Разработка технологического процесса механической обработки детали втулка

В зависимости от цели усовершенствования объекта.

Для достижения увеличения помехозащищённости, повышения точности за счёт увеличения аппаратных затрат - применения электронных устройств, обеспечивающих высокую точность; будем использовать ТР, которые отвечают поставленной цели и условиям её выполнения.

В зависимости от объёма выпуска (экспорта) объекта, его стоимости и значимости ТР для объекта в целом.

Преобразователь угла поворота вала в код является объектом приборостроительного производства. Сложность и стоимость его невелики. Использование дополнительных аппаратных затрат в усовершенствованном объекте как будто бы должно привести к резкому повышению его стоимости. Однако не стоит забывать, что, во-первых, исходный объект морально устарел, и не может обеспечить увеличивающихся требований к точности токарной обработки; во-вторых, научно-технический прогресс обуславливает появление новых технологий, вследствие чего себестоимость электронных устройств имеет тенденцию снижению, а цены на них уже сейчас очень низкие.

В зависимости от сроков известности ТР.

Как показывает предварительное знакомство с патентной документацией, научно-технический прогресс обусловил широкое применение электронных устройств, вследствие чего технических решений преобразователя угла поворота вала в код очень много.

Исходя из этого, ограничимся сроками известности технических решений в 5-10 лет.

Т.о. для исследования достигнутого уровня и патентной чистоты оставляем те технические решения, которые удовлетворяют цели исследования, сложности, стоимости и срокам известности.

4.4 Регламент поиска

4.4.1 Определение рубрик МКИ и индекса УДК ИТР

Согласно методике определения, необходимо выбрать из названия исследуемого объекта и описания его сущности ключевые слова, определяющие его суть и назначение, по ним произвести поиск рубрик МКИ, пользуясь «Алфавитно-предметным указателем», а затем уточнить рубрику МКИ, соответствующую исследуемому объекту по классификатору «Международная классификация изобретений». За неимением возможности использования «Алфавитно-предметного указателя» во время выполнения данной курсовой работы из-за его отсутствия, произведем ступенчатый поиск необходимых рубрик, пользуясь только классификатором «Международная классификация изобретений»:

G 01 B 11/26:

раздел G - «Физика»;

класс G 01 - «Техника испытаний и измерений»;

подкласс G 01 B - «Измерение линейных и механических величин»;

группа G 01 B 11/00 - «Измерение угловых величин»;

подгруппа G 01 B 11/26 - «Измерение угловых перемещений».

Индекс УДК определяем по “Указателю к универсальной десятичной классификации”.

531.743:

531-Общая механика, механика твёрдого тела.

531.7-Измерение геометрических и механических величин, измерительные приборы, методы и единицы измерения.

531.743-Измерение угловых величин и угловых перемещений.

4.4.2 Установление и обоснование глубины патентного поиска

На основании общего анализа состояния приборостроительного производства и в частности вида техники - измерение угла поворота вала полагаем, что наиболее прогрессивные технические решения содержатся в изобретениях, сделанных за последние пятнадцать лет. Поэтому глубину поиска при исследовании достигнутого уровня развития вида техники определяем в 15 лет (1982-1997).

Срок действия патентов в странах проверки составляет: в России - 15 лет, во Франции, ФРГ, Великобритании, Японии - 20 лет, в США - 17 лет. Соответственно этим срокам устанавливаем глубину поиска по каждой из стран проверки при экспертизе преобразователя угла поворота вала в код на патентную чистоту.

4.4.3 Установление и обоснование источников информации

В качестве источников информации принимаем источники, имеющиеся в кабинете патентоведения ЭТФ и учебной библиотеке ТолПИ:

Официальный бюллетень «Открытия и изобретения»; 1973-1991гг.;

Реферативный журнал «Изобретения стран мира» 1979-1991 гг.;

«Изобретательское и патентное право стран мира», М., 1983 г.

4.5 Патентный поиск

В начале необходимо осуществить выбор патентно-технической документации, имеющей отношение к ИТР.

Просматриваем источники информации в соответствии с регламентом поиска. Выбираем такие документы, по названиям которых можно предположить, что они имеют отношение к ИТР - преобразователю угла поворота вала в код. По этим документам знакомимся с рефератами, аннотациями, формулами изобретений, чертежами.

Сведения о технических решениях, имеющих отношение к ИТР, заносим в таблицу№5.1.

Таблица№5.1. Регламент поиска №______

Объект	Устройство для преобразования угла поворота вала в код.
Вид исследований	исследование достигнутого уровня развития вида техники,
экспертиза объекта техники на патентную чистоту
Предмет поиска (ИТР)	Страна поиска	Индексы МКИ и УДК	Глубина поиска, лет	Источник информации
1	2	3	4	5
Устройство	Россия (RU)	G01B 11/26	15 лет (1983-	1. Библиографический указатель 2. 3.
для	/до 1991 г.	531.743	1998 гг.)	действующих патентов в СССР по
преобразова-	СССР (SU)/,			состоянию на 01.01.92 г.
ния угла	США (US),			2. Описания к авторским
поворота	Япония (JP)			свидетельствам и патентам,
вала в код,				выданным в Российской Федерации
преобразова-				(СССР), раздел G 01 B.
тель				3. Официальный бюллетень
напряжения				Госкомизобретений СССР
в код				«Открытия, изобретения» №23
				1987, №46 1987, №14 1988, №№18, 21
				1990, №8 1991
				4. Реферативный журнал
				«Изобретения стран мира» №№6, 14
				1988, №12 1990, №№9, 24 1991
				5. Бюллетень «Изобретения за
				рубежом» МКИ G 01 №№1, 2 1983

4.6 Анализ выявленных технических решений

4.6.1 Анализ сущности технических решений

Изучаем сущность ТР, занесённых в таблицу№5.1 по сведениям, содержащимся в графе 4, а также путём просмотра текста патентных описаний, статей и т.п.

Если из рассмотрения сущности ТР видно, что оно решает принципиально иную задачу по сравнению с задачей увеличения помехозащищённости и повышения точности, которую решает ИТР, то документ исключаем из дальнейшего рассмотрения. Если видно, что ТР решает ту же или близкую задачу (аналог ИТР), документ включаем в перечень для дальнейшего анализа. Запись об этом делаем в графе 5 таблицы№5.1.

4.6.2 Определение показателей положительного эффекта

Устанавливаем, какие показатели положительного эффекта желательно получить в идеальном усовершенствованном объекте. К таким показателям относим:

а) показатели, обеспечивающие достижение цели усовершенствования объекта;

б) показатели, косвенно содействующие достижению цели;

в) показатели, не влияющие на достижение цели, но усиливающие полезные свойства объекта;

г) показатели, на влияющие на достижение цели, но ослабляющие вредные свойства объекта.

Показатели положительного эффекта заносим в таблицу№6.2, графы 1, 2.

4.6.3 Сопоставительный анализ преимуществ и недостатков ИТР и аналогов

Оцениваем обеспечение каждого показателя положительного эффекта каждым аналогом в баллах от -4 до +4. ИТР по каждому показателю выставляем оценку «0». Заносим оценки в графы 3-9 таблицы№5.2. Суммируем оценки по каждому аналогу и видим, что наибольшую сумму баллов имеет аналог преобразователь угла поворота вала в код АС №4133898. В этом ТР в наибольшей степени обеспечивается точность с учётом помехозащищённости за счёт применения нового подхода к преобразованию угла поворота вала в код, т.е. достигается цель, поставленная в п.2. Кроме того, усовершенствованное устройство выигрывает в надёжности, а также более удобно при эксплуатации, наладке и ремонте.

Следовательно, данное ТР является наиболее прогрессивным. Его принимаем для использования в усовершенствованном объекте - преобразователе угла поворота вала в код.

Таблица№5.2 Патентная и научно-техническая документация, отобранная для анализа

Предмет поиска (ИТР)	Страна выдачи, вид и номер охранного документа, классификационный номер	Автор, заявитель, страна, дата приоритета, дата публикации, название	Сущность технического решения и цель его создания	Подлежит (не подлежит) детальному анализу
				достигну-того уровня	патентной чистоты
1	2	3	4	5	6
Преобразова-	СССР, пат. №4345368, G 01	В.М. Домрачев, Г.Ф. Мончак	Преобразователь угла поворота вала в код, со-		Подле-
тель напряже-	В 11/26	и А.П. Синицин, СССР,	держащий ВТ, выходы которого соединены с		жит
ния в код		13.11.87, Устройство для	информационными входами селекторов квадрен-
		преобразования угла поворо-	та, первый и второй входы которого соединены
		та вала в код	с аналоговыми входами первого и второго
			ФЦАП соответственно, выходы которых сое-
			динены с первым и вторым входами аналогового
			сумматора соответственно, выход которого
			через последовательно соединенный демодуля-
			тор с фильтром, интегратор и преобразова-
			тель напряжения в частоту соединен с входом
			реверсивного счетчика, входы двух старших раз-
			рядов которого соединены с управляющими вхо-
			дами селектора квадранта, выходы младших
			разрядов реверсивного счетчика соединены с
			цифровыми входами первого и второго ФЦАП,
			цифровые входы которого подключены к выхо-
			дам младших разрядов реверсивного счетчика
			аналоговый вход подключен к выходу первого
			ФЦАП, а выход соединен с третьим входом
			аналогового сумматора.
	СССР, пат.№1387198,	О.В. Процик,	Преобразователь угла поворота вала в код, со-		Подле-
	G 01 В11/26	А.И. Корнблюм,	держащий фазовращатель, выход которого со-		жит
		И.М. Цигельный,	единен с входом формирователя фазового им-
		К.Б. Кацов,	пульса, первый триггер, прямой выход которого
		И.В. Пальчикевич,	соединен с первыми входами первого и второго
		М.К. Березовский,	входами элементов И, а инверсный выход - с
		16.10.86, Устройство для	первым входом третьего элемента И, второй
		преобразования угла поворо-	триггер, инверсный выход которого соединен с
		та вала в код	вторым входом первого элемента И, а прямой
			выход - с вторыми входами третьего и второ-
			го элементов И, выход которого, через элемент
			задержки соединен с одними входами первого и
			второго триггеров, генератор импульсов, выход
			воторого соединен с третьими входами пер-
			вого и третьего элементов И, выходы которых
			соединены с выходами первого реверсивного
			счетчика, счетчик.
	СССР, пат.№ 4133898,	Ю.В. Христофоров,	Преобразователь угла поворота вала в код, со-		Подле-
	G 01 В 11/26	Ю.Г. Войлов,	держащий датчик, первый и второй перемно-		жит
		В.М. Петров,	жители, выходы которых соединены с входами
		В.И. Караченцев,	блока сравнения, преобразователь напряжение-
		И.А. Махнев,	частота, выходы которого подключены к вхо-
		09.10.86, Устройство для	дам реверсивного счетчика, выходы которого
		преобразования угла поворо-	являются выходами преобразователя. Первый
		та вала в код.	и второй функциональные преобразователи,
			выходы которых подключены к цифровым вхо-
			дам соответствующих перемножителей, пер-
			вый демодулятор, отличающийся тем, что, с
			целью повышения точности преобразователя
			и расширения его функциональных возможнос-
			тей за счет обеспечения съема сигнала, пропор-
			ционального скорости изменения угла поворота
			вала,в него введены второй демодулятор, сум-
			матор, блок задания сдвига фаз.
	Япония, пат.№58-176706,	Цумура Сюнко,	Преобразователь угла поворота вала в код, со-		Подле-
	G 01 В 11/26	К.К. Кубота,	держит генератор импульсов, выход которого		жит
		240.9.83, Устройство для	подключен к входу делителя частоты, первый
		преобразования угла поворо-	и второй выходы которого подключены к пер-
		та вала в код.	вому и второму входам формирователя напря-
			жения соответственно. СКТВ, кинематически
			связанный с входным валом, выходы которого
			подключены к первым входам первого и второго
			фазовых детекторов, к вторым входам кото-
			рых подключены первый и второй выходы циф-
			рового сравнивающего блока соответственно,
			а выходы первого и второго фазовых детекто-
			ров подключены к входам второго сумматора,
			выход которого, через первый фильтр подклю-
			чен к входу блока преобразования напряжения
			в частоту, выходы которого подключены к
			входам реверсивного счетчика, выходы кото-
			рого являются выходом преобразователя и
			подключены к первой группе входов цифрового
			сравнивающего блок, вторая группа выходов
			делителя частоты.
	СССР, пат.№ 1347186,	В.И. Смирнов,	Преобразователь угла поворота вала в код, со-		Подле-
	G 01 В 11/26	О.А. Павлов,	держащий синусно-косинусный датчик угла,		жит
		Т.И. Антонова,	выходы которого подключены к информацион-
		Ю.Д. Андрианов,	ным входам первого коммутатора, выход ко-
		06.12.85, Устройство для	торого подключен к информационному входу
		преобразования угла поворо-	блока сравнения, выход которого подключен к
		та вала.	информационному входу регистра последова-
			тельых приближений, группа выходов которого
			является выходами младших разрядов преобра-
			зователя и подключены к информационным вхо-
			дам линейного ЦАП, выход которого соединен
			с вторым входом блока сравнения, второе уст-
			ройство выборки и хранения, выход которого
			соединен с опорным входом линейного ЦАП,
			генератор импульсов, блок питания, выход
			которого подключен к одному выводу обмотки
			возбуждения синусно-косинусного датчика угла,
			другой вывод подключен к общей шине.

Таблица№5.3 Оценка преимуществ и недостатков аналогов

Показатели положительного эффекта	ИТР	Аналоги
		Россия пат. № 4345368	Япония пат. № 58-176706	Россия пат. № 1347186	Россия пат. № 1387198	Россия пат. № 4133898
1 2	3	4	5	6	7	8	9
а) показатели, обеспечивающие достижение цели усовершенствования
Точность преобразования	0	0	-2	-1	+1	+3
б) показатели, косвенно содействующие достижению цели
Помехозащищенность	0	-3	0	-4	+2	+2
Надежность	0	0	+2	+1	-1	+3
в) показатели, усиливающие полезные свойства объекта
Стоимость	0	0	+1	+3	+1	+3
Габаритные размеры	0	-1	-3	-2	-1	-2
г) показатели ослабляющие вредные свойства объекта
Возможность быстрой замены	0	-2	+1	+2	0	+3
Суммарный положительный эффект	0	-1	-1	-1	+3	+3

Таблица№5.4 Существенные признаки ИТР преобразователя угла поворота вала в код и его аналогов

	Признаки технического решения	ИТР	Аналоги
			Россия пат. № 4345368	Япония пат № 5817676	Россия пат. № 1347186	Россия пат. № 1387198	Россия пат. № 4133898
1	2	3	4	5	6	7	8	9
а) Элементы
1	Вращающийся трансформатор	+	+	+
2	Селектор квадранта		+
3	ФЦАП		+		+		+
4	Аналоговый сумматор	+	+	+			+
5	Демодулятор		+				+
6	Интегратор		+
7	Преобразователь напряжения в частоту		+
8	Реверсивный счетчик		+			+	+
9	Генератор импульсов	+		+	+	+
10	Делитель частоты	+		+	+	+
11	Формирователь напряжения возбуждения	+		+
12	Фазовый детектор	+		+
13	Фильтр	+	+	+
14	Синусно-косинусный датчик угла				+		+
15	Блок питания				+
16	Коммутатор				+
17	Блок сравнения				+		+
18	Регистр последовательных приближений				+
19	Триггер				+	+
20	Элемент И				+	+
21	Блок выбора октантов				+
22	Фазовращатель					+
23	Формирователь фазового импульса					+
24	Элемент задержки					+
25	Преобразователь напряжение-частота						+

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

4.7 Описание усовершенствованного объекта

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для измерения углового положения и угловой скорости вращающихся объектов.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя и расширение его функциональных возможностей за счёт обеспечения съёма сигнала пропорционального скорости изменения угла поворота вала преобразователя.

Преобразователь (рис.№5.2) содержит датчик 1, демодуляторы 2 и 3, перемножители 4 и 5, блок 6 сравнения, преобразователь 7 напряжение-частота (ПНЧ), реверсивный счётчик 8, блок 9 задания сдвига фаз, сумматор 10, функциональные преобразователи 11 и 12.

Рис.5.2. Блок-схема усовершенствованного преобразователя угла поворота вала в код.

Далее будем исследовать патентную чистоту усовершенствованного преобразователя угла поворота вала в код, приняв его в качестве ИТР.



4.8 Выявление и анализ существенных признаков ИТР и аналогов

Из анализа таблицы№5.3, в которой представлены результаты сравнения существенных признаков ИТР и аналогов, видно, что ИТР не попадает не под один из патентов, защищающие выше представленные аналоги.

4.9 Выводы и рекомендации

4.9.1 Вывод по результатам экспертизы на патентную чистоту

Экспертиза показала, что в находящихся в кабинете патентоведения рефератах на зарубежные патенты не было найдено ни одного охранного документа в отношении исследуемого устройства - преобразователя угла поворота вала в код.

Отсюда следует: Преобразователь угла поворота вала в код обладает патентной чистотой в отношении России,.

4.9.2 Рекомендации по использованию объекта

Данный преобразователь угла поворота вала в код может быть установлен к электроприводам подачи, главного движения в станках с ЧПУ для их связи, например, с общей локальной системой управления РТК.

Тольяттинский политехнический институт



Утверждаю

Проректор по НИР

« »		199 г.

ПАТЕНТНЫЙ ФОРМУЛЯР

На преобразователь угла поворота вала в код

наименование и обозначение объекта

Составлен на основании отчета о патентных исследованиях №

____________________________________________________________

от___________________________________________________________

дата

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Назначение и область применения объекта	Измерение углов поворота валов двигателей.
	предназначено для металлорежущих станков
	с системой ЧПУ.
Дата окончания разработки	17.04.98
Дата освоения объекта в производстве	32.13.99
Перечень стран, ведущих в данном виде техники	Россия, США, Япония, Германия, Франция,
	Великобритания

Результат проверки патентной чистоты

Страна проверки	Результат проверки. Обладает или нет патентной чистотой («Да», «Нет») с указанием даты публикации последних патентных материалов
	изобретения (полезные модели)	промышленные образцы	Товарные знаки
Россия	Да	проверка не проводилась
Япония	Да	проверка не проводилась



оХРАННЫЕ ДОКУМЕНТЫ, ПОД ДЕЙСТВИЕ КОТОРЫХ ПОПАДАЕТ ОБЪЕКТ

Наименование и обозначение объекта и его составных частей	Вид охранного документа, страна, номер и начало срока действия	Патентовладе-лец (страна, фирма)	Значимость составной части в процентах от стоимости объекта
1	2	3	4

ПРАВОВАЯ ЗАЩИТА ОБЪЕКТА ТЕХНИКИ

Наименование и обозначение объекта и его составных частей	Наименование предмета правовой защиты	Страна защиты, заявитель	Вид охранного документа, страна, номер и начало срока действия
1	2	3	4
Преобразователь угла поворота вала	изобретение	Россия	21.02.85
в код			Авторское свиде-
			тельство

Составил______________________________

Руководитель подразделения-исполнителя

__________________________

Руководитель патентного подразделения

_____________________________



ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра «Охрана труда и окружающей среды»

ЗАДАНИЕ И КАРТА УЧЕТА РАБОТЫ СТУДЕНТА ПО РАЗДЕЛУ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА «БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ»

Факультет: Электротехнический

Специальность: 2102

Группа: Э-511

Ф. И. О. студента: Медведев А. В.

Тема проекта: Проектирование РТК мехобработки втулки

Руководитель проекта: Кабардин А. Ф.

Задание по разделу «Безопасность и экологичность проекта»

1. Анализ опасных и вредных производственных факторов, возникающих при эксплуатации проектируемого РТК.

2. Анализ возможности возникновения чрезвычайных ситуаций.

3. Экологическая экспертиза проекта.

Индивидуальное задание: «Очистка СОЖ в производстве».

Консультант: к. т. н. доцент Васильев Андрей Витальевич

Явка на консультации

Выдача задания	Первая консультация	Вторая консультация	Допуск к защите

Подпись консультанта

5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РТК ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ ВТУЛКА

Современное промышленное производство характеризуется интенсификацией технологических процессов, это привело к применению в производстве большого количества механизированного как основного, так и вспомогательного технологического оборудования. Автоматизация и механизация технологических операций привело к улучшению условий труда работников. Это вызвало существенное снижение интенсивности воздействия вредных факторов на персонал. Однако со снижением уровня одних вредных факторов возникает ряд новых.

В данном разделе дипломного проекта рассматриваются опасные и вредные факторы, возникающие при эксплуатации спроектированного РТК, возможность возникновения чрезвычайных ситуаций для данного типа производственного помещения и характера технологического процесса, осуществлена экологическая экспертиза проекта. Также в индивидуальной части рассмотрены вопросы очистки смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) в машиностроительном производстве.

5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов (ОВФ), возникающий при эксплуатации проектируемого РТК

Рабочее место человека характеризуется рабочей средой, которая представляет собой комплекс факторов, таких как биологические, химические, физические, социальные, информационные и другие свойства среды, воздействующие на человека.

При эксплуатации различных автоматизированных комплексов, в частности РТК разработанного в данном дипломном проекте, возможно возникновение следующих ОВФ:

опасность травмирования движущимися частями производственного процесса, сжатым газом или жидкостью;

опасность поражения электрическим током и статическим электричеством;

опасность получения ожога;

наличие вибрации, шума, инфра- и ультразвука;

наличие теплового и ионизирующего излучений;

недостаточное естественное и искусственное освещение производственного помещения и рабочего места;

неблагоприятные параметры микроклимата рабочих мест и производственных помещений;

возможность загрязнения воздушной среды производственных помещений аэрозолями и токсичными веществами.

Опасность травмирования движущимися частями производственного процесса, сжатым газом или жидкостью. При эксплуатации РТК опасность для обслуживающего персонала представляют автоматические действия, высокие скорости линейных перемещений исполнительных устройств, большая зона обслуживания промышленных роботов.

Планировка РТК должна обеспечивать удобный и безопасный доступ обслуживающего персонала к основному и вспомогательному технологическому оборудованию, промышленным роботам и органам аварийного отключения и управления промышленными роботами.

Для периодической смены инструмента и регулировки и подналадки станков с ЧПУ, их смазывания и чистки, а также мелкого ремонта должно быть предусмотрено специальное время. Все перечисленные работы должны выполняться на обесточенном оборудовании во избежание ударов выброшенной деталью, столкновение с движущимися частями робота и поражением электрическим током.

РТК должен быть огражден и обозначен сигнальными цветами и знаками безопасности. Блокировка должна отключать промышленные роботы, работающие в автоматическом режиме, при входе человека в зону ограждения. Для этих целей возможно применение контактных датчиков (работающих на замыкание или размыкание), фотоэлектрических и весовых датчиков. Во избежание травмирования персонала стружкой, вырванной деталью, или СОЖ подаваемой в зону резания, используемые токарные станки изначально имеют защитное ограждение с автоматическим приводом, оснащенное датчиками контролирующими их положение, и исключающими включение станков при открытом ограждении. Для автоматического отключения станков и роботов при выходе какого-либо оборудования за пределы допустимых значений применяются предохранительные защитные средства, что исключает аварийные режимы работы.

Опасность поражения электрическим током и статическим электричеством. Эксплуатация РТК напрямую связана с электричеством. Наиболее частым видом поражения электрическим током в условиях данного производства является электрический удар. Электрический удар наблюдается при воздействии малых токов - обычно до нескольких сотен миллиампер и соответственно при небольших напряжениях, как правило, до 1000 В. Проходя через живые ткани, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое воздействия. Это приводит к различным нарушениям в организме, вызывая как местное поражение тканей и органов, так и общее поражение организма. Небольшие токи вызывают лишь неприятные ощущения. Если ток имеет значение, достаточное, чтобы парализовать мышцы рук, человек не способен самостоятельно освободиться от тока. Ток в несколько десятков миллиампер при длительном воздействии (более 20 с) приводит к остановке дыхания. Остановка сердца вызывается током в несколько сотен миллиампер при сравнительно малой длительности воздействия (доли секунды), причем мышцы сердца расслабляются и остаются в таком состоянии. Смертельным является ток 100 мA и более.

При эксплуатации РТК питание большинства оборудования осуществляется от трехфазной цепи переменного тока напряжением 380 В промышленной частоты 50 Гц.

Конструкция оборудования, применяемого в РТК, исключает возможность касания оператором или обслуживающим персоналом токоведущих частей оборудования при соблюдении правил техники безопасности. Во избежание поражения персонала статическим электричеством, металлические нетоковедущие части, которые могут оказаться под напряжением, зануляют.

Основными мерами защиты от поражения током являются:

обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения;

электрическое разделение сети;

устранение опасности поражения при появлении напряжения на корпусах, кожухах и других частях электрооборудования, что достигается применением малых напряжений, использованием двойной изоляции, защитным заземлением, занулением, защитным отключением и др.;

применение специальных электрозащитных средств - переносных приборов и приспособлений;

организация безопасной эксплуатации электроустановок.

Значительно улучшить условия безопасности позволяет электрическое разделение сети с помощью специальных разделяющих трансформаторов - это разделение электрической сети на отдельные не связанные между собой участки.

Широкое использование в промышленности диэлектрических и полупроводниковых материалов значительно расширило область появления статического электричества. Повышение скоростей технологических процессов, в свою очередь, способствует усилению процессов электризации.

Воздействие статического электричества на человека может проявляться в виде слабого длительно протекающего тока или в форме кратковременного разряда через его тело. Уменьшение интенсивности генерации электрических зарядов при разработке технологических процессов достигается использованием слабо электризующихся или не электризующихся материалов. Устранение зарядов статического электричества достигается, прежде всего, заземлением электропроводных частей технологического оборудования. Оно выполняется независимо от других средств защиты. Заземляющие устройства, предназначенные для отвода статического, обычно объединяются с защитными заземляющими устройствами для электрооборудования. Кроме заземления для защиты от статического электричества применяют общее или местное увлажнение воздуха в помещении, что позволяет исключить электризацию древесины, бумаги и т.п.

Пожаро- и взрывобезопасность. Согласно ГОСТ 12.1.033 - 81 понятие пожарная безопасность означает состояние объекта, при котором с установленной вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара и воздействия на людей опасных факторов пожара, а также обеспечивается защита материальных ценностей.

Пожарная безопасность на предприятиях обеспечивается системой предотвращения пожара путем организационных мероприятий и технических средств, обеспечивающих невозможность возникновения пожара, а также системой пожарной защиты, направленной на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара и ограничение материального ущерба от него.

Опасными факторами пожара для людей являются открытый огонь и искры, повышенная температура воздуха и предметов, токсичные продукты горения, дым, пониженная концентрация кислорода в воздухе, обрушение и повреждение здания, сооружений, установок, а также взрывы.

Система пожарной защиты предусматривает следующие меры:

а) максимально возможное применение негорючих и трудногорючих веществ и материалов в производственных процессах;

б) ограничение количества горючих веществ и их надлежащее размещение;

в) изоляцию горючей среды;

г) предотвращение распространения пожара за пределы очага;

д) применение средств пожаротушения;

е) применение конструкций производственных объектов с регламентированным пределом их огнестойкости и горючести;

ж) эвакуацию людей в случае пожара;

з) применение средств пожарной сигнализации и средств извещения о пожаре;

к) организацию пожарной охраны объекта.

Пожарная опасность электроустановок обусловлена наличием в применяемом электрооборудовании горючих изоляционных материалов. Горючей является изоляция обмоток электрических машин, трансформаторов, различных электромагнитов, проводов и кабелей. Изоляция бумажно-масляных конденсаторов также является горючей. Опасной в отношении пожара является изоляция проводов.

Комплекс мероприятий по противопожарной защите включает в себя мероприятия профилактического характера и устройство систем пожаротушения и взрывозащиты. Для предупреждения распространения пожара внутри здания существуют противопожарные преграды. К ним относят стены, перегородки, перекрытия, двери, ворота, люки, тамбур-шлюзы и окна. Противопожарные стены должны иметь предел огнестойкости не менее 2,5 ч и опираться на фундаменты. Противопожарные двери, окна и ворота в противопожарных стенах должны иметь предел огнестойкости не менее 1,2 ч, а противопожарные перекрытия - не менее 1 ч. Такие перекрытия не должны иметь проемов и отверстий, через которые могут проникнуть продукты проемов при пожаре.

При проектировании зданий необходимо предусмотреть безопасную эвакуацию людей на случай возникновения пожара. При возникновении пожара люди должны покинуть здание в течение минимального времени.

Удаление газов и дыма из горящего помещения производиться через оконные проемы, аэрационные фонари, а также с помощью специальных дымовых люков, легко сбрасываемых конструкций. Меры противопожарной защиты в системах вентиляции и кондиционирования воздуха осуществляют в целях предотвращения распространения пожара на все здание. Для этого пылеотделители и фильтры устанавливают перед вентилятором, чтобы воздух с содержанием взрывоопасных отходов и пыли очищался до поступления его в вентилятор.

Возможность загрязнения воздушной среды производственных помещений аэрозолями и токсичными веществами. При работе металлорежущего оборудования, используемого в данном РТК, применяются смазочно-охлаждающие жидкости, отчего воздух загрязняется аэрозолями (туманами) этих веществ, а так же металлической пылью. Концентрация этих вредных веществ значительна в воздухе рабочей зоны производственных помещений. Туманы состоят из жидких частиц размером менее 10 мкм, а пыль в основном мелкодисперсная с размером частиц менее 10 мкм.

Таблица №6.1 Значения допустимых концентраций веществ в производственных помещениях

Вещество	Величина предельно допустимой концентрации, мг / м3
Бериллий	0,001
Свинец	0,01
Марганец	0,05
Озон	0,1
Хлор	1
Соляная кислота	5
Окись железа	4 6



Поэтому необходимо улавливание аэрозолей и пыли с помощью вентилятора, отсасывающего загрязненный воздух по трубопроводам к пыле - газоочистительной установке, в качестве которой можно использовать электрофильтр, основанный на ионизации газовых молекул в электрическом поле высокого напряжения.

Неблагоприятные параметры микроклимата рабочих мест и производственных помещений. Воздух рабочей зоны (микроклимат) производственных помещений определяют следующие параметры:

температура воздуха в помещении;

относительная влажность воздуха;

скорость движения воздуха.

Эти параметры влияют на организм человека, определяя его самочувствие. Для поддержания теплового равновесия между организмом и окружающей средой оптимальные значения температуры воздуха в помещении составляют 18 23 С; рекомендуемая относительная влажность воздуха - 40 60%; скорость движения воздуха в зимнее время не должна превышать 0,2 0,5 м/с, летом - 0,2 1,0 м/с.

Поддержание на заданном уровне параметров, определяющих микроклимат - температуру, влажность и скорость движения воздуха, осуществляется с помощью кондиционирования или вентиляцией, при этом необходимо уделить особое внимание путям отвода воздуха, чтобы исключить перегрев или сквозняк.

Недостаточное естественное и искусственное освещение. Из общего объема информации человек получает около 80% через зрительный канал. Качество поступающей информации во многом зависит от освещения: неудовлетворительное количественно или качественно оно не только утомляет зрение, но и вызывает утомление организма в целом.

В настоящее время на производстве существует три вида освещения - естественное, искусственное и совмещенное.

Естественное освещение - солнечное излучение, которое в оптической области спектра наряду с видимой частью дает невидимую - ультрафиолетовую и инфракрасную. Ультрафиолетовые излучения (УФИ) имеют длины волн от 0,1 до 0,38 мкм, видимые - от 0,38 до 0,78 мкм, инфракрасные - от 0,78 до 3,4 мкм.

Естественное освещение положительно влияет не только на зрение, но также тонизирует организм человека в целом и оказывает благоприятное психологическое воздействие. В связи с этим все производственные помещения в соответствии с санитарными нормами и правилами должны иметь естественное освещение. В цехах осуществляется верхнее естественное освещение - через световые проемы в покрытии.

Искусственное освещение применяется при работе в темное время суток и днем, когда по условиям технологии и организации производства нормированные значения КЕО (коэффициент естественной освещенности, %) не обеспечиваются.

Совмещенным освещением называется освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным. На рабочих местах операторов осуществляется комбинированное освещение - освещение, при котором к общему искусственному добавляется местное (создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах), при этом желательно выбирать светильники с рассеивателями. Оптимальной считается освещенность 300 - 500 лк (люкс). Для этого применяются, как правило, люминесцентные лампы (ЛМ).

Освещённость рабочей зоны (при общем освещении) должна составлять 150 200 лк, а для помещения оператора 75 150 лк, местное освещение пульта оператора должно составлять 300 400 лк.

Наличие вибрации, шума, инфра - и ультразвука. Шум на производстве наносит большой ущерб, вредно действуя на организм человека, особенно при длительном воздействии. Утомление оператора из-за сильного шума увеличивает число ошибок при работе. Шум в помещении, где выполняют работу, требующую концентрации внимания, не должен превышать 55 дБА, а при однообразной работе - 65 дБА. Шум от отдельных источников не должен более чем на 5 дБ превышать фоновый шум.

Основными мерами борьбы с шумом являются устранение или ослабление причин шума в самом его источнике в процессе проектирования, использование средств звукопоглощения, рациональная планировка производственных помещений.

Виброизоляция является эффективным средством защиты от вибрации и применяется наиболее часто. Она является наиболее эффективным методом снижения общей вибрации на рабочих местах, а также виброзащиты оборудования и приборов. Между источником вибрации (машиной) и защищаемым объектом (человеком, фундаментом) помещают упругие элементы - амортизаторы, препятствующие передаче колебаний. Это могут быть простейшие резиновые амортизаторы в форме цилиндров, колец или призм.

Динамический диапазон звуков, воспринимаемых человеком, простирается от порога слышимости (0 дБ) до порога болевых ощущений (130 дБ). При воздействии на ухо шума с уровнем звукового давления более 145 дБ возможен разрыв барабанной перепонки. Уже небольшой шум (50 -60 дБ) создает значительную нагрузку на нервную систему человека, особенно занятого умственным трудом. Под воздействием продолжительного громкого шума развивается тугоухость, а иногда и полная глухота. Через центральную нервную систему органы слуха связаны с другими органами. Поэтому под влиянием сильного шума (90 -100 дБ) притупляется острота зрения, появляются головные боли и головокружение, нарушаются ритм дыхания и пульс, повышается артериальное кровяное давление, сокращается выделение желудочного сока, снижается кислотность, что может привести к гипертонии, гастриту и другим болезням.

Различают шумы механического, аэродинамического, гидродинамического и электромагнитного происхождения.

Уровень звукового давления при работе станков в РТК достигает 85 100 дБ. Основными источниками шума при этом являются элементы приводов станков - электродвигатели, зубчатые и ременные передачи, подшипники, особенно при наличии износа, перекосов и дисбаланса движущихся частей, а также сам процесс резания и вибрации технологической системы СПИД.

Нормативный уровень для оператора 54 83 дБ, поэтому кабину оператора необходимо облицевать с внешней стороны звукопоглощающим пористым материалом, который обычно имеет коэффициент звукопоглощения 0,6 0,9. Эта мера очень эффективна против механических шумов.

Аэродинамические шумы являются главной составляющей шума вентиляторов, воздуходувок, компрессоров, газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания и т. п. Наиболее эффективной мерой борьбы с шумом вентиляторов является снижение окружной скорости (не выше 15 20 м/с) и размеров рабочих колёс. С целью снижения уровня мощности аэродинамического шума, генерируемого поворотами, разветвлениями и дросселирующими устройствами, следует ограничивать скорость движения воздуха в магистральных воздуховодах общественных зданий и вспомогательных зданий предприятий до 5 6 м/с, а на ответвлениях до 2 4 м / с. Для производственных зданий эти скорости могут быть увеличены в 2 раза.

Гидродинамические шумы возникают вследствие стационарных, и нестационарных процессов в жидкостях (кавитации, турбулентности потока, гидравлических ударов). Меры борьбы с таким шумом - это улучшение гидродинамических характеристик насосов и выбор оптимальных режимов их работы.

Электромагнитные шумы возникают в электрических машинах и оборудовании. Снижение такого шума осуществляется путём конструктивных изменений в электрических машинах, например, путем изготовления скошенных пазов якоря ротора. В трансформаторах необходимо применять более плотную прессовку пакетов, использовать демпфирующие материалы.

Как правило, при работе различных машин на человека воздействует не только шум, но также инфра- и ультразвук. В машиностроения основными источниками инфра - и ультразвука являются вентиляторы, поршневые компрессоры, машины и механизмы, работающие с числом рабочих циклов не менее 20 в секунду.

При действии инфразвука с уровнями 100 120 дБ возникают головные боли, осязаемое движение барабанных перепонок, а с повышением уровня - чувство вибрации внутренних органов (на частотах 5 10 Гц), снижение внимания и работоспособности, появление чувства страха, нарушение функции вестибулярного аппарата.

В соответствии с СН 22-74-80 уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц не должны быть более 105 дБ, а в полосе с частотой 32 Гц - не более 102 дБ.

К основным мероприятиям по борьбе с инфразвуком можно отнести:

повышение быстроходности машин, что обеспечивает перевод максимума излучения в область слышимых частот;

повышение жёсткости конструкций больших размеров;

устранение низкочастотных вибраций;

установка глушителей реактивного типа, в основном резонансных и камерных.

В соответствии с ГОСТ 12.1.001 - 83 уровни звуковых давлений в диапазоне частот 11 20 кГц не должны превышать соответственно 75 110 дБ а общий уровень звукового давления в диапазоне частот 20 100 кГц не должен быть выше 110дБ. Защита от ультразвука может быть обеспечена:

использованием в оборудовании более высоких рабочих частот, для которых допустимые уровни звукового давления выше;

изготовлением оборудования, излучающего ультразвук, в звукоизолирующем исполнении;

устройством экранов, в том числе прозрачных, между оборудованием и работающим.

Наличие теплового, электромагнитного и ионизирующего излучений. Под влиянием теплового облучения в организме происходят биохимические сдвиги, наступают нарушения деятельности сердечно-сосудистой и нервной систем. Длительное воздействие инфракрасных лучей с длиной волны 0,72 1,5 мкм вызывает катаракту глаз (помутнение хрусталика).

Способы защиты от лучистого потока теплоты следующие: теплоизоляция нагретых поверхностей, экранирование тепловых излучений, применение воздушного душирования, защитной одежды, организация регионального отдыха в период работы. В данном РТК не используют, так как роботизированный участок относят к производственным помещениям с незначительными избытками явной теплоты, приходящимися на 1м³ объема помещения - менее 23,2 Дж / (м³с). Основными источниками тепловыделении являются электрооборудование, различные нагретые поверхности.

Электромагнитные излучения, воздействуя на организм человека в дозах превышающих допустимые, также могут явиться причиной профессиональных заболеваний. Поглощаемая тканями, энергия электромагнитного поля превращается в теплоту. Если механизм терморегуляции тела не способен рассеять избыточное тепло, возможно повышение температуры тела. Органы и ткани человека, обладающие слабо выраженной терморегуляцией, более чувствительны к облучению (мозг, глаза, почки и кишечник). Влияние электромагнитных полей заключается не только в их тепловом воздействии. Микропроцессы под действием полей заключаются в поляризации макромолекул тканей и ориентации их параллельно электрическим силовым линиям, что может приводить к изменению их свойств.

Источниками электромагнитных излучений в РТК механообработки могут служить: трансформаторы, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы и др.; кабели подвода силовой электроэнергии к оборудованию; блоки питания и преобразователи эл. энергии в составе РТК; - привода главного движения и подач станков и промышленного робота; экран пульта оператора.

Источниками постоянных магнитных полей являются: электромагниты, импульсные установки полупериодного или конденсаторного типа, литые и металлокерамические магниты.

Для защиты от электромагнитного излучения необходимо:

использовать для подвода энергии, только экранированные провода и кабели;

поместить блоки питания и силовые преобразователи в сплошные металлические корпуса с обязательным заземлением последних (привода подач промышленного робота и станков необходимо закрыть металлическими кожухами);

экран пульта оператора должен соответствовать гигиеническим требованиям, в случае необходимости может быть применен защитный экран.

Ионизирующие излучения применяют в машиностроении для автоматического контроля технологических операций и управления ими, определения износа деталей и т. д. Под влиянием излучений в живой ткани происходит расщепление воды на атомарный водород Н и гидроксильную группу ОH, которые, обладая высокой химической активностью, вступают в соединение с другими молекулами ткани и образуют новые химические соединения, не свойственные здоровой ткани.

Под влиянием ионизирующих излучений в организме может происходить торможение функций кроветворных органов, нарушение нормальной свёртываемости крови и увеличение хрупкости кровеносных сосудов расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта, истощение организма, снижение сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям и др. Жёсткие рентгеновские и гамма- лучи могут привести к летальному исходу.

5.2 Возможность возникновения чрезвычайных ситуаций

Чрезвычайные ситуации могут быть вызваны стихийными бедствиями, авариями, военными действиями.

Стихийные бедствия - явления природы, вызывающие экстремальные ситуации, такие как землетрясения, наводнения, снежные заносы и обледенения, пожары. Аварии могут возникать в результате стихийного бедствия, а также нарушения технологии производства, правил эксплуатации различных машин, оборудования и установленных мер безопасности.

Основная задача при ликвидации последствий стихийных бедствий и крупных аварий - спасение людей и материальных ценностей. При возникновении чрезвычайной ситуации люди должны покинуть здание в течение минимального времени. Эвакуационные выходы должны располагаться рассредоточено. При этом лифты и другие механические средства не учитывают. Ширина участков путей эвакуации должна быть не менее 1 м, а дверей на путях эвакуации - не менее 0,8 м. Ширина наружных дверей лестничных клеток должна быть не менее ширины марша лестницы, высота прохода на путях эвакуации - не менее 2 м.

Во время военных действий рассредоточение и эвакуация населения - один из способов защиты населения от оружия массового поражения. Под рассредоточением понимают организованный вывоз из городов и других населённых пунктов и размещение в загородной зоне свободной от работы смены рабочих и служащих объектов, продолжающих работу в военное время. Эвакуация представляет собой организованный вывоз или вывод из городов и других населённых пунктов и размещение в загородной зоне остального населения. В комплексе защитных мероприятий важное значение имеет обеспечение личного состава формирований и населения средствами индивидуальной защиты. Они предназначаются для защиты от попадания внутрь организма, на кожные покровы и одежду радиоактивных, отравляющих и бактериальных средств. Они подразделяются на средства защиты органов дыхания и средства защиты кожи. К первым относятся фильтрующие и изолирующие противогазы, респираторы, а также противопыльные тканевые маски и ватно-марлевые повязки; ко вторым - одежда специальная изолирующая защитная, защитная фильтрующая и приспособленная одежда населения.