Дипломная работа: Исследование и проектирование червячной фрезы с комбинированной передней поверхностью

Коэффициент пульсации освещенности К-а—критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током.

Постоянство освещенности во времени достигается стабилизацией питающего напряжения, жестким креплением светильников, применением специальных схем включения газоразрядных ламп.

Следует выбирать оптимальную направленность светового потока, что позволяет в одних случаях рассмотреть внутренние поверхности деталей, в других— различить рельефность элементов рабочей поверхности.

На машиностроительных предприятиях, например, для освещения расточных станков применяют специальный светильник с оптической системой. Такой светильник направляет внутрь обрабатываемой полости концентрированный световой поток лампы. Образовавшееся световое пятно имеет освещенность до 3 тыс. лк и позволяет проводить контроль качества обработки, не останавливая станок.

Образование микротеней от рельефных элементов облегчает различение за счет повышения видимого контраста этих элементов с фоном. Этот метод повышения контраста используют при контроле пиломатериалов, при определении качества обработки поверхностей деталей на строгальных и фрезерных станках. Оказалось, что наибольшая видимость достигается при падении света на рабочую поверхность под углом 60° к ее нормали, а наихудшая — при 0°.

Следует выбирать необходимый спектральный состав света. Это требование особенно существенно для обеспечения правильной цветопередачи, а в отдельных случаях для усиления цветовых контрастов.

Правильную цветопередачу обеспечивают естественное освещение и искусственные источники света со спектральной характеристикой, близкой к солнечной. Для создания цветовых контрастов применяют монохроматический свет, усиливающий одни цвета и ослабляющий другие.

Все элементы осветительных установок—светильники, групповые щитки, понижающие трансформаторы, осветительные сети—должны быть достаточно долговечными, электробезопасными, а также не должны быть причиной возникновения пожара или взрыва. Обеспечение указанных условий достигается применением зануления или заземления, ограничением напряжения для питания местных и переносных светильников до 42 В и ниже (36, 24, 12 В), выбором оборудования, соответствующего условиям среды в помещениях, и защитой элементов осветительных сетей от механических повреждений при эксплуатации. Кроме того, необходимо уменьшить до минимума теплоту, выделяемую осветительной установкой, и шум.

Установка должна быть удобной и простой в эксплуатации, отвечать требованиям эстетики.

Расчет искусственного освещения в помещении.

Расчет ведем по [16].

Количество светильников определим по формуле:

по таблице 11 определяем минимальную освещенность рабочего места

Е=200 лк (малой точности, разряд V, подразряд б).

Коэффициент запаса для светильников выбираем по таблице 13:

К=1,5 (производственные помещения с небольшим содержанием пыли)

Выбираем значение коэффициента неравномерности освещенности:

Z=1,5

Из таблиц 14 и 15 подбираем тип лампы и мощность светового потока лампы. Тип лампы ЛД80, мощность 80 Вт, световой поток 4250 лм, средняя продолжительность горения 10000 часов.

Для определения коэффициента необходимо вычислить индекс помещения:

где b –ширина помещения

l –длина помещения

h –высота помещения.

i=5*10/2*(5+10)=1,67

Учитывая состав среды в помещении, подбираем тип светильника по таблице 16. Тип светильника – ОДР.

По таблицам 17 и 18 выбираем коэффициент использования светового потока, учитывая, что пол темный стены светлые потолок белый.

η=55.

Определим необходимое количество светильников:

То есть нам хватает десяти светильников. Их необходимо расположить равномерно по всей площади цеха.

Технические мероприятия.

Вредные вещества проникают в организм человека главным образом через дыхательные пути. Большинство этих веществ относится к опасным и вредным производственным факторам.

В процессе шлифовании и заточки «в сухую» образуется большое количество металлической и абразивной пыли, которая частично оседает в легких человека, приводя тем самым в тяжелым заболеваниям. Например, на ВАЗе, рабочие на шлифовальных станках получают самые большие надбавки за вредность работы.

Требуемое состояние воздуха рабочей зоны может быть обеспечено применением систем вентиляции. Вентиляция достигается удалением загрязненного или нагретого воздуха из помещения и подачей в него свежего воздуха. Вентиляция может быть естественной и с механическим побуждением, а также общеобменной и местной. Необходимо предусмотреть очистку воздуха от вредных веществ. Очистка воздуха может производиться как при подаче наружного воздуха в помещение, так и при удалении из него загрязненного воздуха.

Для очистки воздуха от твердых примесей применяют пыле- и туманоуловители. Для грубой и средней очистки применяют пылеуловители, действие которых основано на использовании для осаждения частиц пыли сил тяжести или инерционных сил (пылеосадительные камеры, циклоны, инерционные жалюзийные и ротационные пылеуловители). Для очистки приточного воздуха применяют электрофильтры.

Рабочих операторов для защиты глаз от механических повреждений следует снабдить защитными очками.

Вибрация и шум являются вредными производственными факторами в цеху, поэтому их необходимо уменьшать.

Основными методами борьбы с вибрациями машин и оборудования являются:

I.  Снижение вибраций воздействием на источник возбуждения (посредством снижения или ликвидации вынуждающих сил);

II.  Отстройка от режима резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющейся системы;

III.  Вибродемпфирование - увеличение механического ипмеданса колеблющихся конструктивных элементов путем увеличения диссипативных сил при колебаниях с частотами, близкими к резонансным (превращение колебательной энергии в тепловую);

IV.  Динамическое гашение колебаний;

V.  Изменение конструктивных элементов машин и строительных конструкций;

Виброизоляция. Этот способ защиты заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними, то есть вводится дополнительная упругая связь между вибрирующей машиной и основанием.

Широкое распространение, получила, так называемая активная виброзащита, которая предусматривает введение дополнительного источника энергии, осуществляющего обратную связь его от изолированного объекта к системе виброизоляции.

Шум на производстве наносит большой ущерб, вредно действуя на организм человека.

Методы борьбы с шумом следующие:

I.  уменьшение шума в источнике, применяя безударные способы изготовления;

II.  использование менее звонкого металла;

III.  использование косозубых колес вместо прямозубых;

IV.  использование пластмассовых деталей взамен металлических;

V.  установка звукоизоляции источника шума;

VI.  производство акустической обработки помещений.

Поэтому необходимо снабдить рабочий персонал звукоизолирующими наушниками.

Так же, при высокоскоростной обработке, в процессе шлифования мелкодисперсная стружка и кусочки изношенного абразива, вылетающие из зоны резания на большой скорости, могут нанести физический ущерб оператору или же могут попасть на электрические схемы станка, вызвать короткое замыкание и как следствие поражение персонала током. Для этого рекомендуется заграждение зоны резания щитом из полимерного стекла, а для предотвращения несчастных случаев связанных с действием тока необходимы следующие основные меры:

VII.  недоступность токоведущих частей;

VIII.  электрическое разделение сети;

IX.  применение малого напряжения;

X.  двойная изоляция.

Необходимо также предусмотреть защитное заземление, зануление, защитное отключение электроустановки в случае короткого замыкания.

Для того чтобы предотвратить поражение током наладчика необходимо предусмотреть в конструкции оградительных устройств схему выключающую оборудование при их открытии.

6.4 Антропогенное воздействие на окружающую среду и мероприятия по экологической безопасности

Во время работы автоматической линии образуются различные вредные отходы, которые могут сказаться неблагоприятно на атмосфере. Это прежде всего испарения из зоны резания, удаляемые вытяжной вентиляцией. Другим загрязнителем может служить вода с отходами после санитарной обработки цеха и станка.

Для защиты окружающей среды от выбросов в атмосферу металлической пыли разработан целый ряд пылеуловителей. Очистка воздуха от пыли может быть грубой, средней и тонкой. При грубой очистке воздуха задерживается крупная пыль размером частиц >50 мкм, при средней очистке задерживается пыль частиц до 50 мкм, а при тонкой - пыль с размером частиц менее 10 мкм.

Целесообразно перед подачей загрязненного воздуха в очистные сооружения пылинки укрупнять с помощью ультразвука. При воздействии на аэрозоли ультразвуковых колебаний мельчайшие пылинки приходят в колебательное движение, сталкиваются друг с другом и укрупняются. Более крупные пылинки задерживаются легче, поэтому целесообразно применять простые и дешевые пылеуловители циклонного типа или электрические фильтры, где осевшая пыль стряхивается с осадителя с помощью специального механизма и удаляется в бункер. Осажденные частицы жидкой пыли стекают в бункер самостоятельно. Опасность для окружающей среды может представлять только слив сточных вод. Сточные воды должны сбрасываться в канализацию, где предусматриваются решетки или решетки- дробилки, песколовки или пусковые площадки, усреднители, отстойники, нефтеловушки, гидроциклоны, биологические фильтры для очищения вод от твердых и жидких примесей и их сортировке. Вода не представляет собой опасности для окружающей среды, так как в промышленных условиях применяется система производственного водоснабжения с оборотным использованием воды, то есть вся отработанная вода подвергается охлаждению, очистке, обработке и дезинфекции, и снова используется на те же производственные нужды без сброса в водоем.

6.5 Обеспечение безопасности людей и функционального объекта, в чрезвычайных и аварийных ситуациях

Обеспечение пожаробезопасности является одной из важнейших задач охраны труда.

Основной причиной пожаров на машиностроительных предприятиях является нарушение технологического режима. Мероприятия, устраняющие причины возникновения пожара разделяются на: организационные, эксплуатационные, технические и режимные.

Организационные предусматривают правильную эксплуатацию машин, правильное содержание зданий, территории, противопожарный инструктаж.

Технические мероприятия - это соблюдение противопожарных правил, норм при устройстве оборудования, отопления, вентиляции и др.

Мероприятия режимного характера - это запрещение курения в не установленных местах и др.

Профилактика пожара может начинаться еще на стадии проектирования промышленных предприятий.

Для этого применяют огнестойкие, трудносгораемые, малодымные материалы. Повышают огнестойкость конструкций облицовкой и оштукатуриванием металлических конструкций. Для профилактики пожаров и скорому их ускорению способствует зонирование территории, которое, заключается в группировании при генеральной планировке предприятий в отдельные комплексы объектов, родственные по признаку пожарной опасности, располагая здание с повышенной опасностью с подветренной стороны.

Противопожарные разрывы делают для предупреждения распространения пожара с одного здания на другое. Для предупреждения распространения пожара в пределах здания сооружают противопожарнные преграды.

Для беспрепятственного покидания здания в случае пожара в здании обязательно предусматривают эвакуационные выходы, лестничные пролеты, обязательно должна быть инструкция о действии в случае пожара с указанием путей эвакуации.

В нашем случае класс пожароопасности цеха «В» со степенью огнестойкости “II”. Эваковыходы располагаются в двух местах в противоположных сторонах цеха. На стенах в двух местах рядом с эваковыходами располагаются огнетушители. С одной стороны применяем порошковый огнетушитель ОК-10. С другой стороны применяем углекислотный огнетушитель ОУ-2А. Также применяется спринклерная головка с системой подачи хладона 114В2. для установления возгорания на потолке установлены датчики дыма. Используются ионизационные датчики РИД-1.

В практике пожаротушения получили распространение следующие принципы:

I.  Изоляция очага горения от воздуха или снижение путем разбавления воздуха негорючими газами концентрации кислорода до значения, при котором не может происходить горение;

II.  Охлаждение очага горения ниже определенных температур;

III.  Интенсивное торможение скорости химической реакции в пламени;

IV.  Механический срыв пламени в результате воздействия на него сильной струи газа или воды;

V.  Создание условий огнепреграждения.

На случай пожара необходимо иметь подручные средства пожаротушения. К ним относятся в первую очередь огнетушители.

Огнетушители классифицируются на:

VI.  Химические пенные;

VII.  Углекислотные;

VIII.  Углекислотно - бромэтиловые;

IX.  Порошковые;

X.  Воздушно пенные;

XI.  Жидкостные.

Огнетушитель химический пенный, предназначен для тушения начинающихся пожаров твердых, жидких, и газообразных веществ и материалов.

Углекислотные огнетушители предназначены для тушения небольших загораний всех видов горючих материалов, а также электроустановок находящихся под напряжением.

Углекислотно - бромэтиловые огнетушители, типа ОУБ, пригодны для тушения твердых и жидких горючих веществ, а также находящихся под напряжением электроустановок.

Порошковые огнетушители, типа ОПС-10, предназначены для тушения небольших очагов загорания щелочных металлов.

Как правило, возникновение пожара в зданиях и сооружениях сопровождается выделением большого количества дыма, затемняющего помещения и затрудняющего условия эвакуации и тушения пожара. Кроме того, дым обладает удушающими свойствами.

Удаление газов и дыма из горящих помещений производится через оконные проемы, аэрационные фонари, а также с помощью специальных дымовых люков, легкосбрасываемых конструкций.

Для эффективного пожаротушения необходимо оборудовать автоматическую линию пожарной сигнализацией,

Одних огнетушителей может не хватить для тушения пожара в цехе, поэтому его следует оснастить собственной стационарной системой пожаротушения, причем в качестве средства для тушения принять порошок основе хлоридов натрия и калия. При пожаре она включится самостоятельно и предупредит дальнейшее возгорание.

6.6 Инженерные расчеты

Расчет количества воздуха для вентиляции помещения.

Кратностью воздухообмена К называется отношение воздухообмена, создаваемого в помещении, к внутреннему объему помещения.

K=L/V

Где: L – воздухообмен, м3/г;

V - объем помещения, м3, V=8540 м3;

Определение воздухообмена.

L=G/(X2-X1)

Где: X1 - концентрация СО2 в наружном воздухе, г/ч, X1=0,9;

Х2 - допустимая концентрация СО2 в воздухе помещения, г/ч,

Х2=1,5 г/ч;

G – содержание СО2 в наружном воздухе, г/м3, G=45 г/м3.

Подставляем исходные данные в формулы и получаем:

L=45/(1,5-0,9)=27 м3/г ,

К=27/8540=0,00316 .

Расчет защитного заземления.

Порядок расчета защитного заземления.

1. Указать напряжение, мощность электрооборудования V=380 В, My=5кВт.

2. Принять, в зависимости от напряжения нормированную величину сопротивления заземления Rm.

Принимаем Rm=4 Ом (для оборудования до 1000 В).

3. Дать схему контурного заземления и данные искусственных заземлителей, соединительного провода (полосы) грунта,

Грунт характеризуется удельным сопротивлением r:

Для песка r=7×102 Ом×м

Рис. 6.1.

m=2 м,

d=0,03 м,

l=0,5 м.

4. Определить сопротивление одиночного заземления R1, по формуле в зависимости от формы и расположения заземлителей в группе.

Стержневой круглого сечения (трубчатый).

Рис. 6.2.

где: Rm = 4 Ом - нормированная величина сопротивления заземления, R1 = 9,36 Ом - сопротивление одного заземления.

Подставляя значения в формулу, получим:

I.  Определить сопротивление соединительного провода (полосы).

Длина соединительного провода определяется по формуле:

lсп=1,05mn

где: m=2 м - расстояние между заземлителями,

n=3 шт - количество заземлителей.

lсп=1,05×2×3=6,3 ì .

d=0,5d=0,5×0,03=0,015 м,

Рис. 6.3.

7. Определить сопротивление защитного заземления.

R3<Rm условие выполняется.

Вывод.

Предложенные способы защиты от вредных производственных факторов позволят снизить уровень профессиональных заболеваний, улучшить воздух рабочей зоны, снизить травмоопасность и утомляемость рабочих.

Также, предложенные мероприятия по экологической безопасности позволяют улучшить состояние экологической среды, рабочего места и всего предприятия в целом.

Соблюдение правил пожарной безопасности и применение пожарной сигнализации совместно со стационарной системой пожаротушения, позволит снизить уровень возникновения пожаров, а при возникновении быстро его ликвидировать.

7. экономическая эффективность проекта

Краткая характеристика базового варианта.

Стандартная червячная фреза, например, применяемая на ВАЗе, неравномерно изнашивается, и имеет невысокий период стойкости. Это происходит по причине стесненных условий резания, в частности процесса стружкообразования, и неблагоприятной геометрии зуба фрезы.

Базовый вариант технологического процесса имеет ряд недостатков. Например, шлифование и заточка фрезы производится «в сухую» , то есть без СОЖ, что приводит, во-первых, к ухудшению условий труда рабочих, т.к. абразивная пыль оседает в легких и приводит к ряду тяжелых заболеваний, во-вторых, не всегда удается выдержать требования чертежа по качеству шероховатости поверхностного слоя рабочих поверхностей фрезы, то есть велика вероятность появления брака.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9