Участок на базе станков с числовым программным управлением по изготовлению корпусных деталей

Служебное назначение и анализ технологичности детали. Разработка маршрутных и операционных процессов. Схема центробежного литья. Производственные расчеты и разработка планировки. Проектирование системы удаления стружки. Меры безопасности при работе.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 05.09.2014
Размер файла 1,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

При гравитационном уплотнении (рис. 4.3., е) смесь поднимается на определенную высоту в бункер 1, из которого через шибер 2 попадает в дозатор 3. Благодаря быстрому открыванию дна дозатора 4 смесь в виде компактного кома по шахте 5 свободно падает в опоку или стержневой ящик б.* Уплотнения только гравитационным способом недостаточно. Поэтому для доуплотнения применяют подпрессовку усилием (5 ... 10)* 105 Па (гравитационно-прессовый способ) или вибрацию (гравитационно-вибрационный способ).

При единичном и мелкосерийном производстве крупных отливок для уплотнения форм используют пескометный способ (рис. 4.3.,ж).

Формовочная смесь ленточным транспортером подается на быстро вращающийся ротор с ковшом. Последний, захватывая смесь, бросает ее в опоку, установленную на модельной плите (или в стержневой ящик), производя таким образом уплотнение. Пескометная головка может перемещаться в горизонтальной плоскости. Управление пескометом осуществляется оператором, наблюдающим одновременно за процессом наполнения опоки. Производительность пескометов колеблется от 6 до 50 м3/ч уплотненной формовочной смеси.

При изготовлении форм импульсным методом (рис. 4.3.,з) на модельную плиту 1 с вентами 2 (тонкие отверстия, через которые проходит воздух, но не проходит смесь) устанавливаются опока 3 и наполнительная рамка 4, после чего они заполняются формовочной смесью. Над наполнительной рамкой устанавливается импульсная головка 5, и вся оснастка прижимается друг к другу (герметизируется). Из специальной магистрали 6 в ресивер 7 головки поступает сжатый воздух. При уплотнении запорный клапан 8 поднимается вверх, пропуская сжатый воздух через отверстие 9 в полость 10. Из полости 10 через отверстия 11 воздух устремляется в полость прессования 12, уплотняя смесь 13. Пройдя через смесь, воздух уходит в атмосферу через венты 2. При этом давление над смесью от максимального падает до атмосферного за доли секунды. Под действием сжатого воздуха смесь наполнительной рамки перемещается в опоку и уплотняется. Уплотнение производится однократным импульсом.

Специальные способы литья

Отличительными особенностями отливок, получаемых специальными способами, по сравнению с литьем в песчаные формы, являются, как правило, их более высокая точность, лучшее качество поверхности, меньшие величины припусков на механическую обработку.

Литье в кокиль. Кокиль -- это литейная форма, изготовленная из металла. Основные достоинства кокилей по сравнению с песчаными формами -- более высокие производительность труда, точность отливок, качество их поверхности.

Кокили бывают неразъемные (вытряхные) и разъемные, рис. 4.4. Все применяемые типы кокилей могут быть одно-гнездные и многогнездные (т. е. для получения одной отливки или нескольких), немеханизированные (ручные), механизированные, автоматизированные и автоматические.

Материалы, используемые для изготовления кокилей, должны хорошо противостоять термическим ударам, возникающим при заливке металла, иметь высокие механические свойства при повышенных температурах, хорошо обрабатываться, быть недефицитными и недорогими. Наиболее полно этим требованиям удовлетворяет чугун, иногда используют сталь, алюминиевые и другие сплавы. Для мелких отливок из чугуна и стали материалом кокилей является чугун, легированный хромом и никелем. Кокили для средних и крупных отливок из черных сплавов изготавливают из сталей, легированных хромом, молибденом и никелем, Формы для отливок из алюминиевых и магниевых сплавов выполняют из серого чугуна, а также из алюминиевых сплавов.

Удаление газа из рабочей полости кокиля во время заливки металла осуществляется по разъему формы. Кроме этого, в плоскости разъема делают специальные каналы, а в стенках формы -- вентиляционные пробки, через которые дополнительно удаляется газ.

Подвод металла в кокилях осуществляют сверху, снизу (сифоном) или сбоку через щелевые питатели. При подводе металла сверху, возможно его разбрызгивание в полости формы. Поэтому такой подвод осуществляется для несложных отливок, имеющих небольшую высоту. При подводе металла снизу (сифоном) металл поступает плавно, рис. 4.5. Для ослабления удара падающей струи применяют зигзагообразные стояки 1.

Рис. 4.4. Разновидность кокилей

Рис. 4.5. Кокиль с зигзагообразным стояком и щелевым питателем.

Литье по выплавляемым моделям. Сущность способа со
стоит в получении специальных моделей из легкоплавких
материалов, сборке их в блоки, покрытии модельных бло
ков огнеупорной оболочкой, удаление моделей, прокаливание оболочковых форм и заливки в них жидкого метала. К преимуществам литья по выплавляемым моделям относят возможность получения сложных отливок из разнообразных сплавов.

В зависимости от механизма удаления моделей из оболочек их материалы можно разделить на выплавляемые, растворяемые и выжигаемые. Наиболее широко распространенные составы выплавляемых моделей содержат парафин, ¦стеарин, буроугольный и торфяной воски (битумы), этил-целлюлозу, натуральный и синтетический церезин и др. Основными составляющими растворяемых моделей являются: карбамид, азотные и азотнокислые соли щелочных металлов и некоторые другие вещества. К третьей группе модельных материалов следует отнести вспенивающиеся и компактные термопласты (полистирол блочный, вспенивающийся, суспензионный).

Центробежное литье. Центробежным литьем называют способ изготовления отливок, при котором металл заливается в форму и затвердевает в ней под действием центробежных сил. Расплавленный металл заливается во вращающуюся форму, приводимую в движение специальной машиной, называемой центробежной. Различают машины с вращением формы вокруг вертикальной и горизонтальной (или наклонной ) оси, рис. 4.6.

Центробежным способом литья с вращением формы вокруг горизонтальной оси получают отливки типа тел вращения: трубы, кольца, втулки, гильзы и т. д. На машинах с вращением формы вокруг вертикальной оси, кроме отливок типа тел вращения, получают также фасонные отливки, имеющие сравнительно тонкие стенки. Центробежные силы в этом случае используют для улучшения заполняемое формы металлом и получения более плотной отливки. Центробежный способ литья позволяет изготовлять также. двухслойные биметаллические отливки (отливки из двух различных сплавов). При нем заливают сначала сплав одного состава, затем другого.

В России центробежным способом получают корпуса полых валов из коррозионно-стойких сталей диаметром до 1500 мм, длиной до 10 м, массой до 60 т; налажено производство биметаллических прокатных валков (с наружным слоем, имеющим повышенную износостойкость, и внутренним слоем с повышенной пластичностью); выпускают крупные биметаллические втулки диаметром более 1000 мм для подшипников жидкостного трения и многие другие отливки.

При центробежном литье применяют в основном три типа литейных форм: металлические нефутерованные, металлические футерованные и разовые формы, изготовляемые различными методами. Металлические футерованные формы применяют при литье труб, втулок и т. д., имеющих сложный наружный профиль, затрудняющий свободную усадку.

Разовые формы применяют при изготовлении центробежным литьем фасонных отливок. При этом формы могут быть получены различными способами: по выплавляемым моделям, из керамических стержней, из песчаных смесей.

При необходимости такие формы заливают в вакууме или среде нейтральных газов. С этой целью вращающееся устройство, в котором установлена форма, закрывается герметично неподвижным кожухом, соединенным с устройством для вакуумирования или баллонами с нейтральными газами. Так заливают турбинные лопатки, турбинные колеса из легко окисляющихся сплавов и т. п. детали.

Рис. 4.6. Центробежное литье.

Литье под давлением. Сущность процесса состоит в том, что жидкий металл поступает в рабочую полость металлической формы (пресс-формы) под давлением, составляющим (300...3000)-105 Па. Скорость впуска металла в полость формы составляет 0,5... 140 м/с. Литьем под давлением получают отливки массой от нескольких граммов до нескольких десятков килограммов, по сложности --от элементов замка «молния» до блока цилиндров в автомобиле «Волга». При массовом производстве литье под давлением является весьма рентабельным. Отливки, получаемые этим способом, имеют самый высокий коэффициент использования металла. Получение ряда деталей литьем под давлением оказывается в 50 раз и более дешевым, чем их изготовление из проката механической обработкой. 24 При литье под давлением используют, различные машины, классификация которых приведена в табл. 4.2.

Таблица 4.2.

Работа поршневой машины с холодной вертикальной камерой прессования (рис.4.7.) состоит в следующем. Ось камеры прессования / этой машины располагают параллельно плоскости разъема пресс-формы 3. Металл заливают на ниж ний поршень 4 камеры, который не позволяет проникать ему в форму.

Жидкий металл будет заходить в литниковое отверстие 5 и полость формы после опускания вниз прессующего поршня 2, в результате чего нижний поршень 4, отжимаясь вниз, откроет литниковое отверстие. Металл, войдя в контакт со стенками формы, затвердевает. Прессующий поршень поднимается вверх, освобождая путь нижнемупоршню, который при подъеме отрезает пресс-остаток от литника, выталкивая его из камеры прессования. Форма очищается, смазывается и закрывается. Цикл повторяется.

Ось горизонтальной холодной камеры прессования / (рис. 4.7.,б) располагают перпендикулярно плоскости разъема формы. Горизонтальная камера связана с неподвижной полуформой 2. Жидкий металл заливают в горизонтальную камеру через специальное окно 3. Поршень 4, двигаясь вправо, запрессовывает металл в полость формы. Пресс-остаток захватывается поршнем при холостом ходе и выбрасывается из камеры прессования.

Рис. 4.7. Литье под давлением

Литье в оболочковые формы. Литейная форма здесь представляет собой оболочку толщиной 6... 10 мм, изготовленную из дискретной огнеупорной основы (наполнитель) и синтетической смолы в качестве связующего. Принцип получения оболочек заложен в свойствах связующего материала, способного необратимо отверждаться при нагревании. Литьем в оболочковые формы изготовляют отливки средней массы 5...15 кг (редко 100...150 кг) практически из любых сплавов. Расход смеси уменьшается в 10... 12 раз по сравнению с литьем в обычные песчаные формы.

В качестве огнеупорной основы широко используют кварцевый песок. Повышение содержания примесей в песке приводит к увеличенному расходу связующего, повышенной газотворности смеси, пониженному качеству поверхности отливок. Ввиду малого расхода и возможности регенерации, несмотря на значительное удорожание, при литье в оболочковые формы, становится рентабельным применять корунд, электрокорунд и в особенности циркон. Качество отливок при этом значительно повышается.

Связующим материалом являются фенолоформальдегидные синтетические смолы. Эти смолы при нагревании конденсируются, проходя три стадии:

резольную А, резитольную В и резитную С. Смола в стадии А плавится, жидкоподвижна, способна обволакивать тонкой пленкой поверхность зерен огнеупорной основы. Температура плавления составляет 100... 200° С. Дальнейший нагрев переводит смолу в стадию В, когда она сначала становится вязкой, затем резиноподобной. В стадии С смола окончательно отверждается. Начиная с температуры выше 400° С фенолоформальдегид-ная смола подвергается деструкции (т. е. разлагается под воздействием теплоты на элементарные вещества).

Кроме огнеупорной основы и связующего в смеси вводят специальные добавки: растворители (керосин, ацетон, некоторые спирты и другие вещества, уменьшающие количество пыли в смесях и их сегрегацию), смазывающие материалы (стеарат цинка, озокерит и др., предотвращающие пригорание смесей к модельной оснастке) и некоторые другие добавки. Существует несколько способов изготовления оболочек: бункерный, пескодувный и др. При бункерном способе (рис. 4.8.) на поворотном бункере / со смесью 2 закрепляется предварительно нагретая до 200... 270° С модельная металлическая плита с моделью 3 (рис. 11,а), после чего бункер поворачивается на 180° С. Смесь падает на модельную плиту, *облегая всю ее рабочую поверхность (рис. 4.7.,6). Синтетическая смола прилегающей к модельной плите смеси нагревается, расплавляется, затем отверждается. Толщина слоя зависит от времени выдержки смеси на модели, ее температуры и теплофизических свойств наполнителя. При достижении необходимой толщины бункер поворачивается в исходное положение. Непрореагировавшая смесь с модельной плиты ссыпается вниз (рис. 11, в). Для лучшего и более быстрого отверждения смеси модельная плита с оболочкой подается в печь, нагретую до температуры 280... 320° С, где идет окончательный процесс конденсации смолы. После отверждения оболочка снимается с модельной плиты и направляется на сборку форм. Весь процесс получения оболочек длится несколько минут. Съем оболочек осуществляется специальными толкателями, монтируемыми на каждой модельной плите. Параллельно по такой же технологии изготавливают вторую полуформу (оболочку), а также стержни, которые могут быть сплошными или полыми. Полые или оболочковые стержни, полученные рассматриваемым процессом, в последние годы начали использовать не только при литье в оболочковые формы, но и при обычном литье в песчаные формы. Масса таких стержней на 40... 80% меньше массы сплошных, они легко выбиваются из отливок, формируют высокое качество поверхности и т. д

Рис. 4.8. Бункерный способ получения оболочковых полуформ.

5. Производственные расчеты и разработка планировки

Исходные данные:

Деталь

Время обработки детали(Тш-к), мин

Годовой объем, штук

m, кг

16К25Ф3

1П756ДФ3

СВМ1Ф4

Стойка 1

1,912

4,4

3,24

9800

15

Стойка 2

2,68

7,15

4,57

11000

20

Стойка 3

2,54

6,91

4,47

10800

19

Стойка 4

2,42

6,79

4,36

10300

18

Стойка 5

2,3

6,58

4,25

10000

17

Стойка 6

1,85

4,16

3,07

9500

14

Годовой объем выпуска деталей N =61400 шт.

5.1 Транспортная и складская система

Одними из основных функций транспортной системы являются:

1. Прием со склада единиц и доставка к соответствующим позициям системы.

2. Функция возврата грузовых единиц;

3. Функция межоперационного транспортирования;

4. Функция обмена грузовых единиц между транспортом.

Выбор вида и конструкций транспортных устройств зависит от степени совмещения складирования и транспортирования.

Учитывая характер проектируемого участка, выбираем АТСС с краном - штабелером и совмещенными системами складирования и транспортирования.

Для обслуживания склада выбираем кран - штабелер модели

СА -ТСС - 0,5 который обладает следующими техническими характеристиками:

грузоподъемность - 500 кг.

высота стеллажа - 5200 мм.

Скорость передвижения крана штабелера (Х - 96 м/мин, Y - 18 м/мин).

Расположим склад вдоль линии станков. Оборудование будет располагаться в два ряда с учетом размеров системы.

Также складская система содержит пристаночные магазины накопители заготовок, тару с готовыми деталями, промежуточные накопительные станции, общецеховые склады.

5.2 Расчёт количества станков на участке, степень их загрузки и использования

Расчетное количество станков[25]:

, (5.1.)

гдеТ -суммарная станкоемкость обработки годового количества деталей на станках данного типоразмера, ст-ч.

Фо -эффективный годовой фонд времени работы оборудования, ч.

Рассчитаем количество токарных станков 16К20Ф3:

ст-ч

Фо=3935 ч - для станков с ЧПУ

>

Принимаем 2 станка.

Определим коэффициент загрузки токарных станков:

(5.2.)

где - расчётное количество оборудования,

- принятое количество станков.

Ки - коэффициент использования станка принимаем равным 1.

Количество станков с учётом коэффициента использования:

. (5.3.)

Таким образом, для проектируемого участка окончательно принимаем два станка модели СВМ1 Ф4.

Для остального оборудования расчёт производится аналогично и сводится в таблицу 5.1.

Таблица 5.1

16К25Ф3

1П756ДФ3

СВМ1Ф4

Т,ст-ч

3266

8613

5712

Фо,ч

3935

3935

3935

Ср"=Т/Фо

0,829

2,237

1,451

Ср

1

3

2

Кз=Ср"/Ср

0,829

0,745

0,725

Ки

1

1

1

Сп"=Ср/Ки

1

1

2

Сп

2

3

2

Кз·Ки

0,829

0,745

0,725

Количество станков - 6

Средний коэффициент загрузки станков Кз = 0,776

Габаритные размеры станков (мм):

16К25Ф3 505525802100

1П756ДФ3 3825Ч2140Ч2640

СВМ1Ф4 479524302700

МСА 483033752865

5.3 Проектирование системы удаления стружки

Для выбора способа удаления и переработки стружки определяют её количество, образующееся на 1м2 участка в год.

Данные расчёта представим в виде таблицы 5.2..

Таблица 5.2.

Наименование детали

Годовой объем выпуска

Вес заготовки, кг

Вес детали, кг

Вес стружки за год, т/кв.м

Стойка 1

9800

22

15

0,20

Стойка 2

11000

29,66

20

0,30

Стойка 3

10800

27,88

19

0,27

Стойка 4

10300

25,84

18

0,23

Стойка 5

10000

24,66

17

0,22

Стойка 6

9500

20,46

14

0,18

Итого: 61400

1,4

т/кв.м (5.4.)

Площадь участка 484 м2. На 1м2 приходится 1,4 тонн в год. По результатам расчета, принимаем для удаления стружки ленточный конвейер.

5.4 Численность производственных рабочих

В непоточном производстве число рабочих Рс, обслуживающих участок механической обработки, определим по формуле [5.4]:

, где (5.5.)

Кз - коэффициент загрузки станка;

Фр - эффективный годовой фонд времени работы рабочего, чел-ч;

Км - коэффициент многостаночного обслуживания;

Ки - коэффициент использования станка;

Фо - эффективный годовой фонд времени работы оборудования, ч;

Станок 16К25Ф3: Принимаем: 1 чел.

Станок 1П756ДФ3: Принимаем: 3 чел.

Станок СВМ1Ф4: Принимаем: 2 чел.

Таким образом, общее число рабочих - станочников при двухсменном режиме работы равно 6.

6. Безопасность и экологичность проекта

Обеспечение безопасности жизнедеятельности человека является важнейшей проблемой современности. Научно-технический прогресс, наряду с благами, принес и неисчислимые бедствия, связанные с травмоопасностью и аварийностью производства, его экологической опасностью, повышением риска гибели человека.

Ежегодно в стране происходит около 19 млн. несчастных случаев. Растет число крупных промышленных аварий с тяжелыми последствиями, усугубляется экологическая обстановка.

Безопасность - одна из самых запущенных сторон деятельности в нашей стране. В связи с этим важнейшее социальное и экономическое значение имеет решение проблем безопасности жизни и деятельности человека в условиях современного производства и в среде обитания.

Целью данного раздета является систематизация и практическая реализация знаний в решении инженерных задач в области безопасности производственной деятельности, экологии, профилактики, прогнозирования и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

6.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов, условий труда на рабочих местах, выбор методов и средств защиты при выполнении технологического процесса

Условия труда на рабочих местах производственных помещений и площадок складываются под воздействием большого числа факторов, различных по своей природе, формам проявления, характеру действия на человека. При механической обработке металлов, пластмасс и других материалов на металлорежущих станках (токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных, заточных и др.) возникает ряд физических, химических, психофизиологических и биологических опасных (ОФ) и вредных (ВФ) производственных факторов. Они подразделяются по своему действию на группы в соответствии с ГОСТ 12.01.003-74 ( СТ СЭВ 790-77).

В состав проектируемого участка входят:

4 токарных станка;

моечно-сушильный агрегат;

2 фрезерных станка;

верстак;

Контрольный стол;

Исходя из состава участка проанализируем создаваемые на нем ОФ и ВФ.

Движущие части производственного оборудования, передвигающиеся изделия и заготовки, стружка обрабатываемых материалов, осколки инструментов, высокая температура поверхности обрабатываемых деталей и инструмента, повышенное напряжение в электроцепи или статического электричества, при котором может произойти замыкание через тело человека - относятся к категории физически опасных факторов.

Так, при обработке хрупких материалов (чугуна, латуни, бронзы, графита, карболита, текстолита и др.) на высоких скоростях резания стружка от станка разлетается на значительное расстояние (3-5 м).

Металлическая стружка, особенно при точении вязких металлов (сталей), имеющая высокую температуру (400-600 С) и большую кинетическую энергию, представляет серьезную опасность не только для работающего на станке, но и для лиц, находящихся вблизи станка. Наиболее распространенными у станочников являются травмы глаз. Глаза повреждались отлетающей стружкой, пылевыми частицами обрабатываемого материала, осколками режущего инструмента и частицами абразива.

Физическими вредными производственными факторами, характерными для процесса резания, являются повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, высокий уровень шума и вибрации, недостаточная освещенность рабочей зоны, наличие прямой и отраженной блескости, повышенная пульсация светового потока.

При отсутствии средств защиты запыленность воздушной среды в зоне дыхания станочников при точении, фрезеровании и сверлении хрупких материалов может превышать предельно допустимые концентрации. Размер пылевых частиц в зоне дыхания колеблется в широком диапазоне - от 2 до 60 мкм. При работе режущим тупым инструментом происходит интенсивное нагревание, вследствие чего пыль и стружка превращаются в парообразное и газовое состояние, а иногда возникает воспламенение материала, например, при обработке текстолита. Таким образом, при обработке пластмасс в воздух рабочей зоны поступает сложная смесь паров, газов и аэрозолей, являющихся химическими вредными производственными факторами.

Продукты термоокислительной деструкции (предельные и непредельные углеводороды, а также ароматические углеводороды) могут вызывать наркотическое действие, изменения со стороны центральной нервной системы, сосудистой системы, кроветворных органов, внутренних органов, а также кожно-трофические нарушения. Аэрозоль нефтяных масел, входящих в состав смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ), может вызывать раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, способствовать снижению иммунобиологической реактивности.

Кроме того самым существенным решением с точки зрения безопасности является введение комплексной автоматизации, которая позволила сократить численность рабочих, непосредственно находящихся у станка.

По степени поражения человека электрическим током проектируемый участок относится к помещениям с повышенной опасностью, поскольку имеются в наличие три условия, создающих повышенную опасность:

токопроводящая металлическая технологическая пыль;

токопроводящие железобетонные полы;

возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям складов, технологическому оборудованию и к металлическим корпусам электрооборудования.

Основные меры защиты от поражения током:

обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения (изоляция, расположение их на недоступной высоте и т.д.);

электрическое разделение сети на отдельные электрически не связанные между собой участки с помощью специальных разделяющих трансформаторов;

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

организация безопасной эксплуатации электроустановок.

Микроклимат на рабочем месте в производственных помещениях определяется температурой воздуха, относительной влажностью, скоростью движения воздуха, барометрическим давлением и интенсивностью теплового излучения от нагретых поверхностей.

На микроклимат на участке существенное влияние будет оказывать исправность и режим работы моечно-сушильного агрегата, который использует процессы мойки, связанные с повышенной влажностью и сушки, связанные с нагревом. Кроме того, в значительно меньшей степени на микроклимат будут влиять технологические процессы резания (нагрев, использование СОЖ), а также нагрев электрооборудования.

Уровень шума не должен превышать 80 дБА.

На случай пожара в цехе должны быть предусмотрены

На участке должна быть естественная и общеобменная вентиляция.

Возможно применение местная вентиляция, обеспечивающей удаление пыли, мелкой стружки и аэрозолей СОЖ из рабочей зоны станков.

К психофизиологическим вредным производственным факторам процессов обработки материалов можно отнести физические перегрузки при установке, закреплении и съеме крупногабаритных деталей, перенапряжение зрения, монотонность труда.

К биологическим факторам относятся болезнетворные микроорганизмы и бактерии, проявляющиеся при работе с СОЖ.

Требования безопасности к автоматизированным участкам

Современные машиностроительные предприятия оснащаются самыми различными видами технологического оборудования. Его использование облегчает труд человека, делает его более производительным. Однако в ряде случаев работа этого оборудования связана с возможностью воздействия на работающих опасных и вредных факторов. Основным направлением облегчения и оздоровления труда, повышение его производительности является механизация и автоматизация работ и технологических процессов.

Механизация способствует ликвидации тяжелого физического труда, снижению травматизма, уменьшает численность персонала. Особое значение с точки зрения охраны труда имеет механизация подачи заготовок в рабочую зону при обработке. Автоматизация - высшая ступень механизации, способствует ликвидации существенного различия между умственным трудом и физическим. При комплексной автоматизации ТП выполняются последовательно без вмешательства человека.

Применение управляющих машин экономит усилия работника, ускоряет выполнение операции и значительно облегчает труд. Ведение ПП при помощи управляющих машин исключает ошибки, всегда возможные при непосредственном управлении. Применение управляющих машин не только облегчает труд, но и делает его безопасным.

Создание ГАП не является чисто технической задачей. Поэтому для достижения ожидаемого от комплексной автоматизации эффекта необходимо прежде всего в основу оптимального функционирования любой автоматизированной производственной системы, ее элементных технологий закладывать требование решения двух взаимосвязанных задач обеспечение конечной цели производства и обеспечения безопасности трудового процесса.

Поэтому наличие и количество опасных и вредных производственных факторов, вероятность возникновения опасных (ОС), критических (КС) и аварийных ситуаций (АС), формирующих несчастные случаи или аварии, степень и характер их отрицательного воздействия на окружающую среду или производственный персонал представляют собой один из главных комплексных показателей качества любого автоматизированного комплекса или гибкой производственной системы (ГПС).

Основной базой технических средств для создания ГАП в настоящее время являются серийно выпускаемые металлорежущие станки с ЧПУ. В исходном состоянии они не отвечают ни требованиям безопасности, ни требованиям ГАП. Расширение их возможностей за счет объединения их в управляемые от ЭВМ гибкие автоматизированные комплексы с автоматическими складами и транспортом без системного анализа, оценки степени и характера отрицательного воздействия опасных и вредных производственных факторов на человека и окружающую среду, разработки эффективных средств контроля и управления средствами обеспечения безопасности ПП может привести не только к появлению гибких производственных систем с высокими уровнями скрытой потенциальной опасности, но и к непредвиденным в недалеком будущем отрицательным социальным последствиям.

Установлено, что наиболее травмоопасной ситуацией является прямой контакт «человек-машина», когда человек выполняет такие операции, как перепрограммирование, наладку, ремонт, установку, снятие инструмента, монтаж, смазку или чистку. Наибольшему риску быть травмированными с этой точки зрения подвергаются работники следующих профессий, требующих прямого контакта с оборудованием: слесари-монтажники, сборщики, электротехники, наладчики, бригадиры.

Операторы, обслуживающие автоматизированные комплексы, значительно реже подвергаются риску быть травмированными по сравнению с этими видами профессий. Это объясняется тем, что при возникновении каких-либо проблем, связанных с вынужденной остановкой оборудования, снижением его производительности, качества выпускаемой продукции, выходом из строя и т.п., выявлением причин и устранением неисправностей занимаются специалисты с высоким уровнем подготовки.

Основными причинами, формирующими ОС, КС и АС при эксплуатации ГПС по ГОСТ 12.2.072-82 «ССБТ. Роботы промышленные, роботизированные технологические комплексы и участки. Общие требования безопасности» являются:

непредусмотренные движения исполнительных устройств оборудования при наладке, ремонте, во время обучения и исполнения управляющей программы;

внезапный отказ в работе технологического оборудования, совместно с которым работает ПР;

ошибочные действия оператора или наладчика во время наладки и ремонта, при работе в автоматическом режиме;

доступ человека в рабочее пространство ПР, функционирующего в режиме исполнения программы;

нарушение условий эксплуатации;

нарушение требований эргономики и безопасности труда при планировке участка (размещение технологического оборудования, ПР, пультов управления, загрузочных и разгрузочных устройств. накопителей, транспортных средств и др.).

Требования к размещению оборудования и организации рабочих мест

Планировка участка должна обеспечивать свободный доступ обслуживающего персонала к основному и вспомогательному оборудованию, к органам управления и аварийного отключения всех видов оборудования и механизмов, входящих в их состав. При организации участков необходимо предусматривать максимальную автоматизацию основных и вспомогательных и технологических операций и видов работ, связанных с взаимодействием на работающих опасных и вредных факторов, оставляя за операторами функции управления и контроля.

При манипулировании и перемещении заготовок, готовых изделий и т.п. вблизи рабочих мест устанавливают защитные сетки и другие устройства, исключающие травмирование персонала при случайном падении предметов манипулирования.

Пульт управления размещается по ГОСТ 22269-76 за пределами зоны ограждения с обеспечением оператору возможности хорошего обзора за работой оборудования, входящего в состав комплекса и окружающего его пространства.

Освещенность пультов управления должна составлять по ГОСТ 12.2.072-82 не менее 400 лк. Освещенность в рабочей зоне устанавливается СниП II-4-79 и отраслевыми нормами.

Оборудование и механизмы, образующие в процессе производства вредные газы, аэрозоли, излучения, требующие использования технологических жидкостей с вредным эффектом, должны оснащаться устройствами и механизмами, обеспечивающими нормализацию воздушной среды производственных помещений. Так, агрегаты, машины, механизмы и другие устройства, которые в процессе производства образуют пыль, мелкую стружку, выделяют вредные жидкости, газы и т.п., оснащаются пылеприемники, газоулавливающими и другими устройствами для отсоса из зоны обработки загрязненного воздуха и его очистки.

Меры безопасности при работе с СОЖ.

Экологический анализ проекта, выбор методов и средств защиты от негативных воздействий проектируемого участка

Экологическая безопасность проекта обеспечивает следующим образом. На проектируемом участке применяется СОЖ - 3-4% эмульсия МГЛ-205 и индустриальное масло И-20. Отработанные СОЖ собирают в специальные емкости. Водную и масленую фазу используют в качестве компонентов для приготовления эмульсий. Масляная фаза эмульсий поступает на регенерацию или сжигается. Концентрация нефтепродуктов в сточных водах при сбросе их в канализацию соответствует требованиям СН и П II-32-74. Водную фазу СОЖ очищают до ПДК или разбавляют до допустимого содержания нефтепродуктов и сливают в канализацию. Нормы шума на рабочих местах регламентируются ГОСТ 12.1.003-83 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности». Стружка удаляется из цеха и поступает на переработку, а СОЖ после дополнительной очистки и охлаждения снова подается к режущим инструментам.

Меры безопасности при работе с СОЖ

При механической обработке деталей используются СОЖ и рабочие подвергаются действию этих соединений. Это воздействие осуществляется двояким путем: на кожу при контакте с маслами и эмульсиями и через органы дыхания, куда, куда поступает смешанный аэрозоль, образующийся при разбрызгивании СОЖ.

Основные мероприятия по оздоровлению производственной среды должны осуществляться на базе комплексной механизации и автоматизации процессов механической обработки металла, позволяющих почти полностью устранить или резко сократить с СОЖ и его аэрозолями.

В связи с широким внедрением в промышленность скоростных режимов резания, новых технологических процессов, с применением многокомпонентных СОЖ с химическими активными присадками особое значение приобретают требования к конструкции новых станков, в частности к более полному укрытию местного эффективного отсоса, что позволяет снизить содержание аэрозоля до допустимых величин.

Эффективна замена масляного охлаждения эмульсионных, т.к. при его использовании концентрация масляного аэрозоля и углеводов в рабочей зоне не превышает предельно допустимых значений, а окись углерода и другие продукты термораспада не обнаруживаются.

В проекте детали обрабатываются на станках с ЧПУ, которые позволяют вести обработку деталей практически без участия работающего, следовательно контакт с аэрозолями СОЖ почти полностью устранен.

Необходима так же централизованная подача СОЖ и периодическая очистка от примесей не реже одного раза в месяц. Очистку следует проводить с применением антимикробных добавок.

Для защиты кожных покровов большое значение имеет снабжение работающих спецодеждой из легкой, гладкой, мягкой, непромокаемой и непроницаемой для охлаждающих масел и жидкостей тканей.

Должны проводиться периодические медицинские осмотры, не реже одного раза в два года. деталь центробежный литье планировка

Важную роль в обеспечении функциональной пригодности СОЖ наряду с выбором ее вида и марки играют процессы очистки и регенерации СОЖ. Таким образом удается не только экономить СОЖ, но и уменьшать количество отходов, сбрасываемых в окружающую среду.

Безопасность проекта в чрезвычайных ситуациях

Анализ вероятных ЧС техногенного, антропогенного и природного характера на проектируемом участке

В соответствии со строительными нормами и правилами (СН и П II-90-81) производственные и склады по взрывной, взрывоопасной и пожарной опасности подразделяются на место категорий: А, Б, В, Г, Д, е. Проектируемый участок относится к категории Д, т.е. производства с непожароопасными технологическими процессами, где имеются несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии. Все помещения оборудованы средствами пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83. Огнестойкость стен здания, повышают облицовкой или огитурированием металлических конструкций. В соответствии с СН и П II-2-80 число эвакуационных выходов из здания, помещения и с каждого этажа, должно составлять не менее двух. Применяются автоматические средства обнаружения пожаров. Определение концентрации токсичных веществ в зоне аварии производится методом прогнозирования и по данным разведки.

Обеспечение устойчивости работы проектируемого участка в условиях ЧС.

Под устойчивостью функционирования объекта народного хозяйства понимают способность его в чрезвычайных ситуациях выпускать продукцию в запланированном объеме и номенклатуре, а в случае аварии (повреждения) восстанавливать производство в минимально короткие сроки.

На устойчивость функционирования участка в ЧС влияют следующие факторы: надежность, защита рабочих и служащих от последствий стихийных бедствий, аварий, а так же воздействия первичных и вторичных поражающих факторов. ОМП и других современных средств нападения: способность инженерно-технического комплекса объекта противостоять в определенной степени этим воздействием: надежность системы снабжения объекта всем необходимым для производства продукции (сырьем, топливом, электроэнергией, газом, водой и т.п.); устойчивость и непрерывность управления производством; подготовленность объекта к ведению С и ДНР и работ по восстановлению нарушенного производства.

Перечисленные факторы определяют и основные требования к устойчивому функционированию участка в условиях чрезвычайных ситуаций и пути его повышения.

Пути и способы повышения устойчивости функционирования участка в условиях чрезвычайных ситуаций в мирное и а военное время весьма многообразны и определяются конкретными специфическими особенностями каждого отдельного предприятия.

Выбор наиболее эффективных путей и способов повышения устойчивости функционирования возможен только на основе всесторонней тщательной оценки каждого предприятия.

Оценка устойчивости объекта к воздействию различных поражающих факторов проводится с использованием специальных методик.

Исходными данными для проведения расчетов по оценке устойчивости участка являются: возможные максимальные значения параметров поражающих факторов; характеристики объекта и его элементов.

Параметры поражающих факторов обычно задаются вышестоящим штабом ГО и ЧС. Однако, если такая информация не поступала, то максимальные значения параметров поражающих факторов определяются расчетным путем.

Оценка степени устойчивости объекта к воздействию сейсмической (ударной) волны заключается в выявлении основных элементов объекта (цехов, участков, систем), от которых зависит его функционирование и выпуск необходимой продукции; определенной предела устойчивости каждого элемента и объекта в целом; сопоставление найденного предела устойчивости объекта с ожидаемым значением сейсмической (ударной) волны и заключении о его устойчивости.

Оценка устойчивости объекта к воздействию светового излучения ядерного взрыва заключается в определении максимального значения светового импульса; определим степени огнестойкости зданий и сооружений, выявление сгораемых элементов зданий, конструкций и веществ; определении значений световых импульсов, при которых происходит воспламенение элементов из сгораемых материалов; нахождение предела устойчивости здания к световому излучению и сопоставление этого значения с ожидаемым максимальным световым импульсом на объекте.

Оценка устойчивости объекта к воздействию проникающей радиации ядерного взрыва заключается в определении максимального значения дозы излучения, ожидаемой на объекте, определение степени поражения людей и повреждения материалов и приборов, чувствительных к радиации.

Основные мероприятия по повышению устойчивости, проводимые на объектах в мирное время, предусматривают: защиту рабочих и служащих и инженерно-технического комплекса от последствий стихийных бедствий, аварий, а также первичных и вторичных поражающих факторов ядерного взрыва: обеспечение надежности управления и материально-технического снабжения; светомаскировку объекта; подготовку его к восстановлению нарушенного производства и переводу на режим работы в условиях ЧС.

Надежная защита рабочих и служащих является важнейшим фактором повышения устойчивости работы любого объекта народного хозяйства. С этой целью возводятся защитные сооружения: убежища для укрытия наибольшей работающей смены предприятия и ПРУ в загородной зоне для отдыхающей смены и членов семей.

От устойчивости зданий и сооружений зависит в основном устойчивость всего объекта. Повышение их устойчивости достигается устройством каркасов, рам, подкосов, промежуточных опор для уменьшения пролета несущих конструкций.

Невысокие сооружения для повышения их прочности частично обсыпают грунтом.

Основные мероприятия по повышению устойчивости технического оборудования ввиду его более высокой прочности по сравнению со зданиями, в которых ого размещается, заключаются в сооружении над ним специальных устройств (в виде кожухов, зонтов и т.п.), защищающих его от повреждения обломками разрушающихся конструкций.

Электроэнергия должна поступать на объект с двух направлений, при питании с одного направления необходимо предусматривать автономный (аварийный) источник (передвижную электростанцию).

Особое внимание должно уделяется устойчивости систем снабжения газом. Вся система газоснабжения закольцовывается, что позволяет отключить поврежденные участки и использовать сохранившиеся линии.

Исключительно важное значение имеет создание устойчивой системы водоснабжения объекта. Снабжение водой должно осуществляться от двух источников - основного и резервного, один из которых должен быть подземным.

Устойчивость работы объектов во многом определяется также надежностью систем паро - и теплоснабжения. Промышленные объекты должны иметь два источника пара и теплавнешний (ТЭЦ) и внутренней (местные котельные). Котельные необходимо размещать в подвальных помещениях или специальном оборудованном, отдельно стоящем защитном сооружении.

Тепловая сеть закольцовывается, параллельные участки соединяются. Паропроводы прокладываются под землей в специальных траншеях. На паротепловых сетях устанавливаются запорно-регулирующие приспособления.

Подготовка объектов к восстановлению должна предусматривать планы первоочередных восстановительных работ по нескольким вариантам возможного повреждения, разрушения объекта с использованием сил самих объектов, имеющихся строительных материалов, с учетом при необходимости размещения оборудования на открытых площадках, перераспределения рабочей силы, помещения и оборудования.

Для своевременного и организованного проведения мероприятий по повышению устойчивости объекта разрабатывается план - график последовательности их осуществления в угрожаемый период.

Организация производства.

Организация складского хозяйства

Задачи складского хозяйства заключаются в приеме, хранении, учете материалов и регулировании уровня их запаса, подготовке готовой продукции к отправке потребителю. Важную роль в организации работы складов играет подготовка материалов к выдаче в производство путем организации заготовительных отделений. На складах выполняется большой объем погрузочно-разгрузочных работ, работ по перемещению материалов. Поэтому основным направлением в развитии складского хозяйства является комплексная механизация и автоматизация работ, улучшение использования складских помещений, а также организация материально-технического снабжения на основе оптовой торговли, внедрение систем материально-технического снабжения типа «точно вовремя», которые значительно сокращают объем складских запасов.

По функциональному назначению склады подразделяются на заводские и цеховые. Так, в составе складов машиностроительного завода могут быть центральный материальный склад (главный магазин), склад металлов, склад изделий смежных производств, склад запасных частей и оборудования, склад шихты и формовочных материалов.

Устройство и оснащение складов зависит от ряда факторов. Определяющие из них - грузооборот, длительность хранения, вид применяемой тары, объем и частота поставок и отправлений, вид используемого подвижного состава. В зависимости от этих факторов материалы и готовые изделия могут храниться на специально оборудованных открытых площадках, под навесами, в отапливаемых и не отапливаемых помещениях. Например, тарные и штучные грузы хранятся на стеллажах, в штабелях, в контейнерах, на поддонах с многоярусной установкой.

Для механизации погрузочно-разгрузочных работ и внутри складских операций применяют различные устройства и машины: краны - штабелеры, электропогрузчики, кран-балки и мостовые краны, электрокары и различного рода средства непрерывного транспорта. Для комплексности механизации используют быстродействующие автоматические стропы и захваты. В последние годы получили развитие автоматизированные склады тпрно-штучных грузов, оборудованные системами машин, обеспечивающими транспортировку; установку и поиск материалов по специальным программам с использованием роботов.

Для комплексной механизации и автоматизации транспортных операций большое значение имеет укрепление грузовых единиц путем применения контейнеров и средств пакетирования (поддоны всех типов, стропы, кассеты, обвязки, прокладки и т.п.). Парк контейнеров и средств пакетирования

к=Gk(1+(к.н.+ к.р.) /100)·qk, (7.1.)

где Gk - объем перевозок грузов (грузооборот) на расчетный период; m.; к.р - потребность в контейнерах в связи с неравномерностью перевозок, нахождением в ремонте, % от общего парка; qk - выработка на один контейнер за расчетный период, т;

qk=qk.c.(Fk+Fп) Т0, (7.2.)

где qk.c. - статистическая нагрузка контейнера, средства пакетирования; т; Fk - число календарных дней в расчетном периоде; Fп - время нахождения контейнеров в простое, дн.; Т0 - среднее время оборота контейнера, средства пакетирования, сут.

Для оценки уровня оснащенности складов погрузочно-разгрузочными средствами и механизмами применяются показатель насыщенности средствами механизации:

Rмех.=Qп=т/Qскл,

где Qп=т - суммарная грузоподъемность всех средств механизации, т; Qскл - грузооборот склада за расчетный период, т.

Основные направления совершенствования работы транспортного и складского хозяйства - это улучшение структуры парка подъемно-транспортных и транспортных машин, внедрение транспортных и складских систем с автоматическим адресованием грузов, автоматизированных контейнерных площадок, совершенствование организации перевозок и складских процессов.

К технико-экономическим показателям работы транспортного и складского хозяйств относятся: удельный вес транспортно-складских расходов в себестоимости продукции, себестоимость перевозки грузов; затраты на Машино-час работы транспортного средства или подъемно-транспортной машины, себестоимость складского хранения 1 т. груза и др.

7. Экономическая оценка проекта

7.1 Краткий обзор

В данном дипломном проекте проектируется новый производственный участок механической обработки деталей типа зубчатых колес.

Участок разрабатывается на основе анализа базового производственного участка путем его модернизации. Внедряется высокопроизводительное автоматизированное оборудование, высвобождаются площади, оптимизируются режимы резания, повышается безопасность внедряемого оборудования,

снижаются затраты на материалы, энергоносители, уменьшается число рабочих, особенно рабочих с низкой квалификацией, снижаются затраты на заработную

плату, соответственно снижается себестоимость изделия.

Для определения перечисленных показателей используем методику, изложенную в [19], а также данные, полученные на базовом предприятии во время прохождения преддипломной практики.

ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЕКТА

Размер необходимых инвестиций 8190,6 тыс. руб.

Срок окупаемости проекта2,61 года

Чистая дисконтированная стоимость 4745,45 тыс. руб.

7.2 Характеристика предприятия

В настоящий момент предприятие, на котором изготавливается рассматриваемая деталь и на которое проектируется новый участок, ОАО "Икар", находится в стабильном экономическом и техническом состоянии.

Сильной стороной предприятия является высокая квалификация научно-технического персонала и организация производства.

Слабая сторона, это низкая заработная плата и низкая автоматизация, и механизация производства.

Основная номенклатура выпускаемых изделий:

-запорная арматура;

Фонтанная арматура;

Сёдла, клин, стойка ;

и другие изделия.

7.3 План производства

Исходные данные для расчетов по проектируемому варианту берем из раздела 6 (номенклатура изготовляемых изделий на участке, их годовые объемы выпуска, количество потребного оборудования и т.д.) и представленного в приложении комплекта технологической документации, а также используем данные, полученные во время прохождения практики на базовом предприятии.

Годовой объем выпуска деталей, обрабатываемых на участке - 85400 шт.

Тип производства среднесерийный.

Занимаемая площадь проектного участка S = 484 м2.

Стоимость 1 м2 = 5 000 руб.

Величина капитальных вложений по проектному варианту:

Кпр=Кн+Кна-Клик

где Кн - стоимость нового оборудования, приспособлений и других средств;

Кна - стоимость ликвидируемых в связи с внедрением нового технологического процесса существующих основных средств (учитывается как неамортизированная часть от первоначальной стоимости);

Клик - выручка от реализации внедренного оборудования к концу службы его (ликвидационная стоимость).

Таблица 7.1 - Приобретаемое оборудование.

Модель станка

Стоимость,

тыс. руб.

16К25Ф3

1605

СВМ1Ф4

2300

Итого

3905

Расчёт капитальных вложений проекта сведён в табл. 8.7.

7.4 Определение технологической себестоимости

Рассчитываются те статьи себестоимости продукции, которые различаются в базовом и проектном вариантах.

Затраты на материал рассчитываются по формуле:

Зм= (Pmi•Цmi - Poi• Цoi) (8.1)

где, Рmi -вес заготовки, кг

Цmi -цена кг материала. Для стали Цmi=18 руб.

Рoi -вес отходов, кг

Цoi -цена кг отходов. Для стали Цoi=0,64 руб.

m-количество видов деталей

N-партии деталей

Затраты на энергию рассчитываются по формуле:

Зэ= ti•Ni•Km•Kn•Э (8.2)

где, ti-штучное время на i-ой операции

Ni -установленная (потребляемая) мощность или расход энергии

Km = 0,9-коэффициент использования мощности

Kn = 0,95-коэффициент местных потерь

Э = 1,8 руб./кВт•ч - тариф на электроэнергию.

Затраты на заработную плату засчитываются по формуле:

Ззп= аi•ti•Kg•Kc•Кдоп (8.3)

где, ai-часовая тарифная ставка на i-ой операции

ti-продолжительность технологической операции

Kg-коэффициент доплат к основной заработной плате Kg=1,15

Kc-коэффициент отчислений на социальные нужды Кс=1,35

Кдоп -коэффициент дополнительной заработной платы Кдоп=1,18

Таблица 7.2 - Затраты на материал

Деталь

Годовой объем выпуска

Вес заготовки, кг

Вес детали, кг

Вес стружки за год, кг

Цена материала, руб/ кг.

Стоимость материала, тыс. руб.

Стоимость стружки, тыс. руб.

Стоимость стружки, руб./кг

базовый

 

 

 

 

 

 

 

 

Стойка№1

9800

24

15

124200

18

5961600

79488

0,64

Стойка №2

11000

31,88

20

193200

18

8877600

123648

0,64

Стойка №3

10800

30,88

19

175824

18

8226432

112527

0,64

Стойка №4

10300

28,66

18

152867

18

7384806

97835

0,64

Стойка №5

10000

27,56

17

147840

18

6945120

94618

0,64

Стойка №6

9500

22,84

14

119340

18

5550120

76378

ИТОГО

61400 

 

 

913271

 

42945078

584493

 

проектный

 

 

 

 

 

 

 

 

Стойка №1

9800

22

15

96600

18

5464800

61824

0,64

Стойка №2

11000

29,66

20

144900

18

8008200

92736

0,64

Стойка №3

10800

27,88

19

132112

18

7427232

84111

0,64

Стойка №4

10300

25,84

18

107240

18

6651216

71571

0,64

Стойка №5

10000

24,66

17

87210

18

6214320

68633

0,64

Стойка №6

9500

20,46

14

13380

18

4971780

55814

0,64

ИТОГО

61400 

 

 

679486

 

38737548

434871

 

базовый Зм=

42361185

проетный Зм=

38302677

итого

-4058508

Таблица 7.3 - Затраты на электроэнергию

Процесс

Оборудование

время, ti, ч

мощность, Ni, квт

коэф. исп. мощн., km

коэф. мест пот, kп

тариф Э, р

Затраты на энергию, Зэ, тыс. руб.

базовый

1К62

4574,46

50

0,9

0,95

1,8

352004,355

 

1П756ДФ3

5354,03

30

0,9

0,95

1,8

247195,565

 

1П756ДФ3

3239,55

30

0,9

0,95

1,8

149570,024


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.