(С_час+Д+М)=Т·С_{час.рем}(1+0,585+10)

S_рем = 3596.16

где Т - трудоемкость всех видов ремонта на единицу ремонтной сложности станка, нормо-ч.

Т=n_к ·T_к+n_ср ·T_ср+n_Т ·T_Т+n_осм ·T_осм=1·35+ 2·23,5+ 6·6,1+ 9·0,9=126,7

С_{час.рем.}- средняя тарифная ставка рабочих ремонтников, руб.

Д - дополнительная заработная плата и отчисления на социальные нужды, Д=0,585·С_час._рем;

М - стоимость ремонтных материалов и запасных частей, руб., М=10·С_{час.рем}.

Затраты на эксплуатацию приспособления

Определяется из условия, что стоимость приспособлений, применяемых в массовом и серийном производстве, в течение двух лет списывается (переносится) на готовые изделия, а расходы на их ремонт составляют в среднем до 20% стоимости приспособления.

С_пр=0,6·S_пр·N_пр·К_з=0,6·1000000·1·0,28=168000руб.

где S_пр - первоначальная стоимость приспособления, руб.

N_пр- количество станков, на которых применяется данное приспособление.

Общецеховые расходы

Величина расходов по этой статье себестоимости определяется в целом по цеху и распределяется между отдельными видами продукции чаще всего пропорционально основной заработной плате основных рабочих. Поэтому величину общецеховых расходов можно определить по формуле

С_цех = С_час 47243руб,

где - процент от основной зарплаты основных рабочих, величина которого зависит от типа производства: для крупносерийного и массового - 350%,

Расчет технологической себестоимости обработки детали

Объектом расчета технологической себестоимости является деталеоперация или отдельная деталь. Это позволяет наиболее точно учесть экономическое влияние каждого отдельного технического решения: выбранного оборудования, инструмента, приспособления, режимов обработки и т.д.

Технологическая себестоимость рассчитывается поэлементно и включает изменяющиеся по сравниваемым вариантам составляющие статьи затрат. Исключение из расчета технологической себестоимости статей, численные значения которых остаются одинаковыми в сравниваемых вариантах, не оказывая влияния на окончательный вывод, значительно снижает трудоемкость экономического анализа.

В данной работе приведена методика расчета технологической себестоимости единичной операции механической обработки. Из общего состава статей, составляющих технологическую себестоимость, рекомендуются к расчету наиболее часто изменяющиеся. Это сделано из соображений уменьшения громоздкости и трудоемкости сравнительных расчетов по экономическому обоснованию вариантов технологического процесса.

Технологическая себестоимость единичной операции может быть представлена в виде

С = V·В + Р; С =V + Р

где С - себестоимость годового объема производства деталей, руб./год;

V -переменные (пропорциональные) затраты, руб./шт.;

P-условно-постоянные (непропорциональные) затраты, рассчитываемые на год, руб.;

В - годовой выпуск деталей, шт. '

Величина переменных затрат определяется на одну деталь или на детале-операцию, а условно-постоянных расходов - на год.

Состав элементов (статей) затрат по группам переменных и
условно-постоянных расходов зависит в основном от того, какое технологическое
оборудование используется - универсальное или специальное.

При использовании специального оборудования затраты, входящие в технологическую себестоимость механической обработки будут следующими:

V=C_м+С_з+С_Э+С_РИ

Р=С_асо+С_ремсо+С_пр+С_цех

V₂=19318+15178+48000=82496

Р₂=140700+3966+168000+47243=359909

С₂=82496+359909=442405руб

С_м - затраты на основные материалы, руб.;

Сз - заработная плата рабочего-станочника с начислениями, руб.;

С_э - затраты на силовую электроэнергию, руб.;

С_ри - затраты на эксплуатацию режущего инструмента, руб.;

С_асо - годовая сумма амортизации специального оборудования, руб.;

(или одну деталь), руб.;

С_ремсо - затраты на ремонт специального оборудования на год, руб.;

С_пр - затраты на эксплуатацию специальных приспособлений на год, руб.;

С_цех - общецеховые расходы, руб.

Определение области экономически эффективного применения технологических процессов

При экономическом сравнении вариантов технологических решений следует учитывать, что величина отдельных статей технологической себестоимости, обусловленных выполнением операции различными методами, зависит от изменения объема продукции и соответственно от загрузки оборудования.

Одна часть себестоимости готового количества деталей - условно-переменная (к) меняется с изменением объема продукции (В). Другая, условно-постоянная часть себестоимости (Р) охватывает те статьи технологической себестоимости, величина которых изменяется незначительно либо остается одинаковой с изменением годового выпуска продукции (В). Указанный характер зависимости затрат на обработку от изменения годового объема продукции позволяет установить такое значение годового выпуска продукции, при увеличении которого применение новых технологических решений становится экономически эффективным. Этот объем выпуска продукции называют критической программой производства (В_кр).

При анализе вариантов студенты должны определить величину критической программы производства (В_кр) аналитическим (расчетным) и графическим методами.

При аналитическом методе критическая программа определяется из условия равенства затрат на обработку по сравниваемым технологическим вариантам

или

=19299666,

где В_кр - критическая программа производства, шт.; Р₁, Р₂ - условно-постоянные (непропорциональные) затраты на готовый выпуск продукции по сопоставляемым вариантам, руб; - переменные (пропорциональные) затраты, приходящиеся на одну деталь, руб./шт.[32]

Чистый дисконтированный доход (ЧДД) - сумма текущих эффектов за весь расчетный период, приведенных к начальному периоду. Определяется как разница между денежными поступлениями за весь период и инвестициями.

,

где t - период эксплуатации, лет; Е - норма дисконта (0,2).[31]

Технологическая себестоимость

Виды затрат	Условное обозначение.	До внедрения	После внедрения
1.	Выпуск продукции, шт	В	2000000
2.	Зарплата станочника	Сз	75065	19318
3.	Затраты на электроэнергию	Сэ	12265	15178
4.	Затраты на эксплуатацию режущего инструмента	Сри	6120	48000
5.	Амортизация специального оборудования	Сасо	146880	140700
6.	Затраты на ремонт тех. оборудования	Сремсо	14638	3966
7.	Затраты на эксплуатацию приспособления	Спр	130158	168000
8.	Общецеховые расходы	Сцех	184000	47243
Итого:	569126	442405
В том числе: а) Переменные (на одну деталь) б) Постоянные (на весь выпуск)	V/B P	0,047 475707	0,041 359909

Технико-экономические показатели

	Показатели	Условное обозначение	До внедрения	После внедрения
1.	Выпуск продукции, шт.	В	2000000
2.	Потребное количество станков, шт.	NПР	1	1
3.	Капитальные затраты, руб	К	2409175	2380000
4.	Технологическая себестоимость, руб.	Стех	569157	442405
5.	Чистый дисконтированный доход, руб	ЧДД	408245

8. Охрана труда

8.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов

1. Движущиеся механизмы.

У шлифовального станка с этой точки зрения основную опасность

представляют собой вращающийся шлифовальный и ведущий круги. Попадание в зону действия этих механизмов может привести к серьезным травмам и увечьям. Основную опасность представляет собой вращающийся шлифовальный круг, поскольку существует риск его разрушения во время вращения.

Защита. С целью предотвращения воздействия на человека этих опасных факторов, необходимо станки расставлять в соответствии с требованиями норм по расстановки оборудования, а абразивный круг заключать в защитный кожух.

2. Повышенный уровень шума на рабочем месте.

Источниками шума являются любые работающие механизмы станка, а также местная вытяжная вентиляция. Основными источниками шума являются шпиндельная бабка станка и вентилятор вытяжки.

В результате экспериментов установлено, что длительное воздействие на рабочих шума различной интенсивности может вызвать функциональное изменение со стороны ряда систем и органов человека, а именно нервной системы (характерные субъективные симптомы - рассеянность раздражительность ослабление памяти и внимания, подавленное настроение, увеличение времени двигательной реакции на звуковые и световые сигналы и т.д.), сердечно - сосудистая система (изменение кровяного давления, ритмасердечных сокращений, повышение внутричерепного давления и пр.), мышечной системы (изменение силы мышц, снижение мышечной работы и пр.), органов пищеварения, органов слуха, вестибулярного аппарата, зрительного анализатора и ряда других органов и систем.

Защита. Средства и методы защиты от шума по отношению к защищаемому объекту подразделяются на:

средства и методы коллективной защиты

средства индивидуальной защиты;

Средства коллективной защиты по отношению к источнику возбуждения шума делятся на:

средства, снижающие шума в самом источнике; средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.

Средства коллективной защиты в зависимости от способа реализации подразделяются на:

* акустические (звукоизоляция ограждениями, экранами, кожуха ми и звукопоглощение облицовками и объемными поглотителями)

* архитектурно-планировочные;

* организационно технические;

Средства индивидуальной защиты от шума в зависимости от конструктивного исполнения подразделяются на:

* противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход и прилегающие к нему;

противошумные наушники, закрывающие ушную раковину с наружи;

* противошумные каски и шлемы; * противошумные костюмы.

В данном случае рационально применять средства индивидуальной защиты.

3. Повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека

В данном случае, источником данного опасного фактора является вероятность пробоя изоляции и как следствие появление на корпусе станка электрического потенциала, что может привести к поражению электрическим током станочника. Поражение произойдет при условии, если человек одновременно коснется, не защищенными частями тела, станка, который находится под напряжением, и токопроводящего предмета с другим значением потенциала.

Проходя через живой организм, электрический ток производит термическое, электролитическое и биологическое действия. Термическое действие проявляется в ожогах наружных и внутренних участков тела, нагреве кровеносных сосудов и крови и т.п., что вызывает их серьезные функциональные расстройства. Электролитическое - в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая тем самым самые значительные нарушения их физико-химического составов и ткани в целом. Биологическое действие выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что может сопровождаться непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц сердца и легких.

Защита. В качестве защиты в подобных случаях наиболее широкое распространение получило защитное заземление.

4. Повышенный уровень вибрации.

Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия. В данном случае это неуравновешенные вращающиеся массы (узлы и детали шпиндельной бабки и вентилятора).

Производственная вибрация, имеющая значительную амплитуду и продолжительность действия, передаваясь здоровым тканям и органам, оказывает вредное влияние, прежде всего, вызывая нейротрофические и гемодинамические нарушения. Изменяется вибрационная, температурная и болевая чувствительность кожи. Длительное воздействие интенсивной вибрации может привести к заболеванию вибрационной болезнью, связанной с нарушением деятельности жизненно важных органов и систем человека: нервной, сердечно-сосудистой, опорно-двигательного аппарата, кожных анализаторов и т. д.

Защита. Различают следующие методы защиты от воздействия вибрации по отношению к источнику ее возбуждения:

1) методы снижающие параметру вибрации на путях ее распространения от источника возбуждения;

2) методы снижающие параметры вибрации воздействием на источник возбуждения;

В данном случае целесообразно использовать вторую группу методов. С этой целью проводят балансировку вращающихся частей станка и вентилятора. Кроме того, вентилятор можно устанавливать на виброизолирующее основание. Эти мероприятия положительно сказываются на качестве обработки деталей.

5. Пониженный уровень освещенности.

Не достаточное освещение не только утомляет зрение, но и вызывает утомление организма в целом. Нерациональное освещение может, кроме того, явиться причиной травматизма, снижения производительности труда и увеличивает брак продукции.

Защита. С целью решения этих проблем производится расчет освещения по соответствующим нормативам.

6.Повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны.

Холодная обработка металлов и их сплавов, а также не металлических; материалов, проводится на токарных, фрезерных, сверлильных, расточных, отрезных, шлифовальных и других станках. При точении, сверлении и фрезеровании стальных изделий пыль практически не выделяется. Такие станки местной вентиляцией, как правило, не оборудуются. Удаление стружки производится периодически, механическим путем или вручную. В процессе механической обработки хрупких материалов (чугуна, бронзы, латуни, не металлических материалов и др.) происходит значительное выделение пыли (табл.8.1).

Таблица 8.1

Удельное выделение пыли, г/ч, при обработке хрупких металлов резанем [31].

Станки	Мощность электропривода станков, кВт	Удельные выделения, г /ч
		Чугун	Бронза и другие цветные металлы
Токарные Фрезерные Сверлильные Расточные	1-28 2,8-14 1-10 1-15	20-40 15-25 3-5 6-10	8-10 6-8 2-3 2-6
Максимальное выделение пыли соответствует максимальной мощности электропривода станка

Наиболее интенсивным пылевыделением сопровождаются операции абразивной обработки металла. Количество выделяющейся пыли в этом случае зависит в основном от твердости обрабатываемого изделия, окружной скорости круга, а также вида обработки (табл.7.2).

При обработки металла абразивными кругами в воздух помещения выделяется пыль, состоящая на 30-40% (в массовых долях) из материала абразивного круга и на 60-70% из материала обрабатываемого материала.

Пыль представляет собой материальную систему, состоящую из мелких частиц твердого или жидкого вещества, рассеянных в газообразной среде. Такие системы называют аэрозолями. К аэрозолям относят также туман, возгоны и дым.

Таблица 8.2

Удельное выделение пыли, г/ч, при абразивной обработке металла

Станки	Диаметр круга, мм	Удельные выделения, г/ч
Круглошлифовальные Плоскошлифовалдьные Бесцентрово-шлифовальные Зубошлифовальные Внутришлифовальные Заточные	150-900 175-500 30-500 75-400 5-200 100-550	420-1100 470-790 160-290 140-230 110-360 140-1100
Примечание. Максимальное пылевыделение соответствует максимальному диаметру круга.

Пылями называют аэрозоли, при процессах механического измельчения - таких, как бурение, дробление, размол, истирание или механической обработки с одновременным или последующим переходом образующихся частиц во взвешенное состояние. Размеры частиц в пылях больше, чем в дымах, возгонах и туманах.

Возгоны, образующиеся в результате сублимации, горения и конденсации, содержат частицы размерами меньше 1 мкм.

Дым, отличающейся значительной оптической плотностью, образуется в таких же процессах, как и возгоны; размеру частиц в нем могут быть меньше, чем в возгонах.

Туман состоит из частиц жидкого вещества, образующихся при конденсации паров на частицах твердого вещества или при распылении жидкостей.

По происхождению пыль делится на органическую (животного или растительного происхождения неорганическую (металлическую минеральную) и смешанную.

Промышленная пыль представляет собой смесь частиц вещества различной структуры. В запыленном воздухе встречаются пылевые частицы размерами 0,1-100 мкм и более крупные. Крупная пыль быстро оседает. Легкая волокнистая иглообразная пыль длительное время находится во взвешенном состоянии и оседает медленно.

В воздухе производственных помещений преобладают пылевые частицы размером до 10 мкм, причем 40-90% общего числа их имеют размеры менее 2мкм.

Пыль может поступать в воздух производственных помещений при процессах дробления и разлома материала, а также при просеивании или транспортировании сыпучих веществ. Пыль образуется в чугунолитейных производстве при приготовлении формовочных и стержневых смесей, выбивке и очистке литья и т. п. Большое количество пыли образуется при обработке изделий на абразивных войлочных и матерчатых кругах, на всевозможных механических станках и при других операциях.

Запыленность измеряется массой пыли в единице объема воздуха, мг/м³, или числом частиц в 1м³ воздуха.

Действие пыли на организм человека зависит от ее состава и дисперсности, которая характеризуется размерами пылевых частиц. Дисперсность влияет на глубину проникания пыли в дыхательные пути человека. Наибольшую опасность для организма человека представляет пыль с размерами пылевых частиц менее 10мкм, так как более крупная пыль задерживается на слизистой оболочке верхних дыхательных путей.

При попадании пыли в легкие человека возникают тяжелые заболевания. Так, попадание в легкие пыли, содержащей двуокись кремния SiO₂, или кварц, может вызвать заболевание силикозом, а попадание асбестовой пыли - заболевание асбестозом.

Процессы металлообработки характеризуются внедрением на машиностроительных предприятиях высокопроизводительного оборудования с повышенными скоростями резания.

Интенсификация процессов механической обработки металла с целью уменьшения изнашивания режущего инструмента и сохранения структуры обрабатываемых материалов, нагревающихся в следствии трения до 400-500°С, потребовала эффективного охлаждения путем обильного смачивания зоны обработки смазочно-охлаждающими жидкостями (СОЖ).

В качестве таких жидкостей широко применяются нефтяные минеральные масла, их эмульсии и эмульсолы. Эмульсии представляют собой 3-10%-ные водные растворы масел и неорганических щелочей. Применение СОЖ уменьшает интенсивность пылеобразования, но при этом в воздух производственного помещения происходит обильное выделение аэрозолей масла и эмульсола (табл.8.3).

Таблица 8.3

Удельные выделения аэрозолей масла, эмульсола при механической обработке металла [31].

	Мощность	Аэрозоли	Аэрозоли
	Электро-	масла при	эмульсола
Тип станка	привода	охлаждении	при охлаж-
	оборудова-	маслом,	дении
	ния, кВт	г/ч	эмульсией,
			г/ч
Токарные крупных размеров	10-200	2-40	0,06-1,3
Фрезерные	7-40	2-8	0,1-0,6
Сверлильные	1-14	0,2-2,8	0,1
Расточные	4-60	12	0,03-0,4
Круглошлифовальные	0,7-10	21-300	0,1-1,7
Плоскошлифовальные	1,7-2,8	51-840	0,28-4,62
Бесцентрово-шлифовальные	4,5-20	135-60	0,7-3,3
Максимальные выделение аэрозоля соответствуют максимальной
электропривода станков.

Масляный туман конденсационного происхождения в основном состоит из капелек размером менее 4 мкм (до 90%) . Масляные, туманы могут существенно ухудшать условия труда, вызывая иногда профессиональные заболевания. При недостаточно эффективной вентиляции концентрации аэрозолей масла в воздухе цехов механической обработки могут превышать ПДК (5 мг/м³) . Кроме того, осадки масла на полу, станках и инструментах способствуют возникновению травматизма, осложняют уборку помещений, загрязняют источники света и др. Наряду с выделением пыли и масляного тумана в цехах механической обработки имеют место существенные тепловыделения. Тепловыделение Q от станков (кВт) зависят от мощности установленных электродвигателей и определяются с учетом коэффициентов загрузки и одновременной работы электродвигателей (принимаются по данным технологов).

Источниками тепловыделения являются также солнечная радиация, искусственное освещение и тепловыделения от людей. При размещении цехов механической обработки в одноэтажных зданиях расчетные (максимальные) величины теплопоступлении от солнечной радиации, как правило, соизмеримы, а в ряде случаев превышают величины теплопоступлении от технологического оборудования.[26]

8.2 Местная вытяжная вентиляция

Общие положения. Для борьбы с выделяющимися в воздух производственных помещений парами и газами вредных веществ, а также пылью наиболее эффективно применение локализующей вытяжной вентиляции, т. е. удаление вредных выделений от мест их образования. Удаление загрязненного воздуха от мест его сосредоточения легко осуществить при устройстве укрытий и агрегатов, являющимися источниками вредных выделений. Вытяжка из-под укрытий может быть как естественной, так и механической. Устройство локализующей, или местной, вытяжной вентиляции рекомендуется как один из наиболее экономичных и эффективных методов борьбы с вредными выделениями.

Чистый приточный воздух в этих случаях следует подавать в отдалении от источников вредных выделений, т. е. приточный воздух должен всегда подаваться в "чистую зону" вдали от мест образования вредных выделений.

Местные отсосы. Местный отсос представляет собой устройство для локализации вредных выделений у места их образования и удаления загрязненного воздуха за пределы помещения с концентрациями, более высокими, чем при общеобменной вентиляции. Это позволяет сокращать воздухообмен и тем самым снижать расходы на обработку воздуха.

Санитарно-гигиеническое значение местных отсосов заключается в том, что они не допускают проникновения вредных выделений в зону дыхания работающих.

Кроме санитарно-гигиенических условий, к местным отсосам предъявляются следующие технологические требования:

а) место образования вредных выделений должно быть укрыто настолько, насколько это позволяет технологический процесс, а открытый (рабочий) проем должен иметь минимально возможные размеры;

б) местный отсос не должен мешать нормальной работе или снижать производительность труда;

в) вредные выделения должны удаляться в направлении их естественного движения - горячие газы и пар вверх, холодные тяжёлые газы и пыль вниз;

г) конструкция местного отсоса должна быть простой, иметь малое гидравлическое сопротивление, легко сниматься и устанавливаться на место при чистке и ремонте оборудования.[21]

8.3 Расчет объема удаляемого воздуха и подбор вентилятора

Для бесцентрово-шлифовальных станков при диаметре круга 500 мм требуемая производительность местной вытяжки рассчитывается по формуле

L=1,8dKp[M³/4] [35]

На рассматриваемой операции шлифования используется круг диаметром 500 мм,, тогда

L=1,8dKp=1,8*500=900 м³/ч

Рекомендуемая скорость воздуха на всасывании 17-20м/с [11] . Исходя из скорости 20м/с и производительности 900м³/ч рассчитываем площадь сечения всасывающего патрубка

S=L/ (V3600) =900/ (20*3600) =0,0125 м²=12500м²

Подберем фильтр и определим полное сопротивление воздуховодов. Принимаем, что весь снимаемый припуск переходит в пыль.

Имеется базовый технологический процесс, согласно которому заготовка имеет длину 13,9 мм, глубина шлифования 0,038 мм.

Вся толщина материала равная 0,038 мм снимается за один проход т. е. 4с.

Примем, что ширина толщина снимаемого слоя равна 0,038 мм, длина 13,9 мм, объем равен

V=3.14_*r2_*l-3.14*r²_*l=3,14_*7,035²_*13,9-3,14_*6,997_*13,9=23мм³

Плотность стали равна 7,8 г/см³ или 7,8 мг/мм , тогда масса рассматриваемого слоя равна 7,8*23=179,4 мг, а интенсивность пылевыделения 7,8/4=1,95 мг/с

Принимаем, что образующаяся пыль имеет следующий состав 80% 12ХН3А 20% частицы абразивных зерен и связки круга, тогда интенсивность будет равна 2,13 мг/с, а часовая интенсивность соответственно 2,13*3600=6848 мг/ч.

Концентрация пыли в удаляемом воздухе будет равна 6848/900=6,7 мг/м³ (900 м³/ч - расчетная производительность вытяжки)

Необходим фильтр с эффективностью очистки не менее 80%, пригодный для пыли размером менее 6 мкм.

Данным условиям удовлетворяет складной ячейковый бумажный фильтр типа К53 [1]. Фильтрующий материал, 6 слоев алинина и 2 слоя шелковки. Эффективность 95-96%. Сопротивление 100 МПа/м².

Далее определим сопротивление воздуховода.

Полное сопротивление воздуховода определяется по формуле

МПа/м²

По номограмме 1 источника [11] определяем динамическое давление Н_g при скорости воздуха V=20 м/с и производительности L=900м³/ч оно равно 230 МПа/м². По той же номограмме /d=0,2 для шероховатых воздуховодов значение /d умножают на коэффициент , для гибкого шланга он равен 3,16. Коэффициент местного сопротивления всасывающего патрубка равен 0,65 [1].

Тогда Н=(0,125*3,16*2,5+0,65) *23=376,6 МПа/м²

Сопротивление вместе с фильтром равно 476,6 МПа/м . Необходимо подобрать вентилятор на производительность

L=900м³/ч и сопротивление 476,6 МПа/м .

Подходит центробежный вентилятор ц4-70, комплект вентилятора А2,5095-2а п_в=2800об/мин, электродвигатель АОЛ-22-2 п_в=2800об/мин, Nу=0,6кВт.

Список использованных источников

1. Вентиляция и отопление цехов машиностроительных предприятий / М. И. Гриммитлин, Г. М. Позин, О. Н. Тимофеева, и др. - 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1993 г.

2. Грановский Г. И. Обработка результатов экспериментальных исследований резания металлов. Москва: Машиностроение 1982г.

3. Двигатель автомобиля ГАЗ-3110 Волга. Под редакцией главного конструктора Калашникова А. А. 1998 г.

4. Евсеев Д. Г., Сальников А. Н. Физические основы процесса шлифования. Саратов: Издательство саратовского университета 1978 г.

5. Журавлев В. Н. Машиностроительные стали: справочник 1992 г.

6. Каталог-справочник “Абразивные материалы и инструменты”. Под редакцией В. А. Рыбакова. Всесоюзный научно-исследовательский институт абразивов. Москва 1976 г.

7. Кащук В. А., Верещагин А. Б. Справочник шлифовщика. -М: Машиностроение, 1988 г.

8. Кожекин Г. Я., Синица Я. М. Организация производства. Минск, 1998 г.

9. Костюков В. А. Сборник примеров расчета по отоплению и вентиляции. Ч. 2. Вентиляция. Госстройиздат 1962 г.

10. Кулаков Ю.М. и др. Предотвращение дефектов при шлифовании. М.: Машиностроение 1987 г.

11. Лавочкин Н. И. Инженерные расчеты по охране труда: Учебное пособие, Красноярск.: Изд-во Краснояр. Ун-та. 1987 г.

12. Левин В. И. Краткий справочник шлифовщика. Машиностроение, Москва 1968 г.

13. Лоладзе Т. Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. Москва: Машиностроение 1982 г.

14. Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов. М.: Машиностроение. 1974 г.

15. Маталин А.А. Технология машиностроения 1985 г.

16. Механика и технология материалов и конструкций., Вестник ПГТУ №2, Под редакцией д.т.н. Н.Н. Вассерман и др., Пермь, 1999 г.

17. Муцянко В.И. Бесцентровое шлифование. Машиностроение. Ленинград 1967 г.

18. Мягков В.Д., Палей М.А. Допуски и посадки. Т. 1 1979 г.

19. Нефедов Н.А., Осипов К. А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. 1976 г.

20. Островский В. И. Теоретические основы процесса шлифования. -Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та 1981 г.

21. Отопление и вентиляция. Учебник для вузов. В 2-х ч. ч2. Вентиляция. Под редакцией В.Н. Богословского. М., Стройиздат. 1976 г.

22. Розенберг А.М., Еремин А.Н. Элементы теории резания металлов. М.: Машгиз, 1966 г.

23. Рысин С.А. Вентиляционные установки машиностроительных заводов. 1982 г.

24. Свирщев В.И. Расчет сил резания при плоском шлифовании периферией круга., Сборник научных трудов. Совершенствование процессов абразивно-алмазной и упрочняющей обработки в машиностроении. Под редакцией к.т.н. Ю.Н. Иванкин, д.т.н. В.И. Свирщев. и др. ПГТУ. Пермь., 1992 г.

25. Справочник металлиста. Т. 4. под редакцией М. П. Новикова. Москва, Машиностроение. 1977 г.

26. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Под общей редакцией к. т. н. И.Г. Староверова. Стройиздат 1969 г.

27. Справочник технолога-машиностроителя. Под редакцией А. Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. Т. 1 -1985 г., Т. 2 -1986 г.

28. Станочные приспособления. Под редакцией Б. Н. Вардашкина, В. В. Данилевского. Т. 2 -1984 г.

29. Технологические рекомендации УПИ. Под редакцией Т. В. Кузнецова., 1986 г.

30. Экономика и организация производства в дипломных проектах по технологическим специальностям. Под ред. Геворкяна А. М. М., 1982 г.

31. Экономическое обоснование технологического процесса механической обработки. Метод. Указания для студентов механико-технологического факультета. ПГТУ, 2000 г.

32. Ящирицын П. И., Жалнерович Е. А. Шлифование металлов. Минск. 1970 г.

33. Ящирицын П. И., Жалнерович Е. А. Шлифование металлов. Минск. 1982 г.

Размещено на Allbest.ru