Дипломная работа: Реконструкция горизонтально-расточного станка повышенной жесткости

Неосторожное обращение с этими веществами, несоблюдение техники безопасности может привести к пожару на территории цеха.

При обработке металлов резанием образуется стружка. Стружка иногда отлетает от места резания на большие расстояния, иногда даже в виде факела, и представляет опасность. Температура стружки может достигать 850 °С.

Кроме стружки в результате резания материалов из чугуна, стали, цветных металлов в воздухе рабочей зоны образуется пыль, которая, попадая в органы дыхания человека, со временем может вызвать различные легочные заболевания. ПДК выделяемой пыли составляет 3-4 мг/м3 по ГОСТ 12.1.005-88. Фактическое значение концентрации пыли в помещении цеха составляет 0,8 мг/м3, что соответствует указанной норме.

Предприятия машиностроительной промышленности нередко отличаются повышенной пожарной опасностью, так как их характеризует сложность производственных установок, значительное количество легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, сжиженных горючих газов, твердых сгораемых материалов и т.д. По отношению к электробезопасности цех относится к помещениям с повышенной опасностью поражения людей электрическим током. С позиции пожарной безопасности цех относится к 3 классу опасности.

Основы противопожарной защиты предприятий определены стандартами (ГОСТ 12.1.004-88). Этими стандартами возможная частота пожаров допускается такой, чтобы вероятность возникновения в течение года не превышала 10-6.

6.2 Мероприятия по улучшению условий труда

Наличие в цехах большого количества индустриального масла и керосина, а также и других горючих веществ, может привести к пожару на территории предприятия. Для пожарной безопасности предусматривается такое устройство внутризаводских дорог, которое должно обеспечить беспрепятственный проезд пожарных автомобилей к любому зданию. Возникновение пожара в зданиях сопровождается выделением большого количества дыма. Удаление газов и дыма из помещений следует производить через оконные проемы, дымовые люки.

Для защиты от распространения пламени в вентиляционных установках, рекомендуется применять заслонки, отсекатели, водяные завесы. Механический цех, где установлен проектируемый станок, предусматривается оборудовать автоматическими средствами обнаружения пожаров, а также предусмотреть наличие огнетушителей типа ОХВП-10 из расчета один огнетушитель на 50 м² площади цеха и бака для воды из расчета на трехчасовое тушение пожара.

Для хранения промаслянной ветоши предусматривается специальная тара.

Электрооборудование, находящееся в цехе, должно иметь брызгозащитное, закрытое обдуваемое исполнение. Для защиты от поражения электрическим током на проектируемом станке предусматриваем защитное заземление, сопротивление которого 4 Ом. Кнопки на пульте управления защищаем от попадания масла и различной пыли на контакты, что предотвратит короткое замыкание.

Для создания оптимальных или допустимых микроклиматических условий в цехе предусматриваем приточно-вытяжную вентиляцию. В этой системе воздух подается в помещение приточной вентиляцией, а удаляется вытяжной вентиляцией, работающими одновременно.

Для обогрева помещений в холодное время года предусматривается система воздушного и водяного отопления. В цехе рекомендуется поддерживать с помощью кондиционеров оптимальную величину относительной влажности 40 - 60 % и минимальную скорость движения воздуха: в зимнее время 0,2-0,5 м/с, в летнее время 0,2 - 0,1 м/с, а также температуру 19 - 25 ºС.

Для уменьшения шума в станке предлагается применять принудительную смазку трущихся поверхностей, а также балансировку вращающихся элементов станка.

Для уменьшения вибраций, возникающих при работе на станке, во время установки оборудования ставят под станок виброопоры.

В механическом цехе, где установлен станок, рекомендуется общее освещение. Конструкция самого станка предусматривает местное освещение лампами, мощностью 150-200 Вт, которое соответствует нормам освещенности на рабочем месте по СНиП 23-05-95. Естественное освещение осуществляется через фонари в крыше цеха, а искусственное освещение при помощи люминесцентных ламп.

Рабочие в процессе производственной деятельности обеспечиваются специальной одеждой для защиты от общих производственных загрязнений по ГОСТ 12.4.609 - 82 (тип А и тип Б) и полусапогами мужскими по ГОСТ 12.4.164 - 85.

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Корпуса электрических машин и другие нетоковедущие части могут оказаться под напряжением при замыкании их токоведущих частей на корпус. Если корпус при этом не имеет контакта с землей, прикосновение к нему также опасно, как и прикосновение к фазе. Если же корпус заземлен, он окажется под напряжением, равным:

U3 = I3 R3 ,                                (95)

где U3 -напряжение заземления, В;

I3 -ток, стекающий в заземление, А;

R3-сопротивление стекающего тока, Ом.

Человек, касающийся этого корпуса, попадает под напряжение прикосновения:

Uпр = U3 a1 a2,                                  (96)

где Uпр - напряжение прикосновения, В;

a1- коэффициент напряжения прикосновения;

a2- коэффициент напряжения.

Выражение показывает, что чем меньше R3 и a1 , тем меньше ток через человека, стоящего на земле и касающегося корпуса оборудования , который находится под напряжением . Таким образом , безопасность обеспечивается путем заземления корпуса заземлителем , имеющем малое сопротивление заземления R3 и малый коэффициент напряжения прикосновения a1.

Защитное заземление может быть эффективно только в том случае, если ток замыкания на землю не увеличивается уменьшением сопротивления заземления . Это возможно в сетях с изолированной нейтрально, где при глухом замыкании на землю или на заземленный корпус ток не зависит от проводимости (или сопротивления) заземления .

Чтобы уменьшить шаговые напряжения за пределами контура, в грунт закладывают специальные шины.

Расчетный ток замыкания на землю – наибольший возможный в данной электроустановке ток замыкания на землю.

В сетях напряжением до 1000 В ток однофазного замыкания на землю не превышает 10 А , так как даже при самом плохом состоянии изоляции и значительной емкости сопротивления фазы относительно земли не бывает менее 100 Ом (½Z½>100 Ом) . Отсюда ток замыкания на землю в сети напряжением 380 В.

Ih = А .                   (6.4)

В «Правилах безопасной эксплуатации электроустановок» нормируются сопротивления заземления в зависимости от напряжения электроустановки.

В электроустановках напряжением до 1000 В сопротивление заземления должно быть не выше 4 Ом.

Цель расчета заземления – определить число и длину вертикальных элементов, длину горизонтальных элементов (соединительных шин) и разместить заземлители на плане электроустановки, исходя из регламентированных Правилами значений допустимых сопротивлений заземления, напряжения прикосновения и шага, максимального потенциала заземлителя или всех указанных величин.

Расчет простых заземлителей производится в следующем порядке:

-определяется расчетный ток замыкания на землю, принимаем Ih=11,4 A , что обосновано выше;

-определяется расчетное удельное сопротивление грунта с учетом климатического коэффициента

r расч=r изм×y,                        (97)

где  - удельное сопротивление крупнообломочного грунта, Ом;

 - климатический коэффициент (климатическая зона 1).

 Ом

в) сопротивление естественных заземлителей Re=5,7 Ом;

г) определяется сопротивление искусственного заземлителя, если считать, что искусственные и естественные заземлители соединены параллельно и общее их сопротивление не должно превышать норму RU, Ом рассчитываемую по формуле:

 (98)

Так как к заземляющему устройству присоединяется корпус оборудования напряжением до 1000 В, сопротивление заземляющего устройства должно удовлетворять двум условиям: 10 Ом  и 4 Ом. По первому условию:

=10,96 Ом, принимаем  4 Ом как наименьшую.

 =13,4 Ом

д) сопротивление одиночного вертикального заземлителя:

 (99)

где d = 0,035 м - эквивалентный диаметр стержней;

I = 2,5 м - длина стержня;

Н =1,75 м - расстояние от середины заземлителя до поверхности грунта;

=118,55 Ом

е) предварительно разместив заземлители на плане, определим число вертикальных заземлителей и расстояния между ними, по этим данным определяем коэффициент использования вертикальных стержней .

Длина соединительной полосы (шины) равна периметру прямоугольника 3х1 м , т.е. 8 м. Вертикальные стержни размещаются по периметру прямоугольника, всего 4 стержня, = 0,66

Сопротивление соединительных полос Rn с учетом коэффициента использования полосы = 0,45:

,           (100)

где l =16 м - длина шины;

 b = 0,1 м - ширина шины;

 Н = 1 м - глубина заложения.

=29,8 Ом.

С учетом коэффициента использования полосы

=66 Ом.

ж) Требуемое сопротивление растеканию вертикальных стержней:

,           (101)

=16,8 Ом.

з) окончательно определяется число вертикальных стержней:

,   (102)

где =0,66 – коэффициент использования вертикальных заземлителей

=10,7≈11 шт.

Проведенные расчеты показали, что 11 штук вертикальных стержней обеспечат надежное заземление и предупреждение несчастного случая на участке.

В процессе осуществления трудовой деятельности существует опасность возникновения чрезвычайной ситуации.

Чрезвычайная ситуация (ЧС) – внешне неожиданная, внезапно возникающая обстановка, которая характеризуется резким нарушением установившегося процесса, оказывающая значительное отрицательное влияние на жизнедеятельность людей, функционирование экономики, социальную сферу и окружающую среду.

Под источником чрезвычайной ситуации понимают опасное природное явление, аварию или опасное техногенное происшествие, распространение инфекционных заболеваний и другое, в результате чего произошла или может возникнуть ЧС.

К условиям возникновения чрезвычайной ситуации относят:

- наличие потенциально опасных и вредных производственных факторов при развитии тех или иных процессов;

- действие факторов риска

1)высвобождение энергии в тех или иных процессах;

2)наличие токсичных, биологически активных компонентов в процессах.

Последствиями ЧС могут быть: затопления, разрушения, радиоактивные и химические заражения и т. д.

Одной из ситуаций, которая может возникнуть на рассматриваемом объекте, является пожар. Под пожаром обычно понимают неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни людей.

Пожары на машиностроительных предприятиях представляют большую опасность для работающих и могут причинить огромный материальный ущерб.

В данном станке используются:

Масло индустриальное 50: горючая, вязкая жидкость. Плотность 917 кг/м3, температура воспламенения 181 °С, температура самовоспламенения 355 °С. Средством для тушения данного горючего материала является пена или порошок ПБС-3. Масло индустриальное 50 ГОСТ2487-7.

Смазочно-охлаждающая жидкость МР-5у: горючее вещество с температурой воспламенения 162 °С и температурой самовоспламенения 178 °С. Средством тушения является порошок ПСБ-3, СОЖ МР-5у ГОСТ 2617-70.

Для устранения пожарной опасности на предприятии рекомендуется установить щиты с комплектами пожаротушения в непосредственной близости от рабочего места. В комплект пожаротушения входят: кирки, багры, лопаты, вёдра, огнетушители химические и углекислотные (ОХВП-10, ОУ-8). Также в помещении устанавливают пожарные гидранты центрального водоснабжения и пожарные рукава. В здании, где будут размещаться рабочие места, предусматриваются запасные выходы, на случай пожароопасности и чёткий план эвакуации. Уменьшение вероятности возникновения пожара обеспечат следующие мероприятия. Для предотвращения возгорания кабельных линий рекомендуется использование специальных огнезащитных покрытий, которые препятствуют распространению пожара. Во время ремонта кабельных линий с применением сварки, пайки или открытого огня должны строго соблюдаться правила пожарной безопасности. Необходимо тщательно проверять состояние контактов, так как ослабление контактов в местах присоединения может привести к местному нагреву, а затем к нагреву провода и к нагреву изоляции выше допустимых температур. Надежность работы радио-электронных изделий гарантируется только в определенных интервалах температуры, влажности, тока и напряжения. Из-за возможных отклонений электрических и климатических параметров эти изделия нередко являются источниками открытого пламени и высоких температур. Могут загораться резисторы, выгорать отдельные элементы схемы. Причиной этого являются небрежное исполнение и нарушение правил монтажа.

Для предупреждения возникновения пожара необходимо оборудовать помещение средствами пожарной сигнализации. Наиболее надежной системой пожарной сигнализации является электрическая пожарная сигнализация. Наиболее совершенные виды такой сигнализации дополнительно обеспечивают автоматический ввод в действие предусмотренных на объекте средств пожаротушения.

6.4.1 Расчет времени эвакуации при пожаре

Во время пожара происходит быстрое повышение температуры и увеличение концентрации отравляющих веществ до величин, которые представляют смертельную опасность для организма. По этой причине в случае возгорания должна быть проведена быстрая эвакуация людей из помещения.

Показателем эффективности процесса вынужденной эвакуации является время, в течение которого люди могут при необходимости покинуть отдельные помещения и здание в целом.

Участок располагается на первом этаже здания корпуса. При эвакуации рабочих, количество которых в общем случае составляет двадцать человек, необходимо пройти следующий путь: коридор длиной 35 м и холл длиной 7 м.

Таким образом, полное время эвакуации будет складываться из времени перемещения людей по коридору и холлу:

Тэв. = tкор. + tхолл , (103)

где Тэв. – время эвакуации при пожаре, мин;

tкор. – время прохождения коридора, мин;

tхолл – время прохождения лестницы, мин.

Время движения людского потока на участке пути определяется по формуле:

, (104)

где        L – длина участка пути, м;

v – скорость движения людского потока на данном участке пути, м/мин.

Величина скорости (v) принимается по табличным данным в зависимости от плотности людского потока, определяемого по формуле:

, (105)

где D – плотность людского потока на участке пути, человек/м2;

N – среднее число людей, находящихся на участке пути (в данном случае N = 20 человек);

b – ширина участка пути (для коридора bкор. = 2 м, для холла bхолл = 5 м).

Плотность людского потока в коридоре: ;

в холле:

При полученных значениях плотности скорость движения людского потока будет равна: в коридоре: vкор. = 12,5 м/мин; в холле vхолл = 12,8 м/мин.

С учетом найденных значений скорости время движения людского потока по коридору:

;

в холле: .

Таким образом, время вынужденной эвакуации людей из рассматриваемого помещения составит:

Тэв. = 2,8+ 0,54 = 3,34 мин

Расчетное время эвакуации при возникновении пожара из корпуса здания составляет 3,34 минут.

Заключение

Результаты реконструкции горизонтально-расточного станка модели 2А622 можно сформулировать в виде следующих выводов:

- спроектирована новая шпиндельная бабка;

- спроектирована новая стойка, что позволило повысить жесткость станка;

- изменена кинематика коробки скоростей, что позволило обеспечить необходимые частоты вращения шпинделя для повышения производительности станка;

- спроектирован новый шпиндельный узел;

Проведенные мероприятия по модернизации станка обеспечили повышение производительности в 1,29 раза, снижение трудоемкости 29,39 %, снижение штучного времени с 1,34 мин до 1,04 мин. Экономия от снижения себестоимости составила 13332 руб./год, годовой экономический эффект 30338,45 руб./год.

Список использованных источников

1. В.Т. Полуянов Технологическая модернизация металлорежущих станков: – Свердловск: Уральский рабочий, 1961, - 370 с.

2. Альбом по проектированию приспособлений: Учеб. Пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов / Б.М. Базров, А.И. Сорокин, В.А. Губарь и др. – М.: Машиностроение, 1991.-121 с.

3. Станочные приспособления: Учеб. Пособие / А.Г. Схиртладзе, В.Ю. Новиков, Г.А. Мелетьев, Г.М. Бурков, В.А. Тимирязев, Е.Н. Трембач. – Йошкор-Ола: МарГТУ, 1998. - 170 с.

4. Чернов Н.Н. Металлорежущие станки: Учебник для машиностроительных техникумов.– М.: Машиностроение, 1978. - 389 с.

5. Справочник технолога-машиностроителя. В2-х т. Т.2/ Под ред.А.Г. косиловой и др. – М.: машиностроение, 1985. - 496с.

6. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения / Аверченков В.И. и др. – М.: Машиностроение, 1988.- 192 с.

7. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 1, П.-М.: Машиностроение, 1974. – 456 с.

8. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 1. - 8-е изд., перераб. и доп. / Под ред. И. Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001.- 920 с.

9. Абрамов К.Н., Белоновская И.Д., Глинская Н.Ю., Методические указания к курсовому проектрованию по технологии машиностроения. –ГОУ ОГУ: 1993.-25с.

10. Горошкин А.К. приспособления для металлорежущих станков: справочник. – М.: Машиностроение, 1979.- 303 с.

11. Бобровский А.В., Драчев О.И., Николаев С.В., Расторгуев Д.А., Схиртладзе А.Г., Коротков И.А., Шамов Н.П. Расчет и конструирование станочных приспособлений. Учебное пособие.- М.: Славянская школа, 2002.-190с.

12. Проектирование металлорежущих станков и станков и станочных систем: Справочник-учебник Т.2: Расчет и конструирование узлов и элементов станков/Под. ред. А.С. Проникова–М.: МГТУ им. Баумана; Машиностроение, 1995.-320с.

13. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х Т. Т.1./Ред. совет: Б.Н. Вардашкин и др.–М.: Машиностроение, 1984.-592с.

14. Обработка резанием, металлорежущий инструмент и станки: Учебник/ В.А. Гапонкин, Л.К. Лукашев, Т.Г. Суворова – М.: Машиностроение, 1990.-448с.

15. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т. 2. - 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001. - 912 с.

16. Антонюк В.Е. Конструктору станочных приспособлений.: Справ. Пособие. – Мн.: Беларусь, 1991. - 400 с.

17. Обработка металлов резанием : Справочник технолога /А.А. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Под общей редакцией Панова. –М.: Машиностроение, 1988. – 736 с.

18. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. /Ред. совет: Б.Н. Вардашкин и др. – М.: Машиностроение , 1984.- Т.2 /Под ред. В.Н. Вардашкина, А.А. Шатилова, 1984.- 656 с.

19. Конструкция шлифовальных станков: Учебник/Т.А. Альперович, К.Н. Константинов, А.Я. Шапиро.-М.: Высш. шк., 1989.-288с.

20. Бабин М.Б., Котов В.Ф. Методические указания к курсовой работе по организации производства. - Оренбург: ОГУ, 1997 - 49 с.

21. Охрана труда в электроустановках: Учебник для вузов / Под ред. Б.А. Князевского. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 287с.

22. Долина П.А. Справочник по технике безопасности. - М.: Энергия, 1993. - 149с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Кинематический расчет

Исходные данные

Наибольшая частота вращения выходного вала (об/мин)..... 2550

Наименьшая частота вращения выходного вала (об/мин)..... 11.2

Частота вращения вала двигателя привода (об/мин)......…… 1490/2940

Мощность двигателя привода ...........................…………….. 11/14

Знаменатель ряда......................................……………………. 1.26

Код типа коробки передач [коробка скоростей ---> 4 ] …… 4

[ коробка подач ---> 5 ]

Результаты расчета 1

Рекомендуемый конструктивный вариант:

3.0000, 2.0000, 2.0000, 2.0000,

Рекомендуемый кинематический вариант:

1.0000, 3.0000, 6.0000, 9.0000,

Результаты распределения характеристики всей цепи

по группам передач:

Характеристика всей цепи 20.8917

Характеристика 0 0.8917

Характеристика 1 4.0000

Характеристика 2 5.0000

Характеристика 3 5.0000

Характеристика 4 6.0000

Матрица передаточных чисел:

0 0.8138

1 0.3968 0.4999 0.6299

2 0.3149 0.6299

3 0.3149 1.2600

4 0.2499 2.0004

Матрица чисел зубьев:

0 22.00 18.00

1 56.00 22.00 52.00 26.00 48.00 30.00

2 57.00 18.00 46.00 29.00

3 57.00 18.00 33.00 42.00

4 72.00 18.00 30.00 60.00

Матрица частот вращения валов(об/мин):

Частота вращения входного вала коробки передач 1220.6528

Частота вращения второго вала коробки передач

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7